Hvor intelligent er det med intelligente transportsystemer

?

Hvilken frihet skal mennesket ha som fører?

Dr. Gunnar D. Jenssen Seniorforsker SINTEF Transportforskning Sikkerhetsdagene 2011 Hva skal til for å få en sikrere vegtrafikk Teknologi for et bedre samfunn

Filosofisk utgangspunkt

Teknologi for et bedre samfunn

  1885   The   first “ Horseless   Gasoline   Carriage.

  Running   20mph.

  4   hp   engine.

  (Karl   Benz)     1914   The   first   road   signs   proposed   in   Norway   (1914)     ANCIENT PREDICTION

Carriages without horses shall go, And accidents fill the world with woe. Around the world thoughts shall fly In the twinkling of an eye. The world upside down shall be And gold be found at the root of a tree. Through hills man shall ride, And no horse be at his side. Under water men shall walk, Shall ride, shall sleep, shall talk. In the air men shall be seen, In white, in black, in green; Iron in the water shall float, As easily as a wooden boat. Gold shall be found and shown In a land that's now not known. Fire and water shall wonders do, England shall at last admit a foe. The world to an end shall come, In eighteen hundred and eighty one."  

  2008   Human   “Adaptation”   to   vehicle   technology      2008   In ‐ vehicle   display   of   current   Speed   limit   available   at   all   times   .

  (Mercedes   Benz)   1930’s   Children   ”adapting”   to   traffic   ,    in   Harlem    

Shipton's   Prophecy, he              first   published   in   1448   in   1448,  

2008   Human   “Adaptation”   to   vehicles?

  1960’s   ”Happy”   SAAB   owner 2008   Neural”   network   Vehicle   technology of   Advanced   Teknologi for et bedre samfunn

3

Hvor intelligent er det med intelligente transportsystem?

Framtidens sikkerhetstiltak i et nullvisjons perspektiv?

Opplæring Kampanjer Kontroller Trafikkregulering Vegkonstruksjon

?

Bildesign Intelligente Transportsystemer TID

Teknologi for et bedre samfunn

Bilrevolusjon?

• Førerstøttesystemene vil gjennomgå en enorm utvikling i funksjon og presisjon (og ikke minst på pris), som igjen vil lede frem til førerløs kjøring. Det vil bli et like stort paradigmeskifte som overgangen til elbiler

Kilde: Direktør for Bosh (2011) Teknologi for et bedre samfunn

Prometheus, Diats, Stardust, Cemacs, Claresco, Citymobil, Gofer Teknologi for et bedre samfunn

6

Intelligente Transportsystem (ITS)

• ITS er Informasjons og kommunikasjonsteknologi anvendt innen vegtransport og kjøretøy • Forbedrer transportsikkerhet, trafikkavvikling, miljø, pålitelighet, reisetid og kostnader

Teknologi for et bedre samfunn

Tiltak: Tid vs Intensitet diagram

Aktive sikkerhetssystemer Passive sikkerhetssystemer Teknologi for et bedre samfunn

8

Hva er Intelligente Transportsystemer?

Trafikksystem Komfort Intelligente Trafikksystem Passive Trafikksystem .......

Kommunikasjon Buss Sikkerhet Navigasjon MC Trafikk system Tungbil Logistikk Personbil Trafikk system Førerstøtte Samvirkende system I   – Bilen System Veg ‐ Bil system Mellom – Biler System Teknologi for et bedre samfunn Miljø

Hva er intelligens

• Evnen til ved tankemidler raskt å møte nye situasjoner på en hensiktsmessig måte Kilde: Psykologisk ordbok

Teknologi for et bedre samfunn

Avansert førerstøtte

•

Advanced Driver Assistance Systems (ADAS):

Active safety systems which detect and evaluate the vehicle surroundings by complex signal processing

• Kilde:European code of practice for evaluation of ADAS

Teknologi for et bedre samfunn

ADAS – Tilgjengelig i dag

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

Driver monitoring Night vision systems Automatic parking Workload management systems Emergency steering assist Brake force display Adaptive headlights Lane departure warning Lane keeping assistance Adaptive cruise control Counter steering assistance Hill decent control Electronic stability control Blind spot detection system Pre –collision, collision avoidance and obstacle detection systems Emergency braking assist Systems acting on a range of vehicle dynamics Active whiplash injury risk reduction Airbags Pedestrian impact mitigation Post-crash systems and e-call Automatic speed sign recognition Speed Alert, Intelligent Speed Adaptation (ISA)

Teknologi for et bedre samfunn

Fokus på 4 førerstøttesystemer:

2.

3.

4.

1.

Intelligent fartstilpasser , ISA

(Intelligent Speed Adaptation), med ulik grad av inngripen i i førerens atferd

Avansert frontlysregulering, AFS

(Adaptive Front Light System)

Automatisk avstandskontroll, ACC

(Automatic Cruise Control)

Antiskrens, ESC (

Electronic Stability Control) • •

Hovedspørsmål:

Hvordan vil de nye hjelpemidlene påvirke og endre førernes atferd?

Hvordan vil slike atferdsendringer kunne virke inn på trafikksikkerheten?

Teknologi for et bedre samfunn

Metodisk tilnærming

• • • • • • Internasjonale resultater?

Dybdeintervju av 12 erfarne førere Spørreskjema – svar fra 260 førere Metodiske forsøk i NTNU/SINTEFs kjøresimulator Indikatorer på atferd og atferdendringer: – – – Førerens fartsvalg Sideplassering i kjørebanen Bruk av ratt, bremser og gasspedal – Reaksjonstid Atferdsendringer påvist i simulator har gjerne samme størrelsesorden og samme retning som i virkelig trafikk .

Teknologi for et bedre samfunn

ADAS - Potensielle sikkerhetsproblemer

• • • • • •

Passivitet

Bruk av ledig kapasitet til andre aktiviteter (sms, tv, mobil med mer.) Understimulering, manglende situasjons bevissthet “Out of the loop” forårsaket av passiv overvåkning og manglende årvåkenhet Ikke oppmerksom på teknisk svikt og funksjonsfeil Forvirring i forhold til system modus Tap av manuelle kontrollferdigheter (inngripen mindre effektiv ved regresjon til manuell kontroll) Kilder: Stevens (2008), Sheridan and Nadler (2006), Sheridan (2001), Bainbridge (1987)

Teknologi for et bedre samfunn

ADAS - Potensielle sikkerhetsproblemer

•

Tillit

Overdreven tillit til system: – – – Bremseevne Funksjonsområde Mulighet til å ta inn skrens

Mistillit

– Motstand p åvirker bruk, aksept, spredning (dermed sikkerhet)

Kontrollerbarhet

– – Stående fast opp glatt bakke Ukjent med betjening

Teknologi for et bedre samfunn

ADAS - Potensielle sikkerhetsproblemer

• •

Mental modell

Misforståelser omkring funksjon, og anvendelsesområde Eksempelvis – – – Bruker ACC uten Stop & Go i bystrøk Tror ACC er antikollisjonssystem – Skremt når ACC akselererer når ”target vehicle” forsvinner over bakketopp, rundt sving Ikke vet at du med ABS og ESC bør tråkke bremsen i bånn

Fuctional limit-Module Incident-Module Teknologi for et bedre samfunn

ADAS - Potensielle sikkerhetsproblemer •

Atferdstilpasning

– – – – – Utilsiktet atferd: – – – – – Økt hastighet, redusert avstand, tidsluke aksept m.m.

Bruk av ITS støtte til å se på TV Bruk utenfor funksjonsområde Kjører lenger enn forsvarlig (fare for avsovning) Konsentrasjon, årvåkenhet, situasjons bevissthet Avstand til forankjørende, akksept av tidsluke Reiserute, tidspunkt for avreise Vær og føreforhold det kjøres under Transportmiddel

Teknologi for et bedre samfunn

Hva kan vi si om sikkerhetseffekten ?

Teknologi for et bedre samfunn

Problem i forhold til å estimere sikkerhetseffekter

• • • Teknologien endrer seg stadig Atferden endrer seg over tid Liten eksponering, ulykkesdata

Teknologi for et bedre samfunn

Prediksjoner av nytte “by Proxy”

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Oppskrift ( e-Impact, Prosper): 1.

Innhente empiriske data om atferdsendring fra Field Operational Test (FOT) Oversette observert atferdsendring til prediksjon av prosentvis endring for kjøretøy med systemet Predikere framtidig kjøretøypark, år for år Predikere framtidig kjørestrekning pr kjørertøy, år for år Predikere framtidig endring i ulykkesrate pr km, år for år Predikere systemutbredelse i kjøretøyparken Resultat er ulykker spart pr år Source Carstens (2008)

Teknologi for et bedre samfunn

Prediksjon av endring i sikkerhet for Speed Alert Intelligent Speed Adaptation • Hvis vi vet endring i kjørehastighet mellom baseline (ingen ISA) og kjøring med informerende ISA an vi kalkulere hvordan risiko endrer seg med ISA • Med bakgrunn i data fra ISA-UK prosjektet (London) kalkulerte Leeds University reduksjon i ulykkesrisiko på 19.3%

Teknologi for et bedre samfunn

Resultater

Teknologi for et bedre samfunn

Antiskrens – ESC

Virkemåte:

Sensorer knyttet til styring, rotasjon og fart på hvert enkelt hjul – ”hvor ønsker føreren å styre bilen?” • •

Metoder:

Dybdeintervju og kjøring (12 pers), med spørsmål om kjørestil, bruksmåte, erfaring og innlæring Spørreskjema

:

213 av 260 med ESC • • • • •

Konklusjoner:

Internasjonale studier: 10 – 67 % ulykkesred. 50% red. på de ulykker det skal virke på 85 % er meget fornøyd eller fornøyd Noen få: ”overstyrt” – ”passasjer i egen bil” 16 % sier at ESC har hindret mulige ulykker

Teknologi for et bedre samfunn

Intelligent fartstilpasser - ISA

• • •

Ulik grad av påvirkning

: Informerende ISA – begrenset virkning Støttende ISA – noe fartsreduksjon Kontrollerende ISA – størst fartsreduksjon • •

Andre atferdsendringer:

Tendens til å ”kjøre etter fartsgrensen” (neg.) Økende tendens til å vike for fotgjengere (pos.) • •

Konklusjoner:

Stort potensial for ulykkesreduksjon, minus 20-25% Utfordring å skape aksept og utbredelse • Display • Digitalt kart m/fartsgrenser • GPS

Teknologi for et bedre samfunn

User Acceptence 2,0 1,5 1,0 ,5 0,0 -,5 -1,0 -1,5 -2,0 ISA Us ef Pl ull v ea sa s Us G oo nt v el es s U s N d vs B np ic e v le a d as s A a Ef fec n Lik tive no eabl vs ying S As e v si sti s Ir uper fl D ng es ira vs iitat i R bl W ais e v ort s U hl in e g a ler nd es tn ir ess v s User Acceptence 2,0 1,5 1,0 ,5 0,0 -,5 -1,0 -1,5 -2,0 ACC Us e ful Pl l v ea sant s Us el G ood v v es s Ni ce s B a v d s A eas a E ffe n ctiv noy Li e keabl vs ing As e Su si per st vs I fl rri De tat sir i able s W Ra ort isi vs h n le g ale rt ne ir ss vs

Teknologi for et bedre samfunn

Avansert frontlysregulering - AFS

• To ulike simulatorstudier • Indikatorer: Fart, sideplassering, rattbevegelser • Første rapporterte atferdsstudie av AFS på verdensbasis • Farten med AFS utenfor tettbygd strøk var ikke høyere enn uten AFS • Farten i tettbygd strøk gikk ned med 1 – 3 km/t, trolig fordi fotgjengere og hindringer oppdages raskere.

Teknologi for et bedre samfunn

Automatisk avstandskontroll – ACC

Virkemåte:

Innstilling av både fartsvalg og avstand til forankjørende • • •

Metoder:

Dybdeintervju og kjøring (12 personer) Spørreundersøkelse (51 av 260 pers.) Simulatorstudier: Indikatorer: Fart, avstand, pedalbruk • • • •

Konklusjoner:

Reduksjon av høye hastigheter – viktig Positiv holdning fra brukerne Noe negativt: ”kjører litt fortere”, ”sløvende”, ”overraskende hendelser” Ingen indikasjoner på hvordan ulykkestallene påvirkes

Teknologi for et bedre samfunn

Learning Phase

1.First encounter 2. Learning 3. Trust 4. Adjustment 5.Readjustment

 

Karakteristika for fem læringsfaser i føreres atferdstilpasning til ADAS Level   of   experience

Tabula rasa Novice Relatively experienced Experienced Expert

Behaviour ‐

Exploratory

‐

Unstable Unstable Relativley stable Stable Very stable

Duration Scenario experience

Limited

Typical learning Typical problems

First   day <   50km 1 ‐ 6   hours Interface use HMI related

‐

Distraction

‐

Distrust 3 ‐ 4   weeks <   1000km 10  ‐ 40   hours 1 6 ‐ ‐ >1 6 12     months   months – 2   years   Most   urban,   rural   road/traffic    conditions   including   day/night   driving Most   urban,   rural   road   types   including   day/night   driving   and   many   weather   conditions All   urban   rural   road   types   most   summer   winter   conditions All   relevant   road   traffic   conditions Controllability

‐

Trust

‐

Shift of locus of control

‐

Functional limitations

‐

Malfunction

‐

Rarely   occurring   hazard   events

‐

System   limitations   & Malfunction

‐

HMI related distraction

‐

System limitations

‐

Passive monitoring

‐

Overreliance

‐

Drowsiness Resentment

‐

Mistrust

‐

Resentment

‐

Loss   of   manual   control   skills

Teknologi for et bedre samfunn

Trender

Teknologi for et bedre samfunn

30

Nye sensorer

……

bilen kan ”se”

Source: Delphi

Teknologi for et bedre samfunn

31

Sensor fusion bilen kan ”se” enda mer

… Source: Dephi

Teknologi for et bedre samfunn

32

Dynamisk Navigasjon

……

Bilen ser alt

Source: Vision Zero

Teknologi for et bedre samfunn

33

Hva har vi lært, hva vet vi?

• •

Metodeutvikling:

Forsøk i

kjøresimulator

derfor spesielt viktig er en viktig innfallsport til studier av atferd ISA, ACC og AFS: Lite statistikkdata om ulykker. Metoder for å studere

atferd

er •

Virkninger:

Førerstøttesystemer vil bidra til – – – –

stadig færre ulykker:

Antiskrens, ESC: Godt dokumentert Fartstilpasser, ISA: Sterke indikasjoner Avanserte frontlys, AFS: Gode indikasjoner Aut. avstandskontroll, ACC: Svært usikkert foreløpig • Systemene

forbedrer måten vi kjører på

– dette senker risikoen, både for fører/passasjerer, og for fotgjengere, syklister og andre

Teknologi for et bedre samfunn

Trafikkfarlig atferd kan takles med ITS

Høyrisikogrupper : ungdom, eldre, rus, innvandrere)

•

Begrense tilgang til bil:

–

Alkolås … Ruslås, … Kjøre-hviletid m.m

•

Sikre deg ……

–

Påminner om bruk av bilbelte, varsel om skjev last, varme bremser, lavt dekktrykk m.m

•

Assistere deg ved normal kjøring,

– Fart, astand, mørke (ISA, ACC, AFS ) m.m. • •

Varsel ved farlige kjøreforhold og farlig atferd

–

Trøtthetsdvarlser, Vinglevarsler, Blindsonevarsel, , Glatt veg m.m

. Se hindringer i tåke, mørke snødrev •

Ved korreksjon av atferd i kritiske situasjoner

– Kjørefeltstøtte/holder, Antispinn m.m

• •

Ved å ta kontroll når situasjonen og føreren er ute av kontroll

– Nødbremseassistanse, Antisladd, Anti-rollover,

Teknologi for et bedre samfunn

35

Evne til å se potensiell fare (risikopersepsjon)

Teknologi for et bedre samfunn

Evne til å pumpebremse

…

.

Evne til å ta inn en skrens

Teknologi for et bedre samfunn

ITS om barierre

Teknologi for et bedre samfunn

Hva vet vi for lite om?

• • • • •

Mange andre og nye systemer på trappene:

Automatisk varsling av passering av midtlinje Automatisk avlesning av fartsgrenseskilt Sensorer som ser fotgjengere og bremser Tretthetssensorer.

Samvirkende system Hvordan skal vi sikre

god nok opplæring

i virkemåte og begrensninger? Klart behov for dette.

Hva blir virkningene av en slik økende ”robothjelp” i bilen?

Og, - hva med

mennesket

i hele dette bildet, …… ..frihet … .kjøreglede?

Teknologi for et bedre samfunn

Hvilken frihet skal mennsekt ha som fører?

Beslutningstøtte eller atferdsstyrende ?

•

Utviklingen på sikt går mot system der føreren har

mindre mulighet

• • •

til å kontrollere kjøretøyet

Fra kjørefeltvarsel til kjørefeltstøtte Fra kollisjonsvarsel til antikollisjon Fra selvstyrt til overvåker til autonom

Teknologi for et bedre samfunn

Evne til å holde oss våken mens vi kjører

Teknologi for et bedre samfunn

Evne til å se i mørke

Teknologi for et bedre samfunn

42

Kan vi basere oss på frivillighet?

• Utfordringen er å designe system som brukes av ungdom over tid

Et system som ikke aksepteres brukes ikke Et system som ikke brukes har ingen sikkerhetseffekt!

Teknologi for et bedre samfunn

Aktører og roller: Hvem gjør hva for å komme dit?

• Det er en rekke slike teknologier som kan hindre eller redusere konsekvensen av

typiske ungdomsulykker

– Ruslås – – – – – Trøtthets varslende biler (avsovningsulykker, uoppmerksomhet) Biler som hindrer skrens (eneulykker, møteulykker) Biler som hindrer fartsovertredelse (en rekke ulykkestyper) Selvbremsende biler (påkjøring bakfra, kryssullykker) Biler som holder deg i kjørefeltet (utforkjøring, møte, feltskifte) • Nå er slik teknologi også under utprøving/utvikling for MC.

Teknologi for et bedre samfunn

Langsiktig strategi

– Kombinasjon av tiltak – Tradisjonelle og utradisjonelle • Gå gradvis fram med reguleringer på området – – – Den langsiktige strategien i forhold til røyking med gradvis sterkere regulering er en modell som kan fungere også på den trafikale arena. FOU på førerstøtte som aksepteres av ungdom FOU på førerstøtte som leser føreren • • • Differensiering Ikke alle ungdommer driver med risikoatferd i trafikken. Poenget er ikke å stigmatisere en hel gruppe, men få bukt med et alvorlig problem som rammer mange ungdommer og uskyldig tredjepart

.

Teknologi for et bedre samfunn

Konklusjoner

• •

Bruk av ITS har et betydelig sikkerhetspotensiale

.....

–

Intelligente transportsystemer kompenserer for mennesklige feil, svekkelser, manglende oppmerksomhet og ukritisk atferd m.m

For å ta ut nyttepotensialet er det nødvendig med radikale tiltak som går på bekostning av frihet

–

For noen er framtiden førerløs for andre ulik grad av førerstøtte

Teknologi for et bedre samfunn

46

E - transport ”On demand”

Order a driverless vehicle by cellphone/PDA

Trials Antibes 2004

For noen kan framtiden være førerløs for andre varierende grad av førerstøtte

Teknologi for et bedre samfunn

10/10/2011 47 47

Takk for oppmerksomheten

Handbook of Intelligent Vehicles, Springer Nov. 2011 [email protected]

Teknologi for et bedre samfunn