WYNIKI BADANIA CZASU REAKCJI KIEROWCÓW PODNO NIKOWYCH WÓZKÓW JEZDNIOWYCH CZO OWYCH W SYTUACJI ZAGRO ENIA KOLIZJ

Transkrypt

1 PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 96 Transport 2013 Antoni Saulewicz Centralny Instytut Ochrony Pracy Pa stwowy Instytut Badawczy WYNIKI BADANIA CZASU REAKCJI KIEROWCÓW PODNO NIKOWYCH WÓZKÓW JEZDNIOWYCH CZO OWYCH W SYTUACJI ZAGRO ENIA KOLIZJ R kopis dostarczono, kwiecie 2013 Streszczenie: Podano metod badania czasu reakcji kierowców podno nikowych wózków jezdniowych czo owych w sytuacji zagro enia kolizj z pieszym z zastosowaniem symulatora podno nikowego wózka jezdniowego. Podano rozk ad warto ci czasów reakcji 20 kierowców wózków uczestników bada. Omówiono znaczenie czasu reakcji kierowcy w aspekcie bezpiecze stwa ruchu wózków. Podano wyniki analizy korelacji mi dzy czasem reakcji uczestników bada a czasem ryzyka. S owa kluczowe: kierowca podno nikowego wózka jezdniowego, zagro enie kolizj, badanie czasu reakcji. 1. WST P Publikacja niniejsza jest wynikiem realizacji trzeciego etapu projektu badawczego nr 04.A.29 pt. Badania i opracowanie rozwi za organizacyjnych zmniejszaj cych ryzyko wypadkowe wynikaj ce z ruchu podno nikowych wózków jezdniowych w transporcie wewn trzzak adowym w ramach programu wieloletniego pn. Poprawa bezpiecze stwa i warunków pracy realizowanego w CIOP-PIB w latach Tytu trzeciego etapu: Badanie skutków ruchu podno nikowych wózków jezdniowych z ró nymi pr dko ciami z zastosowaniem symulatora podno nikowego wózka jezdniowego.

2 370 Antoni Saulewicz 2. WPROWADZENIE Jednym z istotnych czynników, od którego zale y poziom ryzyka podczas u ytkowania wózków w transporcie wewn trzzak adowym, jest prawid owa organizacja ruchu wózków w tym transporcie. Akceptacj takiego pogl du mo na znale ju w zaleceniach rz dowych w Australii [1]. Do opracowania prawid owej organizacji tego ruchu jest niezb dna znajomo tak e ca kowitej drogi zatrzymania wózka przy ró nej jego pr dko ci. Znajomo ca kowitej drogi zatrzymania wózka jest niezb dna równie dla kierowców wózków, a tak e dla osób pieszych poruszaj cych si w obszarze ruchu wózka po to, aby nie stwarza w ruchu sytuacji zagro enia kolizj, uwidocznionej przyk adowo na rysunku 1. Rys. 1. Przyk ad sytuacji zagro enia kolizj w transporcie wewn trzzak adowym Wed ug danych UDT [2], w Polsce w roku 2011,w kolizjach, bardzo powa nych urazów dozna o pi osób. Z szacunkowych danych z USA [3] wynika, e co roku w USA w oko o 18 % wypadków z udzia em wózków, ma miejsce kolizja wózka z pieszym. Z powy szego wynika, e stworzenie warunków umo liwiaj cych unikanie powstawania sytuacji zagro enia kolizj jest spraw istotn dla zachowania bezpiecze stwa. Mo na to osi gn zarówno za pomoc rozwi za organizacyjnych, jak i kszta tuj c wiadomo uczestników ruchu w transporcie wewn trzzak adowym, w tym umo liwiaj c poznanie ca kowitej drogi zatrzymania wózka przy ró nej jego pr dko ci. Na rysunku 2 zilustrowano sk adniki ca kowitej drogi zatrzymania S z wózka, w funkcji czasu t, od

3 Wyniki badania czasu reakcji kierowców podno nikowych wózków jezdniowych 371 momentu dostrze enia przeszkody przez kierowc wózka. Symbole wyst puj ce na rysunku 2 oznaczaj : t rk - czas reakcji kierowcy wózka, mierzony od chwili pojawienia si przeszkody do chwili rozpocz cia wywierania nacisku na peda hamulca g ównego wózka, w sekundach; t rw czas reakcji uk adu hamulcowego, w sekundach; t n czas rozwini cia pe nej mocy przez uk ad hamulcowy, w sekundach; a opó nienie w ruchu wózka podczas hamowania, w m/s 2 ; a h opó nienie wózka w czasie intensywnego hamowania hamulcem g ównym, w m/s 2 ; S rk droga przebyta przez wózek w czasie t rk, w metrach; S h droga hamowania wózka za pomoc hamulca g ównego, w metrach; S z ca kowita droga zatrzymania wózka, b d ca sum S rk +S h, w metrach. Rys. 2. Sk adniki ca kowitej drogi zatrzymania S z wózka w funkcji czasu t Sk adow S rk ca kowitej drogi zatrzymania w tym przypadku mo na okre li ze wzoru S rk = V o x t rk [m] (1) w którym V o [m/s] jest pr dko ci pocz tkow wózka w momencie zdj cia stopy z peda u gazu. Sk adow S h mo na obliczy ze wzoru S h = V o (t rw + t n /2) + V 2 0/2a h [m] (2) W przypadku redniej wielko ci wózków (np. Still RX50), przyjmuj c np. za producentem wózka, drog hamowania S h = 1,9 m przy V o = 12 km/h, oraz przyjmuj c z do wiadczenia t rw = 0,25 s, za t n = 0,2 s, mo na obliczy a h, a nast pnie wzór na S h zapisa w postaci S h = 0,35 V 0 + V 0 2 /15,0972 (3)

4 372 Antoni Saulewicz 3. PROBLEM BADAWCZY Problemem badawczym jest okre lenie czasu reakcji t rk kierowcy wózka w warunkach ruchu w przypadku pojawienia si przeszkody na drodze. Celem poznania t rk w takich warunkach jest okre lenie tych warto ci t rk,, które nale y zastosowa do obliczenia drogi S rk w aspekcie bezpiecze stwa w transporcie wewn trzzak adowym oraz w planowaniu organizacji transportu wewn trzzak adowego. Bez znajomo ci t rk kierowcy wózka nie mo na okre li sk adowej S rk ca kowitej drogi zatrzymania wózka. W dost pnej literaturze krajowej brak jest danych dotycz cych czasu reakcji kierowców wózków podno nikowych okre lanych w takich sytuacjach. W aspekcie poznawczym interesuj ca jest relacja mi dzy t rk a czasem ryzyka ttc [4]. ttc jest to czas, mierzony od chwili dostrze enia przeszkody przez kierowc do chwili ewentualnej kolizji z ni. Jest to czas, który mo e by wykorzystany przez kierowc do dzia a maj cych na celu unikni cie kolizji. W tym przypadku ttc mo na obliczy ze wzoru ttc = d/v 0 [s] (4) w którym d [m] - jest odleg o ci przeszkody od wózka; V 0 [m/s] - jest pr dko ci wózka w momencie dostrze enia przeszkody przez kierowc. 4. METODA BADAWCZA Badanie czasu reakcji kierowców wózka przeprowadzono z zastosowaniem symulatora wózka podno nikowego w CIOP-PIB. Symulator ten zilustrowano na rysunku 3. Jest to symulator zbudowany w technice rzeczywisto ci mieszanej, tzn. rodowisko, w którym porusza si wózek, jest generowane komputerowo, natomiast wszystkie elementy sterownicze s identyczne jak w podno nikowym wózku czo owym Still RX 50. Wzd u drogi wózka w rodowisku wirtualnym umieszczono cztery pary postaci wirtualnych, z których ka da jest uaktywniana w sposób losowy. Podczas ruchu wózka w rodowisku wirtualnym jedna posta z ka dej z 4 par w sposób nieoczekiwany dla kierowcy wkracza na drog przed wózkiem, stwarzaj c sytuacj zagro enia kolizj. Na rysunku 3c) przedstawiono jedn par wirtualnych postaci. Symbol d ilustruje odleg o od ko ców wide wózka, do wybranej postaci wirtualnej, w jakiej posta ta, je li jest uaktywniona, wkroczy na jezdni przed wózkiem. System akwizycji danych symulatora rejestruje, która posta wirtualna wkroczy a na drog wózka i w jakiej odleg o ci d od wózka, czas t rpg, po up ywie którego, od wkroczenia postaci wirtualnej na jezdni, kierowca zdj nog z peda u gazu, czas t rph jaki up yn od chwili zdj cia nogi z peda u gazu do chwili zadzia ania si nacisku na peda hamulca wózka. Peda y gazu i hamulca s uwidocznione na rysunku 3b). Suma t rpg i t rph stanowi t rk. System akwizycji danych rejestruje równie pr dko, z jak porusza si wózek w chwili zdejmowania nogi z peda u gazu, czy zaistnia a kolizja z pieszym (w uk adzie 0,1, tzn. 1 kolizja mia a miejsce). Rejestrowane s tak e b dy kierowcy równie te w postaci zdj cia nogi z peda u gazu przed

5 Wyniki badania czasu reakcji kierowców podno nikowych wózków jezdniowych 373 wkroczeniem postaci wirtualnej na drog wózka oraz nie naci ni cie na peda hamulca w sytuacji kolizyjnej. Dane zarejestrowane z takimi b dami nie by y analizowane. b) 1 peda hamulca 2- peda gazu c) Postacie wirtualne wzd u drogi wózka w rodowisku wirtualnym a) 1 -infohe m, 2 - monitor Rys. 3. Symulator podno nikowego wózka jezdniowego w CIOP-PIB W artykule przedstawiono g ówne wyniki bada 20 kierowców wózków w wieku od 23 lat do 54 lat, przy czy 17 osób by o w wieku od 23 do 40 lat, jedna osoba - w wieku 42 lat, jedna osoba w wieku 49 lat i jedna osoba - w wieku 54 lat. Kierowcy je dzili z pr dko ci 5 km/h, 6 km/h, 8 km/h, 10 km/h i 12 km/ h przez pi dni oko o 1h dziennie, przy czym wyników pierwszego dnia nie analizowano ze wzgl du na konieczno poznania rodowiska wirtualnego przez kierowców i ich adaptacji do tego rodowiska. 5. G ÓWNE WYNIKI BADA I ANALIZ W tablicy 1 przedstawiono statystyki analizowanych zmiennych. Statystyki analizowanych zmiennych dla ca ej grupy kierowców Zmienna ttc t rk t rph V 0 d [s] [s] [s] [m/s] [m] N- liczba danych rednia 2,1169 0,6619 0,4527 0,2092 2,3380 4,767 Odchylenie standardowe 0, , , , , ,0566 Minimum 1,38 0,24 0,08 0,00 1,13 2,7 Maksimum 4,96 1,60 1,28 1,16 3,34 6,4 t rpg [s] Tablica 1

6 374 Antoni Saulewicz W tablicy 2 przedstawiono rozk ad zmierzonych warto ci czasów reakcji t rk 20 kierowców. Warto t rk [s] Cz sto wyst pienia [liczba] Rozk ad zmierzonych warto ci t rk Procent od liczby ogó em Warto t rk [s] Cz sto wyst pienia [liczba] Procent od liczby ogó em 0, ,2 0, ,2 0, ,4 0, ,7 0, ,5 0, ,7 0, ,6 0, ,0 0, ,1 1,00 3 0,04 0, ,8 1, ,1 0, ,8 1,08 7 0,1 0, ,2 1, ,3 0, ,1 1,16 1 0,01 0, ,7 1,20 1 0,01 0, ,2 1,28 6 0,1 0, ,1 1,36 1 0,01 0, ,3 1,40 1 0,01 0, ,2 1,56 1 0,01 0, ,6 1,60 1 0,01 Tablica 2 Zawarte w tablicy warto ci t rk wi ksze ni 1,28 s nie dotycz osób starszych. Wyniki zawarte w tablicy 2 wskazuj na mo liwo znacznego wp ywu t rk na bezpiecze stwo w transporcie wewn trzzak adowym, jak to wynika z dalej przytoczonych prostych oblicze. Przyjmuj c np. t rk równe 1,28 s i korzystaj c ze wzoru (1), w przypadku V 0 = 6 km/h, mo na obliczy S rk jako równe 2,14 m. Korzystaj c ze wzoru (3) mo na obliczy S h jako równe 0,77 m. Oznacza to, e S z w tym przypadku wynosi 2,91 m, za S rk jest 2,7 razy wi ksze od drogi hamowania S h. Podobnie post puj c w przypadku t rk = 1,56 s i pr dko ci V 0 = 12 km/h mo na obliczy S rk jako równe 5,2 m, za S h jako równe 1,9 m, a S z jako równe 7,1 m, przy czym S rk jest 2,7 razy wi ksze ni S h. Z tych przyk adów wida, e wp yw czasu reakcji t rk na bezpiecze stwo mo e by znacznie wi kszy ni drogi hamowania S h WYNIKI ANALIZY KORELACJI MI DZY CZASEM REAKCJI t rk A CZASEM RYZYKA t tc Z u yciem programu komputerowego SPSS wersja 11.5 analizowano korelacj mi dzy t rk a ttc w odniesieniu do wyników wszystkich uczestników bada ogó em oraz ka dego uczestnika oddzielnie. Stosowano nast puj ce poziomy istotno ci korelacji: p<0,01 - istotno statystyczna; 0,01<p<0,05 - tendencja statystyczna; p>0,05 - brak istotno ci statystycznej.

7 Wyniki badania czasu reakcji kierowców podno nikowych wózków jezdniowych 375 W tablicy 3 przedstawiono wyniki korelacji mi dzy t rk a ttc dla ca ej grupy 20 osób. Wyniki analizy korelacji mi dzy t rk a ttc dla ca ej grupy 20 osób Wyszczególnienie Warto Liczba analizowanych warto ci t rk 8038 Liczba analizowanych warto ci ttc 8038 Warto wspó czynnika korelacji Pearsona 0,251 Poziom istotno ci dwustronnej p<0,01 Tablica 3 Analizuj c ka d z dwudziestu osób oddzielnie okaza o si, e w przypadku 18 osób równie istnieje istotna statystycznie korelacja mi dzy tymi wielko ciami, za w przypadku dwóch osób (w wieku 33 i 37 lat) wyst pi brak istotno ci statystycznej tej korelacji (w przypadku jednej osoby p = 0,055, a przypadku drugiej osoby p = 0,1360) PORÓWNANIE WYNIKÓW DOTYCZ CYCH SYTUACJI ZAGRO ENIA, KTÓRE MIA Y MIEJSCE BEZ KOLIZJI I Z KOLIZJ Z u yciem programu komputerowego SPSS wersja 11.5 analizowano wyniki dotycz ce sytuacji zagro enia, które mia y miejsce z kolizj i bez kolizji w aspekcie istotno ci ró nic trk i ttc. W tablicy 4przedstawiono odpowiednie statystyki dotycz ce t rk i ttc. Tablica 4 Statystyki dotycz ce t rk i ttc w sytuacjach zagro enia, które mia y miejsce bez kolizji i z kolizj SYTUACJA Bez kolizji Z kolizj z pieszym WIELKO ttc Warto wielko ci Warto wielko ci Liczba N sytuacji rednia 0,6680 2,2165 Odchylenie standardowe 0, ,35789 Minimum 0,24 1,41 Maksimum 1,60 4,96 Liczba N sytuacji rednia 0,6412 1,7775 Odchylenie standardowe 0, ,25524 Minimum 0,24 1,38 Maksimum 1,20 2,64 t rk W tablicy 5 przedstawiono dane tycz ce istotno ci ró nic mi dzy t rk i ttc w sytuacjach zagro enia, które mia y miejsce bez kolizji i z kolizj.

8 376 Antoni Saulewicz Tablica 5 Istotno ró nic mi dzy t rk i ttc w sytuacjach zagro enia, które mia y miejsce bez kolizji i z kolizj Wielko trk ttc Warto wielko ci Warto wielko ci Wska nik U Manna-Whitneya , ,5 Poziom istotno ci asymptotycznej (dwustronnej) <0,0001 <0,0001 Z tablicy 5 wynika, e ró nice mi dzy obiema grupami sytuacji zarówno pod wzgl dem t rk jak i ttc s istotne statystycznie. Ró nice te s jednak wi ksze w przypadku ttc. 6. DYSKUSJA OTRZYMANYCH WYNIKÓW Czasy reakcji kierowców podno nikowych wózków jezdniowych czo owych otrzymano w badaniach w sytuacji zagro enia kolizj wózka z osob piesz w rodowisku wirtualnym a nie rzeczywistym. Na podstawie bada dotycz cych czasu reakcji kierowców samochodów w sytuacji zagro enia kolizj [4] wydaje si, e t rk kierowców wózków w warunkach rzeczywistych mog by nieco d u sze ani eli w rodowisku wirtualnym. W badaniach niniejszych mierzy si czas reakcji kierowcy wózka podczas wykonywania przez niego czynno ci podczas ruchu wózka i w warunkach mo liwie najbardziej zbli onych do warunków rzeczywistych. Zatem stosowana w badaniach definicja i metodyka pomiaru czasu reakcji kierowcy ró ni si od definicji i metodyk pomiaru stosowanych przez psychologów lub rzeczoznawców techniki samochodowej. Wynika to ze stosowania innego bod ca przy okre laniu czasu reakcji ani eli w przypadku pomiaru tego czasu w laboratorium. Tak okre lony czas reakcji t rk jest przeznaczony do celów analizy i poprawy specyficznych warunków ruchu podno nikowych wózków jezdniowych w aspekcie bezpiecze stwa. Otrzymane wyniki dowodz konieczno ci uwzgl dniania czasu reakcji t rk kierowców wózków w okre laniu ca kowitej drogi zatrzymania wózka i uwzgl dniania tej drogi w organizacji transportu wewn trzzak adowego oraz w szkoleniu kierowców i pieszych, informuj c ich o d ugo ci ca kowitej drogi zatrzymania wózka. Jest to nowy aspekt w bezpiecze stwie ruchu podno nikowych wózków jezdniowych w kraju. Na wiecie za, zalecenie dotycz ce znajomo ci i stosowania w praktyce S rk jest stosowane w Australii, przy czym w zaleceniach rz dowych Australii [1] do obliczenia drogi S rk zaleca si stosowanie t rk o warto ci 1,5 s. Przed sformu owaniem zalece dotycz cych stosowania okre lonych warto ci t rk w organizacji transportu i w szkoleniu w aspekcie bhp w kraju, planuje si przeprowadzenie dalszych bada i analiz. Otrzymane wyniki bada potwierdzi y przydatno parametru ttc, obejmuj cego zarówno pr dko ruchu wózka jak i odleg o wózka od przeszkody. Jest to wielko

9 Wyniki badania czasu reakcji kierowców podno nikowych wózków jezdniowych 377 stosunkowo nowa i wyniki jej stosowania aktualnie s bardziej interesuj ce w aspekcie poznawczym. Obliczaj c drog wózka w czasie reakcji kierowcy na wtargni cie pieszego na drog pomini to mo liwe zmniejszenie si pr dko ci wózka w stosunku do warto ci w chwili zdj cia nogi z peda u gazu. Wynika to z braku dost pnych wiarygodnych danych. Za o enie to nie spowoduje powstania wyników, których stosowanie mog oby wp yn na pogorszenie bezpiecze stwa w ruchu podno nikowych wózków jezdniowych. Bibliografia 1. WorkSafe VICTORIA Forklift safety reducing the risk Edition No. 2 February ANALIZA NIESZCZ LIWYCH WYPADKÓW I NIEBEZPIECZNYCH USZKODZE URZ DZE TECHNICZNYCH ZA ROK 2011, UDT, Warszawa, marzec 2012 r. 3. Bostelman R.: White Paper Towards Improved Forklift Safety str w Proceedings of the 9th Workshop on Performance Metrics for Intelligent Systems, ACM New York, NY USA Lozia Z.: Symulatory jazdy samochodem. WK Warszawa RESULTS OF TESTING THE REACTION TIME OF FORK-LIFT TRUCK OPERATORS EXPOSED TO A COLLISION HAZARD Summary: This paper presents a method of testing the reaction time of fork-lift truck operators exposed to the hazard of a collision with a pedestrian using a fork-lift truck simulator. The paper also presents the distribution of the reaction time values of 20 fork-lift truck drivers test participants. The significance of the driver reaction time in the fork-lift trucks safety aspect is presented. The results of an analysis of correlation of the test participants reaction time with the time to collision are also presented. Keywords: fork-lift truck operator, exposure to a collision hazard, testing of reaction time