"ГОСТ Р ИСО 17287-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Эргономика транспортных средств. Эргономические аспекты информационно-управляющей системы. Процедура оценки пригодности для использования во время управления транспортным средством"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 10.09.2014 N 1052-ст)

1. Подготовлен Автономной некоммерческой организацией "Институт безопасности труда" на основе собственного аутентичного перевода на русский язык документа, указанного в пункте 4.

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 201 "Эргономика, психология труда и инженерная психология".

3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 сентября 2014 г. N 1052-ст.

4. Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 17287:2003 "Транспорт дорожный. Эргономические аспекты информационно-управляющей системы транспортного средства. Процедура оценки пригодности к использованию в процессе управления" (ISO 17287:2003 "Road vehicles - Ergonomic aspects of transport information and control systems - Procedure for assessing suitability for use while driving").

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном Приложении ДА.

5. Введен впервые.

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru).

Общие положения

Разработка настоящего стандарта является результатом постоянного увеличения количества информационно-управляющих систем транспортных средств, предназначенных для облегчения выполнения водителем основных и второстепенных задач по управлению транспортным средством (далее - ТС). Водители нуждаются в простых и функциональных системах, использование которых не приведет к возникновению аварийных ситуаций (как в случае соблюдения инструкции по эксплуатации, так и в случае ее нарушения).

Оценка пригодности информационно-управляющей системы транспортного средства

Оценку пригодности к использованию информационно-управляющей системы (далее - ИУС) проводят исходя из ее соответствия основным задачам по управлению ТС с учетом аспектов удобства использования в наибольшей степени, влияющих на работоспособность водителя. В частности, при оценке пригодности особое внимание уделяют следующим аспектам:

- создаваемым помехам (управлению ТС);

- управляемости;

- эффективности;

- простоте использования системы в процессе ее освоения.

Первые три аспекта (которые не обязательно являются взаимоисключающими) непосредственно относятся к основной задаче по управлению транспортным средством. Значение четвертого аспекта также нельзя недооценивать, поскольку некоторые функции ИУС ТС могут использоваться либо в редких случаях, либо водителями, не знакомыми с работой системы. Прочие аспекты удобства пользования, в частности удовлетворенность, учитываются в меньшей степени при оценивании пригодности ИУС к использованию в процессе управления ТС, поскольку они относятся, скорее, к производителям ИУС и ее характеристикам, а не к работоспособности водителя, выполняющего основную задачу по управлению ТС.

При проведении комплексной оценки пригодности той или иной ИУС ТС значимость четырех указанных аспектов может варьироваться.

Пригодность - это свойство ИУС, а не ее составной элемент. Оценка пригодности осуществляется на основе взаимодействия между водителем и ИУС в процессе управления ТС. Пригодность учитывает поведенческую адаптацию водителя в результате использования ИУС ТС.

Настоящий стандарт устанавливает порядок проведения оценки ИУС ТС. Стандарт предназначен для подтверждения того, что пригодность ИУС ТС была рассмотрена, оценена и документально зафиксирована на этапе проектирования и разработки. Регламентация всех действий, необходимых для оценки или обеспечения пригодности, не является целью настоящего стандарта. Область применения и конкретные действия по оценке определяются пользователями настоящего стандарта. В справочных приложениях содержатся примеры этапов процесса оценки пригодности.

Применение

Настоящий стандарт предназначен для оказания помощи в проведении оценки пригодности ИУС ТС до момента ее применения. Стандарт может применяться и в тех случаях, когда на транспортных средствах используются модули от разных производителей. Есть основания предполагать, что развитие тенденции по интеграции автомобильных систем будет усиливать необходимость проведения анализа их взаимодействия. Следовательно, настоящий стандарт может касаться не только вопросов функционирования ИУС ТС.

Настоящий стандарт предназначен для использования производителями и другими сторонами, заинтересованными в проведении оценки пригодности ИУС для использования в процессе управления ТС. Предполагается, что пользователи настоящего стандарта обладают определенными знаниями в области эргономики транспортных средств.

Допускается использование настоящего стандарта производителями ИУС ТС в рамках их собственного процесса обеспечения качества. Разработка и внедрение процедур оценки и документирования пригодности ИУС ТС будут подвержены влиянию со стороны изменяющихся потребностей организации, ее целей, поставляемых продукции и услуг, а также существующих процессов и принятой практики.

Настоящий стандарт не предназначен для унификации ИУС ТС. Он распространяется на транспортные средства любого типа, на ИУС любого уровня сложности и интеграции с транспортным средством, а также на любые способы применения или внедрения ИУС. Стандарт охватывает все ИУС ТС, включая, среди прочего, системы, предназначенные для использования водителями с ограниченными возможностями.

Настоящий стандарт определяет процедуру оценки пригодности информационно-управляющей системы транспортного средства (ИУС ТС) или сочетания ИУС с другими автомобильными системами с точки зрения использования водителями в процессе управления ТС. Стандарт охватывает:

- описание ориентированной на пользователя ИУС ТС и условия ее использования;

- описание и анализ задач ИУС ТС;

- порядок проведения оценки;

- обеспечение документацией.

Описание ИУС ТС и условия ее использования включают в себя рассмотрение неправильного применения, обоснованно прогнозируемого неправильного применения и отказа ИУС ТС. Описание, анализ и оценка ИУС ТС включают в себя порядок определения и решения проблем пригодности.

В настоящем стандарте не рассматриваются конкретные показатели оценки пригодности и параметры установления пригодности использования ИУС в процессе управления ТС.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 15005 Транспорт дорожный. Эргономические аспекты информационно-управляющей системы транспортного средства. Принципы управления диалогом и процедуры проверки соответствия (ISO 15005, Road vehicles - Ergonomic aspects of transport information and control systems - Dialogue management principles and compliance procedures)

ИСО 15008 Транспорт дорожный. Эргономические аспекты информационно-управляющей системы транспортного средства. Требования к представлению визуальной информации внутри транспортного средства и методы их проверки (ISO 15008, Road vehicles - Ergonomic aspects of transport information and control systems - Specifications and test procedures for in-vehicle visual presentation).

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1. Термины и определения, относящиеся к пригодности

3.1.1. Пригодность (suitability): степень целесообразности использования в условиях управления ТС информационно-управляющей системы на основе ее совместимости с основной задачей - управлением ТС.

Примечание. При оценке пригодности особое внимание уделяют следующим аспектам:

- создаваемым помехам (управлению транспортным средством);

- управляемости;

- эффективности;

- простоте использования системы в процессе ее освоения.

3.1.2. Создаваемые помехи (interference): неблагоприятное влияние на способность водителя управлять транспортным средством и контролировать ситуацию.

Примечание. В данном случае создаваемые помехи и помощь водителю являются противоположными характеристиками ИУС ТС.

3.1.3. Управляемость (controllability): способ и уровень, определяющие способность водителя влиять на работу и быстроту реагирования ИУС ТС.

Примечание. К элементам управления относятся: включение, выключение, повторение, переход с автоматического управления на ручное, возобновление работы, изменение параметров (например, уровня или яркости) и автоматическая настройка.

3.1.4. Эффективность (efficiency): отношение затраченных ресурсов к точности и полноте достижения водителем поставленных целей.

Примечания.

1. Эффективность имеет отношение к владению ситуацией, умственным усилиям, физическим усилиям, сенсорным усилиям и стрессу.

2. Ресурсы включают в себя физические, умственные и сенсорные действия.

3. На основе ИСО 9241-11:1998 (определение 3.3).

3.1.5. Изучение (learning): получение знаний и развитие навыков.

3.2. Прочие термины и определения

3.2.1. Оценка (assessment): определение фактического и потенциального влияния ИУС ТС в "перспективе"; как правило, проводится до начала ее применения.

3.2.2. Поведенческая адаптация (behavioural adaptation): поведение, которое может быть вызвано изменениями в системе "дорога - автомобиль - водитель".

3.2.3. Условия использования (context of use): описание типов водителей, целей, задач, оборудования (аппаратного, программного, информационного), а также физических и социальных условий использования ИУС ТС.

3.2.4. Критерий (criterion): заданный порог или диапазон значений показателя.

3.2.5. Нагрузка (workload): уровень умственных, физических и познавательных усилий, требуемых от водителя для выполнения определенной задачи.

3.2.6. Окружающая обстановка (environment): физические условия, в которых проводится сбор данных.

Пример - Дорога, испытательный трек, моделирующий стенд, лаборатория.

3.2.7. Отказ (failure): состояние системы, заключающееся в том, что ИУС ТС полностью или частично теряет работоспособность (по отношению к ее техническим характеристикам).

Примечание. Причиной отказа обычно бывает аппаратный или программный сбой.

3.2.8. Анализ типов и последствий отказов (failure modes and effects analysis) FMEA: формализованная методика включения в перечень вариантов отказа системы, а также оценивания вероятности отказа и связанных с ним последствий.

3.2.9. Человеко-машинный интерфейс (HMI component): элемент или подсистема ИУС ТС, с которым(-ой) водитель может взаимодействовать в процессе управления ТС.

Пример - Визуальное устройство отображения, кнопки управления.

3.2.10. Неправильное применение (improper use): использование в процессе управления ТС функций ИУС, не предусмотренных для этого производителем.

3.2.11. Предусмотренное применение (intended use): использование ИУС в процессе управления ТС в соответствии с техническими характеристиками, инструкциями и информацией, предоставленными производителем.

3.2.12. Производитель (manufacturer): юридическое или физическое лицо, занимающееся проектированием, разработкой, производством или поставкой ИУС ТС.

Примечание. Производителем фирменного комплектного оборудования транспортного средства считают производителя транспортного средства. Производителем послепродажной продукции считают ее поставщика.

3.2.13. Метод (method): высокоуровневый подход к оценке, основанный на предположении наличия логического обоснования выбора методик оценки.

Пример - Поведенческий анализ, оценка нагрузки, анализ психофизиологических реакций.

3.2.14. Нарушение правил эксплуатации (misuse): использование предусмотренных производителем для применения в процессе управления ТС функций ИУС таким образом, который не предусмотрен производителем и который может привести к неблагоприятным последствиям.

3.2.15. Режим (mode): определенные подмножество функций или шаблон действий ИУС ТС.

Пример - Обработка, ввод данных.

3.2.16. Работоспособность (performance): демонстрируемые водителем практические навыки в управлении ТС и решении задач по взаимодействию с ИУС ТС.

3.2.17. Основная задача по управлению транспортным средством (primary driving task): действия водителя по совершению маневра ТС в условиях дорожного движения.

3.2.18. Удовлетворение (satisfaction): удобство и приемлемость использования.

3.2.19. Анализ задач (task analysis): формальный метод описания и изучения требований в отношении работоспособности, предъявляемых к элементам системы, на которые воздействует человек или которые воздействуют на человека.

3.2.20. Методика (technique): составная часть метода, используемая непосредственно для сбора данных.

Пример - Регистрация движения глаз, субъективная оценка, мониторинг частоты сердечных сокращений.

Примечание. Использование методики обеспечивает получение одного или нескольких показателей.

3.2.21. Информационно-управляющая система транспортного средства (transport information and control system TICS) ИУС ТС: одна функция, например прокладывание маршрута, или комплекс функций, предназначенных для совместного использования в качестве системы.

[ИСО 15005:2002, определение 3.25]

Сервисы ИУС ТС см. в ИСО 14813-1 (см. [1]).

3.2.22. Инструмент (tool): средство получения одного или нескольких показателей.

Примечание. Несмотря на то, что в качестве инструментов обычно выступают устройства, такие как видеокамера или акселерометр, инструментами могут также являться анкета или контрольный лист.

3.2.23. Удобство пользования (usability): понятие, включающее в себя такие категории, как эффективность, практичность и удовлетворение, необходимые для достижения пользователями определенных целей в специфической окружающей обстановке.

Примечания.

1. На основе ИСО 9241-11:1998 (определение 3.1).

2. Наряду с эффективностью (см. ИСО 9241-11 [2]), практичностью и удовлетворением удобство пользования включает в себя изучаемость, управляемость, создаваемые помехи и адаптивность.

3.2.24. Показатель (variable): количественная мера или индикатор поведения водителя.

Пример - Продолжительность взгляда, скорость движения транспортного средства.

Примечание. Показатель не зависит от инструмента, с помощью которого проводится измерение.

4.1. Перечень требований

После завершения оценки проводится описание ИУС ТС в соответствии со следующими требованиями (см. Приложение A):

a) формулирование предусмотренного применения ИУС ТС и условий ее использования (см. 4.2.2 - 4.2.4);

b) определение функций ИУС ТС, использование которых не предусматривается в процессе управления ТС (см. 4.2.5.1);

c) описание действий по предотвращению использования функций ИУС ТС, применение которых не предусматривается в процессе управления ТС (см. 4.2.5.2);

d) описание действий по предотвращению обоснованно прогнозируемого неправильного применения (см. 4.2.5.3);

e) описание способов определения водителем отказа ИУС ТС (см. 4.2.6);

f) включение в оценку пригодности предусмотренного применения и условий использования ИУС ТС (см. 4.4.2);

g) сбор и документирование информации, касающейся пригодности, в т.ч. результатов оценки (см. 4.5).

4.2. Описание ориентированной на пользователя информационно-управляющей системы и условия ее использования

4.2.1. Введение

Должны быть определены область возможного использования ИУС ТС и необходимые для этого условия. В этом подразделе представлена рекомендуемая структура ИУС ТС и даны пояснения элементов. Примеры ИУС приведены в Приложении A.

4.2.2. Общее описание

В таблице 1 приведены элементы, которые должны быть включены в общее описание ИУС ТС.

4.2.3. Идентификация

В таблице 2 представлены элементы, которые должны быть включены в идентификацию ИУС ТС.

4.2.4. Условия и ограничения предусмотренного применения

Условия и ограничения определяют область использования. Ограничения могут быть важными для ряда функций ИУС ТС. В этом случае им следует уделить особое внимание. Полезно также рассмотреть потребности водителя, включая и потребность в его обучении. В таблице 3 представлены аспекты, которые следует рассматривать.

4.2.5. Ненадлежащее использование и нарушение правил эксплуатации

4.2.5.1. Должны быть определены функции ИУС ТС, осуществление которых во время вождения не предусмотрено. Это согласно определению предусмотренного использования является обязанностью производителя ИУС ТС. В результате функции, предусмотренные и не предусмотренные к осуществлению во время вождения, должны быть четко различимы.

4.2.5.2. Должны быть описаны меры, предпринятые для предотвращения осуществления функций, не предназначенных для использования во время движения. Подобные нарушения происходят тогда, когда водитель использует функции, не предназначенные для применения во время движения. Например, использование мобильного телефона во время движения без гарнитуры громкой связи. Меры, предпринятые для предотвращения непредусмотренного использования, могут включать физические блокировки или описания в руководстве по эксплуатации предусмотренной области применения ИУС ТС и соответствующие предупреждения.

4.2.5.3. Должны быть описаны меры, предпринятые для предотвращения предсказуемых нарушений правил эксплуатации. Нарушение происходит, если функция, предназначенная для применения во время движения, используется водителем способом, не предусмотренным производителем, что может привести к неблагоприятным последствиям. Например, применение адаптивной системы круиз-контроль (АСКК) в качестве системы предупреждения столкновений и применение крупномасштабной карты во время езды в тумане. Меры по предотвращению предсказуемых нарушений правил эксплуатации могут включать в себя приведенные в руководстве по эксплуатации советы и предупреждения или размещенные в транспортном средстве предупреждающие памятки.

4.2.6. Отказы

Должны быть определены отказы ИУС ТС, а также описано, каким образом водитель может их выявить. Должно учитываться влияние отказов на функционирование ИУС ТС. Более детальные описания могут быть даны при помощи такого метода, как анализ характера и последствий отказов.

4.2.7. Дополнительная информация

Может быть проведено более детальное описание системы (например, даны диаграммы состояний или переходов), а также составлено описание взаимодействия между ИУС и другими системами транспортного средства (например, в случае, если есть общие или связанные элементы человеко-машинного интерфейса).

4.3. Описание и анализ задач

Должны быть определены задачи, которые водитель должен или может выполнять во время общения с ИУС ТС. Также определены операции, выполняемые ИУС ТС, если это помогает водителю понять задачи. В литературных источниках о влиянии человеческих факторов (см. [3]) приведены различные методы анализа задач. Начать можно с пошагового анализа одного или нескольких типичных маршрутов.

Задачи должны быть определены достаточно подробно, чтобы послужить основой для оценки. Количество используемых иерархических уровней задачи зависит от характера и сложности системы. Задачи также должны быть связаны с различными способами или этапами применения системы (установка, введение пункта назначения, вызов, чтение электронной почты и т.д.).

Перечень задач должен учитывать ситуации, когда имеются различные способы выполнения задачи, например речевой ввод информации о пункте назначения или выбор его из списка.

Должны быть определены частота и приоритет задач, а также задачи, на выполнение которых влияют внешние факторы, зависящие от времени, а не от водителя.

Должна быть определена среда, в которой может быть выполнена задача, если она отличается от приведенных в 4.2.4, или если предполагается, что среда может конкретно влиять на безопасность движения.

В таблице 4 представлена структура, которая может быть использована для описания и анализа задач ИУС ТС. Примеры приведены в Приложении B.

4.4. Оценка

4.4.1. Когда проводят оценку

Оценка может осуществляться на разных этапах жизненного цикла изделий, включая:

- формирование технических условий;

- разработку;

- создание прототипа;

- производство;

- внедрение.

Результаты промежуточной оценки учитываются многократно в процессе проектирования и разработки.

4.4.2. Аспекты, которые необходимо оценить

Оценка пригодности должна учитывать предусмотренное применение, а также условия использования ИУС ТС. Данные, собранные в ходе описания ИУС ТС и условий применения, а также в ходе описания и анализа задач, могут использоваться в качестве источника информации (см. 4.2 и 4.3). Ниже описывается рекомендуемый процесс оценки, однако область применения и детали оценки определяются пользователями настоящего стандарта.

При оценке пригодности особое внимание уделяют:

- создаваемым помехам (на задачу по управлению транспортным средством);

- управляемости;

- эффективности;

- простоте использования системы в процессе ее изучения (освоения).

При оценке общей пригодности ИУС для использования в процессе управления ТС особое внимание уделяют аспектам, которые наиболее тесно связаны с безопасностью, например:

- нагрузке водителя;

- работоспособности водителя в процессе управления транспортным средством;

- любой поведенческой адаптации, вызванной ИУС ТС;

- простоте освоения водителем системы.

Один из подходов заключается в выявлении аспектов применения ИУС ТС, требующих повышенного внимания водителя, а также значимых и критических ситуаций, в которых предусматривается использование ИУС ТС.

4.4.3. Процесс оценки

4.4.3.1. Введение

Должен быть установлен процесс оценки, который может быть разработан по нижеприведенной схеме, состоящей из семи этапов. Приложение D содержит примеры этапов 2 - 6.

Примечание. Нумерация блоков 1 - 7 соответствует этапам, описанным в 4.4.3.2 - 4.4.3.8.

4.4.3.2. Этап 1. Определение плана проведения оценки

План проведения оценки должен касаться общей оценки пригодности ИУС ТС, которая может состоять из ряда частных оценок (a,..., n), включая:

- исполнение (виды, формы, комплектации и т.п.) (см. 4.4.3.3),

- условия проведения оценки (см. 4.4.3.4),

- критерии для оценки пригодности (см. 4.4.3.5),

- методы (см. 4.4.3.6).

План проведения оценки должен учитывать распределение ресурсов для задач частных оценок (этапы 2 - 6 и этап 7) и содержать график проведения оценки.

Возможность применения ИУС ТС неопытными пользователями или другие проблемы безопасности требуют проведения предварительных испытаний ИУС в контролируемых условиях. Это поможет выявить аспекты ИУС ТС, нуждающиеся в улучшении, до проведения более детальных оценок.

4.4.3.3. Этап 2. Выбор исполнения (вида, формы, комплектации) ИУС ТС

Выбор исполнения ИУС определяется двумя основными аспектами, описанными в таблице 5.

4.4.3.4. Этап 3. Определение условий оценки

Условия для проведения частной оценки определяют с учетом условий предусмотренного применения ИУС. Для оценок, основанных на расчетах или моделировании, условия не являются актуальными. Для полевых испытаний условия могут включать:

- совокупность потребителей и типовой профиль;

- характеристики транспортного средства, движения и дороги;

- окружающие условия (например, погода, ночь/день);

- особые или критические условия управления ТС, подлежащие изучению (например, наступающий затор движения или приближающиеся светофоры).

4.4.3.5. Этап 4. Определение критерия оценки

На данном этапе для частной оценки определяют особые переменные (называемые также параметрами или показателями), подлежащие измерению, а также критерий успешной работы. В ИСО 15008 приведены требования к представлению визуальной информации, а ИСО 15005 содержит информацию по принципам управления диалогом. С помощью переменных получают информацию и определяют аспект (аспекты) пригодности (например, управляемости, простоты изучения).

4.4.3.6. Этап 5. Выбор метода оценки

Выбор метода проведения оценки (а также используемых методик и инструментов) будет зависеть от переменных, установленных на этапе 4 (например, качественных или количественных). Важными факторами для любого метода станут его валидность (обоснованность), достоверность и чувствительность. На выбор метода также могут повлиять практические факторы, включая стоимость и доступность оборудования, простоту использования и необходимое время. Дополнительная информация об этом этапе представлена в Приложении C.

4.4.3.7. Этап 6. Выполнение оценки и анализ данных

На данном этапе проводят текущую оценку, сбор данных и их предварительный анализ. Помимо полученных или рассчитанных технических данных должна быть предоставлена дополнительная информация о том, когда была выполнена оценка и кто в этом участвовал (например, оценка проведена лицами организации или с привлечением внешних сторон, квалификация и подведомственность оценивающих лиц).

4.4.3.8. Этап 7. Интерпретация результатов

На данном этапе изучаются конечные данные, полученные в результате частных оценок, и их сравнение с критериями, установленными на этапе 4. Результаты частной оценки должны быть изучены с учетом результатов других оценок. До выполнения общей оценки пригодности ИУС ТС могут потребоваться повторные испытания или их изменение, итерационные изменения конструкции ИУС ТС или изменение плана оценки.

4.5. Документация

Информация о пригодности для использования, включая результаты оценки, должна быть записана и документирована. Уровень детализации, содержание и формат документации устанавливаются стороной или сторонами, применяющими настоящий стандарт.

A.1. Введение

Настоящее Приложение содержит дополнительную информацию и иллюстрации. Выводы в отношении информационно-управляющих систем как о "хороших" и "плохих" изделиях не делаются. Примеры не предназначены для представления одной единственной ИУС. Они основаны на описаниях различных ИУС ТС.

Многоточие (...) в тексте таблицы указывает на то, что может быть представлена дополнительная информация.

A.2. Общее описание

A.3. Идентификация информационно-управляющей системы транспортного средства

A.4. Условия и ограничения предусмотренного применения информационно-управляющей системы транспортного средства

A.5. Неправильное использование и нарушение правил эксплуатации

A.6. Отказы

C.1. Общие положения

Методы оценки пригодности информационно-управляющих систем, используемых в процессе управления ТС и описанных в настоящем Приложении, представлены только в виде общей информации, поскольку методики и технологии в данной области постоянно развиваются и изменяются.

C.2. Характеристики методов оценки

Метод оценки содержит экспериментальные процедуры, использующие инструменты в пределах среды. Инструментальные данные подлежат обработке для получения показателей. Основными значимыми характеристиками методов оценки и полученных показателей являются:

a) валидность - степень, в которой показатель выполняет функцию диагностирования для исследуемой концепции;

b) достоверность - воспроизводимость измерений с течением времени;

c) чувствительность - способность измерять небольшие изменения показателя.

Кроме валидности, достоверности и чувствительности, на выбор метода оценки влияют и другие практические факторы: стоимость и доступность (возможность воспроизведения) окружающей среды (обстановки) и инструментов, а также время и усилия, необходимые для сбора и обработки данных.

C.3. Окружающая среда и инструменты

Методы оценки применяют для определенной окружающей среды (обстановки), в рамках которой происходит сбор данных. Примерами окружающей среды (обстановки) являются:

- дорога;

- испытательный трек;

- тренажер управления ТС;

- лаборатория;

- математическое моделирование.

Методы оценки для получения данных предусматривают использование инструментов, например:

- видеорегистраторов;

- датчиков движения глаз;

- устройств записи данных о ТС;

- анкет;

- ПК-симуляторов работы ИУС ТС;

- датчиков дорожной полосы.

C.4. Классификация методов оценки

Методы оценки пригодности могут быть разделены на три уровня, как показано на рисунке C.1.

Переход от уровня 1 к уровню 3 связан с увеличением чувствительности и уменьшением валидности.

Уровень 1 касается анализа дорожных происшествий (столкновений транспортных средств), основанного на данных за несколько лет. Количество происшествий на единицу расстояния (или времени) - это в высшей степени действенный показатель безопасности, который должен являться окончательным критерием оценки ИУС ТС. Однако его достоверность и чувствительность являются низкими, и данные, как правило, недоступны, по крайней мере, в течение небольшого количества лет после начала применения ИУС ТС. Одним из альтернативных вариантов сбора данных о дорожных происшествиях является испытание ИУС ТС на симуляторе и наблюдение за происшествиями. Измерения на основе реальных происшествий долгое время могут иметь очень низкую достоверность и чувствительность, а также сомнительную валидность.

Методы уровня 2 относятся к критическим инцидентам. Обоснованность риска происшествий для показателей уровня 2 ниже уровня 1, хотя чувствительность измерений должна быть выше, поскольку частота критических инцидентов больше фактической частоты дорожных происшествий (см. [4]). В действительности достигаемая чувствительность может зависеть от конкретных условий и длительности испытаний. Стоимость симуляторов и ТС с измерительными приборами, а также необходимые время и трудозатраты обуславливают дороговизну методов критических инцидентов.

Методы уровня 3 касаются измерения показателей, признанных значимыми при взаимодействии с ИУС ТС. Главными факторами являются:

- рабочая нагрузка (недостаточная или избыточная нагрузка);

- качество выполнения задачи по управлению транспортным средством;

- поведенческая адаптация;

- пригодность к использованию.

В целом полученные показатели являются взаимозависимыми. Достоверность показателей, полученных при помощи ТС с измерительными приборами на дороге, будет выше достоверности показателей, полученных на симуляторе или в результате лабораторных исследований, если условия испытаний не меняются. Поведенческая адаптация лучше всего измеряется во время полевых испытаний, в то время как другие факторы могут быть измерены в лаборатории, на симуляторе или на ТС с измерительными приборами.

В действительности методы уровня 3 главным образом используются для оценки пригодности ИУС во время управления ТС. Обзор данных методов и показателей приведен в [5] и [6]. Конкретные показатели оценки уровня 3 дополнительно описаны в C.5.

C.5. Показатели оценки уровня 3

C.5.1. Рабочая нагрузка

C.5.1.1. Введение

Показатели, используемые для оценки рабочей нагрузки, могут быть разделены на три группы, касающиеся:

- зрительного внимания;

- самооценки;

- выполнения второстепенных задач.

C.5.1.2. Зрительное внимание

C.5.1.2.1. Общие положения

Дисплеи, расположенные в ТС и требующие повышенного зрительного внимания, считаются вредными для безопасности водителя из-за необходимости следить за дорогой (см. [7]). Измерения продолжительности и частоты взглядов при помощи автономного анализа видеозаписи в режиме офлайн отнимают много времени. Кроме этого может быть использован датчик движения глаз для непрерывного анализа в режиме онлайн или автономного анализа в режиме офлайн. Получение дополнительной информации - в соответствии с ISO/TS 15007-2 (см. [18]).

C.5.1.2.2. Длительность взгляда

Длительность взгляда - это время с момента установления водителем взгляда в направлении цели (например, на внутреннее зеркало заднего вида) до момента отведения взгляда от нее.

В длительность взгляда входит время перехода взгляда на цель. Кроме этого она может включать время на аккомодацию глаз. Так как отклонение направления движения транспортного средства возрастает в течение времени, когда водитель не смотрит на дорогу, весомость длительности взгляда может быть высокой. Однако длительность взгляда также зависит от зрительной нагрузки при движении ТС в дорожной ситуации, что ограничивает ее достоверность. Согласно ряду исследований длительность взгляда является достаточно постоянной величиной для множества задач, выполняемых при управлении ТС с определенным верхним пределом, который водитель не любит превышать. Соответственно чувствительность данного показателя зрительной нагрузки является ограниченной.

C.5.1.2.3. Частота взглядов

Частота взглядов - это количество взглядов, направленных на цель, в течение определенного периода времени или определенной задачи, когда каждый взгляд отделен по крайней мере одним взглядом, направленным на другую цель.

Частота взглядов (обозначаемая часто как среднее число взглядов) существенно изменяется в зависимости от задач, выполняемых при управлении ТС. Как правило, требуется от одного до семи взглядов для получения и обработки информации. Поскольку частота взглядов связана с общей сложностью визуальной задачи, она является высокочувствительной мерой зрительного внимания или нагрузки. Повышенная частота взглядов указывает на то, что водитель реагирует на увеличенную зрительную нагрузку. Так как диапазон количества взглядов и количество взглядов за задачу согласуются между исследованиями, этот показатель можно считать высоко достоверным.

C.5.1.2.4. Комбинированные показатели

Комбинированные показатели - это показатели, включающие как частоту взглядов, так и их длительность.

Некоторые комбинированные показатели обладают более высокой валидностью, достоверностью и чувствительностью, чем одиночные показатели. Один из них - общее время взгляда (сумма времен последовательных взглядов). Другие показатели выводятся на основании методов поглощения (окклюзии), когда водитель контролирует время, потраченное на слежение за дорогой; процент времени слежения за дорогой является показателем требования к зрительному вниманию.

C.5.1.3. Самооценка

C.5.1.3.1. Индекс рабочей нагрузки

Индекс рабочей нагрузки, связанной с выполнением задачи (NASA-TLX <1>), - это многомерный показатель, который учитывает субъективные оценки шести факторов рабочей нагрузки: умственного, физического, временного, работоспособности, напряженности и чувства неудовлетворенности (см. [8]).

--------------------------------

<1> NASA-TLX (NASA task load index) - коэффициент рабочей нагрузки НАСА.

Индекс рабочей нагрузки не подходит для выявления пиков или кратковременных увеличений рабочей нагрузки, но является полезным и чувствительным при измерении рабочей нагрузки в течение продолжительного периода времени. Несмотря на то, что это достоверный метод, не существует экспериментальных доказательств наличия связи между значениями индекса NASA-TLX и поведением водителя или критическими инцидентами.

C.5.1.3.2. Методика субъективной оценки рабочей нагрузки

Методика субъективной оценки рабочей нагрузки SWAT <2> использует многомерную шкалу, которая определяет нагрузку по трем измерениям: стресс от дефицита времени, умственное напряжение и психологический стресс (см. [9]).

--------------------------------

<2> SWAT (Subjective workload assessment technique) - метод субъективной оценки рабочей нагрузки.

Процедура SWAT достаточно трудоемкая. Были предприняты попытки упростить ее. Экспериментальные исследования показали, что упрощенная версия дает сравнимые результаты. Несмотря на то, что методика SWAT является чувствительной, даже более чувствительной, чем шкала MCH (см. C.5.1.3.4), она уступает в своей чувствительности индексу NASA-TLX. Еще предстоит установить валидность методики. Сравнительные исследования показали, что методика SWAT обеспечивает достоверные измерения, однако менее достоверные, чем полученные с помощью индекса NASA-TLX.

C.5.1.3.3. Оценочная шкала умственного усилия

Это одномерная шкала для оценки прикладываемого усилия (см. [10]).

Методика, использующая шкалу RSME <3>, легко применима как в процессе управления ТС, так и после него. В сравнении с другими методиками для измерения рабочей нагрузки она является одной из самых чувствительных. Более высокий уровень прикладываемого усилия является показателем стремления водителя сохранить работоспособность на определенном уровне вследствие возросших требований к выполнению задачи. Высокий уровень прикладываемого усилия считается вредным для безопасности водителя, однако истинность этого предположения нуждается в доказательстве. Методика обладает значительной достоверностью, так как постоянно приводит к более высоким рейтингам рабочих нагрузок, что согласуется с возросшими требованиями выполняемых задач.

--------------------------------

<3> RSME (Rating scale mental effort) - шкала оценки умственного усилия.

C.5.1.3.4. Модифицированная шкала Купер-Харпера

Это одномерная шкала, состоящая из десяти пунктов, из которых складывается единый показатель.

Методика, использующая шкалу MCH, не подходит для измерения кратковременных изменений рабочей нагрузки в процессе управления ТС. Методика чувствительна к изменению сложности задачи, однако она менее чувствительна, чем многомерная методика NASA-TLX или одномерная RSME. Достоверность методики MCH ниже по сравнению с другими популярными методиками, использующими субъективную оценку рабочей нагрузки, а ее валидность еще предстоит определить.

C.5.1.4. Выполнение второстепенных задач

C.5.1.4.1. Общие положения

Второстепенные задачи имеют ряд недостатков, наиболее важным из которых является вмешательство в выполнение основных задач. Поскольку второстепенные задачи, как правило, конкурируют с основными, за внимание и ресурсы они могут привести к ухудшению качества управления ТС. Еще одним недостатком является то, что выполнение второстепенных задач может повлиять на стратегическое распределение ресурсов, когда водитель больше внимания может уделить второстепенным задачам, а не основной, или наоборот. Следовательно, для того чтобы быть полезной, второстепенная задача не должна конкурировать за ресурсы с основной (см. [11]).

C.5.1.4.2. Выполнение зрительной/когнитивной/ручной задачи

Зрительная/когнитивная/ручная задача - это показатель способности водителя взять на себя задачу, непосредственно не связанную с основной задачей управления ТС.

Задачи, предполагающие зрительное выявление, когнитивную деятельность и ручную работу, часто проектируют таким образом, чтобы они были частью информационных систем водителя. Во многих случаях основная работа по управлению транспортным средством является главным показателем. В зависимости от второстепенной задачи этот показатель может быть чувствительным к изменениям рабочей нагрузки. Адекватность этого показателя будет зависеть от соответствия второстепенной задачи изучаемой ИУС ТС. Поскольку в разных исследованиях используют множество различных второстепенных задач данного типа, достоверность результатов трудно оценить.

C.5.1.4.3. Периферийное обнаружение

Периферийное обнаружение - это показатель способности водителя обнаруживать визуальные стимулирующие воздействия, представленные у края его поля зрения.

Применение данного показателя основано на идее, что с увеличением рабочей нагрузки функциональное поле зрения уменьшается или, в качестве альтернативы, что внимание становится более избирательным. Было показано, что данный показатель является чувствительным, а его предполагаемая адекватность высокой, но это не было твердо установлено (см. [12]). Похожие данные были получены в различных исследованиях при аналогичных обстоятельствах, поэтому данный метод можно считать достоверным.

C.5.2. Выполнение основной задачи управления транспортным средством

C.5.2.1. Введение

Показатели выполнения основной задачи управления транспортным средством тесно связаны с безопасностью водителя. Однако несмотря на то, что адекватность подобных показателей является высокой, их достоверность и чувствительность часто снижается из-за конкретных факторов, связанных с задачей управления ТС, таких как состояние дороги и автомобильное движение. Это влияние может быть настолько сильным, что они заслоняют любое влияние автомобильных устройств на качество вождения. Это означает, что отклонения, вызываемые факторами, связанными с дорогой или автомобильным движением, необходимо контролировать для получения требуемой чувствительности и достоверности (см. [13]). В действительности все это требует проведения стандартных испытаний в контролируемых условиях, хотя это может снизить экологическую адекватность.

Показатели для оценки выполнения основной задачи управления ТС можно разделить на три группы:

- продольное управление транспортом (изменение скорости);

- поперечное управление транспортом (изменение направления движения);

- осведомленность о дорожной обстановке.

C.5.2.2. Управление скоростью (разгон и торможение)

C.5.2.2.1. Средняя скорость транспортного средства

Средняя скорость транспортного средства - это средняя величина скорости автомобиля в течение данного испытания или периода времени.

Для компенсации негативных эффектов на безопасность водители, как правило, снижают скорость в ситуациях с высокой нагрузкой, обусловленной выполнением задачи. Компенсирующее свойство скорости определяет ее значимость. Скорость транспортного средства зависит от характеристик окружающей обстановки, включая локальные ограничения скорости и движение другого транспорта. Из-за большого числа факторов (в том числе и инструкции для водителя) чувствительность и достоверность существенно зависят от способа проведения испытаний. В условиях, нуждающихся в особом контроле, снижение скорости свидетельствует о возросших требованиях к выполнению задач управления ТС в автомобиле. Адекватность данного показателя высокая в том смысле, что высокая скорость или ее изменения связаны с повышенным риском дорожного происшествия.

C.5.2.2.2. Стандартное отклонение скорости

Стандартное отклонение скорости - это изменение скорости транспортного средства в течение данного испытания или периода времени.

Большое изменение скорости связано с увеличенным риском дорожного происшествия, особенно в условиях повышенной плотности движения. Соответственно адекватность данного показателя является высокой. Чувствительность и достоверность зависят от способа проведения испытаний, поскольку данный показатель зависит не только от реакции водителя на изменения рабочей нагрузки или от недостатка внимания к управлению скоростью, но и от особенностей задачи управления транспортным средством.

C.5.2.2.3. Временной интервал

Временной интервал - интервал во времени между двумя следующими друг за другом автомобилями.

Временной интервал рассчитывается путем деления расстояния от бампера до бампера на скорость следом идущего автомобиля. На показатель влияют условия видимости и состояние водителя, например усталость. Было установлено, что временной интервал является достоверным и чувствительным к изменению требований. Валидность этого показателя для безопасности водителя очевидна. Снижение временного интервала считают небезопасным, в то время как его увеличение в сложных условиях воспринимают как реакцию водителя по обеспечению безопасности.

C.5.2.2.4. Время до столкновения

Время до столкновения (ВДС) - это время, необходимое для того, чтобы два автомобиля столкнулись, если они будут продолжать движение с той же скоростью и в том же направлении.

Небольшие значения времени до столкновения (далее - ВДС) могут рассматриваться как критические инциденты для следом идущих автомобилей, поэтому валидность данного показателя очень высока. Так как столкновения происходят нечасто, то чувствительность и достоверность показателя ВДС, имеющего малые значения, довольно низка. В условиях повышенной плотности движения небольшие значения показателя ВДС возникают гораздо чаще и имеют более широкий диапазон изменений. Распределение этих величин может использоваться как более чувствительный и надежный показатель.

C.5.2.3. Изменение направления движения

C.5.2.3.1. Стандартное отклонение направления движения

Стандартное отклонение направления движения (далее - СОНД) - это изменение положения транспортного средства в пределах дорожной полосы.

Для измерения СОНД в процессе управления требуется наличие датчика положения на дорожной полосе. Сильное влияние на СОНД оказывает скорость движения, ширина полосы и автомобильные маневры. Если СОНД измеряют в контролируемых условиях, в которых снижены отклонения, то достоверность и чувствительность данных показателей может быть высокой. Показатель СОНД имеет высокую валидность, поскольку было установлено, что он связан с вероятностью выезда за границы дорожной полосы.

C.5.2.3.2. Стандартное отклонение угла поворота рулевого колеса

Стандартное отклонение угла поворота рулевого колеса (далее - СОУП) - это его изменение.

Высокая нагрузка часто приводит к ухудшению динамики поворота рулевого колеса. В отличие от СОНД угол поворота рулевого колеса легко рассчитать и для симулятора, и для измерительного транспорта. СОУП и коррелирующее с ним СОНД являются показателями одного и того же процесса. В контролируемых условиях испытания при управлении транспортным средством на прямой дороге с постоянной скоростью данный показатель чувствителен к изменениям требований задачи. Кроме этого при этих условиях показатель является также достоверным. Его валидность сравнима с валидностью СОНД.

C.5.2.3.3. Амплитуда поворота рулевого колеса

Амплитуда поворота рулевого колеса - это максимальная амплитуда угла поворота рулевого колеса во время данного испытания или периода времени.

Было установлено, что амплитуда поворота рулевого колеса обладает высокой валидностью для измерения воздействия на водителя нагрузок, связанных с выполнением задачи, и его усталости. При высокой рабочей нагрузке или высоких визуальных требованиях других задач (например, задач по контролю скорости) снижается внимание к задаче по изменению направления движения. Данных для оценки чувствительности и достоверности недостаточно, так как в этой области проведено мало исследований.

C.5.2.3.4. Частота изменения положения рулевого колеса

Частота изменения положения рулевого колеса (далее - ЧИПР) - это частота изменения положения <1> рулевого колеса (выше порогового значения) во время данного испытания или периода времени.

--------------------------------

<1> Под положением рулевого колеса здесь имеется в виду угол его поворота, изменение которого приводит к изменению направления движения.

Согласно результатам экспериментов ЧИПР является валидным, чувствительным и достоверным показателем только в рамках ограниченного диапазона нагрузок, связанных с выполнением задачи. Кроме этого в последних публикациях отмечено, что повышенная рабочая нагрузка связана одновременно с увеличенной и пониженной ЧИПР.

C.5.2.3.5. Время для пересечения линии разметки (ВПЛ)

Время для пересечения линии разметки <2> - это время, требующееся для того, чтобы любая часть автомобиля достигла одной из границ дорожной полосы.

--------------------------------

<2> Предполагается, что границы дорожной полосы движения обозначены линиями разметки.

Факторы, связанные с дорогой и транспортным средством, такие как ширина полосы, ее кривизна и скорость транспортного средства, влияют на ВПЛ в меньшей степени, чем на СОНД. Однако ВПЛ может быть измерено только в симуляторах из-за практической сложности достаточно точного измерения поперечного положения транспортного средства во время испытаний на дороге. Валидность данного показателя является высокой, так как малые значения ВПЛ тесно связаны с пересечением границ дорожной полосы. Хотя количество исследований в данной области ограничено, достоверность и чувствительность представляются высокими.

C.5.2.3.6. Отклонение за границы дорожной полосы

Отклонение за границы дорожной полосы - это количество отклонений или процент времени, когда происходит нарушение границ дорожной полосы.

Этот показатель менее достоверный, чем измерение положения на полосе транспортного средства при помощи датчика. С одной стороны, так как частота фактического пересечения границы дорожной полосы обычно очень мала, чувствительность данного показателя является низкой. С другой стороны, этот показатель имеет высокую валидность, так как пересечение границы полосы представляет собой высокий риск дорожно-транспортного происшествия. Согласно данным некоторых исследований надежность данного показателя является приемлемой.

C.5.2.4. Осведомленность о дорожной обстановке. Обнаружение придорожных объектов

Обнаружение придорожных объектов - это количество и тип осознанно обнаруженных водителем объектов, расположенных по сторонам дороги.

Водитель должен распределять внимание между выбором направления движения, управлением скоростью, задачами в ТС и вне его (например, обнаружением придорожных объектов: дорожных знаков, указателей направления маршрутов транспорта или пешеходов). Если нагрузка по выполнению любой из этих задач возрастает, то это может привести к понижению внимания в отношении одной или более задач. Вероятно, негативному влиянию первым подвергается контроль за придорожной обстановкой, поскольку последствия съезда с дороги или столкновения с другим автомобилем являются чаще всего более серьезными. Таким образом, обнаружение придорожных объектов может оказаться чувствительным к нагрузке, связанной с выполнением задач. Согласно ряду исследований обнаружение придорожных объектов является надежным показателем (см. [14]). С точки зрения безопасности движения этот показатель имеет высокую валидность.

C.5.3. Поведенческая адаптация

C.5.3.1. Общие положения

Измерение поведенческой адаптации требует установления сравнительной методологии, т.е. сравнения исходных данных, полученных до, например, применения ИУС ТС, с соответствующими данными, полученными в процессе управления ТС с использованием ИУС. Поведенческая адаптация может быть сразу же очевидна, но может потребоваться и более длительное время для ее установления. Примеры показателей приведены в приложении C.5. Следует отметить, что эти показатели во многом могут зависеть от состояния водителя, задачи управления транспортным средством и других окружающих факторов. Соответственно, в то время как все показатели проявляют достаточную валидность, их достоверность и чувствительность зависят от особенностей применяемой сравнительной методологии. Дополнительная информация о поведенческой адаптации приведена в (см. [15]).

Многие показатели, рассмотренные в C.5.1 и C.5.2, могут быть использованы для измерения поведенческой адаптации. Дополнительные показатели приведены в C.5.3.2 - C.5.3.5.

C.5.3.2. "Готовность к торможению"

Этот показатель измеряет готовность водителя воспользоваться тормозами.

Наблюдение за этим косвенным показателем подробно показывает, как водитель постепенно по ходу тестовой поездки начинает все более уверенно применять тормоза.

C.5.3.3. Использование средств управления

Применение систем управления, в том числе ускорение или торможение ТС, по отдельности или в сумме, может быть мерой использования ИУС, а также эволюции ее использования по ходу данной тестовой поездки.

C.5.3.4. Занимаемая полоса движения

Занимаемая полоса движения означает дорожную полосу, по которой движется ТС при ряде свободных полос, имеющихся во время данной тестовой поездки.

C.5.3.5. Выполняемые маневры

Этот показатель включает маневры, выполненные водителем, и их своевременность.

Маневры включают в себя выезд автомобиля из потока движения, вхождение автомобиля в потоки, поворот. Данные показатели могут быть измерены в течение данной тестовой поездки. Они указывают на изменения в маневре вождения.

C.5.4. Удобство использования

C.5.4.1. Общие положения

Удобство использования касается простоты использования и качества взаимодействия между водителем и ИУС и влияет на пригодность конкретной ИУС для использования во время управления ТС. Удобство использования можно оценить с помощью показателей, таких как работоспособность, эффективность, удовлетворенность, простота освоения, управляемость, информативность и соответствие ожиданиям водителя. Учет потребности водителя в подготовке также является полезным показателем. Собранные воедино показатели работоспособности и самооценки представляют собой полезную информацию. Дополнительная информация об оценке удобства пользования приведена в [16].

Многие показатели, рассмотренные в подразделах C.5.1 и C.5.2, могут быть применены для измерения удобства пользования. Валидность, достоверность и чувствительность показателей в значительной степени зависят от условий, в которых были получены экспериментальные данные. При оценивании удобства использования валидность, скорее всего, будет выше, если измерения проводят в реальных условиях управления ТС или с использованием обоснованных математических моделей. Дополнительные показатели приведены в C.5.4.2 - C.5.4.4.

C.5.4.2. Время завершения задачи

Время завершения задачи - это период времени, требуемый водителю для успешного выполнения конкретной задачи при помощи ИУС ТС.

Задачи включают в себя выделение части информации и совершение управляющего действия.

C.5.4.3. Ошибки задачи

Ошибки задачи - это показатель, используемый при измерении количества и характера ошибок и проблем, с которыми сталкивается водитель во время взаимодействия с ИУС ТС.

C.5.4.4. Время реагирования ИУС ТС

Время реагирования ИУС ТС - это период времени между действием водителя и реакцией ИУС ТС.

D.1. Оценка простоты использования функции "объезд" системы навигации

D.2. Оценка простоты установки смарт-карты в систему предупреждения о заторах на дорогах