Обеспечение доступности различных видов пассажирского транспорта для инвалидов
УДК 656.1
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДОСТУПНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ПАССАЖИРСКОГО
ТРАНСПОРТА ДЛЯ ИНВАЛИДОВ
К.Э. Сафронов, С.М. Мочалин ФГБОУ ВПО «СибАДи», Россия, г. Омск.
Аннотация. Качество транспортного обслуживания пассажиров городским транспортом складывается из нескольких показателей – стоимость, скорость, безопасность, комфортность, надежность, чистота, культура обслуживания, информационное обеспечение, экологичность. Все большее значение в последнее время придается доступности общественного транспорта для инвалидов и маломобильных групп населения. Статья посвящена методике обеспечения доступности различных видов пассажирского транспорта, которая включает выбор форм транспортного обслуживания и подвижного состава.
Ключевые слова: адаптация, доступная среда, транспортная инфраструктура, подвижной состав, инвалиды, маломобильные группы населения, эффективность.
Введение
Современное состояние транспортных систем общественного транспорта большинства городов РФ не отражает в полной мере потребности экономики и населения по многим показателям, об этом красноречиво говорят цифры статистики. Известно, что мобильность населения РФ в 2 раза ниже, чем в странах ЕС и в 3 раза ниже, чем в США. При этом за 2021 год, число городов и поселков городского типа в РФ, имеющих внутригородское сообщение, сократилось за последние 10 лет на 25% [1]. Число сельских автобусных маршрутов уменьшилось на 22,8%, а их протяженность – на 27,8%. До 55% сократилась перевозка пассажиров автобусами, до 26% – трамваями, до 24% – троллейбусами и до 83% – метрополитенами.
Среднесписочное количество подвижного состава за указанный период на междугородном, пригородном и внутригородском сообщениях сократилось почти на 30%. При этом к 2021 году несколько улучшилась возрастная структура автобусного парка – 27% находилась в эксплуатации до 5 лет. Сложнее ситуация обстоит с электротранспортом: 67% трамвайных вагонов эксплуатируются более 20 лет, 50% троллейбусов – более 10 лет. Коэффициент использования трамваев упал до 63%, троллейбусов – до 71%. Степень износа основных фондов организаций автомобильного пассажирского транспорта в 2021 году составила 55,5%. Индексы тарифов на услуги пассажирского транспорта ежегодно увеличивались в среднем на 18-20%, несмотря на это сальдированный финансовый убыток автобусного пассажирского транспорта, подчиняющегося расписанию, в 2021 году составил -5,7 млрд. руб. Это говорит о том, что у муниципального автобусного транспор-
та коммерческие перевозчики забирают часть прибыли, но не отчитываются за нее. Это подтверждают данные о работе городского электротранспорта, у которого нет конкурентов и который оказался в плюсе на 1,2 млрд. руб. В советский период основная доля пассажирских перевозок осуществлялась общественным транспортом, но потом пассажирские потоки стали постепенно перераспределяться на коммерческий и индивидуальный транспорт, при этом остался не решенным вопрос с транспортным обслуживанием инвалидов и маломобильных групп населения. Существовавшая ранее муниципальная система общественного транспорта не предусматривала их обслуживание. Подвижной состав, остановочные комплексы, автостанции и автовокзалы, железнодорожные вокзалы и станции, аэропорты, порты и др. линейные объекты транспортной инфраструктуры не были доступны. Под доступностью следует понимать отсутствие непреодолимых препятствий для инвалидов и маломобильных групп населения и приспособленность к их обслуживанию.
Об актуальности обеспечения доступности систем городского общественного транспорта говорит тот факт, что в России проживает около 35 млн. маломобильных граждан. Это тот потенциал, который в силу недоступности самого транспорта не может им воспользоваться, при этом потери несут все стороны: потребители не получают услуги, транспортники доходы, муниципалитеты налоги, производство – трудовые ресурсы.
Предпринимаемые в настоящее время меры не дают ощутимых результатов, поэтому необходимо совершенствовать подходы к обеспечению доступности среды и системы городского общественного транспорта.
Законодательный уровень
Если раньше принятию законодательных актов предшествовала серьезная подготовка, включающая оценку необходимых на их реализацию кадров, ресурсов и времени, то в настоящее время решение данных вопросов часто закладывается в сами законодательные акты. Российская Федерация в 2021 году ратифицировала Конвенцию ООН о правах инвалидов и взяла на себя обязательства по обеспечению доступности среды для инвалидов и маломобильных групп населения [2]. В связи с этим с 1 января 2021 года вступает в силу Федеральный закон, предусматривающий внесение изменений в 24 федеральных закона РФ. Эти изменения направлены на повышение требований и ответственности за формированием доступности во всех сферах жизнедеятельности [3]. В частности, статья 19 предусматривает дополнить Устав автомобильного транспорта статьей 21.1 “Перевозка и особенности обслуживания пассажиров из числа инвалидов”. Из нее следует, что пассажирам из числа инвалидов должны обеспечиваться условия доступности их перевозки и перевозки их багажа автомобильным транспортом и городским наземным электрическим транспортом.
В СибАДИ с 2004 года ведутся исследования, посвященные организации транспортного обслуживания инвалидов, которые можно использовать при реализации новых требований на отдельных видах общественного транспорта.
Выбор форм транспортного обслуживания
Между численностью населения города и транспортной подвижностью населения существует прямая зависимость. В свою очередь, от объема перевозимых пассажиров зависит выбор форм транспортного обслуживания – доступный общественный транспорт, социальное такси, индивидуальный транспорт, пешеходное движение. При этом должна ставиться задача обеспечить доступность существующих видов транспорта, если это не возможно, то организовать новые. Транспортная система является связующим звеном в системе “жилье – среда – транспорт – объекты” и от ее доступности зависит реализация потребностей всего населения [4].
Транспортная подвижность населения, по данным новой редакции государственной программы «Развитие транспортной системы», составит в 2020 году 5,5 тыс. пасс.-км в год на 1 жителя (ожидается рост транспортной подвижности населения по отношению к уровню 2021 года на 56,6%) [5]. Выбор форм
транспортного обслуживания основан на анализе статистических данных и социологических опросов по региональным центрам России. Больше половины опрошенных в 2008 году в г. Омске инвалидов высказалось за появление на городских маршрутах низко-польных автобусов, чуть меньше за организацию специализированного автобусного маршрута и 22% склонились к организации службы социального такси. Велик процент и тех, кто хотел бы самостоятельно реализовать свои транспортные потребности, используя индивидуальный транспорт или электрифицированные коляски (скутеры).
Пешеходное движение. Организация пешеходного движения подразумевает формирование тротуарно-тропиночной сети, адаптированной к потребностям инвалидов всех категорий (по слуху, по зрению и колясочников) и не имеющей барьеров на путях передвижения. Такую сеть трудно позиционировать с одним элементом среды жизнедеятельности, т.к. она может относиться как к городской среде, так и к транспортной инфраструктуре. Безбарьерная среда позволяет передвигаться на колясках, велосипедах, роликах и т.д. Минимальная ширина пути движения для двустороннего движения должна составлять 2 м, для слабовидящих по краям делается отбортовка или тактильная разметка. По пути формирования пешеходных зон идут многие европейские города с исторически сложившейся застройкой. Эффект от этого проявляется в предпочтении при использовании общественного транспорта, уменьшения гибели и травматизма при ДТП, снижении экологической нагрузки на город. По справедливому мнению профессора В.В. Шештокаса, “…улучшение условий движения людей с ограниченными физическими возможностями требует не столько средств, сколько внимания” [6]. В целом безбарьерная среда дает возможность людям больше двигаться, работать, отдыхать и заниматься спортом, способствует интеграции инвалидов в общество.
Индивидуальный транспорт. В нашей стране неоднократно предпринимались попытки организовать транспортное обслуживание людей с ограниченными возможностями. В советский период пытались повысить мобильность инвалидов с помощью индивидуального специализированного транспорта, обеспечение которым в настоящее время прекращено. В стране так и не был создан транспорт для инвалидов, надежный и доступный по цене. Сейчас многие инвалиды предпочитают поль-
зоваться автомобилями с автоматической коробкой передач, что упрощает их управление.
При использовании личного транспорта у многих возникают проблемы, связанные с парковкой и хранением, особенно у инвалидов. Специальные места для хранения машин инвалидов предусмотрены не везде, но даже там где они выделены и обозначены знаками и разметкой, они зачастую, бывают заняты несознательными водителями, хотя за такое нарушение предусмотрен штраф до 5 тыс. рублей. Получить бесплатное место на платных стоянках для временного хранения удается с трудом, хотя такое право закреплено за инвалидами законодательством.
Социальное такси. Во многих городах для лиц с ограниченными возможностями организована служба социального такси, услуги которой становятся все более востребованы. Например, в Омской области служба функционирует с 2006 года. За 2021 году было оказано уже 16,7 тыс. транспортных услуг из них 55% это поездки в медицинские учреждения, 40% – в культурно-бытовые, торговые и спортивные объекты, 2% – в организации ЖКХ, 1% – в органы соцзащиты и 2% – прочие поездки.
Чаще других социальным такси пользуются инвалиды I и II групп – на их долю приходится около 40% заказов. На 2-м месте ветераны труда – 22% заявок. Для перевозки колясочников используются микроавтобусы, оснащенные подъемниками. Кроме того, часть машин оснастили гусеничными подъемниками, позволяющими доставлять колясочника на любой этаж. Для перевозки 10 и более человек службой предоставляется автобус с подъемником. В небольших населенных пунктах услуги социального такси зачастую не имеют альтернативы и являются единственным способом передвижения для инвалидов.
Общественный транспорт. Повышению качества транспортного обслуживания посвящены работы многих исследователей. В восьмидесятых годах прошлого века А.И. Беззубов предлагал использовать следующие критерии оценки качества транспортного обслуживания: “затраты времени населения на передвижения, комфортность перевозок, основные технико-экономические показатели работы автотранспортных хозяйств” [7]. Вместе с тем, уже тогда отмечались трудности экономической оценки свободного времени населения при обосновании проектных решений по развитию транспортных систем городов. О.К. Кудрявцев в 1978 году отмечал, что
“более 30% населения вообще не передвигается по городу (дети младшего возраста, наивысшие возрастные группы, инвалиды)”
[8]. Качество транспортного обслуживания пассажиров городским транспортом складывается из нескольких показателей – стоимость, скорость, безопасность, комфортность, надежность, чистота, культура обслуживания, информационное обеспечение, эко-логичность. Одним из факторов повышения качества, а значит и эффективности является доступность городских транспортных систем для инвалидов и маломобильны граждан, которая складывается из доступности подвижного состава и транспортной инфраструктуры, в которую входит маршрутная сеть, линейные объекты, пешеходная сеть.
Выбор подвижного состава для перевозки инвалидов
Перед перевозчиками встает нелегкий вопрос выбора подвижного состава при пополнении или обновлении парка. Транспортные средства и их модификации, предназначенные для перевозки инвалидов, должны отвечать требованиям стандартов по доступности и безопасности для инвалидов, а также требованиям нормативных документов на данные виды транспортных средств, утвержденных в установленном порядке, в том числе по безопасности. Конструкция транспортных средств должна обеспечивать беспрепятственный доступ в пассажирское помещение (салон) и безопасную поездку в нем инвалидов, передвигающихся самостоятельно или с сопровождающим лицом. Выбор подвижного состава общественного транспорта для обслуживания инвалидов должен учитывать его стоимость и специфику условий эксплуатации
[9]. На сегодняшний день известны два основных типа доступного подвижного состава – высокопольные модели, оборудованные подъемниками и низкопольные (полунизко-польные), оснащенные рампой.
Автобусы с подъемными устройствами
На начальном этапе организации транспортного обслуживания инвалидов выбор доступных моделей был ограничен, поэтому для решения поставленной задачи по организации инвалидного маршрута в г. Омске, в 2005 году были приобретены 2 стандартные модели автобусов, оборудованные на заводе подъемными устройствами с электроприводом и проводным пультом.
Специалистами СибАДИ при содействии департамента транспорта Администрации г. Омска и руководства ПАТП-9 было проведено тестирование автобуса марки ЛиАЗ-5256и
(рис.1). Тест показал, что автобусы удовлетворяют требованиям безопасности при перевозке инвалидов в креслах-колясках. В салоне автобусов имеются места для крепления колясок, места складирования складных колясок, места для колясочников и их сопровождающих снабжены ремнями безопасности. Подъемник автобуса был установлен в проеме средней двери и оборудован страховочным ремнем безопасности, отсутствие которого блокирует его работу. Площадка подъемника оборудована блокировкой, которая открывается при касании о ровную поверхность. При движении автобуса подъемник остается заблокированным. Салоны оборудованы электронными табло с бегущей строкой, кнопками для связи с водителем, дополнительными поручнями и эффективной системой отопления.
На тестовом рейсе проводился хронометраж процессов посадки-высадки инвалидов-колясочников. Полный цикл посадки 1 пассажира на коляске занял в среднем 89 с, на посадку каждого последующего дополнительно уходило 46 с. Высадка 1 пассажира занимала в среднем 100 с, высадка каждого последующего – 48 с. На высадку 1 и посадку 1 пассажира требовалось 123 с.
Рис. 1. Тест автобуса ЛиАЗ-5256 «Инвалидный», процесс посадки колясочника, г. Омск, июль 2005 г
К преимуществам автобусов с подъемниками можно отнести возможность производить посадку-высадку пассажиров с уровня проезжей части и с площадки, не зависимо от ее высоты. Однако были сделаны выводы о том, что для массового использования такие автобусы не приспособлены. Это связано со сложностью механизма подъемника, не рассчитанного на многократное использование и длительностью процесса посадки/высадки. Лучшее применение для них – обслуживание инвалидных организаций, например, коллективное посещение театра, выезд на природу и т.д.
Полунизкопольные автобусы
В России на законодательном уровне закреплено требование производить автобусы с низким уровнем пола салона, большую популярность при этом получили полунизкополь-ные автобусы, которые удобны, чем высоко-польные, и в то же время в них сохранена традиционная конструкция заднего моста. Первый полунизкопольный автобус ЛиАЗ-5293 поступил в г. Омск для испытаний весной 2009 года, он предназначен для крупных городов с интенсивным пассажиропотоком. Низкий уровень пола в передней и средней частях салона обеспечивают удобную посадку и высадку пассажиров, что значительно сокращает время обслуживания.
Салон транспортного средства оснащен надписями, иной текстовой и графической информацией, выполненной крупным шрифтом, в том числе с применением рельефно-точечного шрифта Брайля, имеет кнопки связи с водителем, крепление кресел-колясок с помощью ремней безопасности, места с мягкими панелями и поручни. Откидная рампа представляет собой квадрат из армированного легкосплавного металла толщиной 15 мм и со стороной 800 мм, без ограничительных бортиков (в представленных моделях). Ее поднятие осуществляется на остановках водителем с помощью складной ручки. К достоинствам автобуса следует отнести систему книлинга (приседание подвески), которая позволяет автобусу с помощью пневмопривода наклоняться на 120 мм, что расширяет возможности его использования и снижает требования по подготовке маршрутной сети.
Низкопольные автобусы
В Казани, например, большую популярность получили низкопольные модели автобусов. Такая компоновка дает возможность инвалидам и маломобильным пассажирам с меньшими затратами времени и сил попадать в салон, повышает надежность подвижного состава. Принципиальное отличие в конструкции низкопольного автобуса – продольное в заднем свесе расположение двигателя. Общая пассажировместимость такого автобуса – 120 пассажиров, в том числе – 22 посадочных места. Низкий уровень пола, большая накопительная площадка, оборудованная специальными креплениями для инвалидных колясок и аппарель для въезда/съезда, удобные антивандальные сидения позволяют комфортно себя чувствовать всем пассажирам. Значимых преимуществ данная модель для колясочников не имеет, т.к. дальше средней накопительной площадки в салоне они не перемещаются. К недостаткам следует отне-
сти их высокую стоимость и повышенные требования к обустройству остановочных комплексов и мастерству водителей, в противном случае колясочнику будет не просто без посторонней помощи попасть в салон.
К недостаткам обоих моделей можно отнести отсутствие боковой отбортовки рампы. К тому же после нескольких лет эксплуатации таких автобусов в Омске появились проблемы с открыванием рампы, из-за ее загрязнения и обледенения в зимнее время. После первых лет эксплуатации петли, на которых держится рампа в некоторых автобусах проржавели и они потеряли прочность.
Таким образом, на смену громоздким подъемным устройствам пришли рампы, простота которых поражает. Остается открытым вопрос, как повысить их надежность и кто должен помогать инвалидам. Водитель для этого должен оставить кабину, а кондукторы -это в основном женщины и им это вряд ли по силам. Решить эту проблему можно путем переноса посадочной площадки с рампой для инвалидов к передней двери (рис. 2). Такие автобусы функционируют, в частности, в Калининграде: водитель, не выходя из кабины, осуществляет посадку инвалидов-колясочников на переднюю площадку, используя выдвижную аппарель и систему кни-линга. Современные модели оснащены технологиями, позволяющими автобусу приближаться к посадочной площадке за счет бокового смещения.
Рис. 2. Низкопольный автобус с рампой в проеме передней двери, г. Калининград, 2021 г.
Инвалиды хотят быть максимально самостоятельными и лишний раз не хотят просить помощи. По данным открытых интернет источников, в Калининграде на 38-ми городских маршрутах работают 39 низкопольных автобусов, 18 низкопольных троллейбусов и 1 низкопольный трамвай, оборудованные для перевозки маломобильных групп населения, для колясочников это реальная возможность самостоятельно передвигаться по городу.
Доступный электротранспорт
Количество троллейбусных городов в России 90 с общим количеством маршрутов 954. В последние годы стали появляться новые модели троллейбусов и трамваев, предназначенные для перевозки инвалидов. Например, троллейбус ТРОЛЗА-5265 «Мегаполис» представляет собой двухосный троллейбус большой вместимости с жесткой базой и низким уровнем пола 360 мм. Базовая модель троллейбуса оснащена комплектом тягового электрооборудования с транзисторно-импульсным регулятором и микропроцессорным управлением, что обеспечивает тихий и плавный ход.
Трамвайные системы функционируют в 87 городах России. Трамвайные вагоны дороже, чем автобусы и троллейбусы, но эксплуатироваться они могут гораздо дольше. Например, если срок службы автобусов и троллейбусов составляет в среднем 15 лет, то вагон трамвая (стоимость которого в два с половиной раза выше) может эксплуатироваться более 40 лет. Вместимость трамвая больше, обслуживание дешевле. В связи с конструктивными особенностями в компоновке трамвайных вагонов для этих целей применяют переменный уровень пола. Самый первый частично низкопольный трамвайный вагон появился в России в 2000 г. Трамвай КТМ-5, работавший рельсошлифовщиком был переделан, его заднюю площадку понизили и оборудовали откидной рампой. Уже в 2006 г. ПТМЗ первым в России наладил серийный выпуск низкопольных вагонов. В Санкт-Петербурге работает больше сорока ЛМ-99АВН с низкопольной задней площадкой, их модификации есть в Казани, Таганроге, Твери и Одессе.
Подвижной состав метрополитена в последние годы выпускается с учетом доступности для инвалидов (вагоны “Русич”, “Ладога” и т.д.). Проблема доступности метрополитенов в большей степени связана с доступностью самих станций. Подвижной состав других видов пассажирского транспорта требует отдельного рассмотрения.
При выборе подвижного состава следует учитывать состояние маршрутной сети и ее готовность к приему доступного транспорта. При этом неизбежно приходиться расширять круг вопросов и включать в них проблемы формирования безбарьерной среды на прилегающих к остановкам территориях, пешеходных переходах и др. объектах.
Доля доступного транспорта
В «Транспортной стратегии России до 2030 г.» предусмотрено совершенствование
парка пассажирских автотранспортных средств с целью улучшения условий перевозок инвалидов [10]. Доля парка подвижного состава городского транспорта общего пользования, оборудованного для перевозки маломобильных граждан в каждой новой редак-
ций стратегии меняется (таблица 1). Судя по всему, необходимо ориентироваться на консервативный вариант редакции 2021 года, хотя многое зависит от инициативы местных властей.
Таблица 1 – Задачи Транспортной стратегии России по обеспечению доступности парка ГПТ в редакциях 2008 и 2021 годов
Год Исходный вариант (ред. 2008 г.) Инновационный вариант (ред. 2021 г.) Консервативный вариант (ред. 2021 г.)
2021 8% 8% 8%
2021 25% 12% 9%
2021 40% 16% 11%
2020 55% 20% 12%
2024 70% 28% 14%
2030 90% 55% 20%
В городе Омске система общественного транспорта представлена автобусом, троллейбусом, трамваем и разделена на муниципальный коммерческий. Муниципалитету принадлежит в основном транспорт большой вместимости, в котором доля доступного подвижного состава составляет 24%. Коммерческим перевозчикам в основном принадлежат микроавтобусы, которые не соответствуют требованиям доступностью (таблица 2).
В Омске и других крупных городах сложилась сложная ситуация из-за большого коли-
чества маршрутных такси. Транспортные системы таких городов как Новосибирск, Липецк, Елец, Казань избежали подобных проблем, не предоставив возможность перевозчикам переходить на автобусы особо малой вместимости. Там нет перегрузки улиц маловместительным и непроизводительным транспортом, а вопросы доступности решаются за счет обновления парка низкопольным подвижным составом большой вместимости.
Таблица 2 – Характеристика общественного транспорта г. Омска в 2021 году
Вид транспорта Списочное количество, ед. Работают на линии, ед. Коэффициент выпуска, % Доступный для инвалидов подвижной состав, ед. Доля доступного подвижного состава, %
Автобусы 744 530 71% 141 27%
Троллейбусы 165 110 67% 20 18%
Трамваи 89 60 67% 4 7%
Всего: 998 700 70% 165 24%
Маршрутные такси* 4000 3000 75% 0 0%
* – оценка департамента транспорта Администрации г. Омска
Выводы
В ходе исследований сделаны выводы о необходимости дальнейшего развития городской транспортной системы с учетом доступности. Для обеспечения доступности транспортной инфраструктуры и услуг общественного пассажирского транспорта необходимо вести работу в направлении обеспечения доступности подвижного состава общественного транспорта и транспортных сооружений. Методика организации транспортного обслуживания инвалидов основана на комплексном подходе, обеспечивающим выявление и ликвидацию барьеров на путях передвижения в системе «жилье – среда – транспорт – объек-
ты обслуживания» и включает: выявление потребностей маломобильных групп населения, выбор форм транспортного обслуживания инвалидов, выбор подвижного состава, экспертную оценку уровня доступности, адаптацию маршрутной сети, транспортной инфраструктуры и линейных объектов, совершенствование системы управления, разработку технологии обслуживания инвалидов всех категорий, разработку стандартов и сертификацию качества доступности услуг, включение в перечень показателей качества доступности транспортных услуг.
Транспортная инфраструктура является связующим звеном в цепочке реализации че-
ловеческих потребностей и ее экономическая эффективность возрастает по мере увеличения доступности всей системы.
Библиографический список
1. Основные показатели деятельности организаций транспорта в РФ, 2021. – URL: http: //www.gks.ru.
2. Федеральный закон от 3 мая 2021 года № 46-ФЗ «О ратификации Конвенции о правах инвалидов».
3. Федеральный закон от 01 декабря 2021 года № 419-ФЗ “О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам социальной защиты инвалидов в связи с ратификацией Конвенции о правах инвалидов”.
4. Сафронов, К.Э. Концепция формирования доступной транспортной инфраструктуры городов России / К.Э. Сафронов // Вестник СибАДИ. – 2021.
– № 4. – С. 145-153.
5. Государственная программа «Развитие транспортной системы», утверждена постановлением Правительства РФ от 15 апреля 2021 года № 319.
6. Шештокас, В.В. Город и транспорт / В.В. Шештокас. – М.: Стройиздат, 1984. – 176 с.
7. Беззубов, А.И. Комплексная система организации и управления качеством пассажирских перевозок / А.И. Беззубов // Проблемы комплексного развития транспортных систем городов: тезисы докладов и сообщений Всесоюзного науч.-техн. семинара. -Минск, 1978. – С. 187-188.
8. Кудрявцев, О.К. К методике оценки свободного времени населения при обосновании проектных решений по развитию транспортных систем городов / О.К. Кудрявцев // Проблемы комплексного развития транспортных систем городов: тезисы докладов и сообщений Всесоюзного науч.-техн. семинара. – Минск, 1978. – С. 119-120.
9. Сафронов, К.Э. Требования к подвижному составу ГПТ для перевозки инвалидов / К.Э. Саф-ронов // Автомобили, специальные и технологические для Сибири и Крайнего Севера: материалы 59 Международной науч.-техн. конф. – Омск: Си-бАДИ, 2007. – С 251-253.
10. Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 г. / Министерство транспорта Российской Федерации. Москва. [Электронный ресурс]. – [В ред. 2008. 2021]. – URL: http://www.mintrans.ru.
PROVIDING AFFORDABLE VARIOUS TYPES OF PASSENGER TRANSPORT FOR DISABLED
K.E. Safronov, S.M. Mochalin
Abstract. The quality of passenger transport services urban transport is made up of several indicators
– the cost, speed, safety, comfort, reliability, cleanliness, service culture, information technology, environmental friendliness. All the more important given the recent availability of public transport for disabled people and people with limited mobility. The article is devoted to the method of ensuring the availability of dif-
ferent types of passenger transport, which includes the choice of forms of transport services and rolling stock.
Keywords: adaptation, accessible environment, transport infrastructure, rolling stock, the disabled, people with limited mobility, efficiency.
References
1. Main indicators of transport organizations in the Russian Federation, 2021. Available at: http: //www.gks.ru.
2. Federal Law of May 3, 2021 № 46-FZ “On ratification of the Convention on the Rights of Persons with Disabilities.”
3. Federal Law of December 1, 2021 № 419-FZ “On Amendments to Certain Zuko-nodatelnye acts of the Russian Federation on the issues of social protection of disabled persons in connection with the ratification of the Convention on the Rights of Persons with Disabilities.”
4. Safronov K. Je. Koncepcija formirovanija dostupnoj transportnoj infrastruktury go-rodov Rossii [The concept of the formation of affordable transport infrastructure of cities of Russia]. Vestnik SibADI, 2021, no 4. pp. 145-153.
5. State program “Development of transport system”, approved by the Government of the Russian Federation on April 15, 2021 № 319.
6. Sheshtokas V.V. Gorod i transport [City and transportation]. Moscow, Strojizdat, 1984. 176 p.
7. Bezzubov A.I. Kompleksnaja sistema organizacii i upravlenija kachestvom passazhirskih perevozok [A comprehensive system of organization and management of the quality of passenger transportation]. Problemy kompleksnogo razvitija transportnyh sistem gorodov: tezisy dokladov i soobshhenij Vsesojuz-nogo nauch.-tehn. seminara, Minsk, 1978. pp. 187-188.
8. Kudrjavcev O.K. K metodike ocenki svobodnogo vremeni naselenija pri obosnovanii proektnyh reshenij po razvitiju transportnyh sistem gorodov [By the method of valuation of leisure time in justifying the re-design solutions for the development of urban transport systems]. Problemy kompleksnogo razvitija transportnyh sistem gorodov: tezisy dokladov i soobshhenij Vsesojuznogo nauch.-tehn. seminara, Minsk, 1978. pp. 119-120.
9. Safronov K.Je. Trebovanija k podvizhnomu sostavu GPT dlja perevozki [Requirements for the rolling stock for the transport of disabled ATG]. Avtomobili, special’nye i tehnologicheskie dlja Sibiri i Krajnego Severa: materialy 59 Mezhdunarodnoj nauch.-tehn. konf., Omsk: SibADI, 2007. pp. 251-253.
10. Transport Strategy of the Russian Federation for the period up to 2030. Ministry of Transport of the Russian Federation. Moscow. Available at: http://www.mintrans.ru
Сафронов Кирилл Эдуардович (Россия, г. Омск) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительные конструкции» ФГБОУ ВПО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, email: transistem@rambler.ru).
Мочалин Сергей Михайлович (Россия, г. Омск) – доктор технических наук, профессор, декан факультета «Экономика и управление» ФГБОУ ВПО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail:mochalin_sm@mail. ru).
Safronov Kirill Eduardovich (Russian Federation, Omsk) – candidate the technical sciences, associate professor of The Siberian state automobile and highway
academy (SibADI) (644080, Omsk, Mira Ave, 5, email: transistem@rambler.ru).
Mochalin Sergei Mikhailovich (Russian Federation, Omsk) – doctor of technical sciences, professor, Dean of the Faculty “Economics and Management” of The Siberian state automobile and highway academy (SibADI) (644080, Omsk, Mira Ave., 5, e-mail: mochalin_sm@mail. ru).
УДК 69.002.5
ОБОСНОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ КРИТЕРИЕВ КАЧЕСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ, ВЫПОЛНЕННЫХ ЦЕПНЫМИ ТРАНШЕЙНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
С.В. Сухарева, Р.Ю. Сухарев ФГБОУ ВПО «СибАДИ», Россия, г. Омск.
Аннотация. В статье предложены новые интегральные критерии качества переходных процессов систем автоматического управления, которые могут быть использованы в качестве критериев качества земляных работ, выполняемых траншейными экскаваторами. Применение данных критериев и критериев, основанных на следующих производных параметров траншеи, для оценки качества работ, выполняемых цепными траншейными экскаваторами, позволит проводить синтез САУ ЦТЭ на основе функциональной связи интегральных критериев с параметрами САУ.
Ключевые слова: траншея, критерий качества, экскаватор, цепной, трубопровод, управление, система.
Введение
Траншеи являются временными выемками. После укладки в них трубопроводов, кабелей и т.п. траншеи засыпаются, поэтому их дефекты, отклонения от проектных норм в большинстве случаев остаются скрытыми для окружающих. Траншеи и каналы часто копают драглайнами или обратными лопатами. Однако при этом выемки получаются с неровными стенками и дном. Поперечное сечение выемки имеет значительно большие размеры, чем это требуется по условиям производства работ. Перед укладкой в них труб, кабелей и др. затрачивается большое количество ручного труда на выполнение зачистных работ. Иными словами качество земляных работ не соответствует требованиям проектной документации.
В настоящее время показатели качества траншей, канав и каналов различного назначения регламентируются требованиями СНиП по геометрической точности [1,2,3,4,5,6,7].
Отклонения продольного уклона водоотводных канав от проектного значения 0,0005. Отклонения параметров дренажа от проектных не должны превышать: отметка устья коллектора или дрены 0,03 м; отклонения отметок дна траншеи для труб приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Отметка дна траншеи для труб /1,3/
Диаметр трубы, м Отклонение отметки дна траншеи, м
0,05 Не более 0,015
0,07^0,125 Не более 0,02
0,15^0,25 Не более 0,03
Продольный уклон траншей на участках длиной 100 м 0,0005.
Отклонения от проектного положения осей напорных трубопроводов не должны превышать 1,0 м в плане, отметок лотков безнапорных трубопроводов 0,005 м, отметок верха напорных трубопроводов 0,30 м [3]. При выполнении земляных работ цепными траншейными экскаваторами (ЦТЭ) благодаря минимальному сечению вырытой ими выемки, ровным стенкам и дну дополнительных зачистных работ обычно не требуется. Эти факторы в сочетании с повышенной в полтора-два раза, по сравнению с одноковшовыми экскаваторами, производительностью позволяют в 2-2,5 раза снизить стоимость работ по рытью траншей и каналов. ЦТЭ является специализированной землеройной машиной непрерывного действия, обладающей активным рабочим органом (РО). Применение дополнительного оборудования
Реферат: физиология сенсорных систем –
МИЧУРИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Реферат по физиологии
НА ТЕМУ:
физиология сенсорных систем
Выполнил:
5 курса
студент 53/6 группы
факультета биологии
Болдырев Е.А.
Преподаватель:
Микляева М.А.
Мичуринск, 1999
Оглавление……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 2
Кожный анализатор……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 3
Значение кожного анализатора…………………………………………………………………………………………………………………………… 3
Периферический отдел кожного анализатора………………………………………………………………………………………………….. 3
Пороги раздражения и пространственного различения………………………………………………………………………………….. 5
Явления адаптации………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 5
Проводящие пути кожного анализатора……………………………………………………………………………………………………………. 6
Корковый отдел кожного анализатора………………………………………………………………………………………………………………. 6
Взаимодействие различных видов кожной чувствительности……………………………………………………………………. 8
Кожный анализатор как источник рефлекторных реакций…………………………………………………………………………. 10
Слуховой анализатор………………………………………………………………………………………………………………………………………. 11
Рецепция звуковых раздражении……………………………………………………………………………………………………………………….. 11
Функция звукопроводящего аппарата уха……………………………………………………………………………………………………… 12
Внутреннее ухо……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13
Резонансная теория слуха…………………………………………………………………………………………………………………………………… 15
Проводящие пути слухового анализатора……………………………………………………………………………………………………… 16
Корковый отдел слухового анализатора…………………………………………………………………………………………………………. 17
Факторы, определяющие чувствительность слухового анализатора………………………………………………………. 18
У животных, даже обладающих самой примитивной нервной системой, имеются рецепторы, расположенные на поверхности тела и чувствительные к внешним раздражениям. У кишечнополостных они мало специализированы и реагируют на действия различных раздражителей. В процессе эволюционного развития происходила дифференциация структуры функции этих рецепторов. Соответственно дифференцировался и центральный отдел анализатора. В результате первичный анализатор общей чувствительности поверхности тела дал начало ряду специализированных анализаторов: вкусовому, обонятельному, боковой линии (у рыб), вестибулярному, слуховому и зрительному. Функциональное обособление этих анализаторов не только не снизило значения рецепторной функции кожного покрова, но, наоборот, способствовало ее специализации в определенных направлениях. Так, у многих млекопитающих большое значение приобрела волосковая чувствительность (волоски на летательных перепонках летучих мышей, «усы» ночных хищников). У человека кожный анализатор играет существенную роль в познании внешнего мира. Через рецепторы кожи человек получает представление о плотности и упругости тел, их поверхности (гладкость, шершавость и пр.), температуре и т. д. У ребенка первые представления о форме предметов, об их величине и пространственном соотношении развиваются на основе совместной деятельности нескольких анализаторов, к числу которых наряду со зрительным, двигательным и другими относится и кожный. Не менее велико значение кожного анализатора как источника рефлекторных реакций, особенно оборонительных.
Прилагая слабое электрическое раздражение к различным соседним точкам кожи, можно вызвать раздельные ощущения прикосновения, тепла, холода и боли (ощущение легкого укола). Тот же эффект дает раздражение кожи тонкой иглой или щетинкой. На основании этих наблюдений выделяют тактильные, тепловые, холодовые и болевые рецепторы кожи и соответственно четыре вида кожной чувствительности. Их раздельное существование подтверждается отсутствием определенных видов чувствительности в отдельных участках кожи и слизистых оболочек, а также частичной потерей чувствительности при воздействии на кожу некоторыми химическими веществами. Так, новокаин вызывает потерю чувствительности к холоду, а затем к боли и некоторое ее снижение к теплу, тогда как тактильная чувствительность не изменяется.
Каждый вид кожной чувствительности связан с определенными структурными особенностями рецепторных аппаратов (рис. 1). Тактильные рецепторы,
воспринимающие прикосновение и давление, имеют различное строение. Одни из них, оплетающие 
Рис. 1. Полусхематическое изображение некоторых рецепторных аппаратов кожи:
1 — свободные нервные окончания в эпидермисе; 2 — осязательные тельца Меркеля (главным образом в эпидермисе): 3 —
осязательное тельце Мейсснера; 4 —
нервное сплетение вокруг волосяной луковицы; 5 — чувствительное к холоду тельце (или колба) Краузе; 6
— фатерпачиниево тельце, чувствительное к давлению.
волосяную луковицу, обладают большой чувствительностью к малейшим колебаниям волоса. Другие обычно расположенные под самым эпидермисом в сосочках кожи, встречаются там, где отсутствуют волосы, а также в слизистой оболочке кончика языка. Особые рецепторы, которые находятся главным образом в подкожной клетчатке. возбуждаются не при легком прикосновении к коже, а при надавливании, -на. нее.
/ 1s
‘eцenmopы тепловые и холодовые
(т. е. температурной чувствительности) расположены на различной глубине в собственно коже) и в верхних слоях подкожной клетчатки. Опытами с введением в кожу термоэлектрической иглы на различную глубину установлено, что холодовые рецепторы находятся ближе к поверхности, а тепловые в более глубоких слоях кожи.
Свободные нервные окончания в эпидермисе и в собственно коже, по-видимому, осуществляют болевую рецепцию.
Однако достаточно сильное раздражение других рецепторов также может вызвать болевое ощущение.
Тщательное исследование кожи путем точечного раздражения отдельных ее пунктов выявило неодинаковое распределение различных видов чувствительности. В среднем, не считая волосистой части головы, приходится: болевых точек около 50 на 1 кв. см,
а на всей поверхности кожи около миллиона; тактильных примерно вдвое меньше; холодовых в 4 раза меньше (12 на 1 кв. см);
тепловых 1—2 на 1 кв. см
или всего около 25 000. В коже различных областей тела количество и соотношение точек разных видов чувствительности сильно варьирует. На 1 кв. см
кожи головы или ладонной стороны ногтевых фаланг кисти приходится более 100 тактильных точек, а на таком же участке кожи голени всего лишь 9—10. В то же время кожа лица содержит тепловых точек в 2—3 раза больше, а холодовых несколько меньше, чем кожа ногтевых фаланг.
Различное в отдельных областях кожи количество чувствительных точек, а также особенности структуры и глубины залегания соответствующих рецепторов обусловливают неодинаковые пороги адекватного
раздражения разных участков кожи. Так, порог тактильного раздражения для кожи кончика носа или ладонной стороны ногтевой фаланги пальцев руки раз в 10—15 меньше, чем для кожи живота и спины. Относительно редкое расположение холодовых и особенно тепловых точек приводит к тому, что температурное раздражение очень ограниченного участка кожи может совсем не вызвать соответствующего ощущения. В области голени, бедра и живота ощущение тепла иногда отсутствует даже в том случае, если площадь раздражаемого участка кожи превышает 1 кв. см.
Порог раздражения кожного анализатора зависит также от величины раздражаемой поверхности. Интенсивность температурного
•ощущения тем выше, чем большая поверхность кожи (например, руки) погружена в холодную или теплую воду.
Если одновременно прикасаться к двум соседним точкам кожи, то в зависимости от расстояния между ними можно получить ощущение либо одного, либо двух раздельных прикосновений. По наименьшему расстоянию между раздражаемыми точками кожи, при котором еще ощущается двойное прикосновение, можно судить о пороге пространственного различения тактильных раздражении (дискриминационная,
1Гли различительная, чувствительность). Для определения этого порога пользуются специальным прибором — эстезиометром.
Он состоит из двух ножек с очень тонким, но. слегка притупленным концом; одна из них неподвижна, а другая передвигается вдоль разлинованной шкалы и может быть закреплена на любом расстоянии от первой. Исследования показали, что порог пространственного различения примерно равен: на кончике языка 1 мм,
на ладонной стороне ногтевой фаланги пальцев руки 2 мм,
на кончике носа 6—7 мм,
на лбу 20—25 мм,
на плече и предплечье 25—40 мм,
на спине и груди 40—70 мм.
Кожные рецепторы проявляют резко выраженную адаптацию к непрерывно длящимся раздражениям. Надавливание на кожу или прикосновение к ней вызывает появление в соответствующих рецепторах и афферентных волокнах потенциалов действия, следующих друг за другом с большой частотой. Однако почти тотчас же потенциалы начинают становиться все более редкими, а через несколько секунд совсем исчезают. Соответственно ‘прекращается и ощущение давления или прикосновения.
Относительную адаптацию к теплу и холоду легко обнаружить, 1 если одну руку опустить в воду, охлажденную до 15°, а другую — в воду, нагретую до 45°: при последующем переносе обеих рук в воду, имеющую температуру 30°, получается ясное ощущение, что одна рука находится в теплой воде, а другая — в холодной. Опыты показывают, что температурные ощущения зависят не только от абсолютной температуря раздражителя, но также и от состояния кожи, т. е. ее температуры и адаптации к теплу или холоду.
Афферентные волокна, связанные с различными видами кожной чувствительности, отличаются друг от друга толщиной миэлиновой оболочки, а следовательно, и скоростью проведения импульсов. По волокнам безмякотным и обладающим тонкой миэлиновой оболочкой поступают импульсы, связанные с температурной, болевой, а отчасти и тактильной чувствительностью. Волокна второго нейрона проводящих путей перекрещиваются, и направляются к ядрам багров промежуточного мозга, где находятся тела третьего нейрона, проводящего импульсы к коре больших полушарий.
Через боковые ответвления (коллатерали) нервных волокон и через промежуточные (вставочные) нейроны импульсы, идущие от кожных рецепторов, могут переходить в спинном мозгу на эфферентные пути. Часть волокон направляется к бугоркам четверохолмия, при участии которых осуществляются такие рефлекторные реакции на раздражение кожи, как поворот головы, движение глаз, настораживание и т. п.
У человека ядро коркового отдела кожного анализатора расположено в постцентральной области коры больших полушарий. Основная масса афферентных волокон направляется к полю 5, которое находится в глубине центральной борозды, а также к соседним полям 1 и 2. Уже в спинном мозгу пучки волокон, несущих импульсы от разных участков кожи, занимают строго определенное положение, а, дойдя до латерального ядра бугров промежуточного мозга, заканчиваются около различных клеточных групп, каждая из которых направляет свои аксоны к определенным участкам коры преимущественно противоположного полушария. В результате ядро коркового отдела кожного анализатора можно рассматривать как своеобразную проекцию кожи.
Исследование мозга людей, у которых при жизни отсутствовала чувствительность отдельных участков кожи, а также опыты с электрическим раздражением коры во время мозговых операций позволили установить корковую локализацию кожной чувствительности у человека. В верхнем участке постцентральной” извилины проецируется кожа нижних конечностей, а в среднем и нижнем участках — кожа верхних конечностей я головы. Величина корковой проекции различных областей кожи пропорциональна их богатству рецепторами, что совпадает и с функциональной значимостью отдельных участков кожного анализатора. Так, проекция кожи туловища занимает относительно малое Пространство; большой участок занимает проекция стопы, а еще больший — кисти. Особенно велики размеры проекции большого пальца и губ. Следует, однако, отметить, что участки коры, связанные с определенными областями кожи, в сильной степени перекрывают друг друга.
Повреждение Постцентральной извилины, и особенно поля 3,
влечет за собой резкое расстройство анализа и синтеза кожных раздражении. Однако даже при полном разрушении постцентральной области коры (например, при удалении мозговой опухоли) происходит постепенное восстановление грубой чувствительности к давлению, теплу, холоду и боли. Это объясняется наличием в других участках коры рассеянных элементов кожного анализатора. Особенно широко рассеяны те элементы, раздражение которых вызывает болевые ощущения. Своеобразное нарушение наблюдается при поражениях верхней теменной области (поля 5 и 7): точно локализуя раздражаемый участок кожи, человек не может определить характер раздражения, а при ощупывании не различает знакомые предметы, т. е. не узнает их.
Анализ и синтез кожных раздражении. В опыте на спинномозговом препарате животного можно обнаружить элементарный пространственный анализ, проявляющийся в различных рефлекторных двигательных реакциях в зависимости от места раздражения. Наличие четырех основных видов кожной чувствительности, связанных с различными рецепторами, создает возможность качественного периферического анализа раздражении.
В известной мере анализ, а также и синтез может продолжаться и .в проводящих путях, особенно в соответствующих ядрах бугров промежуточного мозга. Здесь взаимодействие импульсов, идущих от разных участков кожи и от разных ее рецепторов, может определять как ответную реакцию, осуществляемую через подкорковые двигательные ядра, так и судьбу тех импульсов, которые направляются в кору больших полушарий. В буграх же происходит взаимодействие импульсов, относящихся к разным анализаторам, что, по-видимому, служит источником тех неясных, смутных ощущений общего состояния организма, которые принято называть низшими эмоциями.
Высший анализ и синтез раздражении, связанный с образованием положительных и отрицательных условных рефлексов, происходит в корковом отделе анализатора. Здесь возникают связи между определенными комбинациями очагов возбуждения в кожном анализаторе и теми очагами, которые появляются в коре под влиянием раздражении, падающих на другие анализаторы. Опыты на собаках показали, что можно выработать условные рефлексы на самые различные тактильные, температурные и болевые раздражения, сочетая их с действием тех или иных безусловных раздражителей. Очень сходные раздражения, как правило, легко могут быть отдифференцированы. Так, удается выработать дифференцировку на тактильные раздражители, приложенные к двум соседним участкам кожи, а также на различную силу или частоту раздражении.
Тонкий анализ и синтез раздражении приобретает особое значение в тех случаях, когда выбывают из строя другие анализаторы. Высокого совершенства аналитико-синтетическая деятельность кожного анализатора достигает у людей, потерявших зрение и слух. Примером может служить слепоглухонемая Ольга Скороходова, опубликовавшая в 1947 году книгу под названием «Как я воспринимаю окружающий мир». Малейшие колебания температуры, еле заметное движение воздуха, ничтожные детали ощупываемого предмета — все это становилось источником определенных условных связей, позволяющих легко и быстро ориентироваться в окружающих явлениях.
Обычно раздражения, воспринимаемые кожей, носят комплексный характер, ибо действуют на разные виды рецепторов, причем получается единое обобщенное ощущение, характер которого зависит от степени вовлечения в реакцию различных видов рецепторов. Приложение к коже холодного или теплого предмета в первый момент вызывает отчетливое ощущение прикосновения, к которому быстро присоединяется и становится доминирующим ощущение холода или тепла. Объясняется это тем, что импульсы от тактильных рецепторов быстрее достигают центральной нервной системы, ибо проходят по толстым мякотным волокнам, тогда как от тепловых и холодовых рецепторов импульсы идут по безмякотным или тонким мякотным волокнам. Следовательно, прежде всего очаг возбуждения возникает в тех корковых клетках, которые получают импульсы от тактильных рецепторов. Последующее появление второго очага возбуждения — в клетках, получающих импульсы от тепловых или холодовых рецепторов,— вызывает в силу отрицательной индукции понижение возбудимости клеток, воспринимающих тактильное раздражение.
Сила очагов возбуждения, возникающих в коре под влиянием импульсов от тактильных и болевых рецепторов, зависит от характера и интенсивности раздражения, причем более сильный (доминирующий) очаг вследствие отрицательной индукции способен понижать возбудимость слабого очага. Этим объясняется ослабление или отсутствие тактильных ощущений при сильном болевом раздражении, или, наоборот, уменьшение болевых ощущений, если потирать рукой ушибленное место, прикладывать к нему холодный или теплый предмет. Болевые ощущения могут совсем отсутствовать, когда одновременно сильно раздражаются тактильные и относительно слабо болевые рецепторы. Аналогичный корковый механизм лежит в основе подавления болевых ощущений путем интенсивного сжимания рук; в этом случае сильный очаг возбуждения возникает не только в кожном, но и в двигательном анализаторе.
Значение коркового взаимодействия импульсов, приходящих от различных рецепторов кожи, особенно отчетливо выявляется при некоторых заболеваниях центральной нервной системы. Поражение бугров промежуточного мозга может резко нарушить тактильную чувствительность, тогда как болевая и температурная сохраняются. Однако болевые и температурные ощущения изменяются: они становятся очень резкими и плохо локализуются. Например, укол в области плеча воспринимается как резкое болевое раздражение всей или большей части конечности. Это объясняется тем, что возбуждение, возникающее в коре под влиянием болевого раздражения, легко иррадиирует, чему способствует отсутствие отрицательной индукции со стороны корковых центров тактильной чувствительности.
Сходные явления отмечал английский невропатолог Хэд. Он перерезал у себя веточку кожного нерва, тотчас же сшил ее концы и затем в продолжение длительного времени наблюдал за восстановлением кожной чувствительности по мере того, как происходила регенерация нервных волокон. Прежде всего начала восстанавливаться болевая и грубая температурная чувствительность. В этот период легкий угол большого пальца иглой и даже простое прикосновение к коже вызывали резкое и мучительное болевое ощущение. Приложение теплового раздражителя ( 45° и выше), а также холодового ( 10° и ниже) вызывало столь же резкие и очень неприятные температурные ощущения. Все эти ощущения носили разлитой характер: определить место приложения раздражителя не удавалось. Значительно позднее стала восстанавливаться чувствительность тактильная и тонкая температурная. Вскоре болевые ощущения приобрели обычный, нормальный характер, и опять появилась способность точно локализовать наносимые раздражения.
На основании своих наблюдений Хэд пришел к выводу о существовании двух видов чувствительности: филогенетически древней, примитивной и позднее появившейся тонкой. Однако этот вывод требует дальнейших подтверждений, так как некоторые факты ему противоречат. Описанные Хэдом наблюдения следует рассматривать как лишнее подтверждение коркового взаимодействия импульсов, приходящих от различных рецепторов кожи, а также значения тактильной чувствительности для точной локализации наносимых на кожу раздражении.
Факторы, определяющие чувствительность кожного анализатора. Существенное влияние на чувствительность кожного анализатора оказывают температура кожи и состояние кровообращения в ней (например, сужение или расширение кожных сосудов). Известно, что при повышении температуры кожи ее чувствительность к тактильному и болевому раздражениям повышается, а при охлаждении понижается. Изменение температуры влияет и на порог пространственного различения.
Чувствительность к теплу и холоду, далеко не одинаковая у отдельных людей, в сильной степени зависит от адаптации кожи к этим раздражителям. Как правило, она особенно велика при температуре кожи 28—30°. Наблюдения над чувствительностью кожи руки показали, что при этой температуре разностный порог ощущения нередко может достигать 0,1°. Чувствительность понижается к тепловым раздражителям при адаптации- кожи к низкой температуре, а к холодовым — при адаптации к высокой температуре.
Изменения кожной чувствительности зависят и от состояния центрального отдела анализатора. Во-первых, центральная нервная система, реагируя на поступающие с периферии импульсы, оказывает рефлекторные влияния на кожу: изменяет ее функциональное состояние, а тем самым и чувствительность. Во-вторых, меняется возбудимость корковых клеток кожного анализатора; она повышается, если афферентные импульсы достаточно интенсивны и особенно при образовании жизненно важных условных связей. Этим объясняется повышение кожной чувствительности под влиянием профессиональных навыков, а также при нарушении функции других анализаторов, что имеет место у слепых и у слепоглухонемых. Слабые тактильные и температурные раздражения, в особенности длительно и часто повторяющиеся, наоборот, понижают возбудимость корковых клеток и приводят к развитию в них процесса торможения. Методом условных рефлексов показано, что такие раздражения легко вызывают иррадиацию торможения.
Изменение возбудимости коркового отдела анализатора может происходить и под влиянием сдвигов функционального состояния корковых отделов других анализаторов. Установлено, что порог тактильных раздражении, а также порог их пространственного различения в условиях освещения ниже (т. е. чувствительность выше), чем в темноте. Порог тактильных раздражении понижается и в том случае, если усиливается приток импульсов с рецепторов двигательного анализатора (например, при нанесении болевого раздражения путем внутримышечной инъекции солевого раствора). Повышение кожной чувствительности при раздражении центрального отдела зрительного и двигательного анализаторов объясняется иррадиацией возбуждения на корковые клетки кожного анализатора.
Порог раздражения может, наоборот, повышаться вследствие отрицательной индукции, возникающей под влиянием сильного очага возбуждения в корковом отделе другого анализатора. Так, значительное мышечное напряжение резко повышает порог болевых и тактильных раздражении, т. е. понижает чувствительность к ним. Аналогичное влияние, особенно на порог пространственного различения тактильных раздражении, оказывает утомление. Надо полагать, что и в этом снижении кожной чувствительности существенную роль играют корковые процессы.
Рефлекторные реакции возникают при раздражении рецепторов любого анализатора. Так, вкусовые и запаховые раздражители вызывают рефлексы со стороны органов пищеварения; в ответ на звуковое или световое раздражение может появиться ориентировочный рефлекс и т. д. Не составляет исключения и кожный анализатор. Сосудистые, двигательные и другие рефлексы легко возникают в ответ на различные раздражения кожи. Особое значение приобретают рефлексы на болевое раздражение.
Сильное болевое ощущение возникает при действии на кожу любых раздражителей, если они достигают большой интенсивности и оказывают повреждающее действие. Иными словами, болевыми раздражителями могут оказаться самые разнообразные физические и химические агенты, будь то тепло или холод, механическое воздействие (например, давление или растяжение), химические вещества и т. д. Следовательно, для рецепции боли адекватна не природа раздражителя, а интенсивность
его воздействия на кожу.
Если в результате образования соответствующих условных рефлексов звуковые, зрительные и другие раздражители могут быть сигналами предстоящего повреждения организма, то болевое раздражение сигнализирует уже наступившее повреждение. В ответ на такой сигнал возникает оборонительная безусловнорефлекторная реакция; она направлена на устранение раздражителя или на удаление от него.
Оборонительная реакция на повреждающее болевое раздражение кожи не ограничивается тем или иным ответным двигательным актом. Она проявляется в значительных изменениях функций различных органов. Еще в 70-х годах прошлого века Павлов обнаружил, что в условиях острого опыта болевое раздражение вызывает резкое торможение секреторной функции пищеварительных желез. В дальнейшем было установлено, что под влиянием боли наступают рефлекторные изменения кровообращения, повышается свертываемость крови и увеличивается содержание в ней адреналина и сахара, нарушается функция почек и т. д. Иногда при сильном и внезапном раздражении наблюдаются остановка сердца и другие сильные изменения жизненно важных функций, в результате чего наступает гибель организма.
Таким образом, рефлекс на болевое раздражение представляет собой целостную реакцию всего организма. Характер этой реакции зависит как от состояния самого организма, так и от интенсивности повреждающего действия. Чаще всего болевое раздражение повышает возбудимость нервной системы и вызывает такие координированные реакции различных органов, которые облегчают протекание защитных функций организма.
Орган
слуха. У большинства беспозвоночных нет специальных тонорецепторов,
чувствительных только к звуковым колебаниям. Однако у насекомых описаны специфические слуховые органы; они могут быть расположены в различных местах тела и состоят из тонкой натянутой перепонки, отделяющей наружный воздух от слуховой полости. С внутренней стороны перепонки находятся слуховые рецепторные клетки. При помощи этих органов некоторые насекомые могут воспринимать звуки очень большой частоты — до 40 и даже до 90 тысяч колебаний в секунду.
У низших позвоночных периферический слуховой орган вместе с вестибулярным аппаратом дифференцируется из переднего конца органа боковой линии,
рецепторы которого воспринимают колебания водной среды. Ослепленная щука при условии сохранения органа боковой линии схватывает проплывающую мимо рыбу и передвигается, не натыкаясь на встречные предметы, которые отражают колебания воды, производимые движениями щуки. Колебания большей частоты воспринимаются только развившимся из переднего конца органа боковой линии мешочком и его слепым выростом, получившим название лагены
(lagena). У амфибий (и особенно у рептилий) ближе к основанию лагены появляется особый слуховой участок— натянутая перепонка, состоящая из параллельно расположенных соединительнотканных волоконец. У млекопитающих за счет разрастания этого участка слепой вырост резко удлиняется. Изгибаясь, он принимает форму раковины улитки с различным у разных животных числом витков. Отсюда и название этого органа — улитка.
Ухо как периферический орган слухового анализатора состоит не только из рецепторного аппарата, скрытого в толще височной кости и образующего вместе с вестибулярным аппаратом так называемое внутреннее ухо.
Существенное значение имеют те части уха, которые связаны с улавливанием звуков и их проведением к рецепторному аппарату.
Звукопроводящий аппарат всех наземных животных — это среднее ухо,
или барабанная полость,
которая образовалась за счет первой жаберной щели. Уже у рептилий в этой полости находится слуховая косточка, «облегчающая передачу звуковых колебаний. У млекопитающих имеются три сочлененные между собой косточки, способствующие увеличению силы звуковых колебаний. Звукоулавливающий аппарат, или наружное ухо,
состоит из наружного слухового прохода и ушной раковины, которая впервые появляется у млекопитающих. У многих из них она подвижна, что позволяет направлять ее в сторону появления звуков и тем самым лучше их улавливать.
Барабанная полость (рис. 1а) сообщается с наружным воздухом через особый канал — слуховую, или евстахиеву, трубу, наружное отверстие которой находится в стенке носоглотки. Обычно оно закрыто, но в момент глотания раскрывается. При резком изменении атмосферного давления, например при спуске в глубокую шахту, при подъеме или приземлении самолета, может возникнуть значительная разница между давлением наружного воздуха и давлением воздуха в барабанной полости, что вызывает неприятные ощущения, а иногда и повреждение барабанной перепонки. Раскрытие отверстия слуховой трубы способствует выравниванию давления, а потому при
изменении давления наружного воздуха рекомендуют производить частые глотательные движения.
Рис. 1. Полусхематическое изображение среднего уха: /— наружный слуховой проход’, 2— |
Внутри барабанной полости находятся три слуховые косточки — молоточек, наковальня
и стремя,
соединенные между собой суставами. Среднее ухо отделено от наружного барабанной перепонкой,
а от внутреннего — костной перегородкой с двумя отверстиями. Одно из них называется овальным окном
или окном преддверия.
К его краям при помощи эластичной кольцевой связки прикреплено основание стремени, Другое отверстие — круглое окно,
или окно улитки,—
затянуто тонкой соединительнотканной мембраной.
Воздушные звуковые волны, попадая в слуховой проход, вызывают колебания барабанной перепонки, которые через систему слуховых косточек, а также через воздух, находящийся в среднем ухе, передаются перилимфе внутреннего уха. Сочлененные между собой слуховые косточки можно рассматривать как рычаг первого рода, длинное плечо которого соединено с барабанной перепонкой, а короткое укреплено в овальном окне. При передаче движения с длинного на короткое плечо происходит /уменьшение размаха (амплитуды) за счет увеличения развиваемой силы. Значительное увеличение силы звуковых колебаний происходит еще и потому, что поверхность основания стремени во много раз меньше поверхности барабанной перепонки. В целом сила звуковых колебаний увеличивается по крайней мере в 30—40 раз.
При мощных звуках вследствие сокращения мышц барабанной полости увеличивается напряжение барабанной перепонки и уменьшается подвижность основания стремени, что ведет к понижению силы передаваемых колебаний.
Полное удаление барабанной перепонки лишь снижает слух, но не ведет к его потере. Это объясняется тем, что существенную роль в передаче звуковых колебаний играет мембрана круглого окна, которая воспринимает колебания воздуха, находящегося в полости среднего уха.
Рис. 3. Схематическое изображение улитки внутреннего уха: А — В — 4 — 5 — |
Внутреннее ухо представляет собой сложную систему каналов, находящихся в пирамиде височной кости и получивших название костного лабиринта.
Расположенные в нем улитка и вестибулярный аппарат образуют перепончатый лабиринт
(рис. 2). Пространство между стенками костного и перепончатого лабиринтов заполнено жидкостью — перилимфой. К слуховому анализатору относится только передняя часть перепончатого лабиринта, которая расположена внутри костного канала улитки и вместе с ним образует два с половиной оборота вокруг костного стержня (рис. 3). От костного стержня внутрь канала отходит отросток в виде винтообразной спиральной пластинки, широкой у основания улитки и постепенно суживающейся к ее вершине. Эта пластинка не доходит до противоположной, наружной стенки канала. Между пластин-
Рис.
2. Общая схема костного и находящегося в нем перепончатого лабиринта:
/ — кость; 2 —
полость среднего уха; 3 —
стремя;
4 —
окно преддверия; 5— окно улитки; 6
— улитка; 7 и 8 —
отолитовый аппарат (7 — саккулус или круглый мешочек; 8 —
утрикулус, или овальный мешочек); 9, 10 и 11 —
полукружные каналы 12 —
пространство между костным и перепончатым лабиринтами, заполненное перилимфой.
кой и наружной стенкой расположена улитковая часть перепончатого лабиринта, вследствие чего весь канал оказывается разделенным на два этажа, или прохода. Один из них сообщается с преддверием костного лабиринта и называется лестницей преддверия,
другой начинается от окна улитки, граничащего с барабанной полостью, и называется лестницей барабана. Оба
прохода сообщаются только в верхнем, узком конце улитки.
На поперечном разрезе улитковая часть перепончатого лабиринта имеет форму вытянутого треугольника. Его нижняя сторона, граничащая с лестницей барабана, образована основной пластинкой, которая состоит из погруженных в гомогенную массу тончайших эластических соединительнотканных волокон, натянутых между свободным краем спиральной костной пластинки и наружной стенкой канала улитки. Верхняя сторона треугольника граничит с лестницей преддверия, отходя под острым углом от верхней поверхности
Рис. 4. Схема строения кортиева органа:
/ — основная пластинка; 2
— костная спиральная пластинка; 3
— спиральный канал;
4 —
нервные волокна;S —
столбовые клетки, образующие тоннель (6); 7 —
слуховые, или волосковые, клетки; 8 —
опорные клетки; 9 —
покровная пластинка.
спиральной костной пластинки и направляясь, как и основная пластинка, к наружной стенке канала улитки. Третья, самая короткая сторона треугольника состоит из соединительной ткани, плотно сращенной с наружной стенкой костного канала. Функция кортиева органа.
Рецепторный аппарат слухового анализатора, или спиральный кортиев орган,
расположен внутри улитковой части перепончатого лабиринта на верхней поверхности основной пластинки (рис. 4). Вдоль внутренней части основной пластинки, на некотором расстоянии друг от друга, расположены два ряда столбовых клеток, которые, соприкасаясь своими верхними концами, отграничивают свободное треугольное пространство, или тоннель.
По обе стороны от него находятся чувствительные к звуковым колебаниям см/ховые,
или волосковые, клетки,
каждая из которых на своей верхней свободной поверхности имеет 15—20 небольших тончайших волосков. Концы вслосков погружены в покровную пластинку,
она укреплена на костной-спиральной пластинке и свободным концом покрывает кортиев орган. Волосковые клетки расположены кнутри от тоннеля в один ряд, а кнаружи—в три ряда. От основной пластинки они отделены опорными клетками.
К основаниям волосковых клеток подходят конечные разветвления волокон биполярных нервных клеток, тела которых расположены в центральном канале костного стержня улитки, где они образуют так называемый спиральный узел, гомологичный межпозвоночному узлу спинномозговых нервов. Каждая из трех с половиной тысяч внутренних волосковых клеток связана с одной, а иногда и с двумя отдельными нервными клетками. Наружные волосковые клетки, количество которых достигает 15—20 тысяч, могут быть соединены и с несколькими нервными клетками, но при этом каждое нервное волокно дает ответвления только к волоско-вым клеткам одного и того же ряда.
Перилимфа, окружающая перепончатый аппарат улитки, испытывает давление, которое и меняется соответственно частоте, силе и форме звуковых колебаний. Изменения давления вызывают колебания основной пластинки вместе с расположенными на ней клетками, волоски которых испытывают при этом изменения давления со стороны покровной пластинки. Это, по-видимому, и ведет к возникновению возбуждения в волосковых клетках, которое передается на конечные разветвления нервных волокон.
Среди различных теорий, объясняющих механизм периферического анализа звуков, наиболее обоснованной следует считать резонансную теорию, предложенную Гельмгольцем в 1863 году. Если около открытого рояля воспроизвести музыкальным инструментом или голосом звук определенной высоты, то начнет резонировать,
т. е. звучать в ответ, струна, настроенная на тот же самый тон. Изучая структурные особенности основной пластинки улитки, Гельмгольц пришел к выводу, что звуковые волны, приходящие из окружающей среды, вызывают колебания поперечных волокон пластинки по принципу резонанса.
Всего насчитывают в основной пластинке около 24 000 поперечных эластических волокон. Они различны по длине и степени натяжения: самые короткие и сильнее натянутые расположены у основания улитки; чем ближе к ее вершине, тем они длиннее и слабее натянуты. Согласно резонансной теории, различные участки основной пластинки реагируют колебанием своих волокон на звуки разной высоты. Такое представление подтвердилось опытами Л. А. Андреева. После выработки у собак условных рефлексов на чистые тоны различной высоты улитку одного уха он полностью удалял, а улитку другого подвергал частичному повреждению. В зависимости от того, какой участок кортиева органа второго уха был поврежден, наблюдалось исчезновение ранее выработанных положительных и отрицательных условных рефлексов на звуки определенной частоты колебаний. ‘При разрушении кортиева органа ближе к основанию улитки исчезали условные рефлексы на высокие тоны. Чем ближе к верхушке локализовалось повреждение, тем ниже были тоны, утратившие значение условных раздражителей.
Первый нейрон проводящих путей слухового анализатора — упомянутые выше биполярные клетки. Их аксоны образуют улитковый нерв,, волокна которого входят в продолговатый мозг и оканчиваются в ядрах, где расположены клетки второго нейрона проводящих путей. Аксоны клеток второго нейрона доходят до внутреннего коленчатого тела,
Рис. 5. Схема проводящих путей слухового анализатора:
1 —
рецепторы кортиева органа; 2 —
тела биполярных нейронов; 3 —
улитковый нерв; 4
— ядра продолговатого мозга, где ‘ расположены тела второго нейрона проводящих путей; 5 — внутреннее коленчатое тело, где начинается третий нейрон основных проводящих путей; 6 •—
верхняя поверхность височной доли коры больших полушарий (нижняя стенка поперечной щели), где оканчивается третий нейрон; 7 — нервные волокна, связывающие оба внутренних коленчатых тела; 8 —
задние бугры четверохолмия; 9
— начало эфферентных путей, идущих от четверохолмия.
главным образом противоположной стороны. Здесь начинается третий нейрон, по которому импульсы достигают слуховой области коры больших полушарий (рис. 5).
Помимо основного, проводящего пути, связывающего периферический отдел слухового анализатора с его центральным, корковым отделом, существуют и другие пути, через которые могут осуществляться рефлекторные реакции на раздражение органа слуха у животного и после удаления больших полушарий. Особое значение имеют ориентировочные реакции на звук. Они осуществляются при участии четверохолмия, к задним и отчасти передним буграм которого идут коллатерали волокон, направляющихся к внутреннему коленчатому телу.
У человека ядро коркового отдела слухового анализатора расположено ^в височной, области коры больших,, полушарий. В той части поверхности височной’ области, которая представляет собой нижнюю стенку поперечной, или сильвиевой, щели, расположено поле 41. К нему, а возможно и к соседнему полк» 42, направляется основная масса волокон от внутреннего коленчатого тела. Наблюдения показали, что при двустороннем разрушении указанных полей наступает полная глухота. Однако в тех случаях, когда поражение ограничивается одним полушарием, может наступить небольшое и нередко лишь временное понижение слуха. Это объясняется тем, что проводящие пути слухового анализатора неполностью перекрещиваются. К тому же оба внутренних коленчатых тела связаны между собой промежуточными нейронами, через которые импульсы могут переходить с правой стороны на левую и обратно. В результате корковые клетки каждого полушария получают импульсы с обоих кортиевых органов.
От коркового отдела слухового анализатора идут эфферентные пути к нижележащим отделам мозга, и прежде всего к внутреннему коленчатому телу и к задним буграм четверохолмия. Через них осуществляются корковые двигательные рефлексы на звуковые раздражители. Путем раздражения слуховой области коры можно вызвать у животного ориентировочную реакцию настораживания (движения ушной раковины, поворот головы и т. п.). Анализ и синтез звуковых
раздражении. Анализ звуковых раздражений начинается в периферическом отделе слухового анализатора, что обеспечивается особенностями строения улитки, и прежде всего основной пластинки, каждый участок которой колеблется в ответ на звуки только определенной высоты.
Высший анализ и синтез звуковых раздражении, основанный на образовании положительных и отрицательных условных связей, происходит в корковом отделе анализатора. Каждый звук, воспринимаемый кортиевым органом, приводит в состояние возбуждения определенные клеточные группы поля 41 и соседних с ним полей. Отсюда возбуждение распространяется в другие пункты коры больших полушарий, особенно в поля 22 и 37. Между различными клеточными группами, которые повторно приходил.i в состояние возбуждения пэд влиянием опргделеннэго звукового раздражения или комплекса последовательных звуковых раздражении, устанавливаются все более прочные условные связи. Они устанавливаются также между очагами возбуждения в слуховом анализаторе и теми очагами, которые одновременно возникают под влиянием раздражителей, действуюдих на другие анализаторы. Так образуются все новые и новыэ условные связи, обогащзюд ie анализ и синтез звуковых раздражении.
В основе анализа и синтеза звуковых речевых раздражении лежит установление условных связей между очагами возбуждения. которые возникают под влиянием непосредственных раздражителей, действуюдих на различные анализаторы, и теми очагами, которые вызываются звуковыми речевыми сигналами, обэзначаюдими эти раздражители. Так называемый слуховой центр речи, т. е. тот участок слухового анализатора, функция которого связана с речевым анализом и синтезом звуковых раздражении, иными словами, с пониманием слышимой речи, расположен в основном в левом полушарии и занимает задний конец поля и прилегающий участок поля.
Ухо человека особенно чувствительно к частоте звуковых и – колебаний от 1030 до 40ЭЭ в секунду. Чувствительность к более высоким и более низким звукам значительно падает, особенно с приближением к нижнему и верхнему пределам воспринимаемых частот. Так, для звуков, частота колебаний которых приближается к 20 или к 20 000 в секунду, порог повышается в 10 ООЭ раз, если определять силу звука по производимому им давлению. С возрастом чувствительность слухового анализатора, как правило, значительно понижается, но главным образом к звукам большой частоты, к низким же (до 1000 колебаний в секунду) остается почти неизменной вплоть до старческого возраста.
В условиях полной тишины чувствительность слуха повышается. Если же начинает звучать тон определенной высоты и неизменной интенсивности, то вследствие адаптации к нему ощущение громкости снижается сначала быстро, а потом все более медленно. Одновременно, хотя и в меньшей степени, понижается чувствительность к звукам, более или менее близким по частоте колебаний к звучащему тону. Однако обычно адаптация не распространяется на весь диапазон воспринимаемых звуков. По прекращении звучания вследствие адаптации к тишине уже через 10—15 секунд восстанавливается прежний уровень чувствительности.
Частично адаптация зависит от периферического отдела анализатора, а именно от изменения как усиливающей функции звукопроводящего аппарата, так и возбудимости волосковых клеток кортиева органа. Центральный отдел анализатора также принимает участие в явлениях адаптации, о чем свидетельствует хотя бы тот факт, что при действии звука только на одно ухо сдвиги чувствительности наблюдаются в обоих ушах. На чувствительность слухового анализатора, и в частности на процесс адаптации, оказывают влияние изменения корковой возбудимости, которые возникают в результате как иррадиации, так и взаимной индукции возбуждения и торможения при раздражении рецепторов других анализаторов. Изменяется чувствительность и при одновременном действии двух тонов разной высоты. В последнем случае слабый звук заглушается более сильным главным образом потому, что очаг возбуждения, возникающий в коре под влиянием сильного звука, понижает вследствие отрицательной индукции возбудимость других участков коркового отдела того же анализатора.
Длительное воздействие сильных звуков может вызвать запредельное торможение корковых клеток. В результате чувствительность слухового анализатора резко понижается. Такое состояние сохраняется некоторое время после того, как прекратилось раздражение.
