Funkce asistenčního systému držení jízdního pruhu v pracovních místech na pozemních komunikacích

• Foto

Jak velká je oblast nehodovosti na pozemních komunikacích, do které by měl zkoumaný asistenční systém držení jízdního pruhu zasáhnout, je možné ukázat pomocí několika dostupných statistických údajů. Ze statistik nehodovosti na pozemních komunikacích [1] vyplývá, že se v ČR počet nehod a jejich následky daří snižovat. V loňském roce byl však zaznamenán nárůst o cca 6 000 nehod. Důležité ale je, že následky nehod se dále zmírňují. Statistika celkového počtu dopravních nehod za poslední 4 roky je uvedena v tabulce 1.

Tabulka 1 – Počet dopravních nehod a jejich následky v ČR v období 2009 – 2012

Systém držení jízdního pruhu by měl hlavně pomáhat řidiči v případě mikrospánku, krátkodobého oslnění nebo jiného typu indispozice či nepozornosti. Ve statistikách nalezneme tabulky nejčastějších a nejtragičtějších typů nehod (tabulka 2).

Tabulka 2 – Nejčastější příčiny dopravních nehod na pozemních komunikacích v ČR v roce 2012

Z tabulky je zřejmé, že s velkým náskokem je nečastější příčinou nehod nevěnování pozornosti řízení. Tato příčina je dlouhodobě nejvážnější. Podobně vypadají statistiky nejtragičtějších příčin dopravních nehod. Pro rok 2012 je statistika uvedena va tabulce 3. 

Tabulka 3 – Nejtragičtější příčiny dopravních nehod na pozemních komunikacích v ČR v roce 2012

S ohledem na zaměření systému je třeba poukázat hlavně na příčiny vjetí do protisměru a nevěnování se řízení vozidla. Je otázkou, podle jakého klíče jsou jednotlivé nehody do kategorií řazeny, protože vjetí do protisměru může (i nemusí) s nevěnováním pozornosti řízení souviset.

Z uvedených čísel je možné vyvodit závěry, že zavedení systému pro varování před opuštěním jízdního pruhu nebo pro jeho držení může odvrátit vznik mnoha nehod. Bohužel z policejních statistik není možné určit, jaké jsou přesně příčiny vjetí do protisměru, případně z jakých příčin se řidič nevěnoval řízení. Není tedy s jistotou možné určit, kolik nehod by systém ovlivnil, v kolika případech by dokázal nehodě zabránit.

ZÁKLADNÍ FUNKCE SYSTÉMU
Systémy, označované například jako Lane Departure System, případně Lane Assist či Lane Keeping Assist, varují řidiče před nechtěným opuštěním jízdního pruhu nebo také mohou po určitou dobu samy jízdní pruh udržovat, pokud řidič neprovádí zásahy pro vyrovnání do správného směru. Systém má varovat řidiče, případně řídit, pokud začne opouštět jízdní pruh a nemá aktivovánu signalizaci změny směru jízdy.

Primárně jsou tyto systémy určeny k použití na komunikacích dálničního typu a dobře značených komunikacích 1. třídy. Systém sleduje vodorovné značení na komunikaci a funguje v případě, že linie značení rozezná (bez ohledu na to zda je noc nebo den) a v případě, že rychlost vozidla přesahuje určitou hodnotu. Systém za splnění výše uvedených podmínek funguje pochopitelně i na komunikacích nižších tříd. Řidič může systém kdykoliv zapnout a vypnout, o zapnutí a o aktivaci systému ho informuje příslušná signalizace.

Lane Assist
Zkoumaný systém začala pod názvem Lane Assist používat značka Škoda ve třetí generaci vozu Octavia. Základem systému je černobílá multifunkční kamera, umístěná v modulu vnitřního zpětného zrcátka. Jak název napovídá, kamera není určena pouze pro jeden systém. Může se stát základem i pro další bezpečnostní a asistenční systémy, například pro rozpoznávání značek.

Systém má dvě základní funkce, mezi kterými je možné přepínat. První funkce je taková, že systém zasáhne v případě, kdy se vůz přiblíží k čáře dopravního značení. Druhá možnost je adaptivní vedení v jízdním pruhu, kdy je dopravní značení hlídáno neustále a automobil je veden v jízdním pruhu v dané vzdálenosti od krajní a středové čáry. V tomto případě se systém dokáže rychle naučit stopu, kterou řidič zvolí a může tedy dráhu udržovat blíže k jedné z čar.

Aktivování zapnutého systému nastane při rychlosti 65 km/h a vyšší, deaktivace nastává při rychlosti 60 km/h a menší. Pokud je systém aktivní, ale nejsou splněny podmínky funkce, svítí na palubních přístrojích žlutá kontrolka. Aktivní systém je pak signalizován kontrolkou zelenou. Funkce systému je možné zobrazovat na displej integrovaný v přístrojové desce.

Lane Assist sleduje na komunikaci pole ve vzdálenosti 30 – 60 m před vozidlem. Funkce systému je nastavena tak, aby uměl sám vést vozidlo po dobu 10 s. Pokud řidič během této doby zasáhne do řízení, pak se tento limit průběžně obnovuje. Pokud systém rozpozná, že sám vede vozidlo po dobu delší, zazní zvukové varování a na displeji sdruženého přístroje se objeví grafika s upozorněním pro převzetí řízení. Poté se systém deaktivuje. Varovný zvuk vycházející z přístrojové desky dosahuje maximální hlasitosti 80 dB (ve vzdálenosti 20 cm). V závislosti na rychlosti jízdy se hlasitost dále upravuje.

Pro systém je platné omezení, že je funkční pouze do bočního zrychlení 2 m.s^–2. Tomuto zrychlení vždy odpovídá nějaká kombinace rychlosti a směrového oblouku, který je schopen systém regulovat a projet. Pomocí vzorce pro dostředivé zrychlení

α_d = v² / r

je možné si odvodit, jaké jsou minimální poloměry vhodného směrového oblouku pro různé rychlosti. Například pro rychlost 100 km/h je minimální poloměr směrového oblouku pro funkci systému 386 m. Pro rychlost 65 km/h vychází poloměr oblouku 163 m a například pro 150 km/h je poloměr 868 m. Vliv má ovšem i příčný sklon vozovky.

Pracovní místa na pozemních komunikacích
Systém také umí rozpoznat žluté a bílé vodorovné dopravní značení. Díky tomu umožňuje vedení automobilu i v pracovních místech. Právě tato schopnost byla podrobena testům během jízdy po dálnici D1 (dostatek příležitostí k testování). Dálnice v současné době prochází rozsáhlou modernizací, a počet dopravních omezení je velký. Na dálnici D1 jsme měli možnost provést testy pouze dopoledne, kdy byl provoz slabý a dovolil zkoušet nájezdy do stavebních zón a jízdu v nich rychlostí vyšší než 65 km/h. V odpoledních hodinách byl již na dálnici problém s kolonami a testy nebylo možno provádět. V pracovních místech byly prověřeny následující body:

• Rozeznání bílého a přechodného žlutého značení
  • správné vedení vozidla
• Regulování nájezdu do pracovního místa v dovolené rychlosti
• Dostatečnost vodorovného dopravního značení v pracovních místech
• Ovlivnění systému mokrou vozovkou, případně odrazem slunce (oslňování)

Během zkušebních jízd se potvrdilo, že systém umí žluté a bílé značení rozlišit bez problémů. I v místech, kde bylo více čar, než jen jedna bílá a jedna žlutá, systém nezaváhal a vedl vůz ve správném jízdním pruhu a při přiblížení k žluté čáře se snažil rovnat dráhu do správného směru. Pro ilustraci je uvedeno několik záběrů z průjezdů (reálné záběry černobílé kamery systému). Ve všech zobrazených případech bylo správné žluté značení systémem rozpoznáno.

Obecně je možné říct, že značení při průjezdech stavebních zóny bylo dostatečné pro funkci systému. Pouze krátké úseky, kde bylo značení hodně opotřebované, poškozené nebo velmi nedbale (nakřivo) umístěné, systém zmátly a na chvíli deaktivovaly.

Dalším bodem, na který jsme se zaměřili, byla schopnost systému Lane Assist regulovat nájezdy do pracovního místa při maximální dovolené rychlosti (na dálnici obvykle 80 km/h). Z popisu systému vychází, že směrové oblouky v nájezdu do stavební zóny by při dovolené rychlosti 80 km/h měly pro správnou funkci systému mít poloměr alespoň 247 m. Z důvodu bezpečnosti nebyla možnost poloměry reálně změřit, mohli jsme ale uskutečnit několik nájezdů a vyzkoušet reálné chování systému. Problémem je bohužel opakovatelnost testů, protože před pracovními místy se tvořily kolony, které zásadně ovlivňovaly vstupní parametry testu.

První série najetí do pracovních míst byla provedena v rychlosti o něco vyšší, než byla maximální dovolená rychlost (testovací vozidlo sledovalo rychlost okolních vozidel, cca 100 km/h). Testovací vozidlo jelo v levém jízdním pruhu, kde změnu pruhu směru v nájezdu určovala středová podélná čára souvislá žluté barvy a vlevo pouze směrovací desky se světly. Během nájezdu musel operátor zasáhnout do řízení , protože systém při rychlosti cca 100 km/h nestačil zareagovat na žluté značení, které náhle a prudce uhýbalo do strany. V tomto případě by bylo vhodné napojovat přechodné vodorovné značení na stávající pozvolněji a doplnit přechodné vodorovné značení i u výstražných světel.

Druhé nájezdy jsme provedli již s tempomatem nastavenou rychlostí 80 km/h. Opět testovací vozidlo jelo v levém jízdním pruhu za podobných podmínek, jako v předešlém případě. K nájezdu do pracovního místa došlo v levém směrovém oblouku o velkém poloměru. Ani v tomto případě systém na změnu vodorovného značení nereagoval správně a směr musel korigovat řidič.

Třetí uvedený příklad nájezdu probíhal v pravém jízdním pruhu opět při tempomatem nastavené rychlosti 80 km/h. Změna byla v tomto případě vyznačena jak středovou podélnou čárou souvislou žluté barvy, tak stejně barevnou vodící čárou. V tomto případě proběhl nájezd bez problémů a systém změnu značení zaznamenal a automobil správně bez zásahu směroval do jízdního pruhu vyznačeného přechodným značením.

Při testech bylo lepší najíždět do stavební zóny v pravém jízdním pruhu. V levém jízdním pruhu jsme s nájezdem do pracovních míst neuspěli. Navrhované opatření, tzn. přidání levé vodící souvislé žluté čáry (k výstražným světlům) jsme nemohli bez předchozí dohody se správcem komunikace ověřit. Určitě by ale bylo vhodné přizpůsobit nájezdy do stavebních zón tak, aby poloměry směrových oblouků odpovídaly potřebným poloměrům pro funkci systému při dané rychlosti, a aby změna vedení podélných souvislých čar neprobíhala lomem, ale více plynule. Na následujícím horním obrázku je pro doplnění zaznamenán takový lom ve vedení žluté čáry. Na druhém obrázku je pro porovnání přechod značení z úspěšného najetí do stavební zóny bez držení volantu.

Na základě těchto zkušeností i na základě konzultací s výrobcem systému bychom doporučovali informovat řidiče o tom, že systém nemusí být při průjezdu pracovními místy plně funkční. Správce komunikace je nutné upozornit na nové technologie v moderních vozidlech a požadovat změny ve způsobu značení pracovní místa na pozemních komunikacích tak, aby nové systémy ve vozidlech byly schopny řádné funkce a mohly na změny ve vedení jízdních pruhů reagovat. Elektronickým systémům v automobilech patří budoucnost, ale bez synergie s dopravní cestou by byl jejich vývoj zbytečný. Provedení pracovních míst na pozemních komunikacích řeší Zásady pro označování pracovních míst na pozemních komunikacích (TP 66) [3]. V nich bohužel není uvedeno, jaký poloměr mají mít oblouky v nájezdu do pracovních míst. Doporučovali bychom upravit technické podmínky tak, aby tyto poloměry byly jasně definovány.

Každopádně je stále na řidiči, aby pozorně sledoval dopravní značení, které na blížící se pracovní místo upozorňuje a aby nájezd prováděl sám se zvýšenou pozorností!

Při průjezdu stavebními zónami na D1 jsme také sledovali vliv počasí na funkci. Výsledky pozorování by se obecně daly použít i na chování systému mimo stavební zóny v běžném režimu, protože jsme v chování vůči bílým nebo žlutým čárám vodorovného značení nepozorovali rozdíl. V době průjezdů byla na několika místech vlhká vozovka a ranní slunce se ve vozovce často silně odráželo. Při jízdě jsme zjistili, že systém často „vidí“ značení lépe, než řidič. V určitých místech byl ale již jas příliš velký a systém značení už nerozeznal. Na následujícím obrázku je ilustrační snímek jednoho z míst, kde systém značení rozpoznal.

A na dalším obrázku je případ, kdy systém již značení přes odlesky slunce a kvůli opotřebení nerozpoznal (přestože slunce se ve vozovce právě příliš neodráželo, ale svou roli hrála i vlhká vozovka).

K viditelnosti značení ještě jedna poznámka. Přestože jsme při testech narazili na dálnicích nebo rychlostních komunikacích na místa, kde značení bylo již velmi opotřebované, systém i v takových místech zbytky vodorovného dopravního značení správně rozeznával. Setkávali jsme se však i s místy, kde již systém ani za klimaticky příznivých podmínek značení nerozeznal. Jako ukázku uvádíme obrázek z místa na rychlostní komunikaci R10 poblíž Brandýsa nad Labem, kde měl systém chvílemi problémy značení rozpoznat. V tomto případě byla dostatečná viditelnost krajní vodící čáry, podle které systém vozidlo mohl vést a zabránit vyjetí do svodidel ve středovém pásu, ale nebyl schopen rozpoznat dělící čáru mezi jízdními pruhy.

Po provedení testů vidíme systémy pro držení jízdního pruhu jako dobrého pomocníka pro méně zkušené řidiče, kteří by systém určitě ocenili při řízení vozidla ve stísněných poměrech. Pro správnou funkci systému Lane Assist je ale potřeba přizpůsobit a udržovat vodorovné dopravní značení. Pokud je značení provedeno správně, pak nemá systém potíže s rozeznáním bílých a žlutých čar a s vedením vozidla podle přechodného vodorovného značení. Méně zkušení řidiči tak mohou v pracovním místě (pokud je to povoleno) předjíždět pomaleji jedoucí vozidla (např. kamiony) a využít systém, který hlídá odstupy od bočních čar. Co se týká nájezdů do pracovních míst, je nutné, aby bylo značení v nájezdu provedeno plynule, bez zlomů. Dále bychom doporučili přidávat i souvislé podélné žluté čáry před směrové desky (Z4) se světelnou signalizací.

LITERATURA:
[1] Přehled nehodovosti v silničním provozu na území ČR za roky 2007 až 2012, Publikaci vydalo Ředitelství služby dopravní policie Policejního prezídia České republiky, Praha
[2] Interní materiály Škoda Auto, a.s.
[3] Centrum dopravního výzkumu: Zásady pro označování pracovních míst na pozemních komunikacích- Technické podmínky TP 66. Brno: Centrum dopravního výzkumu,2003. ISBN: 80-86502-08-2
[4] Šachl, J. - Mičunek, T. - Frydrýn, M.: Limity úhlu havarijního výjezdu vozidla z pozemní komunikace. Soudní inženýrství. 2010, roč. 21, č. 2, s. 59-64. ISSN 1211-443X.
[5] http://www.skoda-auto.cz

Lane Keep Assistant Function in Work Areas on Ground Communications
The article describes the systems for traffic lane keeping and their relation to the infrastructure. For the right function of the new electronic systems, the well made and visible traffic marking is needed. The main part of the article describes the research made in road working zones. The system for lane keeping works well there, but some improvements are necessary to make driving with this system through working zones safer.

Autoři

• Ing. Schmidt Drahomír Ph.D.
• Ing. Dvořák Jakub