Symulatory jazdy samochodem spełniające wymagania przepisów wykonawczych dyrektywy WE 2003/59 - sytuacja na polskim rynku Driving Simulation to Meet The Requirements of EC Directive 2003/59 - Situation in Polish Market

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 96. Transport. 2013. Zbigniew Lozia Politechnika Warszawska, Wydzia Transportu. SYMULATORY JAZDY SAMOCHODEM SPENIAJCE WYMAGANIA PRZEPISÓW WYKONAWCZYCH DYREKTYWY WE 2003/59 - SYTUACJA NA POLSKIM RYNKU Rkopis dostarczono, kwiecie 2013. Streszczenie: W artykule przedstawiono moliwoci zastosowa symulatorów jazdy samochodem, speniajcych wymagania przepisów wykonawczych do Dyrektywy WE 2003/59. Opisano kwestie prawne zwizane z budow i zastosowaniami symulatorów jazdy samochodem oraz przykady wybranych konstrukcji. Obecnie symulatory s szeroko stosowane w szkoleniu kierowców. Jest to dopuszczalne przez odpowiednie rozporzdzenia Parlamentu Europejskiego i Rady Europy (dyrektywa 2003/59/WE) oraz Ministerstwa Transportu (…). Szczególn uwag zwrócono na produkty, które s tworzone w Polsce, jako wynik pracy polskich inynierów lub wdraania zagranicznych licencji. Sowa kluczowe: symulatory jazdy, symulacja, szkolenia kierowców, dyrektywa 2003/59/WE. 1. WPROWADZENIE Kierujcy pojazdem s gównymi sprawcami wypadków. Poprawa bezpieczestwa ruchu drogowego musi si wiza ze zmian zachowa kierowców, wzrostem poczucia odpowiedzialnoci za swe zachowanie, podejmowane decyzje. Badanie, szkolenie lub doskonalenie umiejtnoci kierujcych pojazdem w warunkach ruchu drogowego jest niebezpieczne i drogie. Trudno jest uzyska powtarzalno wyników. Lepszym rozwizaniem s testy na torze badawczym, wydzielonym „szczególnym terenie” bez udziau ruchu drogowego. Niedogodnoci zwizan z tego typu badaniami jest zaleno od warunków atmosferycznych, pory roku oraz trudnoci w dostpie do toru, co czsto wie si z niemaymi kosztami. Rozwój technik symulacyjnych, wzrost wydajnoci komputerów i ukadów do generowania obrazów umoliwi budow wirtualnych rodowisk bada i szkolenia kierowców - symulatorów jazdy samochodem [9, 10]. Zastosowanie ich zwiksza niezaleno od warunków atmosferycznych, sprzyja wzrostowi powtarzalnoci wyników. Poza badaniami kierowcy i jego rodowiska pracy, wyposaenia i stanu technicznego pojazdu, obecnie symulatory s coraz powszechniej wykorzystywane w procesie szkolenia..

(2) 274. Zbigniew Lozia. W zakresie szkolenia kierowców „amatorów” istniej jedynie nieformalne zalecenia i pozytywne opinie na temat celowoci stosowania symulatorów jazdy samochodem. Inaczej jest w przypadku kierowców „zawodowych”. Chodzi tu o Dyrektyw

(3) 2003/59/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 lipca 2003 r. w sprawie wst

(4) pnej kwalifikacji i okresowego szkolenia kierowców niektórych pojazdów drogowych do przewozu rzeczy lub osób [1]. Dyrektywa ta zobowizywaa pastwa czonkowskie do zmiany systemu szkolenia kierowców autobusów i autokarów (od 10.09.2008r.) oraz samochodów ciarowych o dopuszczalnej masie cakowitej powyej 3,5 tony (od 10.09.2009r.). W programie szkole duy nacisk jest pooony na bezpieczestwo na drogach, zmniejszenie emisji spalin i zuycia paliwa. Kierowca nie posiadajcy stosownych uprawnie (uwzgldniane s w okresie pierwszych piciu lat tzw. prawa nabyte, wynikajce z wczeniejszych regulacji prawnych) powinien przej kurs szkoleniowy dla kwalifikacji wst

(5) pnej koczcej si wydaniem wiadectwa Kompetencji Zawodowych (Karty Kwalifikacji Kierowcy) wanej przez 5 lat. Po tym czasie kierowca zobowizany jest do odbywania co 5 lat szkole okresowych. Kurs i test dla kwalifikacji wst

(6) pnej trwa 280 godzin, z czego przynajmniej 20 godzin obejmowa musi indywidualn jazd pojazdem danej klasy. Przez maksymalnie 8 z 20 godzin jazdy osoba szkolona moe kierowa pojazdem po „szczególnym terenie” lub na „wysokiej klasy symulatorze” w celu opanowania umiejtnoci kierowania pojazdem w rónych warunkach drogowych i w przypadku ich zmiany wywoanej warunkami pogodowymi, w rónych porach dnia lub nocy. Egzamin praktyczny moe by take (w czci) przeprowadzany w „szczególnym terenie” lub na „wysokiej klasy symulatorze”. Odbywane co 5 lat szkolenia okresowe obejmuj 35 godzin w cyklach co najmniej siedmiogodzinnych i cz takiego szkolenia moe by prowadzona take na „wysokiej klasy symulatorach”. Kursy i testy dla kierowców mog by przeprowadzane w orodkach szkoleniowych zatwierdzonych przez waciwe wadze pastwa czonkowskiego Unii Europejskiej. W dyrektywie nie zdefiniowano, niestety, poj: „szczególny teren”, „wysokiej klasy symulator”. Krajowe przepisy definiuj pojcie „symulator wysokiej klasy”, dla którego okrelaj szczegóowe wymagania (patrz Rozporzdzenie Ministra Infrastruktury RP z dnia 8 kwietnia 2011 w sprawie urzdzenia do symulowania jazdy w warunkach specjalnych [11, 12]). Inne, wystpujce w dyrektywie, a wspomniane wyej, okrelenie „szczególny teren” pozostaje wci niezdefiniowane.. 2. PRZYKADY ZAGRANICZNYCH SYMULATORÓW STOSOWANYCH W SZKOLENIU KIEROWCÓW Na rys. 1 przedstawiono rodzin prostych symulatorów FAROS (Francja) [6]. S to typowe symulatory treningowe. Program szkolenia jest zgodny z Francuskim Narodowym Programem Nauki Jazdy. Gównym celem zastosowania symulatorów jest osignicie u przyszych kierowców zrozumienia ryzyka i zagroe towarzyszcych je dzie samochodu. Oprogramowanie symulatorów korzysta z trójwymiarowej bazy danych, opisujcej w sumie 60 km dróg (autostrad, dróg dwupasmowych, ulic maych miast oraz placu manewro-.

(7) Symulatory jazdy samochodem speniajce wymagania przepisów wykonawczych …. 275. wego szkoy nauki jazdy). Obowizuj francuskie zasady ruchu drogowego, sygnalizacji wietlnej i oznakowania poziomego dróg. Najprostszy model symulatora (FAROS 100) jest wyposaony w duy monitor lub panel LCD (Liquid Crystal Display), gwarantujcy kty widzenia: 40° w paszczy nie poziomej i 22° w paszczy nie pionowej. Lusterka wsteczne zewntrzne i wewntrzne s obrazowane na ekranie monitora. Otoczenie kierowcy stanowi odtworzenie fragmentu kabiny samochodu Renault Clio, cho deska rozdzielcza ma posta wirtualn, prezentowan na monitorze. System audio dostarcza d wiki generowane przez pojazd i ruch uliczny. Oprogramowanie pracuje w rodowisku MS Windows. Model FAROS 210 jest wyposaony w rzeczywist desk rozdzielcz. Cay symulator umieszczono w czerwonej, poliestrowej obudowie odcinajcej kierowc od otoczenia, podobnie jak to ma miejsce w rzeczywistym poje dzie. Model FAROS 230 wyposaono w trzy monitory. Osignito w ten sposób kty widzenia: 120° w paszczy nie poziomej i 22° w paszczy nie pionowej. Wersja FAROS F300 jest przeznaczona do szkolenia osób niepenosprawnych. Wyposaona jest w elementy kabiny umoliwiajce sterowanie pojazdem przez osob z dysfunkcj koczyn.. Rys. 1. Rodzina prostych symulatorów treningowych FAROS, Francja [6]. Na rys. 2 przedstawiono jeden z symulatorów firmy Autosim (Norwegia) [4]. Mimo, e s to typowo komercyjne produkty, jednak wielu ich odbiorców pochodzi z instytucji badawczych (Transport Research Laboratory, Wielka Brytania; SINTEF, Norwegia; Fraunhofer Institute, Niemcy; Thales Simulation, Francja; The Norwegian Defense Driver Tra-.

(8) 276. Zbigniew Lozia. ining Centre; Instytut Transportu Samochodowego, Polska) i uniwersytetów (np. University of Minnesota, USA). Firma oferuje symulatory statyczne oraz dynamiczne samochodów osobowych i ciarowych. Kabiny pojazdów maj standardowe wymiary i s w peni wyposaone. Moliwe jest ich adaptowanie dla niepenosprawnych kierowców. Oprogramowanie graficzne i sprzt wizualizacyjny (karty graficzne, projektory, ekrany) umoliwiaj prezentacj obrazów o kcie widzenia do 180q w paszczy nie poziomej na prostoktnych lub cylindrycznych ekranach. Symulator wyposaony jest w generator scenerii - program do budowy otoczenia graficznego, w którym porusza si wirtualny pojazd. Jest on uzupeniony o program do tworzenia ruchu drogowego i ulicznego. Moliwa jest jednoczesna obecno 100 obiektów, takich jak samochody, rowery i piesi. Opis drogi zawiera sygnalizacj uliczn, znaki drogowe pionowe i poziome. Nawierzchnia drogi moe mie tekstury, odpowiadajce rónym wspóczynnikom przyczepnoci (sucha, mokra, pokryta lodem lub niegiem). Baza danych systemu wizualizacji obejmuje 200 km rónych dróg na obszarze miejskim i poza miastem. Symulowane warunki atmosferyczne obejmuj mg, padajcy deszcz lub nieg. Widoczne s cienie obiektów statycznych, chmury i dymy na niebie. Moliwa jest jazda w warunkach nocnych. Czstotliwo zmian obrazu wynosi od 30 do 60 Hz, zalenie od gstoci ruchu ulicznego. Rozdzielczo obrazu wynosi 1024x768 punktów (pikseli) dla jednego ekranu. Oprogramowanie symulatora moe dziaa na komputerach rónej klasy: od komputerów osobistych klasy PC do Silicon Graphics. Symulacja efektów d wikowych obejmuje haas zwizany z prac gównego obiektu symulacji oraz pochodzcy od innych pojazdów. D wik ma charakter kierunkowy (zastosowano czterokanaowy system hi-fi z gonikami umieszczonymi w kabinie) z uwzgldnieniem efektów dopplerowskich (moliwo rozpoznania pojazdu zbliajcego si i oddalajcego si).. Rys. 2. Symulator firmy Autosim (Norwegia). Obraz VR laboratorium z symulatorem samochodu ciarowego [4].

(9) Symulatory jazdy samochodem speniajce wymagania przepisów wykonawczych …. 277. Firma niemiecka KMW (Krauss-Maffei Wegmann GmbH & Co. KG) [7] produkuje, miedzy innymi, symulatory na potrzeby szkolenia kierowców (rys. 3 i 4). Ciekaw jest konstrukcja mobilna. Symulator zamontowany zosta w specjalnie dla niego zbudowanej naczepie, nazywanej „14-metrowej dugoci mobilnym centrum szkoleniowym” [8].. Rys. 3. Mobilny symulator szkoleniowy firmy KMW [7, 8]. Rys. 4. Mobilny symulator szkoleniowy firmy KMW, zdjcie wntrza kabiny w trakcie pracy symulatora [7, 8].

(10) 278. Zbigniew Lozia. Jest ono wyposaone w klimatyzowane pomieszczenia. Kabina kierowcy nie róni si od seryjnej. Model ruchu pojazdu uwzgldnia dziaanie urzdze asystenckich, takich jak: ABS, ASR, EBS, ESP, ROP. Symulator posiada nowoczesny system audiowizualny d wik przestrzenny oraz wysokiej jakoci obraz emitowany bezporednio na szybach kabiny. Ukad ruchu posiada 6 stopni swobody (heksapod). Oprogramowanie uwzgldnia róne warianty tras, zmieniajce si warunki atmosferyczne, moliwo wyboru pojazdu z bardzo szerokiej gamy. Symulator firmy KMW pozwala na przeprowadzenie szkolenia na rónych typach pojazdów (samochód ciarowy, zestaw cignik siodowy-naczepa, autobus, pojazd o specjalnym przeznaczeniu). Zmieniane moe by obcienie pojazdu oraz rozmieszczenie adunku. Wiele symulatorów importowanych z zagranicy ma szanse speni wymagania wspomnianej dyrektywy 2003/59/WE [1].. 3. KRAJOWE KONSTRUKCJE SYMULATORÓW STOSOWANYCH W SZKOLENIU KIEROWCÓW W Polsce produkcj prostych symulatorów zajmuje si firma EduCar [5] (rys. 5). Oferuje stanowiska wykorzystywane w trakcie szkolenia kierowców samochodów osobowych, ciarowych, autobusów i niektórych pojazdów specjalnych. Proste symulatory treningowe nie speniaj oczekiwa Dyrektywy 2003/59/WE [1, 11, 12]. Stanowi mog jednak istotny element uzupeniajcy w trakcie szkolenia kierowców.. Rys. 5. Prosty symulator treningowych EduCar (Polska) [5].

(11) Symulatory jazdy samochodem speniajce wymagania przepisów wykonawczych …. 279. Polska firma AutoComp [3] (rys. 6 i 7). wdraa rozwizanie konstrukcyjne powstae we wspópracy z zagranicznym partnerem (KMW, Niemcy [7]). Zgosia wniosek patentowy na zastosowanie w symulatorach innowacyjnej technologii obrazowania „on-screen”, czyli na szybach kabiny pojazdu. Symulator ten spenia wymagania polskich przepisów wykonawczych Dyrektywy 2003/59, co potwierdzone zostao certyfikatem jednostki upowanionej przez PCA. Efektem wspópracy z firm KMW jest wersja mobilna symulatora – jest on zamontowany w naczepie (patrz opis symulatora KMW).. Rys. 6. Symulator szkoleniowy firmy AutoComp [3] (zdjcia autora).

(12) 280. Zbigniew Lozia. Rys. 7. Obrazy widziane w symulatorze szkoleniowym firmy AutoComp [3] (zdjcia autora). Rozwizaniami, które powstay cakowicie w Polsce (cho w polskim oddziale amerykaskiej firmy ETC – Environmental Tectonic Corporation) s symulatory firmy ETC-PZL AI z Warszawy [2]. Rys. 8 i 9 przedstawiaj symulatory szkoleniowo-treningowe tej firmy o roboczej nazwie SymSam. Speniaj wymagania polskich przepisów wykonawczych zwizanych z wdroeniem Dyrektywy 2003/59/WE [1, 11, 12]. S wyposaone w oryginalne kabiny: autobusu lub samochodu ciarowego, cignika siodowego. Ekran jest umieszczony w odlegoci ponad 3 m od oczu kierowcy. Kt widzenia jest wikszy ni 180° w poziomie (plus widzenie wsteczne w lusterkach) i 30° w pionie.. Rys. 8. Symulator firmy ETC-PZL AI [3], speniajcy wymagania Dyrektywy 2003/59/WE. Kabina autobusu z ukadem ruchu; ekran i obraz widziany przez osob badan.

(13) Symulatory jazdy samochodem speniajce wymagania przepisów wykonawczych …. 281. Minimalna rozdzielczo na kana graficzny wynosi 1024u768 pikseli. Ukad ruchu o szeciu stopniach swobody umoliwia osiganie przyspiesze translacyjnych z przedziau ±4m/s2; prdkoci translacyjnych z przedziau ±0,3m/s; przyspiesze ktowych z przedziau ±200°/s2; prdkoci ktowych ±30°/s. Oprogramowanie symulatora SymSam generuje obraz zapewniajcy symulacj ronych rodzajów dróg i ulic (w tym z sygnalizacj wietln), zrónicowan rze b terenu oraz bogat wizualizacj obszaru zabudowanego, warunków atmosferycznych i warunków jazdy, pory roku i doby. Moliwe jest odwzorowanie wybranych awarii i niesprawnoci poszczególnych ukadów, instalacji i systemów pojazdu. Model symulacyjny ruchu pojazdu zosta pomylnie zweryfikowany eksperymentalnie.. Rys. 9. Symulator firmy ETC-PZL AI [3], speniajcy wymagania Dyrektywy 2003/59/WE. Kabina cignika siodowego z ukadem ruchu; obraz widziany przez osob badan, stanowisko instruktora. 4. ZAKOCZENIE Symulatory jazdy samochodem s stosowane zarówno w badaniach kierowców, jak i w procesie ich szkolenia i doskonalenia umiejtnoci. Mog w czci zastpowa i uzupenia jazdy w warunkach rzeczywistych. Ich du zalet jest niezaleno od warunków atmosferycznych, moliwo symulowania ruchu w rónych warunkach klimatycznych i pogodowych oraz w inscenizowanych sytuacjach duego zagroenia bezpieczestwa ruchu.

(14) 282. Zbigniew Lozia. pojazdu. Stosowne przepisy dopuszczaj moliwo ich wykorzystania w orodkach szkolenia kierowców. S ciekaw alternatyw dla drogich torów szkoleniowych nazywanych „szczególnym terenem”. W artykule uwag zwrócono na produkty, które powstaj w naszym kraju, s efektem prac polskich konstruktorów lub wdraaniem licencji konstrukcji zagranicznych.. Bibliografia 1. Dyrektywa 2003/59/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 lipca 2003 r. w sprawie wstpnej kwalifikacji i okresowego szkolenia kierowców niektórych pojazdów drogowych do przewozu rzeczy lub osób, zmieniajca rozporzdzenie Rady (EWG) nr 3820/85 oraz dyrektyw Rady 91/439/EWG i uchylajca dyrektyw Rady 76/914/EWG. 2. http://www.ai.com.pl/ 3. http://www.autocomp.com.pl/ 4. http://www.autosim.no/ lub http://www.autosim.biz 5. http://www.educar.pl/ 6. http://www.faros.com/english/index.htm lub http://www.faros.com/eauto.html 7. http://www.kmweg.de/de/en/home.html 8. http://www.mobilnesymulatory.pl 9. http://www.sintef.no/content/page1_5513.aspx 10. Lozia Z.: Symulatory jazdy samochodem. WK. Warszawa. 2008. 11. Lozia Z., Cup A., Mitraszewska I., Pitka T., Wickowski D.: Wymagania minimalne dla „symulatorów wysokiej klasy” stosowanych w szkoleniu kierowców. Logistyka, nr 4, lipiec-sierpie 2010 r. Dzia Logistyka – nauka, str. 20 plus tekst *.pdf na pycie CD. 12. Rozporzdzenie Ministra Infrastruktury RP z dnia 8 kwietnia 2011 w sprawie urzdzenia do symulowania jazdy w warunkach specjalnych. Dziennik Ustaw Nr 81, poz. 444.. DRIVING SIMULATION TO MEET THE REQUIREMENTS OF EC DIRECTIVE 2003/59 - SITUATION IN POLISH MARKET Summary: The paper presents possible applications of driving simulators that meet the requirements of the EC Directive 2003/59 regulations. It describes the legal issues related to the construction and applications driving simulator and examples of some of the structure. Currently simulators are widely used in driver training. This is allowed by the Regulation of the European Parliament and of the Council of Europe (Directive 2003/59/EC) and the Polish Ministry of Transport (...). Particular attention is paid to products that are created in Poland as the result of the work of Polish engineers or implementation of foreign licenses. Keywords: driving simulators, driver training, Directive 2003/59/EC.

(15)