ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ, ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ «ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ, ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ»

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ, ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ κ. Νικολάου Ε. Ηλιού, αναπληρωτή καθηγητή του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας «ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ, ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ» ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΉ ΕΡΓΑΣΊΑ ΔΙΕΡΕΎΝΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΆΣ ΟΔΗΓΏΝ ΑΥΤΟΚΙΝΉΤΟΥ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ ΕΠΊΠΕΔΑ ΦΩΤΕΙΝΟΤΗΤΑΣ (ΗΜΈΡΑ, ΣΟΎΡΟΥΠΟ, ΝΎΧΤΑ) ΜΕ ΧΡΉΣΗ ΚΑΙΝΟΤΌΜΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΏΝ, ΠΑΠΑΗΛΙΟΥ ΣΤΥΛΙΑΝΟΣ ΕΠΙΒΛΈΠΩΝ: κ. Νικόλαος Ε. Ηλιού, αναπληρωτής καθηγητής, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ΘΕΣΣΑΛΟΝΊΚΗ, ΟΚΤΏΒΡΙΟΣ 21

2 ii

3 Διερεύνηση συμπεριφοράς οδηγών αυτοκινήτου σε διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας (ημέρα, σούρουπο, νύχτα) με χρήση καινοτόμων τεχνολογιών

4 Πρόλογος Ο αριθμός των θανάτων και των τραυματισμών από οδικά τροχαία ατυχήματα έχουν λάβει διαστάσεις μίας ολοένα και μεγαλύτερης πανδημίας και έτσι έχουν χαρακτηριστεί τα οδικά τροχαία ατυχήματα από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας. Αν και τα μέτρα που έχουν αναληφθεί μέχρι τώρα αποδείχτηκαν αποτελεσματικά, ο αριθμός των θανατηφόρων τροχαίων ατυχημάτων παραμένει ανεπίτρεπτα υψηλός στην Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ): 1,3 εκατομμύρια τροχαία ατυχήματα ετησίως προκαλούν 43. θανάτους και 1,7 εκατομμύρια τραυματισμούς. Η συμπεριφορά των οδηγών θεωρείται η κυριότερη αιτία θνησιμότητας: υψηλές ταχύτητες, κατανάλωση αλκοόλ ή ναρκωτικών, κούραση, οδήγηση χωρίς ζώνη ασφάλειας ή χωρίς κράνος προστασίας, κ.λπ.. Το θέμα αυτό εξετάζεται με μεγάλη προσοχή σε όλη την ΕΕ και, στο πλαίσιο αυτό, έχει προταθεί ένας φιλόδοξος στόχος: η μείωση του αριθμού των θανατηφόρων τροχαίων ατυχημάτων κατά 5%, από το 21 ως το 21. Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος απαιτείται συστηματική προσέγγιση του θέματος και ανάλυση των παραγόντων που επιδρούν σε μία φυσιολογική κατάσταση για να φτάσει έως την πρόκληση ατυχήματος. Οι περισσότεροι από αυτούς αφορούν την οδό και το περιβάλλον (π.χ. οδόστρωμα, σήμανση, φωτισμός, κλιματολογικές συνθήκες), το όχημα και τον έλεγχο του συστήματος (π.χ. επιτήρηση, αστυνόμευση, πρόληψη), ενώ ταυτόχρονα υπεισέρχεται η συμπεριφορά του οδηγού, η οποία είναι εξατομικευμένη και περιλαμβάνει μια σειρά από παράγοντες που αφορούν την υπερβολική ταχύτητα, την κατανάλωση αλκοόλ, τη μη χρήση της ζώνης ασφαλείας, την κόπωση-υπνηλία, την ψυχολογική κατάσταση. Η συμμετοχή του κάθε παράγοντα είναι δύσκολο να οριστεί με ακρίβεια, παρόλα αυτά μελέτες δείχνουν πως ο χρήστης της οδού συμμετέχει στην πρόκληση του ατυχήματος είτε μόνος του είτε σε συνδυασμό με τους άλλους παράγοντες, σε ποσοστό που φτάνει ακόμα και το 93% των περιπτώσεων. Επομένως η συμπεριφορά του οδηγού αλλά και οι αλληλεπιδράσεις του με την οδό και τις περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ιδιαίτερα βασικοί παράγοντες που δεν έχουν έως σήμερα αναλυθεί στο βαθμό που απαιτούν. Ένας παράγοντας από τους παραπάνω στον οποίο δεν έχει δοθεί η απαραίτητη βαρύτητα είναι τα επίπεδα περιβαλλοντικού φωτισμού. Αν και είναι σχετικά δύσκολο να γίνει άμεσος συσχετισμός των ατυχημάτων με την μειωμένη ορατότητα, είναι γνωστό ότι ένας δυσανάλογος αριθμός ατυχημάτων συμβαίνει τη νύχτα. Ένα στα τρία τροχαία ατυχήματα κάθε 24ώρου συμβαίνει χωρίς το φως του ήλιου και τις περισσότερες φορές μάλιστα είναι θανατηφόρο, χαρακτηριστικό που εκφράζει τη σοβαρότητα των τροχαίων ατυχημάτων κατά τη διάρκεια της νύχτας. Η προσέγγιση των επιδράσεων της φωτεινότητας στον οδηγό αποσκοπεί στον προσδιορισμό της βαρύτητας του ρόλου της στην οδική ασφάλεια. Οι οδηγοί πλέον πρέπει να ενημερώνονται για τις δυσμενείς επιδράσεις των συνθηκών μειωμένου φωτισμού. Η επίδραση της φωτεινότητας στον ανθρώπινο μηχανισμό όρασης είναι σημαντική, γι αυτό η όραση του οδηγού πρέπει να ελέγχεται επισταμένως, πράγμα που δυστυχώς δεν φαίνεται να ανησυχεί τους αρμόδιους φορείς στη χώρα μας.

5 Ευχαριστίες Η ολοκλήρωση αυτής της μεταπτυχιακής εργασίας οφείλεται σε πολλά πρόσωπα, όπου το καθένα βοήθησε λιγότερο ή περισσότερο και αξίζουν τις ευχαριστίες για την συμμετοχή αλλά κυρίως για την υπομονή τους. Ξεκινώντας θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κ. Νικολάο Ηλιού, αναπληρωτή καθηγητή του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας για τη συνεργασία μας, την παροχή κατάλληλου τεχνικού εξοπλισμού αλλά και την καθοδήγηση σε όλες τις φάσεις της εργασίας, τον Παναγιώτη Λεμονάκη, υποψήφιο διδάκτορα του τμήματος Πολιτικών μηχανικών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, για την μύηση στη χρήση του τεχνικού εξοπλισμού. Ιδιαίτερα θα ήθελα να ευχαριστήσω τους εθελοντές οδηγούς οι οποίοι συμμετείχαν στην έρευνα και αποτέλεσαν τον κορμό αυτής: Κυπαρισσία Μητρίδου, Μαρία Οργαντζή, Μαρία Τσιγάρου, Χρυσάνθη Σκαμάγκα, Ευάγγελο Ράπτη, Κυριάκο Πλατή. Η λήψη και η επεξεργασία των φωτογραφιών κατά τη διάρκεια της έρευνας πραγματοποιήθηκε από την φωτογράφο Βασιλική Τσακίρη. Θεσσαλονίκη, Οκτώβριος 21 Στυλιανός Παπαηλίου

6 Πίνακας περιεχομένων Πίνακας περιεχομένων Περίληψη...9 Abstract...1 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή Στόχος και αντικείμενο Μεθοδολογία Δομή τεύχους...12 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή...13 Κεφάλαιο 2: Περιβαλλοντικός φωτισμός και οδική ασφάλεια Οδική ασφάλεια στην Ευρωπαϊκή Ένωση και στην Ελλάδα Ανάλυση ατυχημάτων - Οδικός φωτισμός...15 Κεφάλαιο 2: Περιβαλλοντικός φωτισμός και οδική ασφάλεια...16 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση Εισαγωγή Το σύστημα οφθαλμός εγκέφαλος Ανθρώπινος οφθαλμός Φωτοπικές συνθήκες όρασης Σκοτοπικές συνθήκες όρασης Μεσοπικές συνθήκες όρασης...25 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση Εισαγωγή Σχεδιασμός και οργάνωση πειράματος Τεχνικός εξοπλισμός Οδός Οδηγοί Διενέργεια πειράματος Επεξεργασία δεδομένων Ανάλυση δεδομένων Οδηγός 1ος Οδηγός 2ος Οδηγός 3ος Οδηγός 4ος Οδηγός 5ος Οδηγός 6ος Άπειροι Έμπειροι οδηγοί Συνολική «εικόνα» των οδηγών...63 Κεφάλαιο 5: Συμπεράσματα Προοπτικές...66 Κεφάλαιο 5: Συμπεράσματα - Προοπτικές Συμπεράσματα Προοπτικές...67 Βιβλιογραφία...7 4

7 Κατάλογος σχημάτων Κατάλογος σχημάτων Σχήμα 2.1: Αριθμός θανάτων από τροχαία ατυχήματα στην ΕΕ (Πηγή: CARE database)...14 Σχήμα 2.2: Αριθμός θανάτων από τροχαία ατυχήματα στην Ελλάδα (Πηγή: CARE database)...15 Σχήμα 2.3: Ποσοστιαία απεικόνιση των παραγόντων πρόκλησης ατυχημάτων (Πηγή: PIARC Road Safety Manual, 23)...16 Σχήμα 2.4: Αριθμός ατυχημάτων στα επίπεδα περιβαλλοντικού φωτισμού στην Ελλάδα (Πηγή: UNECE Transport Division Database)...17 Σχήμα 2.5: Αριθμός θανάτων από τροχαία ατυχήματα στα επίπεδα περιβαλλοντικού φωτισμού στην Ελλάδα (Πηγή: UNECE Transport Division Database)...17 Σχήμα 2.6: Σοβαρότητα των ατυχημάτων ημέρα και βράδυ στην Ελλάδα (Πηγή: [3])...18 Σχήμα 3.7: Η δομή του ανθρώπινου ματιού...2 Σχήμα 3.8: Απεικόνιση του ανθρώπινου ματιού και της ανάλυσης του φωτός στον αμφιβληστροειδή χιτώνα με τη βοήθεια των κωνίων...21 Σχήμα 3.9: Απεικόνιση ραβδίου (αριστερά) και κωνίου (δεξιά) (Πηγή: Σχήμα 3.1: Φασματική ευαισθησία των κωνίων και των ραβδίων του ανθρώπινου ματιού..22 Σχήμα 3.11: Χαρακτηριστική καμπύλη της σκοτεινής προσαρμογής...24 Σχήμα 3.12: Φωτοπικές συνθήκες όρασης...25 Σχήμα 3.13: Σκοτοπικές συνθήκες όρασης...25 Σχήμα 3.14: Μεσοπικές συνθήκες όρασης...26 Σχήμα 4.15: Απεικόνιση τεχνικού εξοπλισμού...28 Σχήμα 4.16: Απεικόνιση του οδικού τμήματος της διαδρομής σε σχέση με τον αστικό ιστό..29 Σχήμα 4.17: Απεικόνιση του οδικού τμήματος...29 Σχήμα 4.18: Χρονικός προσδιορισμός των συνθηκών όρασης...31 Σχήμα 4.19: Προσδιορισμός συνθηκών όρασης και χρονικών περιόδων πειράματος...32 Σχήμα 4.2: Απεικόνιση της επεξεργασίας και του φιλτραρίσματος των παρατηρήσεων σε περιβάλλον VBox Tools...33 Σχήμα 4.21: Απεικόνιση της βάσης των παρατηρήσεων σε περιβάλλον Excel...34 Σχήμα 4.22: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας...35 Σχήμα 4.23: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας...35 Σχήμα 4.24: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπο...36 Σχήμα 4.25: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της νύκτας...36 Σχήμα 4.26: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια της νύκτας...37 Σχήμα 4.27: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...37 Σχήμα 4.28: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...38 Σχήμα 4.29: Διακύμανση επιταχύνσεων της οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...39 Σχήμα 4.3: Οριζοντιογραφική απεικόνιση της διαδρομής...39 Σχήμα 4.31: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού...4 5

8 Κατάλογος σχημάτων Σχήμα 4.32: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας...41 Σχήμα 4.33: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου...41 Σχήμα 4.34: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας...42 Σχήμα 4.35: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...42 Σχήμα 4.36: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...43 Σχήμα 4.37: Διακύμανση επιταχύνσεων της οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...43 Σχήμα 4.38: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού...44 Σχήμα 4.39: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας...45 Σχήμα 4.4: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας...45 Σχήμα 4.41: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου...46 Σχήμα 4.42: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας...46 Σχήμα 4.43: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...47 Σχήμα 4.44: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...47 Σχήμα 4.45: Διακύμανση επιταχύνσεων της οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...48 Σχήμα 4.46: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού...48 Σχήμα 4.47: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας...49 Σχήμα 4.48: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου...49 Σχήμα 4.49: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας...5 Σχήμα 4.5: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...5 Σχήμα 4.51: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...51 Σχήμα 4.52: Διακύμανση επιταχύνσεων του οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...52 Σχήμα 4.53: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού...52 Σχήμα 4.54: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών του οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας...53 Σχήμα 4.55: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών του οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου...53 Σχήμα 4.56: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών του οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας

9 Κατάλογος σχημάτων Σχήμα 4.57: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...54 Σχήμα 4.58: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...55 Σχήμα 4.59: Διακύμανση επιταχύνσεων του οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...55 Σχήμα 4.6: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού...56 Σχήμα 4.61: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας...56 Σχήμα 4.62: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών του οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου...57 Σχήμα 4.63: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας...57 Σχήμα 4.64: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...58 Σχήμα 4.65: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...58 Σχήμα 4.66: Διακύμανση επιταχύνσεων του οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας...59 Σχήμα 4.67: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού...6 Σχήμα 4.68: Διακύμανση της ταχύτητας της διαδρομής άπειρων-έμπειρων οδηγών κατά τη διάρκεια της ημέρας...61 Σχήμα 4.69: Διακύμανση της ταχύτητας της διαδρομής άπειρων-έμπειρων οδηγών κατά τη διάρκεια του σούρουπου...61 Σχήμα 4.7: Διακύμανση της ταχύτητας της διαδρομής άπειρων-έμπειρων οδηγών κατά τη διάρκεια της νύχτας...62 Σχήμα 4.71: Διακύμανση της ταχύτητας των έμπειρων οδηγών στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού...63 Σχήμα 4.72: Διακύμανση της ταχύτητας των άπειρων οδηγών στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού...63 Σχήμα 4.73: Διακύμανση της ταχύτητας των οδηγών στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού

10 Περίληψη Περίληψη Η μεταπτυχιακή εργασία με τίτλο «Διερεύνηση συμπεριφοράς οδηγών αυτοκινήτου σε διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας (ημέρα, σούρουπο, νύχτα) με χρήση καινοτόμων τεχνολογιών» αποτελεί προσπάθεια ανάλυσης της συμπεριφοράς οδηγών σε συνθήκες πλήρους φυσικού φωτισμού, κατά τη διάρκεια της ημέρας, μειωμένου φυσικού φωτισμού, κατά τη διάρκεια του σούρουπου, αποκλειστικά τεχνητού φωτισμού, κατά τη διάρκεια της νύχτας. Θεμελιώδης στόχος της εργασίας αυτής είναι η διερεύνηση των επιδράσεων που επιφέρουν στον οδηγό τα διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας της οδού. Ο κεντρικός στόχος αποσκοπεί στην προσέγγιση των επιδράσεων του φωτισμού στην οδηγική συμπεριφορά και κατ επέκταση στην επίδραση του φωτισμού στην οδική ασφάλεια όλων των χρηστών της οδού. Συνεπώς, η διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη συλλογή, επεξεργασία, ανάλυση πληροφοριών που σχετίζονται με τις επιδράσεις του φωτισμού στους οδηγούς. Πιο συγκεκριμένα αντικείμενο της εργασίας είναι η διενέργεια έρευνας με χρήση καινοτόμων τεχνολογιών. Η έρευνα εξετάζει τη συμπεριφορά έξι οδηγών, ηλικίας ετών, στα διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας που αναφέρονται παραπάνω. Η διαδρομή της έρευνας είναι ένα υπεραστικό οδικό τμήμα με χαμηλούς κυκλοφοριακούς φόρτους αλλά έντονα γεωμετρικά χαρακτηριστικά. Κάθε οδηγός καλείται να εκτελέσει τη διαδρομή σε κάθε ένα από τα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας ενώ η εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών χρησιμοποιείται στην παρακολούθηση και καταγραφή χαρακτηριστικών τόσο του οδηγού όσο και του οχήματος. Τέλος, τα αποτελέσματα της εργασίας εμφανίζουν επίδραση της φωτεινότητας στην οδηγική συμπεριφορά αφού οι οδηγοί μειώνουν ταχύτητα καθώς μειώνει η φωτεινότητα ενώ καταγράφεται και νευρικότητα στον τρόπο οδήγησής τους. Συνδυάζοντας πλέον στατιστικά στοιχεία τροχαίων ατυχημάτων στα διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας, εμφανίζεται ένας δυσανάλογος αριθμός θανατηφόρων ατυχημάτων σε συνθήκες μειωμένης φωτεινότητας. Συνεπώς, η εργασία περιγράφει τη σοβαρότητα των επιδράσεων της φωτεινότητας στη συμπεριφορά οδηγών και δίνει κατευθύνσεις προς τις οποίες πρέπει να κινηθεί η έρευνα στο συγκεκριμένο πεδίο. 8

11 Abstract Abstract The paper is entitled Investigation of driver behaviour in environmental illumination levels (daytime, dusk, nightime) using innovative technologies is an attempt of analysis driver behaviour under illumaination coditions of: Daylight (Photopic light sensitivity), Dusk (Mesopic light sensitivity) Nighttime (Dim Light Scotopic - sensitivity) The fundamental aim of this study is to investigate the effects of different illumination levels on driver behaviour, and so on road safety. In order to collect data about the effects of illumination on drivers, the research contains an experiment. The experimental design consisted of a three-phase experiment. A group of car drivers, aged years old, operate a specific route in a road of low traffic volumes twice. In the first phase, the drivers operate the route in photopic vision, which functions in daytime levels. In the second phase, the control group operates the route in mesopic vision, which appears during the 3 minutes or so after sunset (for a viewer outdoors and shielded from artificial light). In the last phase the experimental group performed the same route in scotopic sensitivity function which describes human sensitivity under dark adaptation. The application of innovative technologies used in monitoring and recording data from both of the driver and the vehicle. The results of research show direct effects of illumination on driver behaviour, despite the small size of experimental group of drivers. The illumination conditions of mesopic and scotopic sensitivity make the drivers much slower and nervous due to low luminance, low contrast targets, slow visual processing. Also, the statistics of road accidents in the different illuminations level demonstrate a disproportionate number of fatal accidents under reduced illumination conditions and show the importance of the illumination effects on drivers. So, this paper provides guidelines on a way to extend the research in this field of driver behaviour that has a great impact on the road safety but it has received little attention. 9

12 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή Η μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία με τίτλο «Διερεύνηση συμπεριφοράς οδηγών αυτοκινήτου σε διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας (ημέρα, σούρουπο, νύχτα) με χρήση καινοτόμων τεχνολογιών» εκπονήθηκε από τον Παπαηλίου Στυλιανό φοιτητή του διατμηματικού προγράμματος μεταπτυχιακών σπουδών «Σχεδιασμός, Οργάνωση και Διαχείριση των Συστημάτων Μεταφορών» της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Η παρούσα διπλωματική εργασία υλοποιήθηκε υπό την επίβλεψη του κ. Νικολάου Ε. Ηλιού, αναπληρωτή καθηγητή του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Δρ. συγκοινωνιολόγο. 1.1 Στόχος και αντικείμενο Η διπλωματική εργασία αποτελεί προσπάθεια ανάλυσης της συμπεριφοράς οδηγών σε συνθήκες πλήρους φυσικού φωτισμού, κατά τη διάρκεια της ημέρας, μειωμένου φυσικού φωτισμού, κατά τη διάρκεια του σούρουπου, αποκλειστικά τεχνητού φωτισμού, κατά τη διάρκεια της νύχτας. Θεμελιώδης στόχος της εργασίας αυτής είναι η διερεύνηση των επιδράσεων που επιφέρει στον οδηγό ο φωτισμός της οδού στις παραπάνω εκφάνσεις του (ημέρα, σούρουπο, νύχτα). Ο κεντρικός στόχος αποσκοπεί στην προσέγγιση των επιδράσεων του φωτισμού στην οδηγική συμπεριφορά και κατ επέκταση στην επίδραση του φωτισμού στην οδική ασφάλεια όλων των χρηστών της οδού. Συνεπώς, η διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη συλλογή, επεξεργασία, ανάλυση πληροφοριών που σχετίζονται με τις επιδράσεις του φωτισμού στους οδηγούς. Πιο συγκεκριμένα αντικείμενο της εργασίας είναι η διενέργεια έρευνας με χρήση καινοτόμων τεχνολογιών. Η έρευνα εξετάζει τη συμπεριφορά οδηγών σε διάφορες συνθήκες φωτισμού σε ένα υπεραστικό οδικό τμήμα με έντονα γεωμετρικά χαρακτηριστικά ενώ η εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών χρησιμοποιείται στην παρακολούθηση και καταγραφή χαρακτηριστικών τόσο του οδηγού όσο και του οχήματος. 1.2 Μεθοδολογία Σύμφωνα με τους στόχους που τέθηκαν και το αντικείμενο μελέτης, η διπλωματική εργασία διαιρείται σε τρεις φάσεις: Φάση Ι Ενημέρωση από τον επιβλέποντα καθηγητή για τους στόχους και το αντικείμενο μελέτης. Σχεδιασμός και οργάνωση των διαδοχικών φάσεων του έργου με σκοπό την ορθή διεξαγωγή τους. Βιβλιογραφική αναζήτηση και μελέτη ερευνών στο συγκεκριμένο επιστημονικό πεδίο. Η βιβλιογραφία που εντοπίστηκε ήταν στην πλειοψηφία της ξένη αφού οι προσπάθειες προσέγγισης της συμπεριφοράς οδηγών με καινοτόμες τεχνολογίες στη χώρα είναι σε περιορισμένη κλίμακα. Συνεπώς απαραίτητη ήταν η αναζήτηση 1

13 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή βιβλιογραφίας που αναλύει τη λειτουργία του ανθρώπινου μηχανισμού οράσεως και η σύνθεση της με τη συμπεριφορά των οδηγών. Φάση ΙΙ Σχεδιασμός και οργάνωση του πειράματος που περιλαμβάνει τον εντοπισμό κατάλληλου οδικού τμήματος, οδηγών, αυτοκινήτου αλλά και κατάλληλου τεχνολογικού εξοπλισμού. Επιλογή του απαραίτητου εξοπλισμού τόσο για την παρακολούθηση και καταγραφή χαρακτηριστικών οδηγού-οχήματος όσο και για τον προσδιορισμό των διαφορετικών καταστάσεων φωτεινότητας (ημέρα, σούρουπο, νύχτα). Ενημέρωση για τον τρόπο εγκατάστασης και λειτουργίας του εξοπλισμού που προσαρτάται στο όχημα και δοκιμαστική εκτέλεση μίας διαδρομής. Επιτόπια επίσκεψη στο οδικό τμήμα, το οποίο επιλέχθηκε, με σκοπό την αναγνώρισή του και τον προσδιορισμό ασφαλών θέσεων εκκίνησης και τερματισμού των διαδρομών. Χρονικός προσδιορισμός των διαφορετικών καταστάσεων φωτεινότητας (μέρα, σούρουπο, νύχτα) κατά τη διάρκεια της Τετάρτης 2 Σεπτεμβρίου 21 με σκοπό τον προγραμματισμό των πειραμάτων. Πραγματοποίηση πειραμάτων από την Πέμπτη 3 Σεπτεμβρίου 21 έως Πέμπτη 9 Σεπτεμβρίου 21 κατά τη διάρκεια μέρας, σούρουπου και νύχτας με 3 «άπειρους» οδηγούς και 3 «έμπειρους». Φάση ΙΙΙ Μεταφορά των δεδομένων, που προέκυψαν από τις μετρήσεις και το πείραμα στους οδηγούς σε Η/Υ, για την επεξεργασία τους. Επεξεργασία των δεδομένων με κατάλληλου λογισμικό σε Η/Υ με σκοπό την εξαγωγή χρήσιμων στοιχείων για την συμπεριφορά των οδηγών, τα οποία απεικονίζονται σε αντίστοιχα διαγράμματα. Σύνθεση συμπερασμάτων που προέκυψαν από το πείραμα στους οδηγούς στις συγκεκριμένες συνθήκες. Παρουσίαση προτάσεων για άξονες περαιτέρω μελέτης και δράσης σχετικά με την ανάλυση της συμπεριφοράς των οδηγών προς τις διαφορετικές συνθήκες φωτεινότητας. 1.3 Δομή τεύχους Η εργασία αναπτύσσεται σε πέντε κεφάλαια, από τα οποία το πρώτο αποτελεί την εισαγωγή περιέχοντας την περιγραφή της διπλωματικής εργασίας: καθορισμός στόχου και αντικειμένου της και αναλυτική παρουσίαση της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε. Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται σε στοιχεία που αντικατοπτρίζουν το επίπεδο οδικής ασφάλειας στην Ευρωπαϊκή Ένωση και στην Ελλάδα αλλά και την επίδραση των επιπέδων φωτισμού της οδού στην οδική ασφάλεια. Το τρίτο κεφάλαιο έχει ως αντικείμενο να περιγράψει σύντομα τα βασικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας του ανθρωπίνου οφθαλμού και τους περιορισμούς που θέτει στον τρόπο που βλέπουμε έτσι ώστε να αντιληφθούμε την επίδραση της φωτεινότητας στην όραση των οδηγών. 11

14 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή Στο τέταρτο κεφάλαιο περιλαμβάνεται ό,τι αφορά την εκτέλεση και την ανάλυση πειράματος σε οδηγούς σε πραγματικές συνθήκες με σκοπό να διερευνηθεί η συμπεριφορά τους στις επιδράσεις των επιπέδων φωτισμού. Το πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας παρουσιάζει συγκεντρωτικά τα συμπεράσματα που προέκυψαν κατά την ανάλυση των προηγούμενων κεφαλαίων και περιέχει προτάσεις περαιτέρω μελέτης και δράσης σχετικά με την ανάλυση της συμπεριφοράς των οδηγών προς τις διαφορετικές συνθήκες φωτεινότητας. 12

15 Κεφάλαιο 2: Περιβαλλοντικός φωτισμός και οδική ασφάλεια Κεφάλαιο 2: Περιβαλλοντικός φωτισμός και οδική ασφάλεια 2.1 Οδική ασφάλεια στην Ευρωπαϊκή Ένωση και στην Ελλάδα Ο αριθμός των θανάτων και των τραυματισμών από οδικά τροχαία ατυχήματα έχουν λάβει διαστάσεις μίας ολοένα και μεγαλύτερης πανδημίας και έτσι έχουν χαρακτηριστεί τα οδικά τροχαία ατυχήματα από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας. Αν και τα μέτρα που έχουν αναληφθεί μέχρι τώρα αποδείχτηκαν αποτελεσματικά, ο αριθμός των θανατηφόρων τροχαίων ατυχημάτων παραμένει ανεπίτρεπτα υψηλός στην Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ): 1,3 εκατομμύρια τροχαία ατυχήματα ετησίως προκαλούν 43. θανάτους και 1,7 εκατομμύρια τραυματισμούς. Η συμπεριφορά των οδηγών θεωρείται η κυριότερη αιτία θνησιμότητας: υψηλές ταχύτητες, κατανάλωση αλκοόλ ή ναρκωτικών, κούραση, οδήγηση χωρίς ζώνη ασφάλειας ή χωρίς κράνος προστασίας, κ.λπ. []. Το θέμα αυτό εξετάζεται με μεγάλη προσοχή σε όλη την ΕΕ και, στο πλαίσιο αυτό, έχει προταθεί ένας φιλόδοξος στόχος: η μείωση του αριθμού των θανατηφόρων τροχαίων ατυχημάτων κατά 5%, από το 21 ως το 21. Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος απαιτείται συστηματική προσέγγιση του θέματος Αριθμός θανάτων Πιο συγκεκριμένα, η χώρα μας παρουσιάζει ένα από τα μεγαλύτερα ποσοστά οδικών τροχαίων ατυχημάτων στην Ευρωπαϊκή Ένωση αν και τα τελευταία χρόνια παρατηρούνται μειωτικές τάσεις στον αριθμό των τροχαίων ατυχημάτων, των θανατηφόρων αλλά και των τραυματισμών. Στα στοιχεία της Ευρωπαϊκής Επιτροπής για το 29, η Ελλάδα, αν και παρουσιάζει μείωση κατά 23% σε σχέση με το 21, κατέχει με τη Ρουμανία τη θλιβερή πρωτιά στην ΕΕ στον αριθμό των θανάτων από τροχαία ατυχήματα με 13 νεκρούς ανά εκατ. κατοίκων. Στους «27» το 29 ο αριθμός των θανάτων από τροχαία ατυχήματα ήταν 69 νεκροί ανά εκατ. κατοίκους και από τα στοιχεία προκύπτει ότι παρατηρείται μείωση 36% σε σχέση με το 21. Έτη Σχήμα 2.1: Αριθμός θανάτων από τροχαία ατυχήματα στην ΕΕ (Πηγή: CARE database) 13

16 Κεφάλαιο 2: Περιβαλλοντικός φωτισμός και οδική ασφάλεια 3 Αριθμός θανάτων Έτη Σχήμα 2.2: Αριθμός θανάτων από τροχαία ατυχήματα στην Ελλάδα (Πηγή: CARE database) Τα τροχαία ατυχήματα έχουν κοινωνικές και οικονομικές συνέπειες ποικίλες και πολυδιάστατες και καθιστούν το θέμα της οδικής ασφάλειας ένα από τα σημαντικότερα που αντιμετωπίζει σήμερα η κοινωνία. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω Κάθε χρόνο, 1.3. τροχαία ατυχήματα έχουν ως αποτέλεσμα ο αριθμός των θυμάτων να υπερβαίνει τους 4. νεκρούς και 1.7. τραυματίες. Το άμεσο ή έμμεσο κόστος έχει υπολογισθεί σε 16 δισ. ευρώ, δηλαδή σε ποσοστό περίπου 2% του ΑΕΠ της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ). Ορισμένες ομάδες του πληθυσμού ή κατηγορίες χρηστών είναι ιδιαίτερα ευάλωτες: οι νέοι ηλικίας ετών (1. νεκροί ετησίως), οι πεζοί (7. νεκροί) ή οι ποδηλάτες (1.8 νεκροί). 2.2 Ανάλυση ατυχημάτων - Οδικός φωτισμός Η ανάλυση των ατυχημάτων αποσκοπεί στην κατά το δυνατόν αναπαράσταση των συμβάντων. Βεβαίως η αναπαραγωγή των συνθηκών δεν είναι απλή αλλά ούτε απόλυτα ασφαλής διότι υπάρχουν αρκετοί παράγοντες που επιδρούν σε μία φυσιολογική κατάσταση για να φτάσει έως την πρόκληση ατυχήματος. Οι περισσότεροι από αυτούς αφορούν την οδό και το περιβάλλον (π.χ. οδόστρωμα, σήμανση, φωτισμός, κλιματολογικές συνθήκες), το όχημα και τον έλεγχο του συστήματος (π.χ. επιτήρηση, αστυνόμευση, πρόληψη), ενώ ταυτόχρονα υπεισέρχεται η συμπεριφορά του οδηγού, η οποία είναι εξατομικευμένη και περιλαμβάνει μια σειρά από παράγοντες που αφορούν την υπερβολική ταχύτητα, την κατανάλωση αλκοόλ, τη μη χρήση της ζώνης ασφαλείας, την κόπωση-υπνηλία, την ψυχολογική κατάσταση. Η συμμετοχή του κάθε παράγοντα είναι δύσκολο να οριστεί με ακρίβεια, παρόλα αυτά μελέτες δείχνουν πως ο χρήστης της οδού συμμετέχει στην πρόκληση του ατυχήματος είτε μόνος του είτε σε συνδυασμό με τους άλλους παράγοντες, σε ποσοστό που φτάνει ακόμα και το 93% των περιπτώσεων. 14

17 Κεφάλαιο 2: Περιβαλλοντικός φωτισμός και οδική ασφάλεια Συμπεριφορά οδηγού Οδός 57% 3% 26% 4% 2% 6% 1% Όχημα Σχήμα 2.3: Ποσοστιαία απεικόνιση των παραγόντων πρόκλησης ατυχημάτων (Πηγή: PIARC Road Safety Manual, 23) Επομένως η συμπεριφορά του οδηγού αλλά και οι αλληλεπιδράσεις του με την οδό και τις περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ιδιαίτερα βασικοί παράγοντες που δεν έχουν έως σήμερα αναλυθεί στο βαθμό που απαιτούν. Ένας παράγοντας από τους παραπάνω στον οποίο δεν έχει δοθεί η απαραίτητη βαρύτητα είναι τα επίπεδα περιβαλλοντικού φωτισμού. Αν και είναι σχετικά δύσκολο να γίνει άμεσος συσχετισμός των ατυχημάτων με την μειωμένη ορατότητα, είναι γνωστό ότι ένας δυσανάλογος αριθμός ατυχημάτων συμβαίνει τη νύχτα [,]. Ένα στα τρία τροχαία ατυχήματα κάθε 24ώρου συμβαίνει χωρίς το φως του ήλιου και τις περισσότερες φορές μάλιστα είναι θανατηφόρο, χαρακτηριστικό που εκφράζει τη σοβαρότητα των τροχαίων ατυχημάτων κατά τη διάρκεια της νύχτας. Χαρακτηριστικά στο σχήμα 2.4 απεικονίζεται ο αριθμός ατυχημάτων στα διαφορετικά επίπεδα περιβαλλοντικού φωτισμού στην χώρα μας και φανερώνει ότι τα ατυχήματα κατά τη διάρκεια της νύκτας φθάνουν το 6% αυτών της ημέρας, στοιχείο που σε ανάλυση πρώτου επιπέδου δεν φανερώνει κάτι ανησυχητικό. 15

18 Κεφάλαιο 2: Περιβαλλοντικός φωτισμός και οδική ασφάλεια Ημ έρα Σούρουπο Ν ύχτα 1 Έλλειψη στοιχείων 8 Έλλειψη στοιχείων Αριθμός ατυχημάτων Έτη Σχήμα 2.4: Αριθμός ατυχημάτων στα επίπεδα περιβαλλοντικού φωτισμού στην Ελλάδα (Πηγή: UNECE Transport Division Database) Όταν όμως αναλύσουμε τον αριθμό των θανάτων από τροχαία ατυχήματα τότε οι θάνατοι κατά τη διάρκεια της νύκτας φθάνουν το 8% αυτών της ημέρας. Πράγμα που σημαίνει ότι τα ατυχήματα σε συνθήκες μειωμένου φωτισμού έχουν στατιστικά τους περισσότερους βαρείς τραυματισμούς και θανάτους, ενώ σε συνδυασμό με το γεγονός τις νυχτερινές ώρες κυκλοφορούν πολύ λιγότερα οχήματα το ποσοστό των ατυχημάτων αυτών δείχνει να έχει ιδιαίτερη βαρύτητα []. 1 Ημ έρα Σούρουπο Ν ύχτα Έλλειψη στοιχείων Έλλειψη στοιχείων Αριθμός θανάτων από ατυχήματα Έτη Σχήμα 2.5: Αριθμός θανάτων από τροχαία ατυχήματα στα επίπεδα περιβαλλοντικού φωτισμού στην Ελλάδα (Πηγή: UNECE Transport Division Database) 16

19 Κεφάλαιο 2: Περιβαλλοντικός φωτισμός και οδική ασφάλεια Στο σχήμα παρουσιάζεται η σοβαρότητα των τροχαίων ατυχημάτων στην Ελλάδα κατά τη διάρκεια ημέρας και νύχτας με τα στοιχεία να αποδεικνύουν τη μεγαλύτερη σοβαρότητα των ατυχημάτων το βράδυ 14 Ημέρα Ν ύχτα Σοβαρότητα ατυχημάτων Έτη Σχήμα 2.6: Σοβαρότητα των ατυχημάτων ημέρα και βράδυ στην Ελλάδα (Πηγή: [3]) Πλέον γίνεται αντιληπτό ότι τα διαφορετικά επίπεδα και οι συνθήκες περιβαλλοντικού φωτισμού επιδρούν στην ικανότητα όρασης του οδηγού που αυτή με τη σειρά της επιδρά στην οδική ασφάλεια. Λαμβάνοντας υπόψη και την άποψη ότι το 9% των αισθητήριων πληροφοριών που χρησιμοποιούμε κατά την οδήγηση αφορά την αίσθηση της όρασης []. 17

20 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση 3.1 Εισαγωγή Ο σκοπός αυτής της ενότητας είναι να περιγράψει σύντομα τα βασικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας του ανθρωπίνου οφθαλμού και να δώσει μερικά παραδείγματα για το πως το σύστημα της όρασης θέτει περιορισμούς στον τρόπο που βλέπουμε. Γνωρίζοντας τον τρόπο λειτουργίας του οφθαλμού του ανθρώπου, αντιλαμβανόμαστε τα όρια και τους περιορισμούς της όρασης. Επομένως, μπορούμε να αντιληφθούμε την επίδραση της όρασης στους οδηγούς και στην οδική ασφάλεια, γενικότερα. 3.2 Το σύστημα οφθαλμός εγκέφαλος Βέβαια ο οφθαλμός είναι ένα μέρος του συστήματος της ανθρώπινης όρασης, η οποία δεν είναι εντελώς κατανοητό. Αυτό, όμως, που έχει γίνει καθαρό, είναι το ότι το σύστημα δε μεταφέρει μικρές εικόνες του κόσμου από τον οφθαλμό στον εγκέφαλο. Οι «αντιλήψεις» μας κατασκευάζονται (ή ανακατασκευάζονται) από ένα πλήθος τεμαχισμένων πληροφοριών, κάποιες από τις οποίες είναι χωρικά οργανωμένες (π.χ. μια άμεση αποτύπωση από θέσεις στο περιβάλλον, σε θέσεις στον εγκέφαλο) και κάποιες από τις οποίες οργανώνονται σύμφωνα με άλλες ιδιότητες των ερεθισμάτων (π.χ. χρώμα, προσανατολισμός, υφή, κίνηση, κ.λ.π.). Η όραση είναι ένα πολύπλοκο σύστημα παράλληλης επεξεργασίας, στο οποίο εκατοντάδες εκατομμύρια από αισθητήρια κύτταρα αντιδρούν στο εισαγόμενο, μέσα από τους φακούς των οφθαλμών, φως. Μέσα από πολλαπλές διασυνδέσεις, αυτές οι αντιδράσεις προκαλούν διαδοχικές αντιδράσεις μεταξύ των δεκάδων δισεκατομμυρίων εγκεφαλικών κυττάρων που λειτουργούν για την όραση. Και οι ψυχοφυσικές και οι νευροφυσιολογικές έρευνες δείχνουν ότι γίνεται αρκετή ασυνείδητη επεξεργασία των σημάτων μεταξύ της αρχικής εισόδου του φωτός στην κόρη του ματιού και της τελικής αντιληπτικής εμπειρίας που αποκτιέται. 3.3 Ανθρώπινος οφθαλμός Κάποιες κοινές απόψεις για το πώς δουλεύει το σύστημα οφθαλμός εγκέφαλος προκύπτουν γρήγορα όταν ρίξουμε μια ματιά στη δομή του οφθαλμού. Συνήθως εφαρμόζεται η αναλογία με μια φωτογραφική μηχανή. Σαν το φακό της μηχανής, το ανθρώπινο μάτι είναι διατεταγμένο ώστε, το ανακλώμενο και διαχεώμενο φως να περνά από έναν φακό και να καταλήγει σε μια «εικόνα» αυτού που παρατηρείται, σε μια επιφάνεια αποδοχής. Η έκταση της εικόνας στην επιφάνεια αποδοχής του ματιού είναι σε άμεση συνάρτηση του μεγέθους του αντικειμένου που παρατηρείται και της απόστασης του από το φακό. Σε σύγκριση με πολλές μηχανές, ο οφθαλμός περιέχει ένα μάλλον ευρυγώνιο φακό (εστιακής απόστασης 1417χλ), επιτρέποντας την αναπαράσταση μιας σκηνής που εκτείνεται σε 6 σε κάθε πλευρά από το κεντρικό σημείο εστίασης της όρασης. Παρόλο που η αναλογία του οφθαλμού με την φωτογραφική μηχανή είναι ένα μέρος της ιστορίας, μπορεί να είναι πολύ αποπροσανατολιστική. Καθώς η πολυπλοκότητα και οι διασυνδέσεις των κυττάρων στον οφθαλμό γίνονται κατανοητές, η αναλογία με τη μηχανή γίνεται λιγότερο χρήσιμη. Το γεγονός ότι δεν έχουμε την αίσθηση παρατήρησης του κόσμου, από το φακό του ματιού ενός ψαριού, είναι ένα στοιχείο για την πολυπλοκότητα της επεξεργασίας της εικόνας που συμβαίνει μεταξύ του ματιού και της συνειδητής αίσθησης της όρασης. 18

21 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση Σχήμα 3.7: Η δομή του ανθρώπινου ματιού Με μια φωτογραφική μηχανή, ένας φακός εστιάζει μια εικόνα άμεσα πάνω σε ένα επίπεδο φιλμ. Με το μάτι, το φως πρέπει να περάσει από ένα πολύπλοκο στρώμα ημιδιαφανών κυττάρων, στην πορεία του προς τους αποδέκτες στο πίσω μέρος του ματιού και αυτοί οι αποδέκτες βρίσκονται σε μια καμπύλη επιφάνεια (Σχήμα 3.1). Επιπροσθέτως, διαφορετικά από την φωτογραφική μηχανή, με το μάτι η εστίαση επιτυγχάνεται με την αλλαγή του σχήματος του φακού, παρά με την απόσταση του φακού από την επιφάνεια αποδοχής. Οι φωτοϋποδοχείς στην επιφάνεια του οφθαλμού (τον αμφιβληστροειδή χιτώνα) διαφέρουν σε πυκνότητα, όντας ουσιαστικά περισσότεροι στην κεντρική όραση και περιέχοντας διακριτά είδη κυττάρων, τα οποία αντιστοιχούν σε διαφορετικά εισερχόμενα. Δυο βασικές κατηγορίες κυττάρων, που είναι υπεύθυνα για την όραση, βρίσκονται στον αμφιβληστροειδή χιτώνα: τα κωνία και τα ραβδία, που ονομάζονται έτσι από το σχήμα τους. Και οι δυο τύποι περιέχουν χημικές ουσίες που μεταβάλλονται όταν διεγερθούν από το φως. Σ αυτό οφείλεται η μετάβαση από το φως στα νευρικά σήματα. Περιέχουν επίσης φωτοευαίσθητες χρωστικές ουσίες που μας επιτρέπουν να διακρίνουμε τα χρώματα (Σχήμα 3.2). 19

22 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση Σχήμα 3.8: Απεικόνιση του ανθρώπινου ματιού και της ανάλυσης του φωτός στον αμφιβληστροειδή χιτώνα με τη βοήθεια των κωνίων Τα ραβδία είναι περισσότερα από τα κωνία (περίπου 12 εκατ. και 6,5 εκατ. αντίστοιχα σε κάθε οφθαλμό) και αντιδρούν σε πολύ μικρές αλλαγές της έντασης του φωτός, αλλά όχι όταν το φως είναι πολύ λαμπερό. Τα ραβδία είναι αναίσθητα σε διαφορές του μήκους κύματος του φωτός, άρα επομένως, και στο χρώμα. Σχήμα 3.9: Απεικόνιση ραβδίου (αριστερά) και κωνίου (δεξιά) (Πηγή: Τα κωνία χρειάζονται μεγαλύτερο φωτισμό για να αντιδράσουν, όμως είναι ευαίσθητα στις διαφορές μήκους κύματος. Τα κωνία είναι συγκεντρωμένα σε μια πολύ μικρή περιοχή στο κέντρο του αμφιβληστροειδή χιτώνα (στην ωχρά κηλίδα). Το βόθριο, ένα σημείο που εκτίθεται άμεσα στο φως που μπαίνει στο μάτι, βρίσκεται στο κέντρο της ωχράς κηλίδας. Αυτό είναι το σημείο της μεγαλύτερης οπτικής οξύτητας και δεν περιέχει ραβδία, αλλά μόνο κωνία. Τα κωνία, από την υπεροχή τους εδώ, είναι υπεύθυνα για την ικανότητα μας να βλέπουμε λεπτομέρειες. Ωστόσο, το εμβαδόν του βοθρίου είναι μικρό και έχει περιορισμένο οπτικό πεδίο, 1 τετραγωνικό εκατοστό σε απόσταση 4 εκατοστών. Για 2

23 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση να αντισταθμιστεί αυτός ο περιορισμός, το μάτι κινείται σχεδόν ασταμάτητα ώστε να διατηρείται η εικόνα στο σημείο αυτό της μεγάλης συγκέντρωσης κωνίων. Φυσικά υπάρχουν κωνία και στην περιφέρεια του αμφιβληστροειδή, αλλά δεν είναι τόσο πολλά ώστε να δώσουν σαφή, καθαρή όραση. Η περιφέρεια χρησιμεύει κυρίως σαν σύστημα προειδοποίησης. Όταν ο άνθρωπος βλέπει σ αυτήν την περιοχή κάτι που τον διεγείρει, στρέφει τους βολβούς ώστε η εικόνα να πέφτει στο βόθριο, όπου έχει τη μέγιστη οξύτητα όρασης. Ακριβώς όμως, επειδή έχει μόνο κωνία το βόθριο είναι άχρηστο στο αδύνατο φως. Για να δει ένα αντικείμενο στο μισοσκόταδο ο άνθρωπος δεν το κοιτάζει κατ ευθείαν αλλά λοξά, έτσι που το φως μπαίνοντας στο μάτι να πέφτει στην περιφέρεια του αμφιβληστροειδή, όπου υπάρχει συγκέντρωση ραβδίων. Τα κωνία, επίσης, ευθύνονται για την πιο θεμελιώδη ιδιότητα της ανθρώπινης όρασης, την τριχρωματική όραση. Η τριχρωματική όραση οφείλεται στη διαφοροποίηση της φωτοχρωστικής κάθε κωνίου δηλαδή στο διαφορετικό φάσμα απορρόφησής του. Επομένως, τα κωνία μπορούν να διακριθούν στη βάση του μήκους κύματος του φωτός στο οποίο αντιδρούν. Διακρίνονται τρεις κατηγορίες κωνίων: Τα L κωνία (ευαίσθητα σε μεγάλου μήκους κύματα), τα Μ κωνία (ευαίσθητα σε μεσαίου μήκους κύματα), και τα S κωνία (ευαίσθητα σε μικρού μήκους κύματα). Τα τρία είδη των κωνίων εμφανίζουν διαφορετικά μέγιστα για την κάθε φωτοχρωστική αλλά υπάρχουν και φασματικές περιοχές που αλληλοκαλύπτονται (Σχήμα 3.4). Σχήμα 3.1: Φασματική ευαισθησία των κωνίων και των ραβδίων του ανθρώπινου ματιού Αυτά τα διαφορετικά κύτταρα είναι επίσης, άνισα κατανεμημένα στο μάτι. Σαν αποτέλεσμα, η ευαισθησία του ματιού σε διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός διαφέρει χωρικά. Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται η ευαισθησία του αμφιβληστροειδή χιτώνα με τις διαφορές μήκους κύματος να παρουσιάζουν επικαλυπτόμενη εικόνα, στην οποία βλέπουμε ότι η ευαισθησία στο πράσινο βρίσκεται σε μια σχετικά μικρή οριζοντίως εκτεινόμενη λωρίδα, ενώ αυτή του κίτρινου παρουσιάζεται κατά μήκος αρκετά μεγαλύτερης και σχεδόν κυκλικής περιοχής του ματιού. Η ευαισθησία στο μπλε, αν και καλύπτει μεγαλύτερη επιφάνεια στον αμφιβληστροειδή χιτώνα από το κόκκινο ή το πράσινο, είναι συνολικά η χαμηλότερη σε ένταση. Έτσι τα κωνία είναι πιο ευαίσθητα στο κιτρινωπό πράσινο τμήμα του φάσματος, ενώ τα ραβδία, αν και δίνουν μόνο ασπρόμαυρη όραση, αντιδρούν πιο καλά στα κυανά-πράσινα 21

24 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση μήκη κύματος. Συνέπεια αυτού είναι ένα κόκκινο κι ένα μπλε λουλούδι να φαίνονται εξ ίσου ζωηρόχρωμα στο φως της μέρας αλλά όχι τη νύκτα. Τότε το λουλούδι με το μπλε χρώμα, στο οποίο τα ραβδία είναι ευαίσθητα, θα φαίνεται πολύ λαμπρότερο από το κόκκινο, που θα δείχνει σχεδόν μαύρο. Τα κωνία, που κανονικά αντιδρούν στο κόκκινο, δεν λειτουργούν στο σκοτάδι, ενώ τα ραβδία που λειτουργούν είναι αναίσθητα στο κόκκινο. Συνοψίζοντας, τα ραβδία λειτουργούν σε αμυδρό φως (ημίφως) και στο σκοτάδι, όταν τα περισσότερα ερεθίσματα είναι πολύ αδύνατα ώστε να διεγείρουν τα κωνία, αλλά στο έντονο φως χάνουν τη αυτή τη δυνατότητα. Αντίθετα, τα κωνία είναι λιγότερο ευαίσθητα από τα ραβδία αλλά είναι υπεύθυνα για την ανθρώπινη όραση στο φως. Πίνακας 3.1: Χαρακτηριστικά κωνίων και ραβδίων Χαρακτηριστικά Κύτταρα Κωνία Φωτοπική όραση 6.5. κύτταρα/μάτι Ενεργά σε συνθήκες φωτός Κεντρική όραση Ταχεία απόκριση στο φως Ευαισθησία στα χρώματα Διάκριση λεπτομερειών Ραβδία Σκοτοπική όραση κύτταρα/μάτι Ενεργά στο σκοτάδι Περιφερειακή όραση Βραδεία απόκριση στο φως Αχρωματοψία Ανίχνευση κινήσεων σε μεγάλες οπτικές γωνίες, προσανατολισμός Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της ανθρώπινης όρασης αποτελεί η προσαρμογή της σε σκοτεινό χώρο μετά από έκθεση σε έντονο φως (dark adaptation), διότι απαιτούνται λίγα λεπτά έτσι ώστε να αποκατασταθεί η φωτεινή ευαισθησία των οφθαλμών σε κανονικά επίπεδα. Η προσαρμογή στο σκοτάδι είναι είναι μία διαδικασία που διαρκεί τουλάχιστον 3 λεπτά και παρουσιάζει δύο φάσεις ανάκτησης και αυτό οφείλεται στις διαφορετικές ταχύτητες αναγέννησης των φωτοχρωστκών που βρίσκονται στα ραβδία και στα κωνία. Στο παρακάτω σχήμα βλέπουμε τη χαρακτηριστική καμπύλη σκοτεινής προσαρμογής. Οι δύο φάσεις της καμπύλης υποδεικνύουν τη δραστηριότητα των κωνίων αρχικά και μετέπειτα τη δραστηριότητα των ραβδίων. 22

25 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση Σχήμα 3.11: Χαρακτηριστική καμπύλη της σκοτεινής προσαρμογής Η πρώτη φάση, στην οποία κυριαρχεί η λειτουργία των κωνίων, ολοκληρώνεται σε 5-8 λεπτά και οδηγεί σε αύξηση της φωτεινής ευαισθησάς του οφθαλμού κατά 1,5 λογαριθμική μονάδα. Η δεύτερη φάση αντιπροσωπεύει τη λειτουργία των ραβδίων, παρουσιάζει μεγαλύτερο χρόνο ανάκτησης περίπου 3 λεπτά και οδηγεί σε αύξηση της φωτεινής ευαισθησίας του οφθαλμού κατά 5 ή περισσότερες λογαριθμικές μονάδες (αλλά ταυτόχρονη μείωσης της ευκρίνειας των εικόνων). Η προσαρμογή σε διάφορα επίπεδα φωτισμού, εκτός από τις αλλαγές στη συγκέντρωση των φωτοχρωστικών, συνεπάγεται και άλλες φυσικές αλλαγές, π.χ. στο μέγεθος της κόρης. Κάθε φορά που αλλάζουν οι συνθήκες φωτισμού η μία ομάδα κυττάρων «παραδίδει» τη σκυτάλη στην άλλη. Η παράδοση των ηνίων από τα κωνία στα ραβδία είναι η πιο δύσκολη γιατί ο χρόνος προσαρμογής είναι μεγαλύτερος, έτσι την αυγή η προσαρμογή της όρασης είναι ευκολότερη από το δειλινό. Η διαφορά του χρόνου προσαρμογής δημιουργεί κόπωση στα μάτια όταν λειτουργούμε σε συνθήκες σταδιακής μείωσης του φωτισμού ή σε ημίφως. Έτσι είναι κοπιαστικότερο να οδηγούμε όπου επικρατεί ημίφως γιατί υπάρχει μία διαρκής εναλλαγή ενεργοποίησης των κωνίων και ραβδίων Φωτοπικές συνθήκες όρασης Συνδυάζοντας πλέον την παραπάνω πληροφορία περί του ανθρωπίνου οφθαλμού με την επίδραση των επιπέδων φωτισμού στον οδηγό γίνεται κατανοητό ότι κατά την διάρκεια της ημέρας, οι οπτικές πληροφορίες που δέχεται και χρησιμοποιεί ο οδηγός (όπως αντίληψη βάθους και κίνησης, περίγραμμα, φωτεινότητα και χρωματικότητα αντικειμένων) καθορίζουν σε μεγάλο ποσοστό το οπτικό του πεδίο και την οπτικό-κινητική του αντίληψη. Πιο συγκεκριμένα, σε συνθήκες απόλυτου φωτισμού, κατά τη διάρκεια ημέρας, η ανθρώπινη όραση ενεργοποιείται χάριν της ευαισθησίας των κωνίων σε φωτοπικές συνθήκες. Ως φωτοπικές έχουν οριστεί από ορισμένες μελέτες οι συνθήκες με λαμπρότητα τουλάχιστον 3 cd/m2 ή επιπέδου φωτεινότητας άνω των 1 lux. 23

26 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση Σχήμα 3.12: Φωτοπικές συνθήκες όρασης Σκοτοπικές συνθήκες όρασης Σε συνθήκες χαμηλής φωτεινότητας είναι γνωστό ότι διάφορα χαρακτηριστικά της οπτικής συμπεριφοράς, όπως η διακριτική ικανότητα, η αντίληψη της κίνησης και η προσαρμοστική ικανότητα του οφθαλμού, μειώνονται αισθητά, ενώ παράλληλα χάνεται η αντίληψη του βάθους (στερεοσκοπική όραση) και η έγχρωμη όραση. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι σε σκοτοπικές συνθήκες φωτισμού, τα ραβδία διέπουν την λειτουργία της όρασης. Ποσοτικά ως σκοτοπικές ορίζονται οι συνθήκες με λαμπρότητα μεταξύ του διαστήματος cd/m². Σχήμα 3.13: Σκοτοπικές συνθήκες όρασης Μεσοπικές συνθήκες όρασης 24

27 Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινος οφθαλμός και όραση Ενώ η μεταβατική φάση μεταξύ φωτοπικών και σκοτοπικών συνθηκών, στην οποία εμφανίζεται μειωμένη φωτεινότητα, δραστηριοποιούνται κωνία και ραβδία ταυτόχρονα. Η κοινή ευαισθησία κωνίων και ραβδίων παρατηρείται σε μεσοπικές συνθήκες φωτεινότητας. Μπορεί βέβαια η λειτουργία των ραβδίων να αυξάνει την φωτεινή μας ευαισθησία στο σκοτάδι [], εξαιτίας όμως της αργής τους αντίδρασης μειώνονται τα αντανακλαστικά μας, ενώ ταυτόχρονα αλλοιώνεται η αντίληψη της κίνησης, με αποτέλεσμα τα αντικείμενα να φαίνονται ότι κινούνται πιο αργά από ότι στην πραγματικότητα [6]. Ποσοτικά ως μεσοπικές ορίζονται οι συνθήκες με λαμπρότητα μικρότερη από 3 cd/m2 ή επιπέδου φωτεινότητας κάτω των 1 lux []. Σχήμα 3.14: Μεσοπικές συνθήκες όρασης 25

28 Κεφάλαιο 4: Έρευνα συμπεριφοράς οδηγών 4.1 Εισαγωγή Προκειμένου να διερευνηθεί η συμπεριφορά οδηγών στις επιδράσεις των επιπέδων φωτισμού πραγματοποιήθηκε πείραμα σε πραγματικές συνθήκες. Στο πείραμα συμμετείχαν οδηγοί αυτοκινήτου οι οποίοι διήνυσαν μία συγκεκριμένη διαδρομή κατά την οποία καταγράφονταν χαρακτηριστικά του οδηγού αλλά και του οχήματος. Τα στοιχεία οδηγού και οχήματος καταγράφονταν από κατάλληλο τεχνικό εξοπλισμό που ήταν εγκατεστημένος στο όχημα. 4.2 Σχεδιασμός και οργάνωση πειράματος Ο σχεδιασμός του πειράματος περιλαμβάνει την επιλογή απαραίτητου τεχνικού εξοπλισμού, οδού και οδηγών Τεχνικός εξοπλισμός Ο εξοπλισμός του πειράματος αποτελείται από το αυτοκίνητο, τον εξοπλισμό παρακολούθησης οδηγού - οχήματος και από κατάλληλο όργανο μέτρησης της φωτεινότητας. Το αυτοκίνητο που επιλέχθηκε, ανάμεσα από τα αυτοκίνητα που μπορούσε να διαθέσει συνολικά η ομάδα μελέτης συμπεριφοράς οδηγών, είναι ένα Ford Fiesta ο τύπος του οποίου αντανακλά πλέον το «αυτοκίνητο πόλης». Το αυτοκίνητο είναι νέας τεχνολογίας και φέρει τον τυπικό εξοπλισμό ενός «αυτοκινήτου πόλης». Το video VBox είναι ένα σύστημα παρακολούθησης οδηγού οχήματος το οποίο περιλαμβάνει κάμερες και μικρόφωνα για την παρακολούθηση του οδηγού αλλά και δέκτη του παγκόσμιου συστήματος προσδιορισμού θέσης, GPS. Η εφαρμογή του GPS παρέχει τη δυνατότητα εντοπισμού και καταγραφής της θέσης του οχήματος ενώ παράλληλα μπορεί να υπολογίζει ο εξοπλισμός την ταχύτητα και την επιτάχυνση του οχήματος κάθε χρονική στιγμή. Η ακρίβεια των παραμέτρων που καταγράφονται από το video VBox επαρκεί για την χρήση του σε τέτοιου είδους εφαρμογές και παρουσιάζονται στο πίνακα 4.1. Πίνακας 4.2: Ακρίβεια παραμέτρων που καταγράφονται από το VBox Παράμετροι Ακρίβεια Απόσταση,5% (< 5cm/km) ± 3m από μέρα σε μέρα, ±,5m από διαδρομή σε διαδρομή ±,1km / h ±,5% Θέση Ταχύτητα Επιτάχυνση Ο προσδιορισμός των διαφόρων συνθηκών όρασης προϋποθέτει τη χρήση οργάνου κατάλληλου για τον υπολογισμό της φωτεινότητας των περιβαλλοντικών συνθηκών φωτισμού, 26

29 τέτοιο όργανο είναι το φωτόμετρο. Το φωτόμετρο που χρησιμοποιήθηκε είναι Sekonic L398A Studio Deluxe III, κλασσικό, αναλογικό φωτόμετρο με δυνατότητα μέτρησης μονάδων lux. Κάμερες (2) Μονάδα καταγραφής δεδομένων Μικρόφωνα (2) Δέκτης GPS Σχήμα 4.15: Απεικόνιση τεχνικού εξοπλισμού Φωτόμετρο Οδός Η επιλογή της οδού έγινε με βάση τα παρακάτω κριτήρια: τα λειτουργικά χαρακτηριστικά, τις κυκλοφοριακές συνθήκες, τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της οδού. Το οδικό τμήμα που συνδέει το Δήμο Πεύκων με το Δημοτικό Διαμέρισμα Φιλύρου του Δήμου Χορτιάτη είναι υπεραστικό, μήκους 3,5 km και μέσου πλάτους 8 m. Το συγκεκριμένο τμήμα εξυπηρετεί την παραπάνω σύνδεση και γι αυτό το λόγο χαρακτηρίζεται από χαμηλούς κυκλοφοριακούς φόρτους, οι οποίοι ευνοούν τη ομαλή διεξαγωγή της έρευνας. Ταυτόχρονα, η οδός αυτή εμφανίζει έντονα γεωμετρικά χαρακτηριστικά που βοηθούν στην εξαγωγή 27

30 χρήσιμων συμπερασμάτων επί της συμπεριφοράς του οδηγού σε σχέση με τα επίπεδα φωτισμού. Σχήμα 4.16: Απεικόνιση του οδικού τμήματος της διαδρομής σε σχέση με τον αστικό ιστό Σχήμα 4.17: Απεικόνιση του οδικού τμήματος Οδηγοί 28

31 Οι οδηγοί αυτοκινήτου που συμμετείχαν στην έρευνα επιλέχθηκαν με βάση την: εμπειρία τους στην οδήγηση την και την ηλικία τους. Πιο συγκεκριμένα, η εμπειρία του οδηγού στην έρευνα αξιολογήθηκε σύμφωνα με τα χιλιόμετρα διαδρομής που έχει διανύσει. Δηλαδή, οδηγοί που έχουν διανύσει τουλάχιστον 2. και λιγότερα από 5.km θεωρούνται «άπειροι» ενώ οδηγοί με περισσότερα από 5.km θεωρούνται «έμπειροι». Πράγμα που σημαίνει ότι η συμμετοχή του οδηγού στην έρευνα προϋποθέτει να έχει διανύσει τουλάχιστον 2.km έτσι ώστε να είναι πλήρως καταρτισμένος στο χειρισμό του οχήματος. Ταυτόχρονα, η επιλογή των οδηγών περιορίστηκε από την ηλικία. Δηλαδή ως κατώτατο όριο ηλικίας ορίσθηκαν τα 18 έτη όπου κάποιος μπορεί να κατέχει άδεια οδηγήσεως και ως ανώτατο τα 55 έτη. Αφού μετά την ηλικία των 4 ετών, η όραση υφίσταται αλλαγές που συνήθως την αποδυναμώνουν. Ο φακός του ματιού χάνει τη δυνατότητά του να εστιάζει γρήγορα, η περιφερειακή όραση μειώνεται και ο αμφιβληστροειδής χιτώνας του ματιού γίνεται λιγότερο ευαίσθητος στο φως. Μελέτες φανερώνουν άμεση σχέση της ηλικίας του οδηγού με την οδική ασφάλεια όπου η ηλικιακή ομάδα 3 6 ετών εμφανίζει τη μικρότερη πιθανότητα να εμπλακεί σε οδικό ατύχημα ενώ η πιθανότητα αυξάνει μετά τα 6 έτη και διπλασιάζεται μέχρι τα 7. Πρακτικά, ένας οδηγός 6 χρόνων χρειάζεται 3 φορές περισσότερο φως για να βλέπει τόσο καλά όσο ένας έφηβος. Θα χρειαστεί επίσης το διπλάσιο χρόνο από ένα έφηβο για να προσαρμόσει την όρασή του από το φως στο σκοτάδι []. Επομένως, οι οδηγοί που συμμετείχαν είναι έξι οδηγοί από τους οποίους οι τρεις είναι άπειροι και οι τρεις έμπειροι. Οι άπειροι οδηγοί είναι γυναικείου φύλου και ηλικίας 27 3 έτη, ενώ οι έμπειροι είναι δύο άνδρες, μία γυναίκα και ηλικίας έτη. 4.3 Διενέργεια πειράματος Η έρευνα πραγματοποιήθηκε από την Πέμπτη 3 Σεπτεμβρίου 21 έως Πέμπτη 9 Σεπτεμβρίου 21 κατά τη διάρκεια ημέρας, σούρουπου και νύχτας και πιο συγκεκριμένα σε φωτοπικές, μεσοπικές και σκοτοπικές συνθήκες όρασης. Οι συνθήκες της όρασης και η χρονική διάρκεια κάθε κατάστασης φωτεινότητας προσδιορίσθηκε την Τετάρτη 2 Σεπτεμβρίου 21 μετά από μετρήσεις με το φωτόμετρο. 29

32 35 3 Φωτεινότητα σε lux 25 2 Φωτο πικ ές συ νθ ήκ ες ό ραση ς >1 lu x lu x 1 lu x lu x <Μεσο πικ ές συ νθή κ ες ό ραση ς < 1 lu x 5 2 : 2 : 5 2 :1 2 :1 5 2 :2 2 :2 5 Ώρα ημέρας Σχήμα 4.18: Χρονικός προσδιορισμός των συνθηκών όρασης Σύμφωνα λοιπόν με τα αποτελέσματα των μετρήσεων φωτεινότητας που απεικονίζονται στο παραπάνω σχήμα, η φωτεινότητα μίας ηλιόλουστης ημέρας ξεπερνάει τα 1. lux και μειώνει σταδιακά όσο πλησιάζει το σούρουπο. Όπως φαίνεται στο σχήμα η φωτεινότητα στις 2: της ημέρας των μετρήσεων μειώνεται στα 32 lux και 2:7 γίνεται 1 lux ενώ 2:25 έχει σχεδόν μηδενιστεί. Η φωτεινότητα της χρονικής περιόδου της μέρας μέχρι τις 2:7 δημιουργεί φωτοπικές συνθήκες όρασης στον οδηγό, η χρονική περίοδος 2:7-2:25 μεσοπικές συνθήκες όρασης και μετά τις 2:25 σκοτοπικές. Συνεπώς, κάθε οδηγός εκτέλεσε δύο φορές τη διαδρομή σε κάθε μία από τις τρεις χρονικές περιόδους ως εξής: 3

33 Κατάσταση: Ημέρα Ξημέρωμα έως 2:7 Συνθήκες: Φωτοπικές Κατάσταση: Νύχτα 2:22 έως Ξημέρωμα Συνθήκες: Σκοτοπικές Κατάσταση: Σούρουπο 2:7 έως 2:25 Συνθήκες: Μεσοπικές Σχήμα 4.19: Προσδιορισμός συνθηκών όρασης και χρονικών περιόδων πειράματος Η διαδρομή που επιλέχθηκε περιλαμβάνει τη μετάβαση και την επιστροφή του οδικού τμήματος που συνδέει το Δήμο Πεύκων με το Δημοτικό Διαμέρισμα Φιλύρου. Αξίζει να σημειωθεί ότι κάθε οδηγός πραγματοποίησε αρχικά μία δοκιμαστική διαδρομή για να προσαρμοστεί στις συνθήκες του οχήματος και της οδού. Τέλος, την περίοδο των μετρήσεων επικρατούσε ηλιοφάνεια, καθαρός ουρανός έτσι ώστε να μην επηρεάζεται η φωτεινότητα του περιβάλλοντος αλλά και για να αποφευχθούν δυσμενείς καιρικές συνθήκες που θα επηρέαζαν ενδεχομένως τη συμπεριφορά των οδηγών. 4.4 Επεξεργασία δεδομένων Αρχικά τα δεδομένα που καταγράφησαν από την έρευνα στην αποθηκευτική μνήμη του VBox μεταφέρθηκαν σε Η/Υ στον οποίο είχε ήδη εγκατασταθεί το, αντίστοιχο λογισμικό του VBox, VBox Tools. Το λογισμικό VBox Tools επιτρέπει την ανάγνωση και επεξεργασία των αρχείων της έρευνας, σε πρώτο επίπεδο, χρησιμοποιώντας την εφαρμογή της αναπαραγωγής της βιντεοσκόπησης της διαδρομής με ταυτόχρονη δυναμική απεικόνιση των άλλων παραμέτρων της κάθε διαδρομής. Φίλτρο Kalman 31

34 Σημαντικό χαρακτηριστικό το λογισμικού VBox Tools είναι η δυνατότητα εφαρμογή φίλτρου Kalman το οποίο φιλτράρει το θόρυβο των μετρήσεων. Αφού το δορυφορικό σήμα επηρεάζεται από θόρυβο που μπορεί να ασκήσει αρνητική επίδραση στον έλεγχο των μετρήσεων. Με το φιλτράρισμα επιτυγχάνουμε μια αλλαγή στο εύρος των συχνοτήτων του σήματος ενδιαφέροντος ή ακόμα και την αποβολή μερικών τμημάτων των συχνοτήτων του σήματος. Θεωρητικά είναι ένας εκτιμητής του λεγόμενου γραμμικού προβλήματος ελαχίστων τετραγώνων όπου καλείται κανείς να υπολογίσει τη στιγμιαία κατάσταση ενός γραμμικού δυναμικού συστήματος που διαταράσσεται από θόρυβο. Πρακτικά είναι ένα μοναδικό εργαλείο για τον έλεγχο πολύπλοκων δυναμικών διεργασιών όπως το σύστημα του Vbox σε οχήματα. Σχήμα 4.2: Απεικόνιση της επεξεργασίας και του φιλτραρίσματος των παρατηρήσεων σε περιβάλλον VBox Tools Το δεύτερο επίπεδο επεξεργασίας αποτελεί τη μετατροπή των αρχείων του VBox σε μορφή αναγνώσιμη από το Excel με σκοπό τη δημιουργία μίας βάσης δεδομένων. Η βάση των παρατηρούμενων μεγεθών Excel χρησιμοποιείται στην επεξεργασία των δεδομένων. 32

35 Σχήμα 4.21: Απεικόνιση της βάσης των παρατηρήσεων σε περιβάλλον Excel 4.5 Ανάλυση δεδομένων Οδηγός 1ος Ο πρώτος οδηγός που εκτέλεσε τη διαδρομή είναι γυναίκα, άπειρη οδηγός, ηλικίας 29 ετών. Τα πρώτα αποτελέσματα από την επεξεργασία των μετρήσεων αφορούν τη ταχύτητα που αναπτύσσει η οδηγός σε όλο το μήκος της διαδρομής και μάλιστα συγκρίνοντας τις μεταβάσεις και τις επιστροφές από το σημείο εκκίνησης στο σημείο τερματισμού κατά τη διάρκεια της ημέρας (φωτοπικές συνθήκες όρασης) (Σχήματα 4.8, 4.9) και κατά τη διάρκεια του σούρουπου (μεσοπικές συνθήκες όρασης) (Σχήμα 4.1). Στην εκτέλεση των δεύτερων μεταβάσεων και επιστροφών η οδηγός αναπτύσσει μεγαλύτερη ταχύτητα στο μεγαλύτερο τμήμα της διαδρομής, γεγονός που δείχνει την εξοικείωση της οδηγού τόσο με τις συνθήκες όσο και με την οδό. Βέβαια, οι μεγάλες διαφορές που παρατηρούνται στα προφίλ των ταχυτήτων σε κάποια τμήματα των διαδρομών είναι εξαιτίας προπορευόμενων οχημάτων που αναγκάζουν σε προσαρμογή ταχύτητας. Πιο συγκεκριμένα, το σύστημα παρακολούθησης του οδηγού και της διαδρομής δίνει τη δυνατότητα προσδιορισμού των τμημάτων που το όχημα εξαναγκάζεται να προσαρμοστεί στην ταχύτητα προπορευόμενου, όπως συμβαίνει κατά την πρώτη μετάβαση στο τμήμα διαδρομής 1-25m (Σχήμα 4.8). 33

36 8 1η μ ετάβαση 2η μ ετάβασ η Σχήμα 4.22: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας Επίσης, η επιστροφή της πρώτης διαδρομής χαρακτηρίζεται από προσαρμογή της ταχύτητας του οχήματος της έρευνας από προπορευόμενο μετά από τα 1m διαδρομής. Επομένως η δεύτερη επιστροφή είναι η περισσότερο αντιπροσωπευτική από τις δύο. 9 1η επισ τροφή 8 2η επιστροφή Σχήμα 4.23: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας 34

37 8 1η επιστροφή 2η επιστροφή Σχήμα 4.24: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπο Κατά τη διάρκεια των βραδινών διαδρομών παρατηρείται μεγάλη συνοχή μεταξύ των δύο μεταβάσεων πράγμα που μπορεί να εξηγηθεί από τις δυσμενείς συνθήκες βραδινής οδήγησης που απαιτούν επισταμένη προσοχή ανεξαρτήτως από το βαθμό οικειότητας του οδηγού με την οδό (Σχήματα 4.11 & 4.12). 8 1η μετάβαση 2η μετάβαση Σχήμα 4.25: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της νύκτας 35

38 8 1η επιστροφή 2η επιστροφή Σχήμα 4.26: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια της νύκτας Συμπερασματικά τα παραπάνω σχήματα χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των διαδρομών που αντιπροσωπεύουν περισσότερο το προφίλ της οδηγού που συμμετέχει στην έρευνα. Απεικονίζοντας πλέον τα προφίλ της ταχύτητας στα διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας, η ταχύτητα παρουσιάζει υψηλότερες τιμές κατά τη διάρκεια της ημέρας ενώ μειώνονται καθώς μειώνεται η φωτεινότητα (Σχήματα 4.13, 4.14). Η σχέση που εμφανίζεται να συνδέει το επίπεδο φωτεινότητας με τη ταχύτητα της οδηγού αποτελεί το πρώτο στοιχείο επίδρασης της φωτεινότητας στη συμπεριφορά του οδηγού. 8 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.27: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας 36

39 8 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.28: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Πιο συγκεκριμένα, προσδιορίζοντας τη μέση ταχύτητα κάθε διαδρομής επιβεβαιώνεται ότι κατά τη διάρκεια της ημέρας η ταχύτητα είναι μεγαλύτερη, με τιμή 59km/h, ενώ το σούρουπο και το βράδυ είναι 53-54km/h. Μελετώντας τις επιταχύνσεις που παρουσιάζονται στη διαδρομή της οδηγού παρατηρείται ότι καθώς η φωτεινότητα μειώνει αυξάνει η συχνότητά τους. Δηλαδή η οδηγός σε σκοτοπικές συνθήκες όρασης επιταχύνει-επιβραδύνει συχνότερα απ ότι σε φωτοπικές συνθήκες χαρακτηρίζοντας έτσι νευρικότητα στο τρόπο οδήγησης. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η απόλυτη τιμή των επιταχύνσεων-επιβραδύνσεων που αναλύονται είναι της τάξεως του,5m/s2 και άνω, διότι μικρότερου μεγέθους μεταβολές είναι πιθανό να μην επιφέρονται από τον οδηγό. Χαρακτηριστικά στο σχήμα που ακολουθεί παρουσιάζεται το γεγονός των εντονότερων και συχνότερων επιταχύνσεων-επιβραδύνσεων της οδηγού. 37

40 1,5 Ημ έρα Σούρουπο Βράδ υ Επιτάχυνση (m/s2) 1, ,5-1 -1,5 Σχήμα 4.29: Διακύμανση επιταχύνσεων της οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Χρησιμοποιώντας τη δυνατότητα καταγραφής θέσης του οχήματος μέσω του GPS μπορούμε να απεικονίσουμε τη διαδρομή οριζοντιογραφικά και να προσδιορίσουμε γεωμετρικά στοιχεία της οδού με ικανοποιητική ακρίβεια για την έρευνα (Σχήμα 4.16). Σχήμα 4.3: Οριζοντιογραφική απεικόνιση της διαδρομής Συνδυάζοντας τώρα την παραπάνω απεικόνιση της διαδρομής με τις διακυμάνσεις της ταχύτητας σε κάθε θέση γίνεται αντιληπτό ότι η πτώση στην ταχύτητα συμβαίνει κατά την είσοδο του οχήματος σε καμπύλες ενώ η αύξηση στις ευθυγραμμίες. Πιο συγκεκριμένα, στις καμπύλες ακτίνας 4-5m οι ταχύτητες περιορίζονται σε χαμηλές τιμές ανεξαρτήτως 38

41 συνθηκών φωτεινότητας. Στις καμπύλες στις οποίες παρατηρείται διαφορά στα επίπεδα φωτεινότητας είναι της τάξεως των 6m και άνω, ενώ στις ευθυγραμμίες παρατηρούνται αξιόλογες διαφορές στις ταχύτητες μεταξύ ημέρας, σούρουπου και νύχτας, όπως συμβαίνει στο τμήμα από 2-3m. Σχήμα 4.31: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού Οδηγός 2ος Ο δεύτερος οδηγός που εκτέλεσε τη διαδρομή είναι γυναίκα, άπειρη οδηγός, ηλικίας 27 ετών. Η ανάλυση της ταχύτητας κάθε διαδρομής στις διαφορετικές συνθήκες φανερώνει μεγαλύτερη οικειότητα της οδηγού με τις εκάστοτε συνθήκες στις δεύτερες διαδρομές διότι αυξάνει η ταχύτητα στο προφίλ της ημέρας και του σούρουπου (Σχήματα 4.18, 4.19). 39

42 8 1η μετάβαση 2η μετάβαση Σχήμα 4.32: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας 7 1η μετάβασ η 2η μ ετάβαση Σχήμα 4.33: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου Τα προφίλ των δεύτερων διαδρομών κατά τη διάρκεια της νύχτας παρουσιάζει ελάχιστες αποκλίσεις στις ταχύτητες των δύο διαδρομών επιβεβαιώνοντας έτσι το συμπέρασμα στην αντίστοιχη ανάλυση της πρώτης οδηγού. 4

43 7 1η μετάβαση 2η μετάβαση Σχήμα 4.34: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας Στα σχήματα που ακολουθούν απεικονίζεται η ταχύτητα στις διαφορετικές συνθήκες φωτεινότητας. Το προφίλ της ταχύτητας στη διαδρομή της ημέρας είναι ξεχωρίζει διότι οι τιμές της ταχύτητας είναι υψηλότερες ενώ η μείωση της φωτεινότητας προκαλεί μείωση και στη ταχύτητα των υπολοίπων διαδρομών (Σχήματα 4.21, 4.22). Επίσης παρατηρείται σημαντική ομοιότητα στα προφίλ του σούρουπου και της νύχτας εξαιτίας της μειωμένης φωτεινότητας αλλά και του ανεπαρκούς φωτισμού της οδού. Ημ έρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.35: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας 41

44 7 Ημέρα Σούρουπο 6 Βράδυ Σχήμα 4.36: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Η μέση ταχύτητα προσδιορίζοντα των διαδρομών κατά τη διάρκεια της ημέρας είναι 54km/h, ενώ το σούρουπο και το βράδυ είναι 47km/h. Η ανάλυση του προφίλ των επιταχύνσεων της οδηγού επιβεβαιώνει ότι οι διακυμάνσεις επιταχύνσεις, που είναι μεγαλύτερες από,5m/s2, εμφανίζονται συχνότερα κατά τη διάρκεια της νύχτας σε σχέση με τη μέρα (Σχήμα 4.23). 2,5 Ημ έρα 2 Σούρουπο Επιτάχυνση (m/s2) 1,5 Βράδ υ 1,5 26 -, ,5-2 Σχήμα 4.37: Διακύμανση επιταχύνσεων της οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας 42

45 Εστιάζοντας στα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας, παρατηρούνται υψηλές ταχύτητες σε ευθυγραμμίες κατά τη διάρκεια της ημέρας σε αντίθεση με το σούρουπο και τη νύχτα, εξαιτίας της μειωμένης φωτεινότητας. Ωστόσο στις καμπύλες με ιδιαίτερα μικρές ακτίνες παρατηρείται σύγκλιση των ταχυτήτων των διαφορετικών συνθηκών φωτεινότητας σε χαμηλά επίπεδα. Σχήμα 4.38: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού Οδηγός 3ος Ο τρίτος οδηγός που εκτέλεσε τη διαδρομή είναι γυναίκα, άπειρη οδηγός, ηλικίας 29 ετών. Τα προφίλ των δύο μεταβάσεων κατά τη διάρκεια της ημέρας εμφανίζουν μικρές διαφορές ενώ μεταξύ των δύο επιστροφών η δεύτερη εμφανίζει μεγαλύτερες τιμές (Σχήματα 4.25, 4.26). 43

46 9 1η μετάβασ η 2η μετάβασ η Σχήμα 4.39: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας 8 1η επιστροφή 2η επιστροφή Σχήμα 4.4: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας Όσον αφορά τις διαδρομές του σούρουπου, οι διαφορές που εντοπίζονται είναι μικρές, ενώ στις βραδινές διαδρομές γίνονται ακόμα μικρότερες με αποτέλεσμα τα προφίλ των ταχυτήτων τη νύχτα να γίνεται ίδιο στις δύο διαδρομές. 44

47 75 1η επιστροφή 7 2η επιστροφή Σχήμα 4.41: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου 7 1η επιστροφή 2η επιστροφή Σχήμα 4.42: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών της οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας Η επίδραση της φωτεινότητας στην ταχύτητα της οδηγού φαίνεται να είναι ουσιαστικότερη στις μεταβάσεις, και λιγότερο στις επιστροφές, αφού κατά τη διάρκεια της ημέρας κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα απ ότι το σούρουπο και το βράδυ. Υπολογίζοντας τη μέση ταχύτητα κάθε διαδρομής, την ημέρα η οδηγός κινείται με 59km/h ενώ το σούρουπο και βράδυ με 54km/h κατά μέσο όρο. 45

48 8 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.43: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας 8 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.44: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Στο σχήμα 4.31 απεικονίζονται οι επιταχύνσεις της διαδρομής της οδηγού και παρατηρείται ότι σε συνθήκες μειωμένης φωτεινότητας η οδηγός επιβραδύνει νωρίτερα, δρώντας προληπτικά. 46

49 2 Επιτάχυνση (m/s2) 1,5 Ημ έρα Σούρουπο Βράδυ 1,5 -, ,5-2 Σχήμα 4.45: Διακύμανση επιταχύνσεων της οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Η επίδραση των γεωμετρικών στοιχείων της οδού και του επίπεδο φωτεινότητας στην οδηγό φαίνεται κυρίως στα ευθύγραμμα τμήματα όπου την ημέρα είναι αυξημένη η ταχύτητα διαδρομής σε σχέση με το σούρουπο και το βράδυ. Σχήμα 4.46: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού Οδηγός 4ος 47

50 Ο τέταρτος οδηγός που εκτέλεσε τη διαδρομή είναι άνδρας, έμπειρος οδηγός, ηλικίας 45 ετών. Κατά τη διάρκεια της ημέρας η ταχύτητά του στη δεύτερη μετάβαση εμφανίζεται ελαφρώς μεγαλύτερη, ενώ το σούρουπο, τόσο στις μεταβάσεις όσο και στις επιστροφές, η πρώτη διαδρομή εμφανίζει μεγαλύτερες ταχύτητες από τη δεύτερη. 8 1η μετάβαση 2η μετάβασ η Σχήμα 4.47: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας 9 1η μετάβαση 8 2η μετάβαση Σχήμα 4.48: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου Η διακύμανση των ταχυτήτων των δύο βραδινών διαδρομών παρουσιάζει στο μεγαλύτερο τμήμα της ταύτιση εξαιρουμένων κάποιων μηκών της διαδρομής. 48

51 8 1η μ ετάβαση 2η μ ετάβασ η Σχήμα 4.49: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας Η σύγκριση των ταχυτήτων στις διαφορετικές συνθήκες φωτεινότητας δείχνει μικρές διαφορές μεταξύ τους και μάλιστα η διακύμανση της ταχύτητας την ημέρα προσεγγίζει αυτή της βραδινής διαδρομής. Η μέση ταχύτητα όλων των διαδρομών ανεξαρτήτως συνθηκών φωτεινότητας είναι περίπου 55km/h. 9 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.5: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας 49

52 8 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.51: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Η ανάλυση του διαγράμματος των επιταχύνσεων του οδηγού σε όλο το μήκος της διαδρομής δείχνει μεγάλη συχνότητα επιταχύνσεων μεγέθους 1m/s2 σε σχέση με το αντίστοιχο προφίλ του σούρουπου. Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της ανάλυσης αποτελεί η συνεχής εμφάνιση επιταχύνσεων μικρότερης τιμής (,5 m/s2) στη διαδρομή της ημέρας, πράγμα που δεν εμφανίζει τυχαιότητα, διότι εμφανίζεται σε όλο το μήκος της διαδρομής και ουσιαστικά περιγράφει τον τρόπο οδήγησης του οδηγού. Το χαρακτηριστικό αυτό παρουσιάζεται μοναχά σε φωτοπικές συνθήκες προσδίδοντας κάποιου είδους νευρικότητας και ανησυχίας από τον οδηγό, ίσως θέλοντας να κινηθεί γρηγορότερα, ενώ αντίθετα το προφίλ του σούρουπου εμφανίζει ομαλότητα χωρίς έντονες διακυμάνσεις. 5

53 3 Ημ έρα Σούρουπο Βράδ υ Επιτάχυνση (m/s2) Σχήμα 4.52: Διακύμανση επιταχύνσεων του οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Τα γεωμετρικά στοιχεία επιδρούν στην ταχύτητα του οδηγού χωρίς όμως να φαίνεται κάποια σημαντική επίδραση από τα διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας (Σχήμα 4.39). Σχήμα 4.53: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού 51

54 4.5.5 Οδηγός 5ος Ο πέμπτος οδηγός που εκτέλεσε τη διαδρομή είναι άνδρας, έμπειρος οδηγός, ηλικίας 29 ετών. Η διακύμανση της ταχύτητάς του στις δύο διαδρομές εμφανίζει μικρές διαφορές ιδιαίτερα στο σούρουπο. 9 1η επιστροφή 2η επιστροφή Σχήμα 4.54: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών του οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας 8 1η επισ τροφή 2η ε πισ τροφή Σχήμα 4.55: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών του οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου 52

55 8 1η επισ τροφή 2η επισ τροφή Σχήμα 4.56: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών του οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας Συγκρίνοντας την ταχύτητα των διαφορετικών συνθηκών φωτεινότητας στη διαδρομή της ημέρας εμφανίζονται μεγαλύτερες ταχύτητες και ακολουθεί η βραδινή διαδρομή στην οποία αναπτύχθηκαν υψηλότερες ταχύτητες απ ότι στο σούρουπο. Το στοιχείο αυτό πιθανόν να εκφράζει τη δυσκολία της όρασης του οδηγού να προσαρμοστεί στις μεσοπικές συνθήκες. Η μέση ταχύτητα των διαδρομών της ημέρας είναι 6km/h, του σούρουπου 53km/h ενώ η ταχύτητα των βραδινών διαδρομών είναι 55km/h. 9 Ημ έρα Σούρου πο Βράδ υ Σχήμα 4.57: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας 53

56 9 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.58: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Προχωρώντας σε ανάλυση των επιταχύνσεων του οδηγού σε όλη τη διαδρομή, η γενική εικόνα που αποκομίζεται είναι απουσία συχνών επιταχύνσεων και εμφάνιση ομοιογένειας στις διαφορετικές συνθήκες όρασης. 3 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Επιτάχυνση (m/s2) Σχήμα 4.59: Διακύμανση επιταχύνσεων του οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Το παρακάτω σχήμα που συνδυάζει τα προφίλ ταχύτητας με την οριζοντιογραφία της οδού εξηγεί τις διακυμάνσεις που συμβαίνουν διότι οι έντονες διακυμάνσεις συμβαίνουν σε τμήματα διαδρομής με διαδοχικές καμπύλες. 54

57 Σχήμα 4.6: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού Οδηγός 6ος Ο έκτος και τελευταίος οδηγός που εκτέλεσε τη διαδρομή είναι γυναίκα, έμπειρη οδηγός, ηλικίας 44 ετών. Τα προφίλ ταχυτήτων της οδηγού παρουσιάζουν στις διαδοχικές διαδρομές παρουσιάζουν σημαντική ομοιογένεια κυρίως την ημέρα και το σούρουπο. 9 1η μετάβαση 2η μετάβαση Σχήμα 4.61: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια της ημέρας 55

58 8 1η επιστροφή 7 2η επιστροφή Σχήμα 4.62: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο επιστροφών του οδηγού κατά τη διάρκεια του σούρουπου Κατά τη διάρκεια των διαδρομών σε σκοτοπικές συνθήκες όρασης παρατηρείται ελαφρά μείωση της ταχύτητας στη δεύτερη μετάβαση, ιδιαίτερα στο τμήμα -2m. 8 1η μ ετάβασ η 2η μ ετάβασ η Σχήμα 4.63: Απεικόνιση ταχυτήτων των δύο μεταβάσεων του οδηγού κατά τη διάρκεια της νύχτας Συγκρίνοντας τις διακυμάνσεις της ταχύτητας ταυτόχρονα σε όλες τις συνθήκες κατά μήκος της διαδρομής παρατηρούνται μικρές διαφορές μεταξύ ημέρας, σούρουπου ενώ στις βραδινές διαδρομές οι ταχύτητες είναι χαμηλότερες αφού από το παρακάτω σχήματα φαίνεται ότι η οδηγός πραγματοποιεί ομαλή και συντηρητική οδήγηση. 56

59 Οι υψηλότερες ταχύτητες εμφανίζονται στην διαδρομή της ημέρας αλλά η μέση τιμή της είναι 56km/h. Η μέση ταχύτητα στις διαδρομές υπό μεσοπικές συνθήκες όρασης είναι 54km/h και υπό σκοτοπικές συνθήκες είναι 51km/h. 8 Ημ έρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.64: Διακύμανση της ταχύτητας στη μετάβαση της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας 8 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Σχήμα 4.65: Διακύμανση της ταχύτητας στην επιστροφή της διαδρομής στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Ο υπολογισμός των επιταχύνσεων στο σύνολο της διαδρομής παρουσιάζει μία εικόνα του προφίλ του σούρουπου με συνεχή διακυμάνσεις επιταχύνσεων που δημιουργούν πυκνώματα, 57

60 ενώ η ανάλυση στα άλλα δύο επίπεδα φωτεινότητας εμφανίζει περισσότερη ομαλότητα και συνέχεια στην οδήγηση της οδηγού. 3 Ημέρα Σούρουπο Βράδυ Επιτάχυνση (m/s2) Σχήμα 4.66: Διακύμανση επιταχύνσεων του οδηγού στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας Μελετώντας τις διακυμάνσεις της ταχύτητας στα καμπύλα και ευθύγραμμα τμήματα της διαδρομής επισημαίνονται οι χαμηλές ταχύτητες σε διαδοχικές καμπύλες σε όλα τα επίπεδα φωτεινότητας. Στο ευθύγραμμο τμήμα παρατηρούνται οι υψηλότερες ταχύτητες των διαδρομών σε φωτοπικές και μεσοπικες συνθήκες όρασης ενώ το βράδυ που επικρατούν σκοτοπικές συνθήκες οι ταχύτητες των διαδρομών παραμένουν σε χαμηλές τιμές (Σχήμα 4.53). 58

61 Σχήμα 4.67: Διακύμανση της ταχύτητας στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού Άπειροι Έμπειροι οδηγοί Ομαδοποιώντας τους οδηγούς σε άπειρους και έμπειρους, επεξεργάζονται οι παρατηρήσεις έτσι ώστε να προκύψει μία αντιπροσωπευτική εικόνα για τη συμπεριφορά κάθε ομάδας οδηγών σε σχέση με τις διαφορετικές συνθήκες φωτεινότητας. Η ανάλυση οδήγησε σε συμπεράσματα που απεικονίζονται στα παρακάτω σχήματα, όπως ότι οι άπειροι οδηγοί κινούνται με μικρότερη ταχύτητα από τους έμπειρους κατά τη διαδρομή της ημέρας. Η μέγιστη τιμή της ταχύτητας που συναντάται είναι τα 77km/h τόσο για τους έμπειρους όσο και για τους άπειρους με τη διαφορά ότι στους άπειρους παρατηρούνται επιπλέον θέσεις μεγίστων ταχυτήτων (Σχήμα 4.54). 59

62 8 Έμπειροι Άπειροι Σχήμα 4.68: Διακύμανση της ταχύτητας της διαδρομής άπειρων-έμπειρων οδηγών κατά τη διάρκεια της ημέρας Κατά τις διαδρομές του σούρουπου, υπό μεσοπικές συνθήκες, οι ταχύτητες που αναπτύσσονται είναι μικρότερες σε σχέση με την ημέρα και φαίνεται να επηρεάζουν ιδιαίτερα τους άπειρους οδηγούς (Σχήμα 4.55). 8 Έμπειροι Άπειροι Σχήμα 4.69: Διακύμανση της ταχύτητας της διαδρομής άπειρων-έμπειρων οδηγών κατά τη διάρκεια του σούρουπου Τα προφίλ ταχύτητας των βραδινών διαδρομών τόσο των έμπειρων όσο και των άπειρων οδηγών κυμαίνονται στα ίδια επίπεδα, όπως φαίνεται στο σχήμα

63 8 Εμ πειροι Απειροι Σχήμα 4.7: Διακύμανση της ταχύτητας της διαδρομής άπειρων-έμπειρων οδηγών κατά τη διάρκεια της νύχτας Αναλύοντας τώρα τα προφίλ ταχύτητας έμπειρων-άπειρων οδηγών στις διαφορετικές συνθήκες, επιβεβαιώνεται ότι την ημέρα αναπτύσσονται οι μεγαλύτερες ταχύτητες στα ευθύγραμμα τμήματα της διαδρομής. Πιο συγκεκριμένα στο τμήμα 5-15m εμφανίζεται το μέγιστο με 77km/h ενώ σε μικρότερες ευθυγραμμίες, όπως 2-23m η ταχύτητα είναι μικρότερη για τους έμπειρους ενώ οι άπειροι αναπτύσσουν εξίσου υψηλές ταχύτητες και στις μικρότερες ευθυγραμμίες. Επίσης, στα ευθύγραμμα τμήματα φαίνεται η διαφορά στις τιμές των ταχυτήτων μεταξύ των διαφορετικών συνθηκών, ιδιαίτερα μεταξύ ημέρας και νύχτας. Στις διαδοχικές καμπύλες το επίπεδο των ταχυτήτων «πέφτει» σε όλες τις συνθήκες όρασης εμφανίζοντας μεγαλύτερη ομοιογένεια μεταξύ των ταχυτήτων. 61

64 Σχήμα 4.71: Διακύμανση της ταχύτητας των έμπειρων οδηγών στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού Σχήμα 4.72: Διακύμανση της ταχύτητας των άπειρων οδηγών στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού 4.6 Συνολική «εικόνα» των οδηγών 62

65 Το σχήμα 4.59 παρουσιάζει μία γενική εικόνα των ταχυτήτων των οδηγών σε κάθε επίπεδο φωτεινότητας απεικονίζοντας ταυτόχρονα την οριζοντιογραφία της διαδρομής. Αρχικά αξίζει να σημειωθεί ότι την ημέρα, υπό φωτοπικές συνθήκες όρασης, οι οδηγοί κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα σχεδόν σε ολόκληρη τη διαδρομή σε σχέση με τις διαδρομές του σούρουπου και της νύχτας. Αξιοποιώντας, ταυτόχρονα, την οριζοντιογραφική απεικόνιση αλλά και την βιντεοσκόπηση της διαδρομής, η οποία παρέχει πληροφορίες όπως η ύπαρξη οδοφωτισμού και μεγάλων ανωφερειών-κατωφερειών, αναλύουμε τη διαδρομή σε επιμέρους τμήματα. Στο τμήμα -25m οι οδηγοί επιταχύνουν εωσότου εισέρχονται σε διαδοχικές οριζόντιες καμπύλες με κατά μήκος κλίση που μειώνει την ορατότητα, με αποτέλεσμα να αρχίζουν να επιβραδύνουν στη θέση 25m. Στο τμήμα αυτό φαίνεται ότι η ταχύτητα σε σκοτοπικές συνθήκες είναι λίγο μεγαλύτερη από αυτή σε μεσοπικές, γεγονός που μπορεί να αιτιολογηθεί από την ύπαρξη στοιχειώδους οδοφωτισμού τις νυχτερινές ώρες αλλά και από τη γεωμορφολογία της περιοχής αυτής που μειώνει αισθητά το επίπεδο φυσικού φωτισμού κατά τη διάρκεια του σούρουπου πριν λειτουργήσει ο οδοφωτισμός. Το τμήμα 5-15m χαρακτηρίζεται από ευθυγραμμία στην οποία οι οδηγοί αναπτύσσουν τις υψηλότερες ταχύτητες, υπάρχει διακριτή διαφορά μεταξύ των συνθηκών φωτεινότητας. Στη θέση 7m οι οδηγοί επιβραδύνουν λόγω μειωμένης ορατότητας από μεγάλη κατά μήκος κλίση της οδού. Οι διαδρομές της ημέρας εμφανίζουν τη μεγαλύτερη επιβράδυνση αφού από ταχύτητα 64km/h φθάνει στα 54km/h (-16%), στο σούρουπο από 61km/h επιβραδύνει πάλι στα 54km/h (-11%), ενώ το βράδυ η μείωση στην ταχύτητα προσεγγίζει αυτή της ημέρας αφού από 57km/h φθάνει στα 49km/h (-13%). Η επιτάχυνση που ακολουθεί ωθεί την ταχύτητα στη μεγαλύτερη τιμή της αφού την ημέρα φθάνει τα 71km/h, το σούρουπο 64km/h και το βράδυ 61km/h. Παρόλο που σε αυτό το τμήμα της οδού υπάρχει οδοφωτισμός φαίνεται από τη συμπεριφορά των οδηγών ότι είναι ανεπαρκής αφού η ταχύτητα των νυχτερινών διαδρομών είναι η χαμηλότερη και αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα της σημαντικότητας του επαρκούς φωτισμού της οδού. Αντίστοιχα, οι επιβραδύνσεις που ακολουθούν εμφανίζουν μεγαλύτερη ένταση την ημέρα και τη νύχτα. 63

66 Σχήμα 4.73: Διακύμανση της ταχύτητας των οδηγών στα τρία διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας σε σχέση με τα γεωμετρικά στοιχεία της οριζοντιογραφίας της οδού Το τμήμα 15-22m παρουσιάζει μία έντονη καμπύλη που υποχρεώνει τους οδηγούς ανεξαρτήτως συνθηκών να μειώσουν την ταχύτητά τους στα 48-5km/h. Το στοιχείο που εντοπίζεται είναι ότι οι φωτοπικές συνθήκες επιτρέπουν στους οδηγούς μετά τη προσαρμογή στη καμπύλη να επιταχύνει απευθείας ενώ οι μεσοπικές και σκοτοπικές απαιτούν περίπου 1m κίνησης με 48km/h και έπειτα επιτάχυνση. Μετά ακολουθεί ευθυγραμμία στην οποία εμφανίζονται μέγιστα με την ταχύτητα σε φωτοπικές συνθήκες να ξεχωρίζει αφού φθάνει τα 7km/h τη στιγμή που στις άλλες συνθήκες η ταχύτητα προσεγγίζει τα 6km/h. Οι φωτοπικές συνθήκες όρασης παρέχουν στους οδηγούς επαρκές μήκος ορατότητας έτσι ώστε να αντιληφθούν ότι μετά ακολουθεί στροφή και να ξεκινήσουν να επιβραδύνουν, πράγμα που δε συμβαίνει στις άλλες συνθήκες αφού επιταχύνουν με μικρότερο ρυθμό. Το τμήμα 22-27m χαρακτηρίζεται από διαδοχικές μικρές καμπύλες, ακτίνας τόξου 8-9m, οδοφωτισμό, ενώ η γεωμορφολογία της περιοχής παρέχει μειωμένη φωτεινότητα. Οι διαδοχικές καμπύλες επιβάλλουν χαμηλές ταχύτητες που φθάνουν σχεδόν τα 4km/h στο υποτμήμα των αντίρροπων στροφών σε όλα τα επίπεδα φωτεινότητας. Το τμήμα 27-35m παρουσιάζει καμπύλες μεγαλύτερες από του προηγούμενου τμήματος, με ακτίνα τόξου 13m, η γεωμορφολογία της περιοχής παρέχει μειωμένη φωτεινότητα. Σαν αποτέλεσμα είναι η αύξηση της ταχύτητας σε σχέση με τις καμπύλες μικρότερων ακτινών, ιδιαίτερα την ημέρα. 64