Поиск:
Основные направления деятельности в области обеспечения безопасности дорожного движения

<<предыдущий | оглавление  | cледующий>>

 

 



4.18. Автоматизированная система контроля дистанции между автомобилями


Введение


Официальная норвежская статистика дорожно-транспортных происшествий за период 1977-1987 гг. показала тенденцию роста числа дорожно-транспортных происшествий среди легковых автомобилей, связанных с наездом сзади (Elvik и другие, 1989; Borger, 1991). В 1977 г. этот тип ДТП составлял 6,9% от всех дорожно-транспортных происшествий, приведших к получению телесных повреждений. В 1987 г. доля этого типа ДТП составляла уже 10,6% - т.е. рост составил 54%. Эта тенденция роста прослеживалась до 1990 г. Наезд сзади составляет сегодня 13% всех ДТП с травматизмом, отраженных в отчетах дорожной полиции. Причины такого роста не ясны. Причиной такого развития может быть улучшение работы дорожной полиции и возрастание плотности движения транспортных потоков. В 1991 г. National Safety Council (Национальный совет безопасности) США доложил о 11,3 млн. ДТП с участием механических транспортных средств. Из них 2,7 млн. или около 24% составляли происшествия, связанные с наездом сзади. В этом отчете принят также во внимание материальный ущерб, нанесенный автомобилям (National Safety Council, 1992). Анализ заявлений, поданных в страховые компании, страхующие автотранспорт, в Норвегии показал, что ДТП, связанные с наездом сзади, составили 29% всего материального ущерба, причиненного автомобилям (Borger, 1991)

Причиной многих из этих происшествий является невнимательность со стороны водителей. В американском исследовании ДТП, вызванных наездом сзади, которое было проведено в 1991 г. National Accident Sampling System (NASS), находим, что 63% ДТП произошли изза невнимательности водителей, 15% были связаны с употреблением алкоголя, 14% явились комбинацией невнимательности и несоблюдения дистанции при движении, 2% явились комбинаций высокой скорости и невнимательности, причиной 2% ДТП явилась неправильная оценка ситуации на дороге, 3% ДТП произошли изза условий плохой видимости (McGehee и другие, 1995). Навыки восприятия человеком скорости движущегося впереди автомобиля относительно плохо развиты (Hofmann, 1966). Согласно американским исследованиям происшествий, связанных с наездом сзади, наезд на неподвижно стоящий автомобиль является обычным явлением. В 1990 г. такие наезды составили около 70% всех ДТП в США, связанных с наездами (McGehee и другие, 1995).

Невнимательность может иметь свои корни в недостатке информации о поведении водителей тех автомобилей, которые движутся впереди. Например, редко какой водитель может увидеть тормозные огни тех автомобилей, которые находятся впереди него на второй или более дальней позиции в потоке автомобилей. Установка дополнительных, высокой расположенных тормозных огней может дать несколько больше информации о действиях впереди идущих автомобилей. Доказано, что даже один дополнительный стопсигнал уменьшает количество ДТП, вызванных наездом сзади (см. п. 4.4.). Тем не менее, за последние 15 лет количество происшествий в Норвегии, вызванных наездом сзади, возросло, несмотря на то, что в этот же период возросло и количество автомобилей, снабженных дополнительными высоко расположенными стопсигналами. Поэтому установка дополнительного высоко расположенного стопсигнала является только частичным решением вопроса, касающегося недостатка информации и внимания у водителей автомобилей, следующих в транспортном потоке. Производители автомобилей в Европе, Японии и США вкладывают большие средства в исследовательскую работу, направленную на более эффективное решение проблемы, связанной с ДТП, вызванными наездами сзади (Becker и другие, 1995а, 1995b; Butsuen и другие, 1995; Farber og Bailey, 1993; Farber og Paley, 1993; Kemeny og Piroird, 1995; Nelson и другие, 1995; Satoh og Tanigushi, 1995; Schwertberger, 1995). Программа исследований "Прометей" была направлена на решение этой проблемы в европейской автомобильной промышленности (ПРОМЕТЕЙ = Programma for European Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety).

Те же технологические решения, которые уже разработаны, идут под наименованием "Autonomous Intelligent Cruise Control " (AICC - или только ICC) и/или "Crash Avoidance System" (CAS). В этой связи "автономный" означает решение, которое интегрировано в отдельный автомобиль и действует независимо от того, как оборудованы другие автомобили, а также независимо от информации, заложенной в систему управления дорожным движением. Тем не менее предстоит еще пройти долгий путь от "автономного решения отдельного автомобиля" к системе, где с помощью информационных технологий можно объединить целую флотилию автомобилей, которые следуют продолжительный отрезок пути на близкой к оптимальной постоянной скорости и дистанцией. Подобные решения также являются предметом исследований производителей автомобилей. Та технология и степень автоматизации, над решением которой работают специалисты, значительно сложнее автономных решений и может быть решена только при соответствующей постановке решения проблем, связанных с поведением на дорогах. Введение таких систем - это дело далекого будущего. Речь идет о временном периоде в 15-25 лет, т.е. к 2010-2020 гг. (Mullins, 1994).

Как норвежским, так и международным феноменом является то, что рекомендуемый промежуток времени 3 с на практике не действует. Многие водители ориентированы на пропускную способность дороги и хотят использовать этот интервал во времени для перехода на другую полосу проезжей части и/или обгона. В тех международных исследованиях, которые были проведены, как при движении в условиях реального транспортного потока, так и на основе расчетов, учитывающих влияние системы контроля дистанции, в качестве исходной точки часто брался промежуток времени в 1,5 с для того, чтобы проследить влияние на поведение водителей и оценить влияние на ДТП.

Автоматизированная система контроля дистанции до впереди идущего автомобиля должна при предупреждениях, воздействии ускорения/замедления с помощью педали газа и/или тормоза воспрепятствовать наездку идущего сзади автомобиля на впереди идущий автомобиль.


Описание мероприятий


Автоматизированная система контроля дистанции может рассматриваться как расширенное трактование так называемого "Cruise Control" (Chira-Chavala og Yoo, 1994). Cruise Control особенно распространен на американских моделях автомобилей. Эта система функционирует таким образом, что с помощью ручки управления или чеголибо аналогичного можно установить автомобиль на движение с постоянной скоростью, которую он будет держать до тех пор, пока водитель ее не переключит. Автономная система регулирования дистанции означает установку автомобиля на автоматическое регулирование не только скорости, но и дистанции до впереди идущего автомобиля. При этом регулируется также ускорение/замедление посредством педали газа и/или тормоза. Эффективность автоматизированной системы контроля дистанции до впереди идущего автомобиля" недостаточно изучена. Исследователи в качестве отправной точки брали ряд различных систем или комбинаций систем. Представляется, что это было необходимо для того, чтобы изучить приспосабливание манеры вождения, возможностей для компенсации влияния на ДТП, и степень реакции на это со стороны водителя при решении возникшей ситуации. Различные системы контроля дистанции изучены как при испытаниях в реальных дорожных условиях, так и в лабораторных условиях.

В реальных дорожных условиях проводились следующие испытания:

В лабораторных условиях проводились следующие испытания:

Гипотетическое рассчитанное воздействие при заданных условиях (не испытания):

Общим для выше названных систем является то, что они предупреждают и ведут лишь тот автомобиль, который едет впереди по той же самой дороге, что и следующий за ним автомобиль (Helberg и другие, 1996).


Влияние на аварийность


Нет никаких исследований воздействия на аварийность различных решений системы по регулированию дистанции, которые описаны выше. Единственным материалом по этой теме являются расчеты потенциальных изменений в количестве аварий (Marburger и другие, 1989; Malaterre og Fontaine, 1993; Farber og Bailey, 1993; Farber og Paley, 1993; ChiraChavala og Yoo, 1994). В представленном исследовании рассмотрено воздействие на поведение водителя. Возможными основаниями для этого было то, что производители, вероятно, не уверены в том, какое из возможных решений они должны выбрать, в какой степени подобная технология будет принята обычными покупателями автомобилей и что их особенно настораживает, по отношению к каким особенностям поведения эта технология может привести.

Первый расчет потенциального влияния на аварийность был выполнен в 1989 г. (Marburger и другие, 1989). В качестве исходной точки взяли данные по аварийности на дорогах Германии, где тип ДТП "автомобиль, движущийся прямо" был взят за основу. Принимаемые меры предполагали действия вне населенного пункта. Обоснованием для этого была более сложная дорожная обстановка в городе, что взятая на вооружение технология не могла определить разницы между стоящими на стоянке автомобилями и другими транспортными средствами или другими неподвижными предметами и что имеется большое влияние других групп участников дорожного движения. Предполагалось использование только на внегородских автомобильных дорогах. Применение системы привело к уменьшению количества всех ДТП на 2,3-3,0% (Marburger и другие, 1989). В более поздних оценках было подтверждено уменьшение количества всех ДТП на 3%, и на 12% уменьшилось количество ДТП на внегородских дорогах (Gvani и другие, 1995).

В одном французском расчете гипотетического влияния на аварийность использования системы контроля дистанции между автомобилями сделано предположение, что удалось бы избежать 5% от общего количества всех ДТП. Это соответствует примерно 45% ДТП, связанных с наездом сзади, что составляло бы 11% всех ДТП в предыдущем исследовании (Malaterre og Fontaine, 1993). На основании этого расчета можно предполагать, что при использовании системы ее влияние оказывается на 2% общего количества ДТП.

На основании измерения фактических интервалов во времени, американскими исследователями был проведен расчет возможного уменьшения количества ДТП, связанных с наездом сзади (Farber og Bailey, 1993; Farber og Paley, 1993). Этот расчет обуславливался "идеализированной" моделью. Предполагалось, что система всегда будет действовать превосходно (в пределах своих естественных ограничений), никогда не будет ошибаться при обнаружении идущего впереди автомобиля, никогда не будет обнаруживать "ошибочный" автомобиль (например, автомобиль, следующий по другой полосе) и что система к тому же будет заботиться с тем, чтобы дать точную информацию о скорости и дистанции (Farber og Bailey, 1993; Farber og Paley, 1993). Моделирование касалось только внегородских автомобильных дорог и автомобильных магистралей с сухим покрытием. Предполагалось, что система дает водителю предупреждение - например, звуковое - если заданный критерий для дистанции и/или скорости выполнен - и что водитель всегда будет отвечать на это предупреждение путем торможения. Все ДТП были разделены, включая ДТП с материальным ущербом и ДТП, отраженные в полицейских отчетах. Происшествия, отраженные в полицейских отчетах, были охарактеризованы как ДТП, в которых скорость при наезде превышала 16 км/ч (10 миль/ч). Возможное влияние оценено как уменьшение на 50% количества ДТП, связанных с наездом сзади, уменьшение на 60% количества ДТП, отраженных в полицейских отчетах и сокращение средней скорости в момент наезда на 38% (Farber og Paley, 1993). Эти результаты должны приниматься во внимание как максимальная оценка возможного влияния на аварийность. Выбор других предпосылок может привести к совершенно другим результатам. Уменьшение на 50% количества ДТП, связанных с наездом сзади, соответствует уменьшению приблизительно на 11,9% количества всех ДТП (NSC, 1992; Farber og Paley, 1993; McGehee и другие, 1995).

Четвертое исследование, в котором рассматривалось влияние системы на ДТП, в качестве исходной точки взяло исследования, основанные на конкретном материале (Chira-Chavala og Yoo, 1994). Исследование использовало основной материал полиции, собранный на местах ДТП в четырех районах Калифорнии. Этот материал включает только ДТП с травматизмом. Он содержит абрис места ДТП, данные опросов вовлеченных в ДТП сторон и свидетелей, описание характеристики места происшествия, условий дорожного движения, событий, предшествующих, сопутствующих и (до, во время) после происшествия, действия водителей или их бездействие, расчет скорости, базирующийся на опросах и измерениях, и маневрирование автомобилей до и после столкновения. ChiraChavala и Yoo просмотрели весь материал о ДТП с тем, чтобы идентифицировать как минимум одно по возможности - происшествие, в котором использование ICCS ("Intelligent Cruise Control System ") могло воспрепятствовать ДТП или повлияло бы на тяжесть ДТП. Из 18187 ДТП с травматизмом были отобраны 379 происшествий. Так же как у Farber и Paley, расчет основывался на идеализированной системе. Гипотетическая ICCS должна всегда действовать как и запраграммировано, и она не должна допускать никаких поведенческих изменений, которые могли снизить ее эффективность. Материал содержал 44 ДТП, связанные с наездом сзади. Предположили, что 23 ДТП из 44 могли быть предотвращены. Это соответствует 52% ДТП, связанных с наездом сзади, или около 6% от всех ДТП с травматизмом. Разделение выбранных ДТП по степени тяжести телесных повреждений несколько отличалось от реального разделения происшествий на ДТП со смертельным исходом, ДТП с серьезными и легкими телесными повреждениями. Опираясь на реальное разделение ДТП по степени телесных повреждений, Chira-Chavala и Yoo оценили влияние системы в 7,54% всех ДТП с телесными повреждениями. Исследователи полагают, что такой результат является верхней границей влияния. Различные оценки потенциального влияния обобщены в табл. 4.18.1.

Таблица 4.18.1 Потенциальное влияние на аварийность автоматической системы контроля дистанции между автомобилями

Исследование Процентное изменение количества аварий
Наезд сзади Все аварии
Marburger и другие, 1989 (расчет 1) - -3,0
Marburger и другие, 1989 (расчет 2) - -2,3
Malaterre og Fontaine,1993 -45 -5,0
Farber og Paley,1993 -50 -11,9
Chira-Chavala og Yoo,1994 -52 -7,5
Средняя величина (все расчеты) -49 -5,9

Примечательным является единодушие всех исследователей, когда речь идет о возможном влиянии системы на ДТП при наездах сзади. Все оценки дают снижение приблизительно на 50%. Когда же речь идет о влиянии на общее количество ДТП, то налицо большой разброс результатов влияния. Это объясняется тем, что доля ДТП при наездах сзади варьируется в различных странах по разному и зависит от того, учитываются при этом ДТП с повреждением материальной части автомобиля или не учитываются.


Влияние на поведение водителей (на манеру управления)


Наибольшее число исследований было выполнено Беккером на дорогах Германии (Becker, 1995 А и В). Испытание автоматической системы контроля дистанции, которое привело к тому, что дистанция стала относительно постоянной, было очень позитивным и характеризовалось как "приемлемое, приятное, надежное и ослабляющее". Однако оно не проводилось в условиях выпадения атмосферных осадков и мокрого дорожного покрытия, когда езда с такой системой оценивалась как "более стрессовая ". Система также действовала плохо "за поворотами". Особенно это касалось движений по кривой налево, когда детектор фиксировал транспортные средства, движущиеся по другой полосе, особенно грузовые автомобили, движущиеся с более низкой скоростью. Это повлекло за собой езду рывками (однако, по последним данным возможно "заморозить" детектор на впереди идущем автомобиле до того, как автомобиль въедет в поворот). Лица, участвующие в испытаниях, должны были принять решения без использования системы, если того потребуют обстоятельства: 90% сказали, что отсутствие воздействия на тормоза было "приемлемым", но одновременно 50% выразили мнение, что интеграция с воздействием на тормоза была "необходимой". Однако остальная половина высказавшихся предпочла не использовать систему контроля дистанции с автоматическим включением тормозов, поскольку это представляло более приятную езду без рывков. Это иллюстрирует постановку проблемы вокруг того, кто или что должен осуществлять окончательный контроль.

Лица, участвовавшие в испытаниях, были свидетелями нескольких происшествий, когда другие автомобили вклинивались в промежуток между ними и идущем впереди автомобилем. В этих случаях система реагировала "приемлемо", в то же время они сами чувствовали себя неуверенно. Испытания показали, что сама система контроля дистанции и ее действия были понятны. Не потребовалось много времени на ее освоение. После примерно получаса испытатели уже не встречали затруднений в ее использовании. Та или иная форма проверки того, что заданная цель санкционирована детектором, кажется необходимой. Дистанция до впереди идущего автомобиля должна даваться в секундах и с постоянной выдачей цветовых указаний о "степени опасности" (зеленый/желтый/красный). Кроме того, необходима та или иная форма оптического и/или контактного предупреждения о быстром приближении к впереди идущему автомобилю (отрицательная относительная скорость).

Возвращение в форме противодавления на педаль газа кажется приемлемым, если это действие приводит к достаточному замедлению, и если это замедление может быть прекращено в течение короткого времени, в зависимости от ситуации. Особенно это важно в том случае, когда водитель приближающегося транспортного средства имеет намерение совершить обгон. Многие водители спонтанно высказывали желание расширить систему, например, путем введения в нее информации об изменении границ скорости, подобная ситуация могла быть автоматизирована.

80-90% опрошенных показали, что они чувствовали себя уверенней с системой AICC, поскольку она могла соблюдать постоянную дистанцию "без потери внимания". Это оказывало меньшую психологическую нагрузку, что в какойто степени было подтверждено физиологически путем измерения частоты пульса у водителей. Следствием более низкого уровня стресса явилась большая предрасположенность водителей к выполнению второстепенных задач, таких как настройка радио и считывание данных с экрана навигационной системы. Наблюдение за движением глаз водителей показало, что они обращают внимание и на другие задачи, кроме непосредственного управления автомобилем, образ действий водителей служит индикатором того, что ощущение безопасности, вызванное применением системы AICC, может компенсировать меньшее внимание на дороге. Фиксация взгляда на радио показала увеличение с 1,2 до 1,7 секунды. Не было замечено большего внимания водителей на навигационную систему - эта задача является более обременительной, чем настройка радио. В общем для этой системы больше подходит определение "контролирующей" системы поддержания безопасной дистанции, чем системы, которая только информирует или предупреждает о дистанции (в метрах), об интервале (в секундах) или скорости. Система, которая использует "активную педаль газа" (противодавление) акцентируется в меньшей степени, чем автономная система регулирования дистанции (Rothengatter og Heino, 1995). Возможно, следует ожидать, что системы, которые уменьшают нагрузку на водителя, и которые, следовательно, могут использоваться для уменьшения внимания, - это те системы, которые в наибольшей степени устраивают водителей. Несмотря на высокую степень необходимости такой системы, ее функции являются вспомогательными, поскольку только сам водитель в последней инстанции является тем лицом, которое осуществляет контроль и принимает необходимые решения. Находиться под контролем системы без возможности самому принимать решения является менее приемлемым (Becker и другие, 1995В; Nelson и другие, 1995).

Что касается возможности непредвиденных действий водителей, влияние на безопасность движения может быть ограничено отсутствием стандартизации между различными системами. Это является опасным моментом. То же самое касается возможности того, что система может идентифицировать и реагировать на автомобиль, который находится вне пределов видимости водителя, например, при движении на подъем на горных дорогах или по кривой в плане малого радиуса (Nelson и другие, 1995; Sato og Tanigushi, 1995; Fancher og Ervin, 1995). Имеется ряд проблем, связанных с геометрией дорог и манерой вождения автомобиля, которые сегодня не выяснены до конца. Гипотеза направлена на возможное увеличение скорости во время движения в темное время суток и в условиях плохой видимости (Gnavi и другие, 1995). Многие исходят из того, что система имеет кратковременный эффект, но не принимают во внимание тот факт, что только долговременное использование системы может повлиять на образ действий водителя (Duncan og Fuchs, 1995; Nelson и другие 1995).

Влияние на пропускную способность дорог

Принимаемые меры могут оказать влияние на пропускную способность дорог путем регулирования временных интервалов и скорости движения. Есть основания полагать, что разброс значений скорости и дистанции между автомобилями может быть сокращен. Сокращение разброса временных интервалов достигается, например, путем установки для нескольких автомобилей одного и того же временного интервала. Тогда можно сконцентрироваться на выполнении этой первоочередной задачи (Becker и другие, 1995B). Выполнения этой задачи можно достичь даже если не все автомобили оборудованы системой контроля дистанции (Chira-Chavala og Yoo, 1994). Вследствие чего потребуется немного времени для стабилизации средней скорости потока движущихся автомобилей. Уменьшится количество значений средней скорости движения как в отношении интенсивности, так и продолжительности. Расчет моделирования ситуации показывает, что разброс значений скорости уменьшается с 45-50 км/ч (5 км/ч), когда 10% автомобилей оборудованы системой, до 47,3-48,6 км/ч (1,3 км/ч), когда 40% автомобилей оборудованы системой (Chira-Chavala og Yoo, 1994). Гармонизация дистанции и скорости увеличит использование системы. Такие воздействия гармонизации могут сами по себе, по всей вероятности, также оказать воздействие на аварийность сверх того потенциала, который показан выше, поскольку возникновение очень коротких интервалов во времени уменьшится. То же самое, вероятно, будет касаться частоты обгонов, количество которых уменьшится, поскольку скорость движения потока автомобилей станет более равномерной. Broqua (1991 г.) оценил влияние интенсивности движения при двух условиях:


Влияние на окружающую среду

Предпринимаемые меры могут привести к уменьшению выброса отработанных газов из-за гармонизации скорости и сокращения частоты остановки потока автомобилей. Однако, меры потенциально могут привести к увеличению интенсивности движения, что в свою очередь приведет к увеличению выброса отработанных газов. Фактическое влияние не подтверждено исследованиями.


Затраты


Нет никаких сведений, касающихся расходов на предложенные меры. Однако отмечается готовность среди некоторых лиц, участвовавших в испытаниях, пойти на определенные расходы (Becker и другие, 1995B). Практически все участники испытаний, выразили желание приобрести такую систему для своего автомобиля, если расходы на ее приобретение не превысят 1050-1087 немецких марок. Это соответствует приблизительно 6100-6300 норвежским кронам в пересчете по курсу валюты за 1995 г. (4,4235) и паритету покупательной силы за 1991 г. (1,315). Если бы цена системы составляла 1500 немецких марок, то уже 80% изъявили желание приобрести эту систему, и только 40% хотели бы приобрести эту систему, если бы она стоила 2500 немецких марок.


Эффект от средств, вложенных на реализацию мероприятий (оценка отношения выгода/затраты)

Нет никакой оценки выгоды и затрат на автоматическую систему контроля дистанции до впереди идущего автомобиля. Чтобы проиллюстрировать возможную выгоду, рассчитан пример.

Предположительно система стоит 6200 крон на автомобиль (одноразовые расходы), а количество ДТП, связанных с наездом сзади, при применении этой системы сокращается на 45%. Это касается как ДТП с травматизмом, так и с материальным ущербом. Количество несостоявшихся ДТП с травматизмом, отраженных в отчетах полиции, на автомобиль в год для автомобилей со среднегодовым пробегом и средним риском попадания в ДТП, может составить 0,00025 ДТП на автомобиль в год. Кроме того, количество несостоявшихся ДТП с повреждением материальной части автомобиля может составить 0,00375 ДТП на автомобиль в год. Таким образом, экономия средств от несостоявшихся ДТП с травматизмом за 15 лет составит около 2500 крон и от несостоявшихся ДТП с повреждением материальной части будет равна 1000 крон. В сумме это составит около 3500 крон. Это меньше затрат на приобретение системы. Возможное влияние на пропускную способность дорог и окружающую среду не учтено в этих расчетах.



<<предыдущий | оглавление  |  cледующий>>

 


Поиск: