Усталость, утомление и переутомление

Надежность водителей в значительной степени зависит от их работоспособности. Высокая работоспособность обеспечивает выполнение работы с высокой производительностью и высокими качественными показателями. При управлении автомобилем в состоянии сниженной работоспособности водители допускают ошибки, которые иногда приводят к ДТП. Одной из причин снижения работоспособности водителей является утомление. Различают утомление, усталость и переутомление.

Утомление - это закономерный процесс временного снижения работоспособности, наступающего в результате деятельности. Это объективный процесс, характеризующийся изменениями в организме человека, которые могут быть установлены объективными методами.

Усталость - это субъективное переживание человеком утомления. Физиологическая сущность усталости заключается в сигнализации организма о необходимости прекратить или снизить интенсивность работы для того, чтобы избежать расстройства функций нервных клеток. Вместе с тем далеко не всегда чувство усталости соответствует степени утомления. Человек в состоянии утомления может и не чувствовать усталости под влиянием эмоционального возбуждения, опасности, интереса к выполняемой работе, чувства долга, ответственности за порученное дело. Именно по этой причине водитель в продолжительном рейсе испытывает чувство усталости в меньшей степени, чем сидящий рядом пассажир, хотя длительное управление автомобилем, естественно, приводит к большему утомлению водителя, чем бездействующего пассажира.

Психическая деятельность водителя стимулируется поступающей информацией. Для оптимального протекания психических процессов необходим оптимальный уровень информационной нагрузки. Избыток и недостаток информации способствуют развитию утомления. Кроме того, имеет значение и характер поступающей информации. При управлении автомобилем в условиях, когда на дороге нет других участников движения, при однообразном ландшафте водитель быстрее почувствует усталость, чем при управлении автомобилем в условиях интенсивного городского движения. В монотонной обстановке, при недостатке информации или в состоянии вынужденной бездеятельности чувство усталости может возникнуть быстрее, чем при активной напряженной работе, хотя объективных признаков утомления при этом еще может и не быть.

Работами отечественных физиологов И. М. Сеченова, Н. Е. Введенского, И. П. Павлова, А. А. Ухтомского была установлена ведущая роль в развитии утомления нервной системы, и прежде всего головного мозга, клетки которого утомляются значительно быстрее, чем работающие мышцы. Впервые это было продемонстрировано И. М. Сеченовым в оригинальном эксперименте. Испытуемый при сгибании указательного пальца в заданном ритме поднимал груз на определенную высоту. В результате развивающегося утомления высота подъема груза через некоторое время уменьшалась, а затем наступал момент, когда испытуемый совсем не мог поднять груз. При этом он чувствовал сильное утомление мышц работавшего пальца и, естественно, считал, что утомление развилось в них. Далее, в момент, когда он не мог поднять груз, через мышцы работавшего пальца пропускали электрический ток, который вызывал сокращение мышц в том же ритме, что приводило к поднятию груза. Естественно, можно было предположить, что после отключения тока дополнительно поработавшие мышцы в результате еще большего утомления сокращаться не будут. Однако, когда отключили ток, испытуемый опять стал легко в том же темпе поднимать груз. Объясняется это тем, что во время работы утомление быстрее развилось не в самих мышцах, а в нерв­ных центрах, которые посылали к этим мышцам импульсы. Во время сокращения мышц электрическим током нервные клетки этих центров отдохнули, работоспособность их восстановилась и они опять стали посылать импульсы к мышцам. Таким образом, быстрее всего утомляются нервные клетки коры головного мозга, затем утомляются мышцы и наименьшей утомляемостью обладают нервы, по которым передаются нервные импульсы.

В результате более быстрого утомления нервных клеток головного мозга прежде всего возникают нарушения в протекании психических процессов - восприятия, мышления, памяти и внимания. Кроме того, снижается острота зрения, суживается поле зрения, ухудшается глубинное зрение, нарушаются точность и координация движений, увеличивается время реакций, снижается степень автоматизации навыков, учащается пульс, повышается кровяное давление, теряется чувство скорости, возникает апатия, вялость, нарушается готовность к действиям при неожиданном изменении дорожной обстановки.

Наступление зрительного утомления находится в прямой зависимости от продолжительности рабочего дня водителя. Через 8 часов непрерывной работы он видит дорожный знак уже не за 100 м, а лишь за 80 м. Утомлению зрения способствует недостаточный контраст между фоном и объектом, что имеет место при вождении автомобиля в условиях ограниченной видимости, а также при ослеплении водителей фарами встречных автомобилей ночью и солнцем днем. Зрительное утомление отрицательно сказывается на работе водителя. Усталый мышечный аппарат глаз не обеспечивает четкого пространственного восприятия. Взгляд даже у опытных водителей при утомлении чаще переносится на боковую часть дороги и с дальней перспективы на ближнюю, что затрудняет восприятие и прогнозирование развития дорожной обстановки.

При утомлении могут сохраняться простые, хорошо автоматизированные навыки, которые позволяют правильно действовать в хорошо знакомых, стандартных ситуациях. Однако нарушаются сложные виды психической деятельности, что снижает готовность к действиям при неожиданном и необычном изменении дорожной обстановки. Все это снижает надежность водителей, приводит к ошибкам и ДТП. Поэтому сохранение достаточно высокой работоспособности водителей является важнейшим фактором в обеспечении безопасности дорожного движения.

Степень утомления зависит от продолжительности работы. Чем больше рабочий день водителя, тем более выражено утомление, более вероятны ошибки. Статистикой установлена прямая зависимость между временем управления автомобилем и количеством ДТП. Водители при управлении автомобилем в течение 7-12 часов совершают ДТП в 2 раза, а при продолжительности управления свыше 12 часов в 9 раз чаще, чем при продолжительности работы до 7 часов. По другим данным, водители, работающие более 7 часов, совершают 1/3 всех ДТП. ДТП, возникающие из-за ошибок водителей в результате длительного управления автомобилем, приводят к более тяжелым последствиям. Так, у водителей, работающих более12 часов, ДТП со смертельным исходом возникают в 1,5 раза чаще.

. 2. Физическое, умственное и эмоциональное утомление

Утомление бывает физическое, умственное и эмоциональное. Характер утомления зависит от выполняемой работы. Однако часто имеет место сочетание различных видов утомления, связанное с видом деятельности. К таким видам деятельности относится и работа водителя, при которой элементы физического труда сочетаются с интенсивной умственной работой, протекающей на фоне выраженного эмоционального напряжения, которое доминирует и является основным фактором, определяющим развитие утомления.

Эмоциональное напряжение водителя обусловлено его постоянной готовностью реагировать на различные, внезапно возникающие изменения дорожной обстановки. Он должен быть готовым выполнить быстрые и точные действия, исключающие возможность ДТП. В некоторые периоды работы водитель вынужден выполнять действия по управлению автомобилем в очень быстром темпе, близком к пределу его психофизиологических возможностей, что способствует развитию утомления.

Дополнительными причинами эмоционального напряжения водителей являются: скорость движения, не соответствующая скорости потока транспортных средств; чувство ответственности за сохранность груза, безопасность пассажиров и свою собственную, неравномерность поступления информации — от полного отсутствия значимых раздражителей до десятков в минуту; необходимость часто принимать весьма ответственные решения.

Физическое утомление, связанное с большой физической нагрузкой, нередко возникает у водителей тяжелых грузовых автомобилей, когда они при движении по плохим дорогам, оперируя рычагами управления и рулевым колесом в течение продолжительного времени, выполняют большую физическую работу. Иногда водители занимаются укладкой и погрузкой груза. Если это работа с большой физической нагрузкой, то ее выполнение будет способствовать более быстрому развитию физического утомления в пути. Однако у большинства водителей физическое утомление возникает в результате малоподвижной рабочей позы и одно­образия управляющих действий.

При работе, связанной с движениями, происходит постоянная смена напряжения и расслабления мышц. Во время расслабления мышцы отдыхают, что сохраняет их работоспособность на более длительный срок. Отсутствие расслабления мышц при статическом напряжении не только исключает такой отдых, но и приводит к недостаточному кровоснабжению, а следовательно, и недостаточному обеспечению мышц кислородом. В результате физическое утомление развивается быстрее.

При управлении автомобилем статическое напряжение возникает не только в мышцах туловища, но и в мышцах конечностей. Руки водителя немного приподняты, вытянуты вперед и полусогнуты в локтевых суставах. Такое положение постепенно приводит к продолжительному частичному сокращению мышц кистей предплечий и плечевого пояса без полной фазы расслабления. В результате развивается утомление, которое выражается в мышечной слабости и ослаблении рулевого управления. Водители, чувствуя утомление мышц рук, начинают держать руль одной рукой и периодически менять руки. Такое управление с точки зрения безопасности, особенно при вождении грузового автомобиля и на дорогах с интенсивным движением, совершенно недопустимо.

Нижние конечности водителя постоянно находятся в полусогнутом, слегка отведенном состоянии. Такое положение способствует частичному венозному застою и нарушению нормального кровообращения, особенно в стопах и голенях. В результате через некоторое время возникает чувство онемения стоп, голеней и уменьшение их силы, что затрудняет работу водителя с органами управления и снижает его надежность. Для снятия статического напряжения при продолжительных перевозках грузов необходимы перерывы в работе на 30 - 40 минут через каждые 4 часа.

Умственное утомление возникает при продолжительной и интенсивной умственной работе. От умственных нагрузок человек утомляется не меньше, чем от физических. Это связано с большим расходом энергии нервными клетками головного мозга. Вес головного мозга составляет 2 - 2,5% от веса тела, а при интенсивной работе нервные клетки расходуют 20% всех энергетических ресурсов организма. Умственная работа водителя в условиях интенсивного дорожного движения или при движении на большой скорости выражается в непрерывной оценке быстро меняющейся обстановки и принятии соответствующих решений. Часто эта работа выполняется в навязанном темпе в условиях дефицита времени и в состоянии выраженного эмоционального напряжения.

Физическая и умственная работа взаимосвязаны. У водителя это выражается в том, что его действия являются следствием оценки им обстановки и принятого решения, т. е. умственной работы. Выполнение этих управляющих действий (физическая работа) создает новую обстановку, что опять требует ее оценки и принятия нового решения и т. д. Физическое и умственное утомление взаимно влияют друг на друга. Переключение с физической работы на умственную иногда снижает физическое утомление, и наоборот. Это происходит потому, что при физической и умственной работе возбуждаются различные центры головного мозга. Возбуждение нервных клеток при физической работе по закону отрицательной индукции вызывает торможение нервных клеток, ведающих умственной деятельностью, и наоборот. При этом заторможенные нервные клетки отдыхают и утомление снижается. Однако при очень тяжелом физическом или умственном утомлении такое переключение эффекта не дает. Тяжело физически поработавший человек не сможет продуктивно заниматься умственной работой, так же как и после изнурительной умственной работы физическая работа невозможна. Утомлению способствуют неудоб­ное сиденье, низкая температура воздуха, частые перепады температуры в кабине автомобиля, плохая видимость, частые изменения освещенности и недостаточная освещенность дороги в темное время суток, шум, вибрация, попадание в кабину паров бензина или отработавших газов.

Характерным и особенно опасным симптомом утомления является сонливость, которая иногда приводит к засыпанию за рулем. В США по этой причине происходит 4% ДТП со смертельным исходом. Во Франции 20,6% ДТП со смертельным исходом и 14,9% с ранениями происходит из-за утомления водителей, заснувших за рулем. Анализ ДТП в Японии показал, что 61,3% столкновений транспортных средств, 33,1% наездов на препятствие, 5,8% наездов на пешеходов происходит при управлении автомобилем водителями в сонном состоянии. На некоторых автомобильных дорогах России от 1,7% до 2,4 % ДТП происходит в результате засыпания водителей на прямолинейных участках дорог большой протяженности.

Чувствуя сонливость, водитель может бороться со сном, но он должен знать, что засыпание может наступить внезапно. Это создает очень серьезную угрозу для безопасности дорожного движения. Внезапное засыпание иногда приводит к тому, что сон, который видит водитель, принимается им за реальность. Так, например, известны случаи, когда водитель внезапно засыпал за рулем и во сне видел неожиданно появившееся препятствие на дороге (человека, собаку и др.); при быстром пробуждении, принимая сон за реальность, он резко тормозил или поворачивал рулевое колесо, что приводило к ДТП. Показаниями пассажиров и других водителей устанавливалось, что никаких препятствий на дороге в это время не было.

Сонливость у водителя может появиться не только при утомлении, но и в монотонной обстановке. Однообразный ландшафт окружающей местности, движение с постоянной скоростью, монотонный шум двигателя вызывают заторможенное состояние, которое иногда называют «дорожным гипнозом», «ступором» или «сонным опьянением». В этом состоянии у водителя возникает сонливость, вялость, апатия, появляются отвлеченные мысли и представления, не имеющие никакого отношения к управлению автомобилем, резко снижается готовность к действиям при неожиданном изменении дорожной обстановки. По зарубежным данным, заторможенному состоянию в сильной степени подвержены 23% водителей, в легкой степени - 74% и лишь 3% такого состояния не испытывают.

Чтобы предупредить возникновение заторможенного состояния, рекомендуется разговаривать с пассажирами, негромко петь, посасывать кислые конфеты, жевательную резинку, проветривать кабину и не допускать в ней повышения температуры, на 2 - 3 минуты включать в работу неработающие мышцы, изменять рабочую позу, прослушивать спортивные радиопередачи и легкую, бодрую музыку. Однако прослушивание радиопередач не рекомендуется в условиях интенсивного городского движения, так как это отвлекает внимание водителя. Если указанные мероприятия борьбы с сонливостью не помогают, то необходимо остановиться и уснуть на короткое время или проделать гимнастические упражнения.

Для предупреждения засыпания за рулем предложены различные «приборы бдительности», которые подают сильный звуковой сигнал, а если водитель на него не реагирует, то приборы выключают систему зажигания. Так, например, в США пластиковое устройство, питающееся от батарейки, прикрепляется за ухом водителя. При засыпании, когда голова водителя опускается на 22° и он не видит дорогу, раздается резкий звуковой сигнал. Французские инженеры сконструировали электронный будильник, который фиксирует изменения электрической активности мозга. Когда водитель начинает засыпать, электрическая активность мозга снижается и прибор подает световой сигнал. Если водитель на него не реагирует, раздается гудок, а затем выключается зажигание. Предложены также очки, от заушника которых отходит провод к электронному анализатору. Если очередное моргание в течение 20 секунд не происходит, то включается звуковой сигнал, а затем выключается зажигание.

Приборы бдительности могут быть полезны, но проблему не решают, так как засыпание за рулем чаще всего имеет место при управлении автомобилем в состоянии утомления. Основным средством предупреждения таких случаев является организация рационального режима труда и отдыха водителей.

Фазы утомления

Работоспособность человека в процессе его трудовой деятельности не является постоянной, она имеет четко выраженную фазность в течение рабочего дня.

Первая фаза характеризуется нарастающей работоспособностью. Этот период врабатывания, или вхождения в работу, продолжается 1 - 1,5 часа, после чего устанавливается необходимый для данной работы уровень работоспособности. Длительность периода врабатывания может колебаться в широких пределах в зависимости от условий работы, состояния, индивидуальных особенностей человека. Скорость, а в ряде случаев и точность действий человека в этой фазе снижены. Именно этим объясняется большее количество ДТП, связанных с ошибками водителей в начале рабочего дня, чем в последующие 2 - 3 часа.

Вторая фаза — устойчивой работоспособности - характеризуется достаточно высокой работоспособностью. В этот период максимальный результат достигается при минимальной затрате энергии. Продолжительность второй фазы составляет 2 - 2,5 часа.

Третья фаза характеризуется снижением работоспособности вследствие утомления, которое приостанавливается перерывом на обед. Чем больше времени проходит от начала третьей фазы до перерыва на отдых, тем более вероятны ошибки водителя.