Bài viết này trình bày phân tích xung đột giao thông và giới thiệu thiết bị chỉ báo mới nhằm phát triển hệ thống an toàn giao thông được hỗ trợ ITS trong môi trường giao thông đông đúc với mật độ cao. Phân tích xung đột được thực hiện với một Hệ thống Theo dõi Phương tiện giao thông sử dụng máy quay VCR kỹ thuật số.
Trang 184 Trung t©m §µo t¹o vµ Th«ng tin
SỬ DỤNG HỆ THỐNG THEO DÕI PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG BẰNG MÁY QUAY VCR KỸ THUẬT SỐ VÀ THIẾT BỊ CHỈ BÁO XUNG ĐỘT MỚI ĐỂ PHÂN TÍCH XUNG ĐỘT GIAO THÔNG TRONG MÔI
TRƯỜNG GIAO THÔNG MẬT ĐỘ CAO
TS Đào Huy Hoàng Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
Tóm tắt:
Bài viết này trình bày phân tích xung đột giao thông và giới thiệu thiết bị chỉ báo mới nhằm phát triển hệ thống an toàn giao thông được hỗ trợ ITS trong môi trường giao thông đông đúc với mật độ cao Phân tích xung đột được thực hiện với một Hệ thống Theo dõi Phương tiện giao thông sử dụng máy quay VCR kỹ thuật số Trước tiên, sau khi xem xét các công trình phân tích xung đột giao thông trước đó, điều cơ bản của việc phân tích xung đột giao thông được nêu là sử dụng các khái niệm may rủi và mạo hiểm để liên kết xung đột giao thông với các tai nạn giao thông Thứ hai, các thiết bị chỉ báo va chạm giao thông thông thường như TTC, TTC tương đối, PET, v.v đã được thử nghiệm Các đặc điểm của các thiết bị chỉ báo xung đột này đã được phân tích trao đổi Dựa trên các phân tích này này, các yêu cầu về thiết bị chỉ báo xung đột mong muốn thực sự phù hợp và có hiệu quả để báo động cho các lái xe khi tham gia giao thông đông đúc đã được trình bày cho hệ thống an toàn được hỗ trợ ITS Thiết bị chỉ báo được biết đến là thiết bị chỉ báo xung đột mới đối với môi trường giao thông đông đúc đã được đề xuất và chứng minh với một xung đột giao thông thực sự
I TỔNG QUAN
Rất nhiều va chạm thường xuyên xảy ra tại
các đoạn đường nhấp nhô tách/ nhập Khi sử
dụng các tiến bộ của công nghệ thông tin, hệ
thống an toàn giao thông được hỗ trợ ITS bao
gồm hệ thống giao tiếp giữa phương tiện -
phương tiện và/ hoặc phương tiện – đường ôtô
là giải pháp tiềm năng cho an toàn giao thông
Để tránh các TNGTgiữa các phương tiện lưu
thông tại các khu vực này, hệ thống sử dụng thiết
bị ITS giúp dự đoán các va chạm một cách chính
xác và nhanh chóng cảnh báo các lái xe Khi
công nghệ ITS cho phép sự giao tiếp giữa
phương tiện – đường ôtô và phương tiện –
phương tiện vì sự an toàn, tuy nhiên, thông tin
cơ bản giúp củng cố sự an toàn giao thông ví dụ
như hệ thống báo động là xác định số lượng các
vụ xung đột và dự đoán nhanh Do đó, việc phát
triển thiết bị chỉ báo xung đột hiệu quả và phù
hợp là rất quan trọng Để tìm ra một thiết bị chỉ
báo xung đột phù hợp, đã tiến hành xác định số
lượng rất nhiều vụ va chạm giao thông sử dụng
các thiết bị chỉ báo xung đột thông thường và các
thiết bị chỉ báo được cải tiến
Để nghiên cứu chính xác các thiết bị chỉ báo
xung đột, đã phát triển Hệ thống Theo dõi
Phương tiện giao thông sử dụng máy quay VCR
kỹ thuật số để phân loại các xung đột và nghiên
cứu đặc tính của các thiết bị chỉ báo và tính hữu
hiệu của số lượng các vụ nguy hiểm thực tế có
sử dụng các thiết bị chỉ báo, như thiết bị chỉ báo
TTC của Hayward (1972) và thiết bị chỉ báo PET
của Allen et al (1978) bao gồm các thiết bị chỉ
báo của Wakabayashi and Renge, 2002 Kết
luận của nghiên cứu này chỉ ra rằng các xung đột
có thể được nhận biết một cách chính xác khi sử dụng thiết bị chỉ báo TTC và/ hoặc PET, tuy nhiên, vẫn tồn tại nhiều xung đột giao thông nguy hiểm rất khó nhận biết được khi dùng các thiết bị chỉ báo đó, và vì thế yêu cầu cần có các thiết bị chỉ báo phù hợp cho các va chạm nguy hiểm như vậy Bài viết này trình bày việc phân tích xung đột giao thông và giới thiệu thiết bị chỉ báo xung đột mới nhằm phát triển hệ thống an toàn giao thông được hỗ trợ ITS trong môi trường giao thông đông đúc với mật độ cao Chỉ
ra các ưu điểm và nhược điểm của các thiết bị chỉ báo thông thường và trình bày yêu cầu cần
có thiết bị chỉ báo xung đột giao thông thích ứng với các tình huống giao thông đông đúc hơn Đồng thời giới thiệu thiết bị chỉ báo mới PTTC và thí nghiệm một vài ví dụ các trường hợp ứng dụng thiết bị này
II NỘI DUNG
1 Phân tích xung đột và đánh giá các vấn
đề liên quan
Nghiên cứu về phân loại các cuộc xung đột giao thông và các ứng dụng ITS được xem xét Older & Spicer (1976) đã đề xuất phân loại xung đột Đây là một phân loại hữu ích cho việc phân tích xung đột giao thông Tuy nhiên, đó là sự phân loại chủ quan, và họ không đưa ra các chỉ
số khách quan Đối với các chỉ số khách quan cổ điển, thiết bị chỉ báo Thời gian tính toán va chạm TTC, thiết bị chỉ báo PET, vv được trích dẫn TTC là một trong những thiết bị chỉ báo để tính toán Thời gian va chạm, được đề xuất bởi Hayward (1972) Ông đã sử dụng hệ thống
Trang 2Trung t©m §µo t¹o vµ Th«ng tin 85 truyền hình phim ảnh để phân tích các nút giao
thông (với ký hiệu) ở trung tâm của Washington
DC khi gặp tai nạn bất ngờ Lúc đầu ông đề xuất
thiết bị chỉ báo TMTC (Đo thời gian va chạm),
sau này thường được sử dụng như là TTC (Thời
gian tính toán va chạm) thiết bị chỉ báo này xác
định đo thời gian tính bằng giây, nếu hai xe đi
cùng một tốc độ và góc độ giống nhau mà không
có bất kỳ thao tác tránh va chạm Giá trị tối đa là
vô hạn và giá trị tối thiểu là 0 giây (va chạm)
Chỉ lượng thời gian PET là thiết bị chỉ báo
đo lường các sự vụ xảy ra tai nạn (được gọi là
Thời điểm xảy ra), theo định nghĩa của Allen et
al (1978) Địa điểm nơi mà phương tiện xe thứ
nhất dừng đến tại thời điểm được xác định có
khả năng xảy ra tai nạn ngay điểm này, qua đó,
thiết bị chỉ báo này được xác định là khoảng thời
gian tại thời điểm phương tiện thứ nhất dừng đến
cho đến khoảng thời gian mà phương tiện xe thứ
hai đến cùng thời điểm nơi xảy ra tai nạn Allen
et al sử dụng máy ảnh video analog tại nút giao
thông ở thành phố Toronto để nghiên cứu sự lưu
thông đi thẳng va chạm với lưu thông rẽ sang
trái Họ cũng đưa ra năm thiết bị chỉ báo ngoài
thiết bị chỉ báo PET và phân tích độ tin cậy, tính
hợp lệ của các chỉ số xung đột Theo các tiêu
chuẩn đánh giá, quan hệ với các sự kiện tai nạn,
mối quan hệ với các chỉ số xung đột khác, sự
trùng hợp vào nhiều ngày khác nhau, và mối
quan hệ với kỹ thuật xung đột bằng cách sử
dụng phanh đã được sử dụng Cuối cùng, thiết bị
chỉ báo PET được đề xuất là thiết bị chỉ báo tốt
nhất cho xung đột giao thông vì là thiết bị chỉ báo
thu thập thông tin xung đột dễ dàng và có tính
khả thi được đánh giá cao
Motoda năm 1992 xem xét lại các nghiên
cứu về kỹ thuật xung đột, và trình bày trong
nghiên cứu rằng các thiết bị chỉ báo định lượng
được hầu như không áp dụng được trong lĩnh
vực này và không thực tế vì mất nhiều thời gian
cũng như có rất nhiều việc để phân tích, ngay cả
mặc dù chúng đã được định lượng Vì lý do này,
trên thực tế mô hình phân tích xung đột có hạn
chế Vì vậy, đặc tính của thiết bị chỉ báo TTC và
thiết bị chỉ báo PET đến nay chưa được biết đến
và ứng dụng của chúng với tình hình tắc nghẽn
giao thông ngày nay vẫn chưa được nghiên cứu
Tuy nhiên, do sử dụng thiết bị quay video kỹ
thuật số và hình ảnh xử lý được cải thiện, áp
dụng hệ thống phân tích chi phí thấp nên một số
kết luận nghiên cứu đã được công bố
Uno và Iida et al (2002) đã phát triển một
phương pháp để phân tích hành vi tách tại đoạn
đường nhấp nhô sử dụng máy quay kỹ thuật số
và tự đề xuất thiết bị chỉ báo TTC và thiết bị chỉ
báo PICUD (Chỉ báo khả năng va chạm khi giảm
tốc đột ngột) Các chỉ số PICUD miêu tả vị trí
tương đối về khoảng cách của chiếc xe đi trước
và chiếc xe sau khi cả hai dừng xe, c
tốc đột ngột Tương tự, Ikegami, Yamanaka, et
al (2000) phát triển một hệ thống phân tích video tương tự để thiết lập hệ thống an toàn giao thông được hỗ trợ ITS tại điểm giao cắt nhỏ mà không
có đèn báo và biển báo tốc độ (giảm tốc độ) của phương tiện tham gia đi vào điểm giao nhau bằng cách đo tốc độ của chúng, sau đó đề xuất
mô hình dự báo khoảng cách dừng an toàn Akahane (2001) và Asano và Akahane (2001) phát triển hệ thống phân tích để nắm bắt dấu hiệu chiếc xe với khoảng cách tương đối dài bằng đồng bộ hóa các hình ảnh từ máy ảnh video ở nhiều vị trí riêng biệt
Ngoài ra, Wakabayashi và Kojima (1999) đã phát triển một hệ thống phân tích giao thông sử dụng máy quay video và phân tích thay đổi tốc
độ của giao thông khi lưu chuyển sang bên trái tại nút giao thông và khả năng thực hiện biển báo riêng cho người đi bộ và xe cộ Đối với các thiết
bị chỉ báo xung đột giao thông, nghiên cứu đề cập ở trên bởi Uno và Iida et al (2002) đã được công nhận Tuy nhiên, vì hệ thống theo dõi phương tiện giao thông hiện được phân tích trong một hướng, nên việc mở rộng nghiên cứu hai chiều sẽ là một vấn đề trong tương lai Sử dụng phương pháp Wakabayashi & Renge phát triển, hoạt động hệ thống theo dõi phương tiện giao thông được nắm bắt hai chiều một cách chính xác Bằng cách áp dụng phương pháp này với các điểm đen và thiết bị chỉ báo TTC và / hoặc thiết bị chỉ báo PET, đã thực hiện nghiên cứu cơ bản để tính chỉ báo xung đột mà thích nghi với các tình huống thực tế giao thông tắc nghẽn (Wakabayashi & Renge, 2002)
Mục đích của nghiên cứu này là để phân tích các xung đột giao thông thực tế bằng cách sử dụng hệ thống theo dõi này Trong bài viết này, các Thiết bị chỉ báo xung đột giao thông như TTC
cổ điển, v.v Và chỉ số xung đột từ các yếu điểm của các chỉ số cổ điển mà được nhận biết thấu đáo, đều được tính toán, đặc điểm của từng Thiết bị chỉ báo được đưa ra thảo luận, và một số Thiết bị chỉ báo mới thích hợp trong các tình huống giao thông đông đúc được đề xuất
2 Nguy hiểm, rủi ro và tai nạn Ý nghĩa của phân tích xung đột giao thông
Phân tích xung đột là hoạt động quan sát các xung đột giao thông như các sản phẩm thay thế các tai nạn giao thông Như vậy, cần thiết có khái niệm liên kết giữa xung đột giao thông và tai
Trang 386 Trung t©m §µo t¹o vµ Th«ng tin nạn giao thông Trong nội dung này, xung đột
giao thông và TNGT có thể được hiểu theo khái
niệm về mối nguy hiểm và rủi ro
Theo khái niệm tâm lý học giao thông mới
nhất, nguy hiểm và rủi ro được định nghĩa như
sau: Brown và Groeger (1988) và Renge (1998)
đã mô tả rằng " Nguy hiểm " là một khái niệm
mang tính định tính (Điều kiện và đối tượng nào
gây ra tai nạn?) và “Rủi ro” là một khái niệm
mang tính định lượng về những khả năng gây ra
tai nạn (Những khả năng như thế nào dẫn đến
tai nạn)? Họ cũng cho rằng vì tình huống nhạy
cảm giữa các xe không thể luôn luôn được phân
loại là "rủi ro", do đó mối đe dọa trên môi trường
giao thông đông đúc được xem là “Mối đe dọa
tĩnh” và mối đe dọa giữa các xe là “Mối đe dọa
động” Họ cũng cho rằng cần thiết phải thận
trọng khi dùng từ “rủi ro”
Trong nghiên cứu của Wakabayashi, có một
cấu trúc thứ bậc trong khái niệm mối nguy hiểm
Ví dụ, trường hợp định tính mà chỉ rõ "đây là nơi
nguy hiểm" hoặc "chỗ này thường gây nguy
hiểm" ngay cả khi không có xe chạy được xem là
" nguy hiểm tĩnh" và trường hợp định lượng là xe
chạy ở địa điểm mà "có khả năng nguy hiểm xảy
ra" là " nguy hiểm động" Và khi xuất hiện các
yếu tố về khoảng cách, tốc độ và thay đổi hướng,
ví dụ, "khoảng cách giữa hai chiếc xe trở nên
gần hơn", "tăng nhanh tốc độ" hay "xe dừng đột
ngột với khoảng cách quá gần”, thì nguy hiểm
định tính sẽ trở thành rủi ro gây nguy hiểm mang
tính định lượng Do đó việc phân biệt giữa “nguy
hiểm động" " và “rủi ro" là rất khó Vì thế xem các
mối nguy hiểm "động" như là "rủi ro"
Do đó, tình trạng TNGT có thể được hiểu
theo hệ thống các cấp bậc của: Mối nguy hiểm,
rủi ro, và xảy ra tai nạn Nghĩa là, xung đột giao
thông mức độ nguy hiểm (điều này cho thấy rủi
ro: Các tình huống rất có khả năng xảy ra va
chạm) xảy ra ở một địa điểm có tình hình giao
thông có thể gây nguy hiểm, xung đột giao thông
như vậy sẽ xảy ra TNGTthực sự Vì vậy, rủi ro
tồn tại như khả năng xảy ra tai nạn, do đó tính
hiệu quả của các biện pháp tính toán đối phó với
TNGTcó thể được bàn bạc theo việc xác định số
lượng và chất lượng xung đột giao thông Theo
nghiên cứu sau này, yếu tố rủi ro là vấn đề quan
trọng để thiết kế các thiết bị chỉ báo xung đột
giao thông, các thiết bị mà có thể phản ánh "tình
huống thực sự nguy hiểm" Lúc này, có thể có
khả năng tránh được TNGTnhờ có hệ thống
cảnh báo tài xế đã xác định xung đột giao thông
lượng vượt quá trị số ban đầu Đây là khái niệm
về Hệ thống an toàn giao thông được hỗ trợ ITS
3 Thiết bị chỉ báo Xung đột Giao thông
thông thường
Thiết bị chỉ báo xung đột giao thông thông thường nghiên cứu bởi Hayward, Allen et al và các tác giả khác được giới thiệu sau đây Vị trí của các xe được xác định mỗi 0,2 giây với hệ thống phân tích máy quay
3.1 Thiết bị chỉ báo TTC
Như đã đề cập trong phần 2, chỉ số này là một chỉ số xác định Thời gian tính toán Va chạm, được đề xuất bởi Hayward (1972) Nó được định nghĩa là thời gian để va chạm tính bằng giây, nếu hai xe tiếp tục đi với cùng một tốc độ và góc độ như nhau mà không có bất kỳ thao tác tránh nào Giá trị tối đa là vô hạn và giá trị tối thiểu là 0 giây (va chạm) Trong nghiên cứu này, được gọi thiết
bị chỉ báo TTC
3.2 Thiết bị chỉ báo TTC tương đối (a-TTC indicator)
Thiết bị chỉ báo TTC có một số hạn chế sau: 1) Thậm chí nếu thời gian khác nhau giữa 2
xe là rất nhỏ, vd 0.1 giây, và tránh được va chạm thì thiết bị chỉ báo TTC lại tính như vô hạn 2) Nếu hai xe chạy song song rất gần nhau, thậm chí có thể thông báo cho nhau, và nếu góc cân xứng là bằng 0 (2 xe chạy hoàn toàn song song) hoặc rất nhỏ, thì thiết bị chỉ báo lại cho giá trị vô hạn hoặc rất lớn (biểu thị giá trị an toàn)
Để giải quyết 2 hạn chế trên, Thiết bị chỉ báo TTC tương đối được đề xuất đặt tên là chỉ báo a-TTC Cụ thể là, nếu khoảng cách giữa các xe
là nhỏ và góc lái ở hướng gần tiếp cận, chỉ số này để tính toán thời gian bằng giây và thực hiện cho đến khi khoảng cách trở thành số không
3.3 Thiết bị chỉ báo PET
Như đã đề cập đến ở phần 2, chỉ lượng thời gian PET là thiết bị chỉ báo đo lường các sự vụ xảy ra tai nạn (được gọi là Thời điểm xảy ra), theo định nghĩa của Allen et al (1978) Địa điểm nơi mà phương tiện xe thứ nhất dừng đến thời điểm được xác định có khả năng xảy ra tai nạn ngay điểm này, qua đó, thiết bị chỉ báo này được xác định là khoảng thời gian tại thời điểm phương tiện thứ nhất dừng cho đến khoảng thời gian mà phương tiện xe thứ hai đến cùng thời điểm nơi xảy ra tai nạn Với thiết bị chỉ báo TTC chính xác trong vấn đề này, nếu dấu hiệu cho rằng hai xe đang ngang qua và chúng không va chạm, thì thiết bị chỉ báo TTC không được tính Tuy nhiên, nếu thời gian khác nhau giữa 2 xe khi chúng qua giao lộ là rất nhỏ, thậm chí nếu không
va chạm, thì cái đáng xem xét ở đây là giá trị
“thoát khỏi va chạm – thoát nạn” Thời gian khác nhau này được tính bởi thiết bị chỉ báo PET Nhưng nếu thiết bị chỉ báo TTC có thể được tính, nghĩa là va chạm chứ không phải là “thoát khỏi
va chạm”, thì việc tính toán được dừng lại (trong
Trang 4Trung t©m §µo t¹o vµ Th«ng tin 87 trường hợp này, chỉ số “thoát khỏi va chạm”,
được tính như số âm cho thuận tiện)
3.4 Quy định khoảng cách mặt cắt ngang:
Khoảng cách giữa các gờ bên phải của
chiếc xe trái và gờ bên trái của chiếc xe bên
phải
3.5 Quy định khoảng cách chiều dọc:
Đồng nhất khoảng cách giữa hai xe nếu họ
đang lái xe trên cùng một làn đường
3.6 Khoảng cách hợp nhất (conflate):
Khoảng cách quy định ở mục 4.4 & 4.5 theo
thuật toán O-clit
4 Các vấn đề của các thiết bị chỉ báo
xung đột thông thường và các yêu cầu cho
các thiết bị chỉ báo xung đột giao thông mới
trong môi trường giao thông đông đúc
4.1 Khoảng cách mặt cắt ngang, khoảng
cách theo chiều dọc, khoảng cách hợp nhất
Wabayashi và Renge (2002) tính toán các
chỉ số này trong hầu hết các vụ xung đột va
chạm giao thông Đồ thị hiển thị sơ đồ của ba chỉ
số này cho mỗi 0,2 giây, nó cho thấy rằng thậm
chí khoảng cách tương đối được qua xử lý cũng
có thể tương ứng với các chỉ báo xung đột
4.2 Các yêu cầu cho các thiết bị chỉ báo
xung đột giao thông mới trong môi trường giao
thông đông đúc với mật độ cao
Tình huống xung đột quan sát bởi các
chuyên gia, nhiều xung đột nguy hiểm nghiêm
trọng được tìm thấy, ngay cả nếu nguy hiểm
không phải xác định bởi thiết bị chỉ báo TTC, v.v
(a) Tình huống xung đột mà thiết bị chỉ báo
TTC có thể tính được
(b) Tình huống xung đột mà thiết bị chỉ báo
TTC không thể tính được
Hình 1 Tình huống mà thiết bị chỉ báo mới nên
được phát triển
Hai trường hợp được nghiên cứu ở đây
thiết bị chỉ báo TTC được đánh giá có ý nghĩa
đáng kể và trường hợp khác thì không Trường
hợp của (a) trong hình 1 là một trường hợp có
hai xe chắc chắn va chạm nếu góc độ và tốc độ
của chúng không thay đổi Thết bị chỉ báo TTC
có thể chỉ ra rủi ro này Trường hợp (b) là trường
hợp hai chiếc xe đang chạy với khoảng cách
gần Mặc dù trong trường hợp này có thể xảy ra xung đột đặc biệt nghiêm trọng, chỉ báo TTC cũng vẫn cho thông số vô hạn (TTC cho rằng đây
là trường hợp an toàn), vì các xe không va chạm nếu chúng không thay đổi tốc độ và góc lái Tuy nhiên, chỉ báo PET tính toán được một cách rõ ràng đúng như tính năng của nó Theo Wabayashi and Renge (2002) đối với trường hợp (a), tất cả các chỉ báo TTC, TTC tương đối (a-TTC), & PET đều cho kết quả đáng ghi nhận Tuy vậy, cũng chỉ ra rằng có nhiều trường hợp mà chỉ báo TTC hoặc các chỉ báo khác đã không hoạt động hiệu quả thậm chí đó là trường hợp các chuyên gia đánh giá là xung đột nguy hiểm nghiêm trọng, khi sử dụng máy quay quan sát 24 giờ Vì vậy, cho rằng những trường hợp như vậy không thể được tính toán chỉ bằng các chỉ báo đơn giản, mà trong tương lai cần phát triển các thiết bị chỉ báo mới Sự phân loại mức
độ nghiêm trọng xung đột được đề xuất bởi Older & Spicer (1976) và sự phân loại này được các chuyên gia áp dụng sẽ được giới thiệu sau đây Phân loại xung đột giao thông theo ba trường hợp sau:
1) Xung đột nghiêm trọng: Nhanh chóng giảm tốc độ, thay đổi làn đường, hoặc dừng lại
để tránh va chạm dẫn đến tình huống thoát nạn (không có thời gian cho động tác kiểm soát ổn định)
2) Xung đột trung bình: Kiểm soát phanh hoặc thay đổi làn đường để tránh va chạm, nhưng với thời gian dư dật để kiểm soát thao tác 3) Xung đột nhẹ: Phanh phòng ngừa hoặc thay đổi làn đường (ví dụ, cho chiếc xe chờ để nhập vào đường giao nhau) hoặc dùng phanh phòng ngừa khác hoặc thay đổi làn đường khi có nguy cơ va chạm tối không đáng kể
Tuy nhiên, nhiều trường hợp không được chỉ báo TTC đánh giá là nguy hiểm Một số trong
số đó là các trường hợp được phân loại ở trường hợp (b) Cũng giống như những trường hợp này,
có nhiều trường hợp được quan sát thấy là nguy hiểm ngay cả khi họ được đánh giá là an toàn Ví
dụ, có thể tồn tại các trường hợp sau đây: (1) Tốc độ và góc lái của hai chiếc xe đang ở trong một tình huống dẫn đến va chạm Trường hợp (a)
(2) Hai xe đang chạy sát nhau trên cùng một làn đường Trường hợp (b)
(3) Hai xe đang chạy song song với khoảng cách mặt cắt ngang là rất ngắn
(4) Hai trường hợp (2) và (3) với xe đi lách qua
Theo nghiên cứu của Wakabayashi và Renge (2002) trog trường hợp (a) các thiết bị chỉ
Trang 588 Trung t©m §µo t¹o vµ Th«ng tin báo TTC, TTC tương đối (a-TTC), và PET được
đánh giá cao Tuy nhiên, có nhiều trường hợp
không được phân loại vào trường hợp (a) trong
phạm vi nhiều xung đột giao thông được nghiên
cứu Bài viết này tập trung vào việc phân tích các
xung đột giao thông và nghiên cứu này sẽ hỗ trợ
cho nghiên cứu về an toàn giao thông có hỗ trợ
ITS Ngoài ra, theo nghiên cứu an toàn giao
thông có hỗ trợ ITS, các chỉ báo xung đột là chỉ
báo cơ bản về định lượng Khi một cá nhân cảm
thấy "nguy hiểm" trước một sự kiện (xung đột),
sự phát triển của chỉ báo mà có thể định lượng
được cảm giác đó, thì đó là vấn đề trong tương
lai Ví dụ, sự kết hợp của nhiều chỉ báo được
nêu ở phần trên hoặc phát triển của một chỉ báo
kiểu "Nếu là gì đó thì sau đó" (ví dụ, "Nếu
phanh đột ngột, thì việc gì sẽ xảy ra sau đó")
Có thể được nghiên cứu Thời gian dự kiến dẫn
đến va chạm thường được đo bằng thiết bị chỉ
báo TTC và PET, vì có thể dễ dàng xử lý để có
tín hiệu cảnh báo
5 Đề xuất thiết bị chỉ báo PTTC
Dựa trên các phân tích ở trên, chỉ báo PTTC
(Thời gian dự kiến xảy ra va chạm) được đề xuất
như một thiết bị chỉ báo cho dạng va chạm
“Nếu… thì” Đây là một dạng của trường hợp (b)
trong hình 1 và thường gặp ở tình trạng giao
thông đông đúc và mật độ cao Tức là, nếu chiếc
xe đi đầu tránh đối tượng nguy hiểm hay tốc độ
của nó thay đổi bằng cách giảm ga … Trong khi
mà hai chiếc xe đang chạy cách nhau với khoảng
cách rất ngắn trên cùng làn đường đó, chiếc xe
đi sau cần phải có thao tác tránh nhanh chóng để
thoát khỏi va chạm
Lúc này, chỉ xem xét nghiên cứu trường hợp
(2) trong Mục 5,2 Trường hợp (b) thêm vào yếu
tố tốc độ thay đổi Hình 2 biểu thị tình trạng này
Trục ngang biểu thị cho thời gian tính bằng giây
và trục thẳng đứng biểu thị cho các vị trí của xe
(khoảng cách – cm) Trong hình này cho thấy
chiếc xe 1 đang hãm phanh và chiếc xe sau 2
đang va chạm đến chiếc xe 1 Trong hình này, ba
mức độ giảm tốc được thiết lập Phương pháp
thiết lập tỷ lệ giảm tốc độ được mô tả sau này
Trong tương lại, các trường hợp mở rộng
nghiên cứu, sẽ xem xét ở các trường hợp như
trường hợp (3) hoặc trường hợp có thay đổi góc
lái Còn trường hợp này nghiên cứu sự thay đổi
tốc độ giữa hai xe đi theo sau nhau và có thể
xem đó là trường hợp có cùng một khái niệm
như thiết bị chỉ báo PICUD (Uno, Iida et al
2002) Sự khác biệt giữa PTTC và PICUD là:
(1) PICUD là thiết bị chỉ báo một chiều (1D)
(trên một đường) trong khi PTTC thiết bị chỉ báo
hai chiều (2D);
Hình 2 Khái niệm chỉ báo PTTC (Thời gian dự kiến xảy ra va chạm) trong tình huống 2 xe đi tiếp sau nhau; Xe 1 đi đầu đang giảm tốc độ và xe 2
đi ngay sau xe 1; Thiết bị chỉ báo PTTC xác định chỉ báo thời gian dự kiến xảy ra va chạm khi xe 2
không có động tác tránh
(2) Trong khi PICUD là khoảng cách tương đối giữa xe đi trước và xe theo sau khi cả hai xe nhanh chóng dừng lại, thì PTTC chỉ báo thời gian
dự kiến xảy ra va chạm Đây là thời điểm bắt đầu thuận lợi cho việc cung cấp các dấu hiệu cảnh báo
(3) Do đó, theo PTTC, thay đổi vị trí hai chiều và thay đổi góc lái có thể được tính toán Trị số PTTC là kết quả phép tính của phương trình sau:
D = Δv.PTTC + aPTTC / 2 Trong đó, D là khoảng cách tương đối của hai chiếc xe, Δv là sự khác biệt về tốc độ, và a là giảm tốc độ Trong phần tiếp theo, chỉ báo PTTC được chứng minh với trường hợp thực tế của xung đột nghiêm trọng
6 Ứng dụng của thiết bị chỉ báo PTTC đối với tình huống hai xe đi rất gần nhau và thảo luận:
Trị số PTTC được tính toán dựa trên các thông số thực tế từ máy quay video Tốc độ giảm tốc được thiết lập sử dụng thông số thực tế Tỷ lệ giảm tốc độ kỷ lục đã được thiết lập bằng cách
sử dụng thực tế Áp dụng xe với hộp số tự động
và hộp số tay, số đo trung bình cho mỗi chiếc xe
đã được tính toán,
dụng
1) Tốc độ giảm tốc từ từ: 3,0 giây cho 10 km/h giảm tốc độ (thả chân ga)
2) Tốc độ giảm tốc trung bình: 1,0 giây cho
10 km/ h giảm tốc (phanh hơi)
3) Tốc độ giảm tốc nhanh: 0,5 giây cho 10 km/ h giảm tốc (phanh trung bình, nhưng không phanh đột ngột)
Trang 6Trung t©m §µo t¹o vµ Th«ng tin 89
Hình 3 Một trường hợp điển hình khi thiết bị chỉ
báo TTC của Hayward là không tính trước được,
Tuy vậy, trường hợp này được xếp vào dạng
xung đột giao thông đặc biệt nghiêm trọng theo
tiêu chuẩn của Older and Spicer’s (1976)
Các phương tiện trong tình huống thể hiện
trong bức ảnh 1 sau đây đã được phân tích
Trường hợp này được đánh giá là một xung đột
nghiêm trọng theo cách phân loại chủ quan của
Older & Spicer (1976) Hình 3 cho thấy sự biến
đổi hình chiếu của hai chiếc xe lên trên một mặt
phẳng thực tế sử dụng hệ thống theo dõi giao
thông bằng máy quay Hình 4 cho thấy biểu đồ
của trường hợp này với các thiết bị chỉ báo TTC,
TTC tương đối (a-TTC), PET cũng như ba dạng
trị số PTTC Hình 5 cho thấy biểu đồ của khoảng
cách mặt cắt ngang, khoảng cách theo chiều dọc
và khoảng cách hợp nhất (conflate (Euclid) của
cả hai xe Như đã thấy trong hình 4, đây là một
trường hợp điển hình mà thiết bị chỉ báo TTC
không tính toán giữa các yếu tố thời gian va
chạm còn chỉ báo PTTC được tính toán thời gian
va chạm
Trong tình huống như vậy, tốc độ và gia tốc
của cả hai xe là yếu tố quan trọng chủ yếu (Tốc
độ và gia tốc của hai chiếc xe được thể hiện
trong hình 6) Nó cho thấy rằng sự thay đổi của
gia tốc hoặc giảm tốc là nhỏ trong giai đoạn đầu
và chúng đang giữ tốc độ Tốc độ ban đầu của
chiếc xe đi trước (xe 2) là 15,8 m/ giây (khoảng
57 km/ h) và tốc độ ban đầu của chiếc xe sau (Xe
1) là 13,4 m/ giây (khoảng 48 km/ h) Khi gia tốc
của xe đi trước (xe 2) là 2,39 m/giây2 và gia tốc
của chiếc xe sau (Xe 1) là 5,03 m/giây2, sự tăng
tốc trung bình của chiếc xe sau là lớn hơn của
chiếc xe đi trước Vì khoảng cách phía sau xe đi
trước so với xe sau là 2.66m và chiếc xe sau vẫn
đang tăng tốc, nên hai xe đang ở trong tình
huống nghiêm trọng nguy hiểm sau đây
, ngay cả với tốc độ giảm tốc của máy gia tốc giảm nhẹ, va chạm có thể xảy ra
Trong thời gian từ 1,0 giây đến 1,6 giây, sự tăng
tốc của chiếc xe sau (Xe 1) là 3-4 m/giây2 lớn hơn sự tăng tốc của chiếc xe đi trước (xe 2), và
ở 1,8 giây chiếc xe sau (Xe 1) phanh lại Đây là nguyên nhân trực tiếp mà Older & Spicer (1976) đánh giá là xung đột nghiêm trọng
Chỉ báo TTC là không tính trước được mặc
dù xe trong ảnh 1 nằm trong xung đột nguy hiểm nghiêm trọng
Hình 4 Theo dõi xung đột nguy hiểm nghiêm trọng trong ảnh 1 bằng phương tiện theo dõi: Kết
quả của biến đổi hình chiếu
Hình 5 So sánh giữa thiết bị chỉ báo TTC thông thường và thiết bị chỉ báo đề xuất PTTC
Lúc này, nếu chiếc xe đi trước (xe 2) có hành động như giảm tốc hoặc phanh, va chạm chắc chắn xảy ra Ví dụ, nếu chiếc xe đi trước (xe 2) giảm tốc bằng thả chân ga, thời gian để va chạm nhanh chóng được rút ngắn từ 5 giây - 4 giây trong khoảng thời gian này đến 1,0 giây - 1,6 giây (Hình 4) Tại 1,8 giây, thời gian để va chạm (PTTC) tối thiểu là 3 giây Ngoài ra, nếu
Trang 790 Trung t©m §µo t¹o vµ Th«ng tin chiếc xe đi đầu (xe 2) phanh, thời gian để va
chạm (PTTC) là gần 1 giây Theo tính toán này,
tức là 1 giây, là giới hạn ngắn nhất cho phép đối
với phản ứng của con người, rõ ràng là hai xe
đang ở trong tình trạng nguy hiểm nghiêm trọng
Hình 6 Thay đổi trong khoảng cách cho Hướng
mặt cắt ngang (hướng-U) và theo Hướng chiều
dọc (hướng-V) của hai xe trong hình ảnh 1 trong
xung đột nguy hiểm nghiêm trọng
Hình 7 Thay đổi trong tốc độ (cm/giây) và gia tốc
(cm/giây 2 ) của hai xe trong hình ảnh 1 trong xung
đột nguy hiểm nghiêm trọng
Bằng cách này, các phân tích xung đột sử
dụng trị số PTTC có những đặc tính tiêu biểu mà
theo đó thay đổi hành vi giao thông khi mà không
thể thực hiện với các chỉ báo TTC thông thường,
vv Như đã đề cập trước đây, điều đó là chỉ ra
rằng khi một cá nhân cảm thấy "nguy hiểm"
trước một xung đột, thì sự phát triển của các chỉ
báo để định lượng cảm giác như vậy là có thể
Như đã thấy trong ví dụ này, nhiều tai nạn
xe cộ xảy ra ở nơi có giao thông đông đúc, mật
độ cao và dự kiến rằng mức độ an toàn trên
những con đường sẽ được cải thiện đáng kể bởi
thiết bị chỉ báo PTTC và hệ thống an toàn được
hỗ trợ ITS
III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Những nội dung nghiên cứu ở trên dựa trên
rất nhiều thành quả của các nhóm nghiên cứu
khác nhau
Vấn đề phân tích xung đột trên cở sở sử
dụng các thiết bị ngày càng được ứng dụng rộng
rãi trong thực tế
Để tiến hành nghiên cứu trong điều kiện đặc thù trong điều kiện Việt Nam là rất cần thiết tuy nhiên với dòng giao thông hỗn loạn thì việc phân tích các tình huống xung đột sẽ phức tạp hơn rất nhiều Cần có những kế hoạch nghiên cứu lâu dài trong từng điều kiện cụ thể
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Akahane, H., 2001 Vehicle Tracking with Multiple Video Cameras Proceedings of the 37th Infrastructure Planning Symposium, 89-96 (in Japanese)
[2] Allen, B.L., Shin, B.T and Cooper, D.J.,
1978 Analysis of traffic conflicts and collision Transportation Research Record, 667, 67-74
[3] Asano, S and Akahane, H., 2001 Vehicle
Proceedings of infrastructure Planning, No.24, CD-ROM (in Japanese)
[4] Brown, I D and Groeger, J A., 1988 Risk Perception and decision Taking During the Transition between Novice and Experienced Driver Status Ergonomics, Vol.31, No.4,
585-597
determination through use of a scaleof danger Highway Research Record, 384, 24-34
[6] Ikegami, Y Yamanaka, H and Nakata, H.,
2000 A requirement Analysis on Developing Collision Avoidance ITS System of Small Junctions by Traffic Behavior Analysis Proceedings of infrastructure Planning, No.23(1), 735-738 (in Japanese)
[7] Motoda, Y., 1992 “The State of the Art for the Traffic Conflict Technique” Traffic Engineering, Vol.27, No.2, 35-46(in Japanese)
[8] Older, S.J & Spicer, B.R., 1976 Traffic conflicts – development in accident research Human Factors, 18, 335-350
[9] Renge, K., 1998 Drivers’ Hazard and Risk Perception, Confidence in Safe Driving, and Choice of Speed IATSS Research Vol.22, No.2, 103-110
[10] Uno, N., Iida, Y., Itsubo, S and Yasuhara, S., 2002 A Microscopic Analysis of Traffic Conflict Caused by Lane-Changing Vehicle at Weaving Section Proceedings of The 13th Mini-Euro Conference "Handling Uncertainty in Transportation Analysis of Traffic and Transportation Systems", 143-148
[11] Wakabayashi, H and Renge, K., 2002 Vehicle Tracking System using Digital VCR And Its Application to Traffic Conflict Analysis for ITS-Assist Traffic Safety Proceedings of The 9th
