MERKISZ Jerzy 1 GALANT Marta 2 KARPIŃSKI Dominik 3 ORSZULAK Bartosz 4 Wykorzystanie Aparatu Piórkowskiego do oceny porównawczej zdolności psychomotorycznych kierowcy przed i po treningu symulatorowym WSTĘP Zgodnie ze słownikiem PWN transport rozumiany jest jako zespół czynności związanych z przemieszczaniem osób i dóbr materialnych za pomocą odpowiednich środków [3]. Inne definicje zakładają, że za transport rozumie się jako celowe przemieszczanie osób i ładunków. Zadania transportowe wykonywane są w przestrzeni funkcjonowania społeczeństwa oraz innych czynników mających wpływ na ich przebieg. Dlatego organizacja transportu i aspekt bezpieczeństwa są problemami szczególnej uwagi. Według danych Banku Światowego łączna liczba śmiertelnych ofiar w transporcie przekroczyła już 1,3 mln osób rocznie i ciągle rośnie. Światowa Organizacja Zdrowia WHO szacuje, że wypadki w transporcie drogowym są obecnie na 9 miejscu na liście przyczyn, które najbardziej wpływają na skrócenie życia człowieka, a prognozy na rok 2020 przewidują miejsce trzecie. W krajach UE wypadki w transporcie, głównie drogowym, są obecnie pierwszą przyczyną śmierci z powodów zewnętrznych ludzi w wieku do 45 lat, a łączne straty szacuje się na ponad 200 mld rocznie, co przekracza budżet Komisji Europejskiej. Polska natomiast traci rocznie około 30 mld zł, co stanowi ponad 2% PKB. W 2011 roku liczba śmiertelnych ofiar w ruchu drogowym sięgnęła niemal 4,2 tys., liczba rannych była o dziesięć razy wyższa. Około 20% z ofiar rannych pozostanie inwalidami na całe życie [4]. Powoduje to konieczność podjęcia prób poznania przyczyn wypadków, możliwości ich konsekwencji, oraz co najważniejsze możliwości ich unikania poprzez odpowiedni trening oraz doskonalenie techniki prowadzenia pojazdów mechanicznych. Jedną z dróg pozwalających na zniwelowanie ilości niepożądanych zdarzeń jest doskonalenie umiejętności kierowców z wykorzystaniem symulatorów jazdy. Ciągła potrzeba obniżania udziału czynnika ludzkiego w zdarzeniach drogowych prowadzi do coraz większego zainteresowania symulatorami w odniesieniu zarówno do badań, jak i szkoleń. Badania przedstawione w niniejszym artykule przeprowadzone zostały w celu zweryfikowania tezy, że trening zwiększa koncentrację kierowcy, a co za tym idzie prowadzi do podwyższenia poziomu bezpieczeństwa transportu. Niewątpliwą zaletą stosowania symulatorów w badaniach naukowych jest możliwość kontroli jak największej liczby czynników oraz możliwość rejestrowania szeregu zmiennych, w tym parametrów fizjologicznych i stanów psychologicznych [1, 5]. 1. METODYKA BADAŃ Badania przeprowadzono w laboratorium Instytutu Silników Spalinowych i Transportu na grupie studentów Politechniki Poznańskiej. Przed przystąpieniem do treningu symulatorowego odbywającego się przy użyciu symulatora AS1200-S (rys. 1a) firmy AutoSim, badany przystępował do badania Aparatem Piórkowskiego. Kolejno następowało rozpoczęcie wykonywania zadania 1 Politechnika Poznańska Instytut Silników Spalinowych i Transportu, ul. Piotrowo 3 60-965 Poznań, jerzy.merkisz@put.poznan.pl 2 marta.m.galant@doctorate.put.poznan.pl 3 dominik.p.karpinski@doctorate.put.poznan.pl 4 bartosz.w.orszulak@doctorate.put.poznan.pl 826
treningowego. Badany miał za zadanie pokonać wyznaczoną trasę badawczą, nazwaną SimHill (rys. 1b) z uwzględnieniem przepisów drogowych. Całe badanie obejmowało 20 25 minut w zależności od wytrzymałości badanego. Badanie było przerywane w momencie wystąpienia u badanego objawów choroby symulatorowej uniemożliwiających kontynuację treningu. Po zakończeniu cyklu następowało ponowne badanie Aparatem Piórkowskiego. a) b) Rys. 1. Widok symulatora jazy AS1200-S (a) oraz mapy SimHill wykorzystywanej do badań (b) [2] Aparat Piórkowskiego (AP), wykorzystywany podczas badań, jest popularnym wśród psychologów urządzeniem do badania koordynacji wzrokowo - ruchowej oraz precyzji ruchów. Służy on do badania szybkości reakcji psychomotorycznej na proste bodźce świetlne emitowane w tempie narzuconym przez maszynę. Na wynik badania wpływa stopień koncentracji uwagi i koordynacja wzrokowo motoryczna badanego. Aparat składa się z płyty czołowej, na której znajduje się w układzie poziomym 10 źródeł emisji światła z usytuowanymi pod nimi przyciskami umożliwiającymi wygaszanie rozświetlanych sygnałów świetlnych (rys. 2). Zadaniem badanego jest zareagowanie na pojawiający się bodziec świetlny poprzez przyciśnięcie odpowiedniego przycisku. Rys. 2. Aparat Piórkowskiego użyty podczas badań Na potrzeby badań opisanych w niniejszym artykule przyjęto z częstotliwością prezentacji bodźców 100 impulsów na minutę. Urządzenie pozwala na mierzenie następujących parametrów: liczba reakcji: poprawne, błędne, pominięte; czas reakcji: średni, minimalny, maksymalny; sprawność wyrażona w procentach poprawnych odpowiedzi. 60-sekundową próbę 2. WYNIKI BADAŃ I ICH ANALIZA Dane uzyskane z prób poszczególnych badanych zbierane były w arkuszach rejestracyjno badawczych (rys. 3). Wyniki przedstawione przez AP zostały umieszczone w osobnym dla każdego badanego arkuszu zawierającym ponadto informacje o badanym (płeć, wiek, przyjmowanie leków, subiektywna ocena stanu psychofizycznego przed badaniem). Głównym analizowanym parametrem był stosunek odpowiedzi poprawnych, błędnych i pominiętych przed oraz po wykonaniu zadania na symulatorze jazdy. 827
Rys. 3. Przykładowy arkusz rejestracyjno badawczy używany podczas badań Z przeprowadzonej próby wynika, że przed przystąpieniem do symulacji średni procent poprawnych odpowiedzi był mniejszy w stosunku do wyniku próby przeprowadzonej po przebyciu przez kierowcę symulowanej trasy przejazdu. Pierwsze badanie Aparatem Piórkowskiego wykazało średni poziom poprawnych odpowiedzi jako 80%, w kolejnym liczba ta wzrosła do 89%. Wyraźnie zmniejszyła się liczba odpowiedzi błędnych i pominiętych: kolejno z 13% na 7% oraz z 7% na 4% (rys. 4). a) b) Rys. 4 Stosunek odpowiedzi poprawnych, błędnych i pominiętych przed (a) oraz po (b) treningu symulatorowym Zdecydowane zmiany stosunku udzielanych odpowiedzi wywołane były wzrostem skupienia i koncentracji badanego pod wpływem próby symulatorowej a także zapoznaniem ze sprzętem. Badani podczas próby pierwszy raz wykorzystywali Aparat Piórkowskiego. Badania przeprowadzone zostały na kilkunastu badanych. Jest to stosunkowo mała próba badawcza. Oszacowano więc odchylenie standardowe próby losowej, pozwalające na oszacowanie odchylenia standardowego w populacji badanych. Dzięki zastosowaniu estymatorów odchylenia standardowego możliwe było porównanie wyników poszczególnych prób względem wartości średniej. Obliczenie odchylenia standardowego za pomocą nieobciążonego estymatora zawiera się w trzech podstawowych krokach. Pierwszy z nich obejmował obliczenie średniej arytmetycznej, następnie obliczono przybliżenie odchylenia standardowego według wzoru (1): 828
(1) W końcowym etapie obliczono estymator nieobciążony odchylenia standardowego w populacji dzieląc wynik przez wartość współczynnika c. Dzięki powyższym operacjom określono odchylenia standardowe dla wszystkich analizowanych parametrów, tj.: ilości odpowiedzi poprawnych przed symulacją, ilości odpowiedzi błędnych przed symulacją, ilości odpowiedzi pominiętych przed symulacją, ilości odpowiedzi poprawnych po symulacji, ilości odpowiedzi błędnych po symulacji oraz ilości odpowiedzi pominiętych po symulacji. Wyniki zestawiono w tabeli 1. Tab. 1.Wyniki odchyleń standardowych dla analizowanych przypadków Przed symulacją poprawne 9,802 błędne 6,257 pominięte 4,175 Po symulacji poprawne 7,902 błędne 4,695 pominięte 3,559 Z powyższych zestawień wnioskuje się, że odchylenie standardowe wyników osiągniętych po symulacji jest widocznie mniejsze. Dzięki obliczeniu odchyleń standardowych możliwe jest określenie przedziałów, w których zawiera się większość wyników (rys. 5). Zakładając rozkład normalny jako rozkład wyników populacji wnioskować można, że ok. 70% wyników zawiera się w przedziale µ-σ < µ < µ+σ (rys. 5). Kolorem ciemniejszym oznaczono przedziały wyników otrzymanych po przebyciu przez kierowców symulowanej trasy przejazdu. Liczba odpowiedzi poprawnych wzrosła średnio o 10, odpowiedzi błędnych zmalała o 5, a pominiętych o 3. Rys. 5. Zmiana obszarów wyników przed i po symulacji 3. WNIOSKI Aparat Piórkowskiego służy do pomiaru szybkości reakcji psychomotorycznej w tempie narzuconym i służy do badania operatorów maszyn i urządzeń przemysłowych, a także kierowców. 829
Badania te mogą mieć kluczowe znaczenie głównie dla kierowców zawodowych, w pracy których koordynacja wzrokowo ruchowa, a zwłaszcza koncentracja i szybkość reakcji to umiejętności kluczowe w przypadku realizacji zadań transportowych w szczególnych warunkach i przy występowaniu nagłych zdarzeń. Wymagania podwyższonej koncentracji i skupienia wymagane się również w innych branżach, jednak w dziedzinie transportu może mieć to wpływ na zdrowie i życie wielu ludzi. Badania przedstawione w niniejszym artykule pozwoliły na zweryfikowanie tezy, że trening symulatorowy zwiększa koncentrację kierowcy, a co za tym idzie prowadzi do podwyższenia poziomu bezpieczeństwa transportu. Kilkunastominutowa próba wskazała zdecydowaną poprawę uzyskanych wyników. Badani byli bardziej skupieni i skoncentrowani dzięki czemu popełniali mniej błędów i pominięć. Streszczenie Koordynacja wzrokowo-ruchowa jest szczególnie ważna w pracy zawodowych kierowców. Najważniejszymi spośród cech wymaganych jest koncentracja i czas reakcji. Aby zwiększyć poziom bezpieczeństwa transportu, jak również ograniczyć liczbę zdarzeń niepożądanych i wypadków tworzy się nowe przepisy lub normy czasowe ograniczające czas pracy i pozwalające na odpowiednią ilość odpoczynku. Coraz częściej stosuje się aparaty badające zdolności psychofizyczne badanych lub treningi symulatorowe, pozwalające na weryfikację i doskonalenie reakcji oraz zachowań kierowców w nieoczekiwanych sytuacjach. W niniejszym artykule przedstawiono badania przeprowadzone na symulatorze pojazdu osobowego przy użyciu Aparatu Piórkowskiego. Badania mają na celu ocenę wpływu treningu symulatorowego na zdolności psychofizyczne badanego kierowcy oraz zweryfikowanie tezy, że trening symulatorowy zwiększa koncentrację kierowcy, a co za tym idzie prowadzi do podwyższenia poziomu bezpieczeństwa transportu. Comparative evaluation of psychomotor test results before and after using driving simulator Abstract Visual-motor coordination is particularly important in the professional drivers work. The most important of the required characteristics are concentration and reaction time. To improve level of transport safety as well as reduce number of adverse events and road accidents new regulations and rules are created. More and more often devices which measure the psychophysical ability of the respondents are used. They can verificate level of concentration and improve driver reaction and behavior in unexpected situations. The research aims to assess the impact of simulator training on the psychophysical ability of tested driver and verify the thesis that simulator training increases driver alertness, and thus leads to an increase in the level of transport safety. BIBLIOGRAFIA 1. Biernacki M., Dziuda Ł., Choroba symulatorowa jako realny problem badań na symulatorach. Medycyna Pracy 2012; 63(3): 377-388 2. Merkisz J., Markowski J., Galant M., Karpiński D., Orszulak B., Ocena czynników wpływających na występowanie choroby symulatorowej podczas treningu na symulatorze AutoSim AS 1200-6 3. Słownik Języka Polskiego PWN, Wydawnictwo PWN, wydanie trzecie, 2014. 4. Strona internetowa: http://www.obserwatorium.word.olsztyn.pl/.lange K., Lehrbuch der Umformtechnik. Band 2, Berlin, Springer 1974. 5. Waszkowska M., Dudek B., Proces starzenia się a psychologiczne orzekanie o zdolności do kierowania pojazdami, Medycyna Pracy 2004; 55 (6): 447 453. 830