НЕЧЕТКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОСПРИЯТИЯ РЕКЛАМНЫХ ЩИТОВ ВОДИТЕЛЯМИ ТРАНСПРОТНЫХ СЕДСТВ (23-27)

Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 60, 20 20 23
НЕЧЕТКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОСПРИЯТИЯ РЕКЛАМНЫХ ЩИТОВ ВОДИТЕЛЯМИ
ТРАНСПРОТНЫХ СЕДСТВ

Гавриленко Татьяна Валентиновна
канд. техн. наук, доцент
Сибирский федеральный университет
г. Красноярск
Антоненк о Ол ьга Юрьевна
старший преподаватель
Сибирский федеральный университет
г. Красноярск

FUZZY MODELING OF BILLBOARD PERCEPTION BY VEHICLE DRIVERS

Gavrilenko Tatyana
Candidate of Science, associate professor
Siberian Federal University, Krasnoyarsk
Antonenk o Olga
Senior teacher
Siberian Federal University, Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ
Восприятие водителями транспортных средств рекламных щитов, устанавливаемых на
автомобильных дорогах, рассматривается в виде нечеткой системы. Она имеет два входных параметра,
описыв аемых л ингвистическими переменными « Безопасность от наличия рекламных щитов в полосе
отвода » и « Восприятие рекламной информации водителями ». Выходным параметром системы является
ее состояние, характеризуемое лингвистической переменной « Согласованнос ть сист емы ». Д ля решения
задачи используется теория нечетких множеств. Функции принадлежности строятся по данным обработки
результатов анкетного опроса водителей. Приведен пример , иллюстрирующий применения нечетких
правил .
ABSTRACT
The perception of vehicle drive rs of billboards installed on highways is considered as a fuzzy system. It has
two input parameters described by the linguistic variables «influence of billboards on traffic safety» and
«perception of advertising information by d rivers». The output paramet er of the system is its state, characterized
by the linguistic variable «system consistency». The fuzzy set theory is used to solve the problem. The functions
of belonging to a fuzzy subset of system States are based on data from processing the results of a ques tionnaire
survey of drivers. An example is given that illustrates the use of the mechanism of fuzzy inferences about various
States of the system under study.
Ключевые слова : анкетный опрос, информационное пространство води теля, рекламные щиты на
дор огах, теория нечетких множеств, лингвистические переменные, функции принадлежности
Keywords : questionnaire survey, driver information space, billboards on roads, fuzzy set theory, linguistic
variables, membership functions

В про цессе движения по автомоби льной
дороге водитель находится в насыщенном
информационном пространстве, и чтобы
обеспечить безопасное движение своего
автотранспортного средства, он должен принять и
переработать большое количество сигналов,
поступающих из окруж ающего пространства. Но
так как п о данным психологов человек способен
воспринять и переработать не более 16 событий в
секунду [5], то водитель реально воспринимает
ограниченное множество сигналов, которое
находит отражение у него и превращается во
множеств о субъективных впечатлений . Это
множество впечатлений называется сенсорным
пространством или пространством впечатлений [1].
В условиях рыночной экономики
информационное придорожное пространство
дополнительно насыщается зрительными
сигналами от рекламных щи тов, устанавливаемых
на до рогах, тем самым еще более загружая
сенсорное пространство водителя.
Перенасыщенность полосы отвода носителями
информации приводит к тому, что водитель может
не заметить дорожный знак или светофор , поэтому
проблеме влияния придоро жной рекламы на
безопаснос ть движ ения уделяется большое
внимание. В специальном нормативном документе
ГОСТ Р 52044 -2003 разработаны требования к
размещению рекламных конструкций [4] . В нем
введено понятие коридора безопасности, в
пределах которого запрещается устанавливать
носители реклам ной информации. Параметры
коридора безопасности определяются из условия
обеспечения видимости дорожных знаков и
светофоров при движении автомобиля с расчетно й
скоростью, то есть чтобы рекламные конструкции
не загораживали технические средства обеспе чения
безопасности движения. Однако факторы,
связанные с информационной насыщенностью

24 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 60, 20 20
придорожного пространства, в нормативном
документе не учитываются.
Исследовани е влияния наружной рекламы на
восприятие дорожной обстановки проведено в
работе [8]. В ней п редстав лены факты негативного
воздействия средств рекламы на участников
дорожного движения, а также изложены
результаты эксперимента, «целью которого
являлось опред еление влияния мест установки
рекламных конструкций на расстояние первичного
распознавания т ехничес ких средств организации
движения».
В статье [6] описаны исследования влияния
рекламы на безопасность движения в городе.
Анкетный опрос жителей г. Кореновска показал в
целом их нейтральное отношение к рекламе на
улицах.
Оценка восприятия водителями
информа ционного пространства с точки зрени я
безопасности была проведена путем опроса
участников движения в [1] . В специально
разработанной анкете водителям предлагалось
просто отметить факторы, которые, в первую
очередь, привлекают их внимание во время
дви жения п о дороге, т. е. являются значимыми. В
списке из 10 факторов упоминались и рекламные
щиты. По результатам обработки ответов
рекламные щиты находятся в середине списка
факторов, привлекающих внимание водителя.
В новом анкетировании водителям уже
пред лагалос ь самим проранжировать факторы, на
которые они обращают внимание при управлении
транспортным средством [2]. В итоге, фактор
«Рекламные щиты» в двух опросах оказался на 9 и
10 месте. Вместе с тем, основная задача рекламных
щитов заключается как раз в том, ч тобы привлечь
внимание водителя, за интересовать его
рекламируемой продукцией.
Таким образом, возникает задача, в которой
необходимо эффективно «разделить внимание
водителей» так, чтобы дополнительные сигналы от
рекламы, размещаемой в придорожном
про странст ве, не снижали безопасность движени я,
но и воспринимались водителями с целью
возможного потребления рекламируемых товаров и
услуг. К ее решению может быть применена теория
нечетких множеств, позволяющая наилучшим
образом структурировать все то, что разделе но не
очень точными границами (мысл ь, язык и
восприятие у людей). В ней учитывается
возможность постепенного перехода от
принадлежности к непринадлежности элемента к
множеству [7, 9]. Тогда данную задачу можно
рассматривать в виде нечеткой системы,
увязыва ющей влияние рекламы на безопасност ь
движения и эффективность потребления
(восприятия) рекламной продукции водителями.
Система должна обеспечить согласованность этих
двух факторов.
За основу возьмем систему с двумя нечеткими
входными параметрами и одним н ечетким
выходным параметром [9, с. 223]. Входные
параметры x и y, описываются двумя
лингвистическими переменными: « Безопасность от
наличия рекламных щитов в полосе отвода » и
«Восприятие рекламной информации водителями ».
Выходным параметром системы я вляется ее
состояние z, описываемое лингви стической
переменной « Согласованность системы ».
Диапазон влияния рекламных щитов на
безопасность движения представляет собой некое
нечеткое множество X, которое определяется как
совокупность упорядоченных пар вида < х,������Х>.
Для каждого элемента �∈�степень ������Х его
принадлежности множеству X описывается
функцией принадлежности ������Х(х). Она ставит в
соответствие каждому значению х заданной
пер еменной некоторое чи сло из интервала [0, 1]:
������Х(х):Х→ [0, 1], ∀х∈Х. (1)
Функция принадлежности показывает, в какой
степени объект обладает выбранным свойством х.
Если ������Х(х)= 1, то элемент х однозначно
принадлежит нечеткому множеству Х, если /
������Х(х)= 0, то элемент х однозначно не принадлежит
нечеткому множеству Х.
Лингвистическая переменная «Безопасность
от наличия рекламных щитов в полосе отвода » в
самой простой постановке задачи имеет два
значения: « высокая » и « низкая », которым
соответствуют два нечетких подмножества
состояний сенсорного пространства водителя.
Нечеткое подмножество ХL соответствует
состоянию, когда безопасность высокая ( Large или
L). Нечеткое подмножество ХS – безопасность
низкая ( Small или S). Эти два подмножества
дополняют друг друга, т. е. для них выполняется
условие разбиения единицы:
������Х�(х)+������Х������(х)= 1, ∀х∈Х , (2)
где ������Х�(х) и ������Х������(х) – соответственно функции
принадлежности к подмножествам ХL и ХS.
Функция принадлежности
������Х�(�)= 1−�−0,0432 �2была получена в работе [3]
на основе обработки результа тов анкетирования
водителей. По 10 балльной шкале водители должны
были оценить степень влияния рекламных щитов
на безопасность движения, поэтому областью
опреде ления переменной х является интервал [0,
10]. В соответствии с условием (2)
������Х������(�)= �−0,0432 �2. Графики функций приведены
на рис. 1.
Лингвистическая переменная «Восприятие
рекламной информации водителями » также имеет
два значения: « значительное » и «незначительное »,
которым соответствуют два нечетких
подмножества множества состояний с енсорного
пространства водителя Y.

Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 60, 20 20 25
Рисунок 1. Функции принадлежности; L – ������Х�(х); S – ������Х������(х)

Нечеткое подмножество YL соответст вует
состоянию, когда эффект от установки рекламы
значительный ( Large или L). Нечеткое
подмножество YS – незначительный ( Small или S).
Здесь также выполняется правило разбиения
единицы:
��������(�)+�������������(�)= 1, ∀�∈� , (3)
где ��������(�) и �������������(�) соответственно функции
принадлежности к подмножества м YL и YS.
Переменная y принимает значения также из
интервала [0, 10].
По эффективности использования рекламных
щитов на автомобильных дорогах выводы
экспертов расходятся. Одни спец иалисты
придерживаются мнения, что рекламные щиты на
дорогах очень эффектив ны, т. к. их видит большое
количе ство участников движения. Другие считают,
что они наоборот малоэффективны, потому что,
проезжая с большой скоростью, водитель не
успевает зафиксиров ать информацию и не
выделяет рекламные щиты из общего потока
информационног о шума. В силу этих
противоположн ых мнений логично функции
принадлежности считать линейными, вид которых
приведен на рис. 2. Функции выражаются
математическими зависимостями:
��������(�)= 0,1� и �������������(�)= 1−0,1�.
Рисунок 2. Функции принадлежности; L – ��������(�); S – �������������(�)

Лингвистическая переменная
«Согласованность системы » имеет три значения:
«малая », « средняя » и « большая », которым
соответствуют три нечетких подмножества
множества Z: ZS – нечеткое подмножество
состояний системы, при котором ее
согласов анность малая ( Small или S), ZM – средняя
(Middle или M) и ZL – большая ( Large или L). Для
них выполняется правило:
�������������(�)+��������(�)+��������(�)= 1, ∀�∈� , (4)
В рассматриваемой нечеткой модели задана
система правил [7] с логическими операторами «И»
и «ИЛИ»:
R1: ЕСЛИ ( �∈��) И ( �∈��) ТО ( �∈��),
R2: ЕСЛИ ( �∈��) И ( �∈��) ТО ( �∈��),
R3: ЕСЛИ (( �∈��) И ( �∈��)) ИЛИ (( �∈��)
И ( �∈��)) ТО ( �∈��).

26 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 60, 20 20
Логическому оп ератору «И» соотве тствует
пересечение двух нечетких множеств и функция
принадлежности пересечению [9]
�������∩�= �������� (�������(�);�������(�)). (4)
Логическому оператору «ИЛИ» соответствует
объединение двух нечетких множеств и ф ункция
принадлежности к нему
�������∪�= ��� (�������(�);�������(�)). (5)
Рассмотрим реализацию этих правил на
примере. Пусть эксперт оценил безопасность от
наличия рекламных щитов в полосе отвода в 3
балла, а восприятие рекламной информации на 6
баллов. Оценим степень принадлежности к
нечетким подмножествам, описываемыми
соответствующими лингвистическими
переменными.
При х = 3 функция принадлежности
������Х������(3)= �−0,0432 ⋅32= 0,68 . Следовательно, для
лингвистической переменной « Безопасность от
наличия рекламных щитов в полосе от вода »
степень принадлежности к нечет кому множеству XS
(низкая ) составляет 0,68. Функция принадлежности
������Х�(3)= 1−�−0,0432 ⋅32= 0,32 . Тогда степень
принадлежности к нечеткому множеству XL
(высокая ) равна 0,32.
При y = 6 функция принадлежности
�������������(6)= 1−0,1⋅6= 0,4. Следовательно, для
лингв истической переменной «Восприятие
рекламной информации водителями » степень
принадлежности к нечеткому множеству YS
(незначительное ) равна 0,4. Функция
принадлежности ��������(6)= 0,1⋅6= 0,6, поэтому
степ ень п ринадлежности к нечеткому множеству YL
(значи тельное ) равна 0,6.
Правило R1 гласит, что если безопасность от
влияния рекламы низкая и восприятие рекламы
незначительное, то согласованность системы
малая. Так как в правиле используется логической
операт ор «И», то степень принадлежности
пересечению двух нечетких множеств оценим по
формуле (4)
�������������∩�������= �������� (�������������(�);�������������(�))=
�������� (0,68 ;0,4)= 0,4.
Таким образом, степень принадлежности к
нечеткому подмножеству, описываемы м термом
«Согласованность системы малая » равна 0,4.
Определим аналогичным образом степень
принадлежности по прави лу R2.
��������∩��= �������� (��������(�);��������(�))=
�������� (0,32 ;0,6)= 0,32 .
Это означает, что степень принадлежности к
нечеткому подмножеству, описываемому термом
«Согласованность системы большая » равна 0,32.
Наконец, определим степень принадлежности
множеству « Согласованность системы » по
правил у R3.
Функция принадлежности к подмножеству,
описываемому термом « Согласованно сть системы
средняя » определится по правилу:
������(�������∩��)∪(��∩�������)=
������������� ((�������� (�������������(3);��������(6)));(�������� (��������(3);�������������(6)))).
Степень принадлежности к пересечению
подмножеств ��∩�� оце ним с помощью функции
�������������∩��= �������� (�������������(3);
��������(6))= �������� (0,68 ;0,6)= 0,6.
Степень принадлежности к пересечению
подмножеств ��∩�� вычислим по функции
принадлежности ��������∩�������= �������� (��������(3);
�������������(6))= �������� (0,32 ;0,4)= 0,32 .
Функция принадлежности
������(�������∩��)∪(��∩�������)= ������������� (0,6;0,32 )= 0,6. Тогда
степень принадлежности к пересече ни ю
подмножеств (��∩��)∪(��∩��) равна 0,6.
Сравнивая получе нные значения степени
принадлежности к различным подмножествам
состояний системы (0,4; 0,32 и 0,6), можно сделать
вывод, что при значениях x = 3 и y = 6 система в
большей степени принадле жит состоянию средней
согласованности (со степенью 0, 6).
По результат ам работы можно сделать
следующие выводы.
1. Для оценки взаимодействия влияния
рекламы на безопасность движения и
эффективность использования рекламных щитов
может быть применена теория н ечетких множеств.
2. Применение правил над нечеткими
множествами позв оляет построить классификатор
состояний информационного пространства
водителя, влияющих как на безопасность водителя,
так и на эффективность использования рекламных
щитов на автомобильных дорогах.

Литература:
1. Антоненко, О. Ю. Влияние
ин формационного по ля водителя на риск
попадания в дорожно -транспортное происшествие
/О. Ю. Антоненко // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН,
2005. – № 8. – С. 94.
2. Антоненко, О. Ю. Учет информационного
пространства в одителя в обеспечении безопасности
движения по карьер ным дорогам / О. Ю.
Антоненко // Современные методы
математического моделирования природных и
антропогенных катастроф: труды VIII
Всероссийской конф. – Кемерово: Инс -т угля и
углехимии СО РАН, 2005. – С. 70 -76.
3. Гавриленко, Т. В. Экспертная оценка
воспри ятия рекламных щ итов в придорожном
пространстве с использованием теории нечетких
множеств // Т. В. Гавриленко, О. Ю. Антоненко //
Материалы Всероссийской конф. « IV
Всесибирский конгресс женщин -математико в».

Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 60, 20 20 27
Приложение к журналу «Открытое образование». –
20 06. – С. 23 -30.
4. ГОСТ Р 52044 -2003 Наружная реклама на
автомобильных дорогах и территориях городских и
сельских поселений. Общие технические
требования к средствам наружной рекламы.
Правила размещения. – М.: Стандартинформ, 2009.
5. Залуга, В. П. Знаки и указатели на
автомобильных дорогах /В. П. Залуга, С. К.
Кашкин. – М.: Транспорт, 1974. – 128с.
6. Коновалова, Т. В. К вопросу влияния
наружной рекламы на безопасность дорожного
движения / Т. В. Коновал ова, Е. Л. Крупина //
Наука. Техника. Технолог ии (Политехнический
вес тник). – 2015. – № 2. – С. 110 -111.
7. Пегат А. Нечеткое моделирование и
управление / А. Пегат ; пер. с англ. – М.: Бином.
Лаборатория знаний, 2009. – 798 с.
8. Паршутина, М. В. Влияние на ружной
рекламы на восприятие водителем дорожно й
обстановки / М. В. Па ршутина, С. В. Жанказиев //
Автоматизация и управление в технических
системах. – 2015. – № 3(15). – С. 125 -131.
9. Семенова, Д. В. Нечеткие множества: теория
и практика: учебное пособие / Д. В. Семенова;
Федеральное агентство по обра зованию,
Красноярский г ос. ун -т. – Красноярск :
Красноярский гос. ун -т, 2006. – 245 с.