Problemy widoczności nieoświetlonych przeszkód w ruchu drogowym część I

Transkrypt

1 ALEKSANDROWICZ Piotr 1 Problemy widoczności nieoświetlonych przeszkód w ruchu drogowym część I WSTĘP Państwa Europy Centralnej i Wschodniej są już w Unii Europejskiej ponad 10 lat. Jednak poziom bezpieczeństwa ruchu drogowego w krajach członkowskich Unii nadal jest bardzo różny. Są kraje, które borykają się z wysokim zagrożeniem w ruchu drogowym. Spowodowane jest to brakiem rozwiązań systemowych oraz zaangażowania społeczeństw aby wywierać wpływ na zmiany w polityce bezpieczeństwa ruchu drogowego [11]. Mają tu również znaczenie istniejące dysproporcje społeczno-gospodarcze i kulturowe, ale również świadomość uczestników ruchu drogowego w zakresie istniejących zagrożeń i możliwości zmniejszania ryzyka zaistnienia wypadku drogowego. Te wyraźne dysproporcje poziomu ryzyka w ruchu drogowym w państwach Unii Europejskiej zilustrowano na poniższej mapie rysunek 1. Rys. 1.Wskaźnik demograficzny (liczba zabitych/100 tys. mieszkańców) w UE- rok 2013 [11]. Wartość ww. wskaźnika w RP wynosi 9, a średnia europejska wynosi około 5. Według danych Krajowej Rady Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego (KRBRD) rok 2013 nie przyniósł znaczącej poprawy i istnieje koniczność intensyfikowania działań na rzecz poprawy bezpieczeństwa ruchu drogowego w Polsce [11]. 1 Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Instytut Eksploatacji Maszyn i Transportu, ul. prof. Kaliskiego 7, Bydgoszcz, p.aleksandrowicz@utp.edu.pl, tel

2 1. WYBRANE DANE STATYSTYCZNE WYPADKÓW DROGOWYCH W ASPEKCIE ZDARZEŃ W WARUNKACH JAZDY NOCNEJ W roku 2013na terenie RP zaistniało wypadków, z czego wypadki z udziałem pieszych stanowiły 26% ich liczby ogółem. Interesująca jest przy tym struktura wypadków z tymi uczestnikami ruchu drogowego przy uwzględnieniu pory doby ich zaistnienia. W warunkach jazdy nocnej na drogach nieoświetlonych oraz o zmroku i o świcie zaistniały 5815 wpadki skutkujące 1130 ofiarami śmiertelnymi. Zestawienie danych w zakresie zaistniałych wypadków w zależności od warunków jazdy oświetlenia drogi przedstawiono poniżej na rysunku 2. Rys. 2.Zestawienie wypadków w zależności od warunków jazdy [11]. Kierując się praktyką stwierdzić należy, że zazwyczaj w warunkach jazdy nocnej do zderzenia z przeszkodą dochodzi, gdy nie jest ona oświetlona. W 2013roku na zlecenie Krajowej Rady Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego przeprowadzono badania postaw społeczeństwa wobec bezpieczeństwa ruchu drogowego [5].Dostateczna świadomość zagrożenia poruszania się pieszego po nieoświetlonej drodze bez elementów odblaskowych czy oświetlenia zewnętrznego wydawałaby się oczywista. Jednak dane wynikające z badań nie napawają już tak dużym optymizmem. Na rysunku 3 przedstawiono zachowania pieszych uczestniczących w ruchu drogowym. Rys. 3.Zachowaniapieszych będących uczestnikami ruchu drogowego [5]. Badania wykazały, że w większości piesi w ogóle nie przywiązują wagi do sygnalizowania swojej obecności na drodze w nocy. W zasadzie 70% pieszych nie używa urządzeń odblaskowych, a około 20% używa ich czasami. Dane te wskazują jak dużo jest jeszcze do zrobienia w kierunku promowania właściwych postaw pieszych i kształtowania świadomości tych uczestników 33

3 ruchu drogowego. Aktualnie ustawodawca wychodząc naprzeciw istniejącym zagrożeniom nałożył na pieszych poruszających się po drodze po zmierzchu poza obszarem zabudowanym obowiązek używania elementów odblaskowych w sposób widoczny dla innych uczestników ruchu, chyba, że porusza się on po drodze przeznaczonej wyłącznie dla pieszych lub po chodniku, co wynika z art. 11 ust. 4a znowelizowanej Ustawy Prawo o ruchu drogowym [13]. Przepis zaczął obowiązywać od 30 sierpnia 2014r stąd brak jest jeszcze oficjalnych danych umożliwiających ocenę skuteczności wprowadzonego rozwiązania. Rozpoczęte badania autora referatu w zakresie używania przez pieszych urządzeń odblaskowych nie wskazują, aby nastąpiła radykalna zmiana w zachowaniu pieszych i powszechne stosowanie przez nich wymaganych przepisami ruchu drogowego urządzeń odblaskowych. Równie niepokojące są dane w zakresie używania oświetlenia zewnętrznego i urządzeń odblaskowych przez rowerzystów. Na rysunku 4 zaprezentowano dane uzyskane w toku przywołanego wyżej badania KRBRD [5]. Rys. 4.Stosowanie urządzeń odblaskowych i oświetlenia roweru [5]. W zasadzie 50% rowerzystów nie stosuje urządzeń odblaskowych, a około 20% podczas jazdy w mroku nie używa oświetlenia zewnętrznego roweru. Stąd też pojawia się potrzeba kształtowania świadomości pieszych oraz rowerzystów w zakresie zagrożeń, które powstają w związku z poruszaniem się w warunkach jazdy nocnej nieoświetlonych przeszkód oraz problemu ich rozpoznania przez kierujących innymi pojazdami, co też zaprezentowano w artykule na tle przebiegu wypadku drogowego z udziałem nieoświetlonego pieszego prowadzącego rower. 2. WYPADKI W WARUNKACH OGRANICZONEJ WIDOCZNOŚCI Podczas analiz prowadzonych w toku rekonstrukcji wypadku drogowego jednym z trudniejszych problemów do rozwiązania jest ustalenie odległości, z jakiej może być dostrzeżona nieoświetlona przeszkoda podczas jazdy w nocy. Analizę dodatkowo utrudnia fakt, że proces widzenia i dostrzegania jest bardzo złożony. Ponadto w realnych warunkach ruchu drogowego w sytuacji zaistnienia wypadku na nieoświetlonej drodze dochodzi jeszcze element emitowania światła przez reflektory pojazdu nadjeżdżającego z przeciwka przy braku możliwości kontynuowania jazdy z włączonymi światłami drogowymi. Światła drogowe oświetlają drogę przed pojazdem silnym 34

4 strumieniem światła na bardzo dużą odległość i tym samym problem rozpoznania przeszkody w zasadzie nie istnieje. Natomiast zupełnie inne możliwości kierującego będą występować w sytuacji, gdy kontynuuje on jazdę z włączonymi światłami mijania. Od strony fizykalnej możliwości dostrzegania zależą od czterech głównych czynników [6]: rodzaju urządzeń (reflektorów) emitujących światło; koloru i rodzaju przeszkody oraz tła; warunków atmosferycznych; cech osobniczych kierującego. W artykule podjęto problem dostrzegania przeszkód w światłach mijania. Niezależnie od konstrukcji reflektora cechą charakterystyczną emitowanego światła przy włączonych światłach mijania jest jego rozproszenie w taki sposób, aby na jezdni przed pojazdem tworzyła się plama świetlna o niesymetrycznym kształcie. Jest ona wydłużona po prawej stronie, a po stronie lewej krótsza dla minimalizowania oślepiania kierowców nadjeżdżających z przeciwka. Poniżej na rysunku 5 zaprezentowano uśrednione parametry plamy świetlnej świateł mijania w widoku z góry. Rys. 5.Uśrednione rozmiary wiązki świetlnej świateł mijania pojazdu [8]. Zauważenie przeszkody wymaga zaistnienia kontrastu pomiędzy obiektem, a tłem, na jakim się on pojawia. W nocy kontrast jasności jest warunkiem koniecznym i tym samym, aby przeszkoda została zauważona musi być ona jaśniejsza lub ciemniejsza od tła. Nie bez znaczenia w procesie widzenia szczególnie w nocy mają warunki atmosferyczne. Deszcz wywołuje kilka niekorzystnych zjawisk wpływających na pogorszenie możliwości zauważenia nieoświetlonej przeszkody. Mokra nawierzchnia jezdni zmienia barwę na dużo ciemniejszą, co ma wpływ na kontrast. Pojawiają się również nieregularności w rozkładzie wody na jezdni, a od jej warstwy odbijają się promienie światła reflektorów pojazdów. Krople deszczu na szybie powodują powstania dodatkowych źródeł światła w szczególności, gdy nadjeżdża pojazd z przeciwka. Wyniki badań wskazują, że w przypadku pojawienia się pojazdu nadjeżdżającego z przeciwka spadek odległości dostrzegania osiąga nawet 40-50% [6]. Również niekorzystny na proces widzenia ma wpływ śnieg i mgła. W padających płatkach śniegu następuje silne zjawisko odbijania światła. Wzrasta przez to ilość światła pochodzącego z reflektorów pojazdu, które wraca do oka kierowcy. Mgła natomiast ogranicza dobre przenikanie światła zmniejszając odległość dostrzegania przeszkody. Składa się ona, bowiem z kropel wody zawieszonych w powietrzu, które tworzą wypukłe zwierciadła powodujące rozpraszanie promieni świetlnych i ograniczają ich przenikanie w głąb. We mgle następuje również silne odbijanie światła własnych reflektorów pojazdu. Podczas jazdy w nocy, jeśli pojawia się źródło światła w polu widzenia kierowcy to rozproszenie promieni świetlnych w gałce ocznej może powodować u kierującego tak zwane zjawisko olśnienia. Koniecznym jest wówczas jaśniejsze oświetlenie przeszkody światłem reflektorów pojazdu, co powoduje skrócenie odległości, w jakiej kierowca może rozpoznać przeszkodę. Stopień olśnienia wzrasta wraz z przybliżaniem się pojazdu nadjeżdżającego z przeciwka. Ograniczenie zdolności postrzegania osiąga maksimum bezpośrednio przed wyminięciem pojazdów, gdy ich wzajemna odległość wynosi około 25m, a mokra nawierzchnia jezdni jeszcze bardziej potęguje zjawisko olśnienia kierowcy [7]. Zwrócić przy tym uwagę należy, że po wyminięciu się pojazdów oczy kierowcy nie uzyskują natychmiastowego stanu widzenia jak przed olśnieniem. Konieczna jest, bowiem adaptacja wzroku, która następuje w czasie około 1-5s w zależności od stopnia olśnienia i wieku kierowcy [7]. 35

5 3. WIDOCZNOŚĆ ŚWIATEŁ ODBLASKOWYCH I TABLIC WYRÓŻNIAJACYCH Mając na uwadze wskazane powyżej niekorzystne czynniki i zjawiska powodujące skrócenie odległości, z jakiej kierujący w nocy w światłach mijania pojazdu może dostrzec nieoświetloną przeszkodę używanie przez uczestników ruchu drogowego urządzeń odblaskowych niewątpliwie powoduje podwyższenie poziomu bezpieczeństwa. Na jezdni suchej i mokrej o nawierzchni asfaltowej, a także na śniegu sprawne i czyste urządzenie ( światło ) odblaskowe przy dobrej przejrzystości powietrza i oświetleniu światłami mijania pojazdu dostrzegalne jest z odległości m. Zmniejszenie odległości zauważenia urządzeń odblaskowych powodują światła pojazdu nadjeżdżającego z przeciwka [6]: 80-88m jeżeli żaden pojazd nie nadjeżdża z przeciwka; 60-63m jeżeli pojazd jedzie z przeciwka (jezdnia sucha); 42-47m jeżeli pojazd jedzie z przeciwka (jezdnia mokra). Na odległość dostrzeżenia urządzenia odblaskowego najważniejszy wpływ mają następujące czynniki [7,12]: zabrudzenie zewnętrzne, które w zależności od intensywności może doprowadzić do całkowitego zaniku właściwości odbijania promieni świetlnych; rodzaj użytego tworzywa; wysokość umieszczenia urządzenia odblaskowego nad jezdnią oraz położenie kątowe. Obowiązujące przepisy nie nakładają wymagań na urządzenia odblaskowe w zakresie ich widoczności przy oświetleniu światłami mijania pojazdu. W praktyce najprostszym sposobem zweryfikowania sprawności urządzenia odblaskowego jest jego oświetlenie światłem latarki bezpośrednio na miejscu zdarzenia. Na rysunku 6 zaprezentowano wskazany wyżej sposób zweryfikowania sprawności urządzenia odblaskowego roweru bezpośrednio na miejscu wypadku. Rys. 6.Przykład weryfikacji sprawności urządzenia odblaskowego [źródło własne]. 4. UPROSZCZONY MODEL ZAUWAŻANIA W warunkach jazdy nocnej przeszkoda staje się dostrzegalna, gdy znajdzie się w zasięgu opadającego strumienia światła, który oświetlił ją na wysokość nie mniejszą niż około 25-30cm od poziomu nawierzchni jezdni.odległość od pojazdu, w której przeszkoda zostanie oświetlona na ww. minimalną odległość opisana jest wzorem[4]: hr hp Swr Swt (1) hr gdzie: h r wysokość położenia osi reflektorów nad jezdnią; h p minimalna wysokość oświetlenia przeszkody; S wt odległości od przodu samochodu do przeszkody w chwili, gdy znalazła się ona na linii granicznej pola o natężeniu 10lx. Mieć na uwadze należy, że dla oszacowanejodległości, w jakiej kierujący miałby możliwość zauważenia nieoświetlonej przeszkody w nocy jadąc z włączonymi światłami mijania uwzględnić 36

6 Cybid V-SIM CYBID sp.j. Licencja numer 77FB96D2 dla Almot-Ekspert dr inż. Piotr J. Aleksandrowicz, Niemcz również należy omówione wcześniej zjawiska mogące wpływać na pogorszenie możliwości dostrzeżenia przez kierującego przeszkody, aniżeli wynikająca z ww. obliczeń analitycznych. Na rysunku 7 przedstawiono omówione wyżej parametry we wzorze 1. Rys. 7.Teoretyczny bieg promieni świateł mijania do wzoru 1 [opracowanie własne] Przeszkoda w czasie, gdy znajdzie się w strumieniu świateł reflektorów staje się widoczna dla kierującego po oświetleniu jej na ww. minimalna wysokość, ale możliwość zauważenia przeszkody determinowana jest również jej ruchem. Jeśli następuje przypadek złożonego ruchu samochodu i przeszkody to dla oszacowania odległości, w jakiej kierujący miałby możliwość jej zauważenia należy przeprowadzić procedurę polegającą na [4]: ustaleniu prędkości pojazdu oraz przeszkody, jeśli wektor prędkości przeszkody nie jest prostopadły do wektora prędkości samochodu to należy rozłożyć go na dwie składowe wzdłuż osi X i Y i obliczyć kąt α z zależności: Vpy arctg (2) V gdzie: V py składowa prostopadła wektora prędkości przeszkody względem kierunku jazdy pojazdu; V S prędkość pojazdu. naniesieniu na wiązce plamy świetlnej prostej przechodzącej przez miejsce uszkodzeń pojazdu powstałych podczas zderzenia pod ww. kątem αod przodu samochodu do przeszkody w chwili, gdy znalazła się ona na linii granicznej pola o natężeniu 10lx; obliczeniu odległości S wr według wzoru 1; obliczeniu odległości, jaką dysponował kierujący na podjęcie manewrów obronnych ze wzoru 3: V s Ss Swr (3) V V gdzie: V px składowa równoległa wektora prędkości przeszkody względem kierunku jazdy pojazdu; V S prędkość pojazdu; S wr jw. Jeśli tor ruchu przeszkody następuje w kierunku przeciwnym do kierunku jazdy samochodu we wskazanym wyżej wzorze 3 stosuje się znak plus, a jeżeli jest on zgodny z kierunkiem jazdy pojazdu należy zastosować znakminus. Jednocześnie zwrócić uwagę należy, że w przypadku toruruchu przeszkody po torze prostopadłym do kierunku jazdy pojazdu składowa równoległa ma wartość zero i wówczas odległość, jaką dysponował kierujący na podęcie działań obronnych odpowiada oszacowanej według wzoru STUDIUM PRZYPADKU BADANIA WŁASNE hr Swr Przeprowadzona analiza wskazuje, że rozpoznanie nieoświetlonej przeszkody następuje zazwyczaj zodległości mniejszej niż to wynika z teoretycznego zasięgu światełmijania, które to zgodnie zprzepisami powinny oświetlać drogę przed pojazdem na odległość, co najmniej 45m. Poniżej obliczono odległość, w jakiej kierujący w zaistniałej konkretnej sytuacji drogowej mógł podjęć działania obronne celem uniknięcia zderzenia oraz zaprezentowano symulację zatrzymania pojazdu przy wykorzystaniu programu V-SIM3 i bazy danych Ratschbacher AutoView na przykładzie Swt s s hp px 37

7 rzeczywistego wypadkupolegającego na zderzeniu nieoświetlonego pieszego prowadzącego rower [9,10]. Na rysunku 8 zaprezentowano pojazdy biorące udział w wypadku. Rys. 8.Obiekty badań [źródło własne]. W analizie przyjęto następujące obiekty badań i warunki ruchu: masa pieszegoz rowerem 83kg, bezpośrednio przed zderzeniem zatrzymanie; pojazd Toyota Corolla, jadący z oszacowaną prędkością 69km/h [1]; jezdnia asfaltowa mokra, o 2 pasach ruchu i mająca szerokość 7,5m; warunki jazdy nocnej, pierwszy i rower bez oświetlenia, przeszkoda nieoczekiwana; niezbędna minimalna wysokość oświetlenia pieszego 25cm. Na rysunku 9 zaprezentowano oszacowaną wysokość osi reflektorów samochodu nad jezdnią, którą ustalono na podstawie wyskalowanej sylwetki tego samochodu z bazy danych Ratschbacher AutoView w związku z brakiem pomiaru tego parametru bezpośrednio na miejscu wypadku. Rys. 9. Oszacowane położenie osi reflektorów pojazdu nad jezdnią [opracowanie własne]. Dalej ustalono odległość od przodu samochodu, kiedy pieszy znalazł się na linii granicznej pola o natężeniu 10lx. Odległość ta wynosi około 49,4m oznaczono na rysunku 10 sylwetką barwy żółtej. Następnie posługując się wzorem 1 obliczono odległość, w jakiej kierujący pojazdem mógł rozpoznać nieoświetlonego pieszego. Odległość ta wynosi około 32m (oznaczenia w kolorze czerwonym). Na rysunku 10zaprezentowano wyniki obliczeń w formie graficznej na szablonie wiązki promieni świetlnych emitowanych przez reflektory samochodu Toyota z włączonymi światłami mijania. 38

8 Rys. 10. Odległość rozpoznania przeszkody w światłach mijania [opracowanie własne]. Na rysunku 11 przedstawiono rezultaty symulacji oceny możliwości zatrzymania pojazdu Toyota w odniesieniu do oszacowanej odległości, jaką kierowca dysponował na zatrzymanie po rozpoznaniu pieszego w światłach mijania pojazdu. Kierowca mając do dyspozycji 32m na zatrzymanie samochodu i prawidłowo reagując po rozpoznaniu pieszego w światłach mijania swego samochodu nie miał możliwości uniknięcia wypadku i dochodzi do zderzenia [2]. Rys. 10.Ocena możliwości zatrzymania pojazdu przed przeszkodą [opracowanie własne]. WNIOSKI Przeprowadzona analiza oraz obliczenia prowadzą do następujących wniosków: rzeczywista odległość, w jakiej kierujący może rozpoznać podczas jazdy w nocy nieoświetloną przeszkodę jest znacznie krótsza od powszechnie przyjmowanej odległości wynikającej z zasięgu świateł mijania; pojazd Toyota jadący prędkością początkową 69km/h przy uwzględnieniu reakcji kierującego jak na przeszkodę nieoczekiwaną (~1,4s)zderza się z pieszym z prędkością około 65km/h; odległość 32m jaką kierowca Toyoty dysponował na zatrzymanie pojazdu jest zbyt krótka, całkowita droga zatrzymania Toyoty wyniosłaby około 61m; jeśli pieszy miałby sprawne urządzenie odblaskowe mógłby być rozpoznany z odległości m i tym samym kierowca miałby możliwość zatrzymania pojazdu, a nawet, jeśli doszłoby do zderzenia to ze znacznie mniejszą prędkością kolizyjną, co mogłoby przełożyć się zmniejszenie skutków wypadku [3]; używanie zewnętrznego oświetlenia lub urządzeń odblaskowych przez pieszych niewątpliwie zwiększa bezpieczeństwo, a możliwości zastosowanego programu symulacyjnego V-SIM3 pozwalają na realizację wizualizacji wypadków (2/3D) w zależności od potrzeb i treści kampanii informacyjnychoraz edukacyjnych. Streszczenie W artykule przedstawiono problem widoczności nieoświetlonych przeszkód w światłach mijania pojazdu oraz możliwości kierującego w zakresie uniknięcia wypadku lub złagodzenia jego skutków. Odległość, z jakiej kierujący podczas jazdy w nocy może rozpoznać przeszkodę w światłach mijania jest znacznie krótsza od powszechnie przyjmowanej długości zasięgu tych świateł. Rezultaty analizy potwierdzają bezspornie, że używanie przez pieszych sprawnych urządzeń odblaskowych w sposób istotny przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa. Zaprezentowane w artykule rezultaty obliczeń oraz symulacji mogą stanowić elementy kampanii informacyjnych, edukacyjnych oraz działań na rzecz poprawy bezpieczeństwa i kształtowania właściwych postaw uczestników ruchu drogowego. 39

9 Słowa kluczowe: bezpieczeństwo pieszych, wypadki w warunkach jazdy nocnej, nieoświetlone przeszkody Problems of the visibility of unlit obstacles to the road traffic part I Abstract In the article a problem of the visibility of unlit obstacles to dipped headlights of the vehicle was presented and possibilities of the driver in avoiding an accident or cushioning his effects. The distance from which the driver during the ride at night can recognize the obstacle to dipped headlights is much shorter than the universally accepted length of the reach of these lights. Results are confirming analyses indisputably that using by pedestrians fluorescent devices in working order in the significant way is contributing to the improvement in the safety. Results presented in the article of calculations and the simulation can constitute elements of information campaigns, educational and of action for the improvement in the safety and the forming of real conducts of road users. Keywords: safety of pedestrians, accidents in conditions of the night ride, unlit obstacles BIBLIOGRAFIA 1. Aleksandrowicz P., Metody szacowania prędkości kolizyjnej pojazdu w zderzeniu z pieszym część I, Logistyka 6/2014, Poznań Aleksandrowicz P., Landowski B., Analiza zdarzenia drogowego w aspekcie zachowania zasad bezpieczeństwa w ruchu drogowym. Logistyka 6/2013, Poznań Aleksandrowicz P., Biomechanika w analizie wypadków drogowych. Wydawnictwa Uczelniane UTP, Bydgoszcz Kończykowski W., Odtwarzanie i analiza wypadku drogowego. Info-Ekspert Sp.z o.o. Warszawa Postawy społeczeństwa względem bezpieczeństwa ruchu drogowego, (dostęp: ). 6. Praca zbiorowa, Wypadki drogowe. Vademecum biegłego sądowego. IES Kraków Praca zbiorowa,. Problematyka prawna i techniczna wypadków drogowych. IES Kraków Prochowski L., Unarski J., Wach W., Wicher J. Pojazdy samochodowe. Podstawy rekonstrukcji wypadków drogowych. WKŁ Warszawa Program AutoView, Baza danych sylwetek pojazdów, (dostęp: ). 10. Program V-SIM3, (dostęp: ). 11. Stan bezpieczeństwa ruchu drogowego oraz działania realizowane w tym zakresie w roku 2013, (dostęp: ). 12. Stankowski E., Żbikowski P., Badania widoczności odblaskowych trójkątów ostrzegawczych oświetlonych światłami mijania, Zbiór Referatów Instytutu Ekspertyz Sądowych, Kraków Ustawa Prawo o ruchu drogowym (ze zmianami), (dostęp: ). 40