Симулятор вождения - Driving simulator

Эта статья про профессиональные тренажеры. Для жанра видеоигры см. Сим-гонки.
Система обучения вождению автомобиля Hindustan Simulators включает в себя все необходимые элементы для обучения вождению от начала (начальное обучение вождению) до конца (углубленное обучение вождению).
Симулятор вождения, разработанный (Университет Валенсии ) Испания. Используется при оценке водителей, дорог, устройств IVIS и других областей.
Продвинутые симуляторы вождения, используемые для обучения и оценки водителей автобусов по экономичному вождению.
Комбинированный симулятор автобуса и грузовика для профессионального обучения водителей.
Портативный в автомобиле симулятор вождения

Симуляторы вождения используются для развлекательная программа а также в обучение персонала курсов обучения водителей, читаемых в образовательных учреждениях и частных предприятиях. Они также используются для исследование цели в области человеческого фактора и медицинских исследований для мониторинга поведения, производительности и внимания водителя, а в автомобильной промышленности для разработки и оценки новых транспортных средств или новых передовых систем помощи водителю.

Обучение персонала

Симуляторы вождения все чаще используются для обучение персонала водители по всему миру. Исследование показало[1][2] что симуляторы вождения зарекомендовали себя как отличные практические и эффективные образовательные инструменты для обучения всех водителей методам обучения безопасному вождению. Существуют версии для автомобилей, грузовиков, автобусов и т. Д. Из-за проблем безопасности, снижения эксплуатационных расходов, меньшего стресса во время уроков для водителей и инструкторов и более короткого времени обучения симуляторы грузовиков все чаще используются учебными школами и автопарками.[3]

Симулятор вождения - лучший инструмент для обучения вождению.
Автомобильный тренажер для лучшего знания поведения водителя и понимания правил дорожного движения.

Использует

  • Обучение и тестирование начинающих водителей
  • Обучение и тестирование профессиональных водителей
  • Обучение в критических условиях вождения
  • Проверка влияния ухудшения качества на работу водителя
  • Анализ поведения водителя
  • Анализ ответов водителя
  • Оценка действий пользователей в различных условиях (обработка элементов управления)
  • Оценка пригодности стареющих водителей к вождению
  • Тестирование будущих автомобильных технологий на водителях или пассажирах (человеко-машинный интерфейс)

Типы

Пример симулятора грузовика для обучения коммерческому водительскому удостоверению (CDL), обучения топливной эффективности, безопасного вождения, контроля заноса, предотвращения опрокидывания и оценки водителя в Учебном центре автомобильного транспорта (CFTR) в Мирабеле, Канада.[1]
  • Симулятор скорой помощи: Используется для обучения и оценки водителей машин скорой помощи базовым и продвинутым навыкам управления транспортными средствами, а также тому, как реагировать на чрезвычайные ситуации и взаимодействовать с другими спасателями.
  • Симулятор автомобиля: Используется для обучения и тестирования начинающих водителей всем навыкам, необходимым для прохождения дорожного теста на водительские права, а также восприятию опасностей и снижению риска столкновения.
  • Тренажер модульной конструкции: Сменные кабины или кабины транспортных средств могут быть настроены для использования в качестве тягачей / прицепов, самосвалов и другой строительной техники, транспортных средств, эксплуатируемых в аэропортах, автомобилей аварийного реагирования и полицейского преследования, автобусов, поездов метро, ​​легковых автомобилей и тяжелого оборудования, такого как краны .
  • Симулятор вождения с несколькими станциями: Этот тип симулятора позволяет одному инструктору обучать больше водителей одновременно, тем самым экономя время и сокращая расходы ... Эти системы оснащены инструкторскими станциями, подключенными для управления несколькими симуляторами вождения.
  • Симулятор грузовика: Используется для обучения и оценки новичков и опытных водителей грузовиков в различных навыках, начиная от базовых маневров управления, например переключение и поддержка, к продвинутым навыкам, например топливная экономичность, предотвращение опрокидывания, безопасное вождение.
  • Симулятор автобуса: используется для обучения водителей автобусов ознакомлению с маршрутами движения, безопасному вождению, приемам экономии топлива. Его можно использовать для обучения водителей на автобусах различных моделей и на разных типах зубчатых передач.
  • Физический симулятор: Симуляторы большого размера используют Платформы Стюарта и xy таблицы физически перемещать водителя в 6-осевом пространстве, имитируя ускорение, торможение и центростремительные силы, аналогично физическим симуляторам полета.

Развлекательная программа

Основная статья: Сим-гонки

Развитие вычислительной мощности привело к созданию более реалистичных симуляторов в последние годы, начиная с Папирус Дизайн Группа новаторский Легенды Гран-при для ПК, выпущенный в 1998 году.

Иногда гоночная игра или симулятор вождения также будет включать в себя присоединяемый руль который можно использовать для игры вместо контролер. Колесо, которое обычно пластиковое, может также включать педали, чтобы сделать игру более реалистичной. Эти колеса обычно используются только для компьютерных игр.

В дополнение к бесчисленным коммерческим релизам существует шумное сообщество программистов-любителей, работающих над закрытыми и Открытый исходный код бесплатные тренажеры. Некоторые из основных функций, популярных у поклонников этого жанра, доступны в Интернете. гонки, реалистичность и разнообразие машин и трасс.

Голландский дизайнер симуляторов Cruden предлагает автосимуляторы для личного пользования.[4] Симулятор Cruden Car не подключен к компьютерной игре, в системе используется то же программное обеспечение, которое предназначено для Формула 1 команды и инженеры, чтобы улучшить свои навыки и свои автомобили. В симуляторе предусмотрены разные типы настроек. Такие как; разные автомобили, местности или любые другие желаемые настройки. Кроме того, в качестве дополнительной функции доступен анализ телеметрии.

Исследование

Симуляторы вождения используются в исследовательских центрах для многих целей. Центр наркологии и психического здоровья (CAMH) в Торонто [5] и Университет Макгилла [6] использовал симулятор вождения Virage Simulation VS500M, чтобы изучить и измерить влияние каннабиса на вождение. Многие производители автомобилей используют симуляторы вождения, например БМВ, Форд, Рено. Многие университеты также используют тренажеры для исследований. Помимо изучения вопросов подготовки водителей, симуляторы вождения позволяют исследователям изучать поведение водителей в условиях, когда размещение водителей было бы незаконным и / или неэтичным. Например, исследования отвлечения внимания водителя были бы опасными и неэтичными (из-за невозможности получить информированное согласие от других водителей) проводить на дороге.

С ростом использования различных бортовых информационных систем (IVIS), таких как спутниковые навигационные системы, сотовые телефоны, DVD-плееры и системы электронной почты, симуляторы играют важную роль в оценке безопасности и полезности таких устройств.

Симуляторы также используются в психометрическом тестировании, картировании поведения водителей, анализе моделей вождения для разработки автомобилей без водителя и т. Д. Центральный научно-исследовательский институт дорог и Faros Simulation System совместно разработали автомобильный симулятор для обширных исследовательских целей. Исследовательский симулятор CRRI Faros. Такие компании, как Real Time Technologies, разрабатывают специальные симуляторы, обычно используемые университетами, для изучения взаимодействия человека с беспилотными транспортными средствами с целью повышения безопасности транспортных средств.[7][8]


верность

Существует несколько типов исследовательских симуляторов вождения с широким спектром возможностей. Самый сложный, как и Национальный продвинутый симулятор вождения, имеют полноразмерный кузов с шестью осями движения и 360-градусным визуальным дисплеем. На другом конце диапазона - простые настольные симуляторы, такие как York Driving Simulator, которые часто реализуются с использованием компьютерного монитора для визуального отображения, рулевого колеса и устройств ввода с педалей в виде видеоигр. Эти недорогие тренажеры легко используются при оценке основных и клинически ориентированных научных вопросов.[9][10][11][12][13][14]

Проблема усложняется политическими и экономическими факторами, поскольку учреждения с симуляторами низкой точности заявляют, что их системы «достаточно хороши» для работы, в то время как группы симуляторов высокой точности настаивают на необходимости их (значительно более дорогих) систем. Исследования точности движения показывают, что, хотя в исследовательском симуляторе вождения необходимо некоторое движение, ему не нужно иметь достаточный диапазон, чтобы соответствовать силам реального мира.[15] Недавние исследования также рассматривали возможность использования фотореалистичного видеоконтента в реальном времени, который динамически реагирует на поведение водителя в окружающей среде.[16]

Срок действия

Возникает вопрос достоверности - применимы ли результаты, полученные в симуляторе, к реальному вождению. Один обзор исследовательских исследований показал, что поведение водителя на симуляторе вождения приблизительно (относительная достоверность), но не точно воспроизводит (абсолютная достоверность) поведение водителя на дороге.[17] Другое исследование показало абсолютную достоверность типов и количества ошибок водителя, совершенных на симуляторе и в дороге.[18] Еще одно исследование показало, что оценки на симуляторе вождения предсказывают участие в авариях, в которых водитель, по крайней мере, частично виноват, в течение пяти лет после сеанса симулятора.[19] Некоторые исследовательские группы используют автоматизированные транспортные средства для воссоздания исследований на симуляторе на испытательном треке, что позволяет более прямо сравнивать исследование на симуляторе с реальным миром.[20] По мере того, как компьютеры становятся все быстрее и моделирование становится все более распространенным в автомобильной промышленности, математические модели грузовых автомобилей, проверенные производителями, находят применение в симуляторах.

Синдром адаптации симулятора («САС»)

Синдром адаптации к симулятору (SAS) - проблема всех симуляторов, а не только вождение тренажеры. Основная причина синдрома адаптации симулятора - системные задержки между командой водителя и ответом симулятора. Фактически, мозг, ссылаясь на вождение реального транспортного средства, ожидает, что реакция симулятора будет такой же, как у автомобиля: чем больше отклонение, тем больше «адаптационная нагрузка» на мозг.

Если отклонение велико, водитель может испытывать симптомы головных болей, укачивания, дезориентации и т. Д. Из-за SAS, хотя это очень зависит от человека. Точно так же "реплики" симулятора также имеют эффект, то есть некоторые люди будут испытывать дискомфорт из-за того, что симулятор не имеет подсказок движения, тогда как другие могут не иметь проблем с такими симуляторами. Некоторые люди будут проявлять высокую терпимость к задержкам со стороны зрительной системы, тогда как другие - нет.

«Адаптация» в SAS связана с тем, что мозг принимает несоответствия симулятора по сравнению с реальным транспортным средством и, таким образом, медленно меняет свою точку отсчета на точку отсчета симуляции. Таким образом, при постепенном внедрении в среду симулятора мозг будет медленно адаптироваться, и негативные эффекты SAS (головные боли, укачивание, дезориентация и т. Д.) Будут значительно уменьшены. После того, как человек проведет несколько часов в симуляторе вождения, реальный автомобиль может снова вызвать SAS, однако время адаптации значительно сокращается: мозг быстро «запоминает» и «сбрасывает» реальную контрольную точку транспортного средства.

В качестве примера расчета времени SAS: когда пилоты авиакомпаний проходят регулярное обучение на тренажере, им не разрешается управлять самолетом в течение 1 недели, чтобы позволить их мозгу «забыть» контрольную точку SAS, созданную симулятором.

Подводить итоги, не существует такого понятия, как "Симулятор болезни"[согласно кому? ]однако существует физиологическая реакция на симуляторы, называемые «SAS», которые могут привести к головным болям, укачиванию и дезориентации. Минимизируя задержки системы симулятора, делая все сигналы экономически возможными, и медленно вводя восприимчивых людей, можно уменьшить влияние SAS.

Основная причина ценника в 54 миллиона долларов Национальный продвинутый симулятор вождения было уменьшить SAS максимально возможное количество[нужна цитата ]. Национальный продвинутый симулятор вождения способен отображать, в том числе полноценные реплики, водителя, проезжающего автомобиль по двухполосному шоссе от начала перевала до конца (таким образом, его огромная база движения).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хирш, П., и Беллаванс, Ф. (2017). Перенос обучения водительским навыкам, полученным на симуляторе вождения, на поведение вождения по дороге. Запись исследования транспорта: журнал исследований транспорта DOI: 10.3141 / 2660-01
  2. ^ Хирш П., Чуку М.-А. и Беллаванс Ф. (2017). Перенос обучения базовым навыкам управления с симулятора грузовика на настоящий грузовик. Отчет о транспортных исследованиях: журнал Совета по исследованиям в области транспорта. Vol. 2637 с. 67-73. Май 2017. DOI: 10.3141 / 2637-08
  3. ^ «Использование симуляторов становится все популярнее в школах и перевозчиках». Получено 18 ноября 2019.
  4. ^ "Симулятор частного использования Cruden". Cruden. Архивировано из оригинал на 2012-09-04.
  5. ^ Баллинголл, Алекс. «Клиническое исследование в CAMH проверяет, как каннабис влияет на навыки вождения добровольцев». Получено 26 августа 2019.
  6. ^ Огурцова, Т .; Kalaba, M .; Gelinas, I .; Корнер-Битенский, Н .; Уэр, М.А. «Употребление каннабиса и связанные с вождением показатели у молодых потребителей в развлекательных целях: рандомизированное клиническое исследование внутри субъекта». CMAJ Open. 6 (4): E453-E462. Дои:10.9778 / cmajo.20180164.
  7. ^ «UConn будет изучать самоуправляемые автомобили с помощью нового полноразмерного симулятора». Получено 2019-11-18.
  8. ^ «Лаборатория машиностроения Virginia Tech получила автономный симулятор вождения». Получено 2019-11-18.
  9. ^ Ли, З., и Милгрэм, П. (2005). Исследование возможности повлиять на поведение при торможении путем манипулирования оптическими сигналами маяка в моделируемой задаче вождения. Труды ежегодного собрания Общества по человеческому фактору и эргономике, 49 (17), 1540–1544.
  10. ^ Мэтьюз, Р. В., Фергюсон, С. А., Чжоу, X., Сарджент, К., Дарвент, Д., Кеннауэй, Д. Дж., И Роуч, Г. Д. (2012). Время дня опосредует влияние длительного бодрствования и сна. Chronobiology International, 29 (5): 572–579.
  11. ^ Баулк, С. Д., Биггс, С. Н., Рид, К. Дж., Ван ден Хеувель, К. Дж., И Доусон, Д. (2008). В погоне за серебряной пулей: измерение усталости водителя с помощью простых и сложных задач. Анализ и предотвращение несчастных случаев, 40 (1), 396–402.
  12. ^ Телнер, Дж. А., Визенталь, Д. Л., и Белосток, Э. (2009). Преимущества видео-геймера в сотовом телефоне и задаче вождения. Труды Ежегодного собрания Общества по человеческому фактору и эргономике, 53 (23), 1748–1752.
  13. ^ Телнер, Дж. А. (2008). Влияние свободного владения языком на производительность в моделировании сотового телефона и в дорожной ситуации. Труды Ежегодного собрания Общества по человеческому фактору и эргономике, 1748–1752 гг.
  14. ^ Rapoport, M. J., Weaver, B., Kiss, A., Zucchero Sarracini, C., Moller, H., Herrmann, N., Lanctôt, K., et al. (2011). Влияние донепезила на компьютерную симуляцию вождения у здоровых пожилых людей: экспериментальное исследование. Журнал клинической психофармакологии, 31 (5), 587.
  15. ^ Гринберг Дж., Арц Б., Кэти Л. Эффект сигналов бокового движения во время имитации вождения. Материалы конференции по симуляторам вождения, Северная Америка, 2003 г., Дирборн, Мичиган, 8–10 октября 2003 г., CD-ROM (ISSN 1546-5071)
  16. ^ Heras, A.M .; Breckon, T.P .; Тирович, М. (ноябрь 2011 г.). «Повторная выборка видео и перенацеливание контента для реалистичного моделирования дорожных происшествий». Proc. 8-я Европейская конференция по производству визуальных медиа (PDF). стр. сп-2. Получено 8 апреля 2013.
  17. ^ Маллен, Надя. Чарльтон, Джудит, Девлин, Анна и; Бедар, Мишель (2011). Глава 13: Срок действия симулятора: поведение, наблюдаемое на симуляторе и в дороге. Справочник по моделированию вождения для инженерии, медицины и психологии Д. Л. Фишер, Риццо, М., Кэрд, Джефф К., и Ли, Джон Д. (ред.). Бока-Ратон, Флорида, CRC Press / Тейлор и Фрэнсис
  18. ^ Шехтман, Орит, Классен, Шерилин, Авадзи, Кезия, Манн, Уильям (2009). «Сравнение ошибок вождения между оценкой дорожного и имитационного вождения: валидационное исследование». Предупреждение дорожно-транспортного травматизма 10 (4): 379-385
  19. ^ Хоффман, Л., и Макдауд, Дж. М. (2010). Симулятор вождения позволяет прогнозировать сообщения об авариях через пять лет. Психология и старение, 25 (3), 741-745
  20. ^ "Программа развивает возможности нового испытательного трека В архиве 22 марта 2007 г. Wayback Machine ". ЕГО датчик. Зима 2004. Проверено 14 февраля 2007 г.