ANÁLISE DA ATENÇÃO ALOCADA PELO CONDUTOR ÀS PLACAS DE REGULAMENTAÇÃO E ADVERTÊNCIA PRESENTES NUMA RODOVIA, UTILIZANDO UM AMBIENTE SIMULADO DE DIREÇÃO

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ANÁLISE DA ATENÇÃO ALOCADA PELO CONDUTOR

ÀS PLACAS DE REGULAMENTAÇÃO E ADVERTÊNCIA

PRESENTES NUMA RODOVIA, UTILIZANDO UM

AMBIENTE SIMULADO DE DIREÇÃO. UM CASO DE

ESTUDO NA RODOVIA BR-116

Miguel Castillo

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ANÁLISE DA ATENÇÃO ALOCADA PELO CONDUTOR ÀS PLACAS DE REGULAMENTAÇÃO E ADVERTÊNCIA RODOVIÁRIA, UTILIZANDO UM

SIMULADOR DE DIREÇÃO. UM ESTUDO DE CASO NA BR-116

Miguel Andrés Castillo Rangel

Ana Paula Camargo Larocca

Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos

RESUMO

A presente pesquisa visa analisar a atenção alocada pelo condutor brasileiro sobre as placas de sinalização rodoviária através de um experimento num simulador de direção; o experimento será realizado para um estudo de caso num trecho da rodovia BR-116. Em termos metodológicos a pesquisa está dividida em quatro etapas: montagem do simulador de direção, caracterização e reprodução do cenário virtual do estudo de caso, delineamento experimental e realização dos testes no simulador, e análise dos dados; atualmente já foram realizadas as três primeiras etapas, restando unicamente a discussão dos resultados para concluir a pesquisa. Espera-se que a presente pesquisa realize duas contribuições ao estudo da segurança viária no país: compreender de forma objetiva a interação entre o condutor e a sinalização rodoviária, e desenvolver uma ferramenta de pesquisa que permita estudar de forma segura o comportamento e o desempenho do condutor brasileiro.

1. INTRODUÇÃO

Vários estudos destacam que aproximadamente 90% dos acidentes no trânsito estão associados a fatores humanos tais como: erros no controle do veículo, transgressão das normas, falhas de atenção ou erros de compreensão do ambiente rodoviário, sendo esses dois últimos os mais frequentes (Dewar, 2007). Porém, esses mesmos estudos ressaltam que o condutor é s e m p r e falível e que em consequência uma solução efetiva deverá partir de entender que os erros humanos muitas vezes são consequência de condições inadequadas do sistema de transporte, e que é prioritário intensificar os esforços para compreender como interage o condutor com o ambiente viário e com base nisto projetar ambientes mais tolerantes ao erro humano (Evans, 2004). É sobre está perspectiva que se sustenta o conceito de orientação positiva (positive guidance), o qual busca aperfeiçoar a comunicação entre o condutor e a rodovia, através da diminuição e simplificação do processamento de informação por parte do condutor. Nesse sentido, a orientação positiva visa apresentar unicamente as informações relevantes para a segurança do condutor, de forma precisa e no momento adequado, com o objetivo de acrescentar as chances de que o condutor compreenda melhor o ambiente viário e faça manobras mais seguras (Dewar e Olson, 2007). No contexto da orientação positiva, a sinalização rodoviária é em teoria o principal elemento de comunicação que o condutor possui para compreender o ambiente viário e prever situações de risco, o que torna fundamental estudar de forma objetiva como é a interação do condutor com a sinalização e qual é o verdadeiro impacto dela na direção do veículo. Na literatura existem diversas pesquisas focadas a avaliar e aperfeiçoar a comunicação do condutor com diversos tipos de sinalização (placas de sinalização vertical, demarcação no pavimento, semáforos, etc.) e para diferentes cenários rodoviários e perfis de condutores, porém, ainda se considera que existem espaços a serem preenchidos no estado da arte nesta matéria (Costa et. al, 2013), e ainda mais para as características especificas da realidade brasileira (perfil do condutor, infraestrutura, normas, recursos tecnológicos, etc.).

Assim, a presente pesquisa visa fazer uma contribuição ao estado da arte sobre a interação condutor-sinalização no contexto brasileiro, através de um estudo de caso num simulador de direção onde será analisada a atenção alocada pelo condutor sobre as placas de sinalização vertical de regulamentação e advertência num trecho de dez quilômetros da rodovia BR-116. A pesquisa está sendo desenvolvida no simulador de direção da Escola de Engenharia de São

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Carlos da Universidade de São Paulo, cuja montagem faz parte dos objetivos específicos de desenvolver a presente pesquisa.

O procedimento para realizar o estudo foi dividido em quatro grandes etapas: montagem do simulador de direção, caracterização e reprodução do cenário virtual para o estudo de caso, delineamento experimental e realização dos testes, e análise e discussão dos resultados. Atualmente o simulador e o cenário virtual já foram montados e implantados, e os testes já foram realizados, bastando somente a analise e discussão dos resultados para concluir a pesquisa.

2. MARCO REFERENCIAL

2.1. A condução e os erros no processamento de informação

A condução é uma tarefa cotidiana, m a s complexa e às vezes perigosa, pois requer um ajuste continuo das funções sensoriais, perceptivas, cognitivas e motoras por parte do condutor em função das variações do ambiente viário (fluxo de veículos, traçado da via, condições climáticas, etc.), e se a demanda cognitiva do entorno for maior às capacidades do condutor pode ocorrer um acidente.

A condução é definida como uma tarefa hierárquica que compreende a determinação de uma rota de transporte a seguir (tarefa de navegação), a seleção da velocidade e a posição na via (tarefa de direção) e o controle do veículo através do volante e os pedais (tarefa de controle). Ao longo dessas três tarefas o condutor deve realizar múltiplos e complexos processamentos de informação que começam pela percepção de um estimulo (e.g. visual), o qual deverá ser interpretado e analisado para tomar uma decisão (processo cognitivo) e executar uma ação (processo motor) (Shinar, 2007). Embora às vezes isto seja algo automático, o processamento da informação pode ser considerado como uma das tarefas de maior cuidado na condução, pois o condutor tem mais chances de errar, seja por sobrecarga de informação, falhas de atenção, erros no monitoramento do ambiente ou simplesmente por limitações visuais (Dewar e Olson, 2007).

2.2. Sinalização e orientação positiva

O conceito de orientação positiva sugere que os erros no processamento da informação obedecem tanto a limitações do condutor como a condições inadequadas dos elementos de comunicação na rodovia (a própria rodovia, sinalização, etc.). Neste sentido, é necessário compreender as necessidades de informação do condutor e transmitir essas informações de forma precisa e no momento adequado, para diminuir as chances de erro no processamento da informação. Como foi dito anteriormente, a sinalização é um elemento fundamental dentro da filosofia de orientação positiva, e nesse sentido sua função de fornecer informação ao condutor deve ser otimizada através dos seguintes critérios: dar prioridade à sinalização mais importante evitando conflitos e sobrecarga de informação; espalhar a informação ao longo da rodovia para manter a atenção do condutor, a sinalização deve ser apresentada no tempo adequado para garantir uma resposta segura do condutor à informação; capturar a atenção do condutor através de elementos conspícuos em tamanho, forma, posição e cor; codificar a informação através de cores ou formas para diminuir o tempo de compreensão; e conservar a expectativa do condutor sobre donde e quando deve estar localizada uma sinalização (Dewar e Olson, 2007).

2.3. Uso de simuladores de direção na avaliação da sinalização

A interação do condutor com a sinalização em distintos cenários rodoviários e para diferentes perfis de condutores e dispositivos de sinalização tem sido amplamente estudada na literatura. Nessas pesquisas, a eficiência da sinalização tem sido avaliada través de distintos critérios como a sua distância de detecção, o tempo de compreensão e o impacto da sinalização no controle do veículo (e.g. velocidade, posição lateral e headway). Adicionalmente, as avaliações têm sido feitas com distintas ferramentas de pesquisa, destacando-se recentemente o uso de simuladores de direção os quais

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permitem reproduzir dentro de um ambiente seguro e controlado uma experiência semelhante à de dirigir um veículo real, o que permite avaliar de forma rápida e econômica diferentes configurações de sinalização (Chrysler & Nelson, 2011; Fisher et al. 2011). Em termos básicos, um simulador de direção está composto por um cockpit, um sistema de projeção visual e de som, um modelo virtual do veículo e um cenário virtual da pista. Porém, é importante ressaltar que as pesquisas realizadas em simuladores de direção para avaliar sinalização devem ter especial cuidado com três aspectos: as limitações na resolução do sistema de projeção - a qual é inferior ao sistema visual humano o que pode alterar as distâncias de visibilidade; a presença de enjoo por parte dos participantes; e a validação psicológica, referente a gerar os mesmos padrões de monitoramento e atenção que o condutor teria dirigindo um veículo real (Ranney;2011).

3. MÉTODO DE PESQUISA

Tal e como foi dito anteriormente, o procedimento para realizar a presente pesquisa foi dividido em quatro etapas: montagem do simulador de direção, caracterização e reprodução virtual do trecho de estudo, delineamento experimental e realização dos testes, e análise de resultados.

A primeira etapa compreendeu implantar um simulador de direção de base fixa composto por um cockpit de direção (banco, volante, pedais e alavanca de câmbio), três telas de 1,40 x 0,80 metros com resolução de 1080p e um modelo virtual de um veículo de passeio. É importante ressaltar que este é o primeiro simulador montado no país exclusivamente para pesquisa e com um grau de sofisticação intermédio. Adicionalmente, o simulador foi equipado com um sistema para o monitoramento do olhar do condutor (SmartEye) composto por quatro câmeras: três encarregadas de detectar os movimentos das pupilas do condutor e uma quarta câmera encarregada de projetar o olhar na tela onde está sendo projetado o cenário (Stoner et al., 2011 ).

Por outro lado, a segunda etapa compreendeu a definição do trecho de estudo selecionando dez quilômetros da rodovia BR-116 no sentido São Paulo-Curitiba entre o km 509+000 e 519+000. A caracterização incluiu um diagnóstico da acidentalidade no trecho, observando que aproximadamente 30% dos acidentes registrados no último ano obedecem a falhas na atenção por parte do condutor. Adicionalmente foi feita uma caracterização da sinalização existente no trecho registrando 28 placas de regulamentação e 28 de advertência; uma caracterização do projeto geométrico; e uma caracterização das condições de tráfego tanto do volume de tráfego como das velocidades em tangente e curva. Finalmente, as informações provenientes da caracterização foram utilizadas para gerar uma reprodução virtual do trecho fidedigna às condições presentes no trecho real. O cenário virtual gerado foi montado no simulador de direção da EESC/USP.

A terceira etapa da pesquisa compreendeu o delineamento experimental dos testes que foram realizados no simulador. Através do delineamento foram definidos os seguintes elementos: a população de estudo foi definida como o conjunto de motoristas brasileiros pertencentes à comunidade universitária da EESC/USP; a amostragem foi coletada através de convocatória nos canais de comunicação institucional da Universidade e o seu tamanho foi de 30 participantes: 15 condutores profissionais e 15 não profissionais; e finalmente, serão estudadas três variáveis para analisar a atenção alocada pelo condutor nas placas: o tempo de observação sobre cada placa calculado através do SmartEye, a distância à qual foi observada a placa e a variação no perfil de velocidade ao longo do processo de percepção da placa. Adicionalmente foi determinado o protocolo de realização dos testes o qual pode ser descrito brevemente como segue: cada participante recebeu ao começo as instruções do experimento – sendo informado um objetivo falso de pesquisa para não criar um viés. Posteriormente cada participante respondeu um questionário sobre as suas características demográficas (idade, gênero, grau de escolaridade, experiência

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dirigindo, frequência com que dirige e acidentes e multas nos últimos três anos). Ao terminar o questionário cada participante dirigiu por aproximadamente 10 minutos num cenário virtual diferente ao trecho de estudo com o objetivo de se adaptar ao controle do simulador. E finalmente, cada participante dirigiu no cenário virtual do trecho de estudo uma única vez por aproximadamente mais 8 minutos, tempo no qual foram coletadas as variáveis mencionadas anteriormente. É importante ressaltar que ao longo dos testes os condutores foram monitorados para detectar sintomas de enjoo e que nesta pesquisa não foram avaliadas diferentes configurações de tráfego e iluminação, i.e. todos os participantes dirigirão sob as mesmas condições simuladas de tráfego e num cenário virtual de dia.

Finalmente, as variáveis coletadas foram armazenadas e estão sendo realizadas as seguintes análises de estatísticas: determinação da curva de distribuição das variáveis coletadas no simulador, e cálculo de média e desvio padrão dessas variáveis e das características demográficas dos participantes. Adicionalmente, serão feitas estimações do tempo e a distância de observação através de intervalos de confiança. Finalmente, serão feitas análises de variância para identificar diferenças estatisticamente significativas entre as variáveis coletadas segundo o tipo de placa e o seu entorno, e segundo as características demográficas do participante.

4. RESULTADOS ESPERADOS

Espera-se que a presente pesquisa contribuía à compreensão da atenção alocada pelo condutor brasileiro às placas de regulamentação e advertência, em termos do tempo e a distância de observação das placas e a relevância que têm sobre o controle do veículo por parte do condutor, estudando diferenças na interação segundo o tipo de placa, as condições do tráfego e as dimensões e localização da placa. Adicionalmente, espera-se apresentar um resultado positivo sobre a efetividade do uso de simuladores de direção para estudar o comportamento e o desempenho do condutor brasileiro.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao CNPq pela bolsa de produtividade em pesquisa PQ2 no. 304371/2013-0 e pela bolsa de mestrado 132520/2013-3.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Costa, M., Simone, A., Vignali, V., Lantieri, C., Buchi, A. e Dondi, G. (2013) Looking behavior for vertical road signs.

Transportation Research F., v. 23, 2014, p. 147–155

Chrysler, S.T e Nelson, A. A. (2011) Design and Evaluation of Signs and Pavement Marking Using Driving Simulators. In: Fischer, D.L.; Rizzo, M., Caird, J.K. e Lee, J.D (eds.) Handbook of Driving Simulation for

Engineering, Medicine and Psychology. Boca Raton, USA.

Dewar, R.E. e OLSON, P. (2007) Human Factors in Traffic Safety (2a ed). Lawyers & Judges Publishing Company, USA.

Evans, L. (2004) Traffic Safety. Bloomfield Hills, USA: Science Serving Society.

Fisher, D.L, Pollatsek, A. e Horrey, W. J . (2011) Eye Behaviours: How Driving Simulators can Expand their Role in Science and Engineering. In: Fischer, D.L.; Rizzo, M., Caird, J.K. e Lee, J.D (eds.) Handbook of Driving Simulation for

Engineering, Medicine and Psychology. Boca Raton, USA.

Ranney, T. A. (2011) Psychological fidelity: perception of risk. In: Fischer, D.L.; Rizzo, M., Caird, J.K. e Lee, J.D (eds.) Handbook of Driving Simulation for Engineering, Medicine and Psychology. Boca Raton, USA.

Shinar, L. (2007) Traffic Safety and Human Behaviour. Elsevier Ltd. Amsterdam, Netherland

Stoner, H.A., Fisher, D.L. e Mollenhauer, M. Jr. (2011) Simulator and Scenario Factors Influencing Simulator Sickness In: Fischer, D.L.; Rizzo, M., Caird, J.K. e Lee, J.D (eds.) Handbook of Driving Simulation for Engineering, Medicine

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