Chương I Tổng quan vấn đề nghiên cứu
2.11. Kết luận Chương II
- Việc lựa chọn người quan sát trong các thí nghiệm đo tầm nhìn và đánh giá an tồn cần phải lưu ý các vấn đề về thị lực, khuyết tật về mắt, tuổi đời, sức khỏe, kỹ năng lái xe...
- Lựa chọn xe thí nghiệm cần lưu ý chọn loại xe thỏa mãn các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật hiện hành, lắp loại đèn chiếu sáng phía trước thơng dụng phù hợp tiêu chuẩn Việt Nam.
- Khi xây dựng mơ hình, quy trình thí nghiệm cần phải căn cứ vào loại phương tiện, loại đèn chiếu sáng phía trước lắp trên phương tiện đã chọn, các tiêu chuẩn áp dụng cho đèn, phương tiện, mầu sắc ánh sáng đèn, vật quan sát dùng trong thí nghiệm, vị trí xuất hiện của vật quan sát...
- Lựa chọn khu vực tiến hành thí nghiệm cần xem xét các yếu tố môi trường, loại bỏ các nguồn sáng thứ cấp, các nguồn gây chói, chất lượng mặt đường bảo đảm, các yếu tố thời tiết khi tiến hành thí nghiệm phải bảo đảm không ảnh hưởng, làm sai lệch kết quả đo.
CHƯƠNG III. XÂY DỰNG VÀ KHẢO SÁT MƠ HÌNH ĐÁNH GIÁ AN TỒN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ơ TƠ TRONG ĐÊM KHI SỬ DỤNG ĐÈN CHIẾU SÁNG PHÍA TRƯỚC.
3.1. Mối quan hệ Người lái - Ơ tơ - Mơi trường
Các nghiên cứu, thử nghiệm tính năng kỹ thuật, khả năng vận hành của ơ tơ nói chung và đánh giá an tồn chuyển động của ơ tơ nói riêng ln chịu sự tác động và chi phối bởi mối quan hệ Người lái - Ơ tơ - Mơi trường (môi trường ở đây được hiểu là bao gồm môi trường giao thông, thời tiết, hạ tầng giao thông). Đây là mối quan hệ hết sức phức tạp và nó ln thay đổi trong từng điều kiện, hoàn cảnh cụ thể. Trong nhiều đề tài nghiên cứu của các nhà khoa học đã có các đánh giá, phân tích mối quan hệ này. Tuy nhiên, tùy theo đối tượng nghiên cứu của đề tài, các nghiên cứu về mối quan hệ Người lái - Ô tô - Môi trường sẽ chỉ tập trung vào những yếu tố có liên quan trực tiếp đến đối tượng nghiên cứu đó.
Chuyển động của ơ tơ là kết quả của quá trình tác động qua lại, liên tục giữa các đối tượng của hệ thống Người lái - Ơ tơ - Mơi trường trong một không gian và thời gian. Mối quan hệ này có thể mơ hình hóa thành hệ thơng tin điều khiển như hình 3.1 dưới đây.
Hình 3.1: Hệ thống thơng tin Người lái - Ơ tơ - Mơi trường (ĐK - Mạch điều khiển; LHN - Mạch liên hệ ngược)
Đường - Mơi trường Ơ tơ Người lái
LHN 2 LHN 1
LHN 3
ĐK 1 ĐK 2
Đường - Mơi trường và người lái có các tác động điều khiển ĐK2 và ĐK1 đối với ô tơ, X là kết quả của q trình điều khiển. Đường - Môi trường ảnh hưởng tới người lái thông qua các tác động vật lý và tín hiệu thơng tin. Các mạch liên hệ ngược LHN1 và LHN3 là các mạch thông tin, chúng truyền thơng tin từ Ơ tơ và Đường - Môi trường tới lái xe. Các mạch truyền tác động của người lái tới ô tô và từ ô tô tới Đường - Môi trường là các mạch năng lượng. Phân hệ Người lái - Ơ tơ tác động lên Đường - Môi trường thơng qua tiếng ồn, ánh sáng, khí xả… Hệ thống Đường - Ơ tơ - Người lái - Mơi trường là một mạch kín.
Hoạt động của người lái dựa trên cơ sở những thông tin nhận được. Tuy vậy, trên thực tế, đơi khi có những thơng tin sai lệch do các tình huống trên đường liên tục thay đổi. Vì vậy, bản thân người lái ơ tơ cần phải có khả năng phỏng đốn, suy luận, đề phòng…
Khi nghiên cứu về an tồn chuyển động, chúng ta coi ơ tơ như một hệ thống có mối liên hệ chặt chẽ với người lái và đường (môi trường). Trong từng điều kiện vận hành cụ thể, các yếu tố này có ảnh hưởng trực tiếp và chi phối lẫn nhau đồng thời đóng vai trị là ngun nhân gây mất an toàn. Do vậy, để nghiên cứu về an toàn chuyển động của ô tô trong đêm khi sử dụng đèn chiếu sáng phía trước, chúng ta sẽ xem xét mối quan hệ Người lái - Ơ tơ - Mơi trường trên cơ sở phân tích các yếu tố có khả năng gây mất an toàn xuất phát từ ba đối tượng trên trong điều kiện vận hành ban đêm khi sử dụng đèn chiếu sáng phía trước.
Hình 3.2 dưới đây mơ tả mối quan hệ Người lái - Ơ tơ - Mơi trường với các yếu tố đặc trưng của từng đối tượng, có khả năng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới chức năng làm việc của các đối tượng khác hoặc của chính nó. Các yếu tố đặc trưng này được xem xét trong điều kiện khi ô tô vận hành ban đêm và sử dụng đèn chiếu sáng phía trước.
Hình 3.2. Mối quan hệ Người lái - Ơ tơ - Môi trường
Việc nghiên cứu hệ thống “Người lái - Ơ tơ - Mơi trường” trong điều kiện trời tối và sử dụng đèn chiếu sáng phía trước có thể tiến hành theo 3 hướng: nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến người lái ô tô trong điều kiện tầm nhìn hạn chế; nghiên cứu tình huống mất an toàn và khả năng tránh được tai nạn của ô tô, các trang thiết bị an tồn có liên quan lắp trên ơ tơ; nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố mơi trường đến an tồn chuyển động trong điều kiện trời tối.
Các yếu tố ảnh hưởng đến người lái ô tô trong điều kiện tầm nhìn hạn chế:
Khi vận hành xe trên đường, có rất nhiều các thơng tin về giao thơng như các tín hiệu giao thơng, người và phương tiện cùng tham gia giao thông, chướng ngại vật trên đường, tình hình thời tiết hoặc các thông tin về tình trạng hoạt động của phương tiện... liên tục được gửi đến người lái xe thông qua việc quan sát, nghe, cảm nhận của bản thân người lái. Trên cơ sở phân tích các thơng tin nhận được, người lái xe sẽ đưa ra được quyết định phù hợp, kịp thời để điều khiển chiếc xe an toàn khi tham gia giao thông. Ở đây, về cơ bản chúng ta có thể thống nhất rằng: Khả năng quan sát của người lái đóng vai trị hết sức quan trọng và hầu hết các thông tin
Người lái
- Khả năng quan sát, điều khiển phương tiện; - Hiện tượng chói lóa.
Ơ tơ
- Khả năng chiếu sáng của đèn;
- Kết cấu, phân loại đèn chiếu sáng phía trước lắp trên ơ tơ;
- Hệ thống tiêu chuẩn đối với đèn chiếu sáng phía trước;
- Hiệu quả phanh;
- Các yếu tố làm giảm tầm nhìn của người lái.
Mơi trường
- Ánh sáng;
- Điều kiện khí hậu, thời tiết; - Điều kiện đường;
- Đối tượng quan sát (kích thước, mầu sắc);
- Hệ thống tiêu chuẩn đường ô tô, chiếu sáng đường ô tô, giới hạn vận tốc, khoảng cách...
về giao thông đến được với người lái là thơng qua sự nhìn của chính người lái. Đặc biệt, trong điều kiện vận hành xe khi tối trời, khả năng quan sát của người lái giảm xuống đáng kể do hạn chế về khả năng chiếu sáng. Vì vậy, khả năng quan sát của người lái sẽ là đối tượng đầu tiên cần quan tâm.
Khả năng quan sát của người lái lại phụ thuộc vào các yếu tố như điều kiện chiếu sáng, mầu sắc ánh sáng, vật quan sát... Do vậy, cũng cần làm rõ các vấn đề liên quan đến ánh sáng, mầu sắc ánh sáng, vật quan sát... Ngoài ra, bản thân người lái khi vận hành xe cũng chịu sự chi phối bởi các yếu tố như: sức khỏe, thời gian vận hành xe liên tục, kỹ năng lái xe, thói quen tham gia giao thơng... Hình 3.3 mơ tả các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng quan sát của người lái ơ tơ.
Hình 3.3: Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng quan sát của người lái Khả năng quan sát của Khả năng quan sát của
người lái.
- Sức khỏe của người lái
+ Sự mỏi mệt do vận hành xe liên tục;
+ Tuổi của người lái. - Mắt người và thị giác
+ Khả năng phân biệt; + Sự thích ứng thị giác; + Độ tương phản (mầu sắc,
kích thước vật quan sát); + Hiện tượng chói lóa; + Mầu sắc ánh sáng đèn. - Kỹ năng, kinh nghiệm lái xe; - Thói quen khi tham gia giao thơng;
- Đèn chiếu sáng phía trước; - Chiếu sáng đường phố; - Kính chắn gió;
Các tình huống mất an toàn và khả năng tránh được tai nạn của ô tô, các trang thiết bị an tồn có liên quan lắp trên ơ tô: Thực tế đây là các nghiên cứu về
phương tiện, quỹ đạo chuyển động của phương tiện trong các tình huống giao thơng nguy hiểm, khả năng phanh và tránh tai nạn xảy ra của xe. Các chỉ tiêu an toàn của phương tiện như: quãng đường phanh, gia tốc phanh... có ý nghĩa rất lớn trong việc đánh giá khả năng xảy ra tai nạn. Ngoài ra, do vận hành trong điều kiện trời tối nên các thiết bị an toàn lắp trên xe như đèn chiếu sáng phía trước, kính chắn gió... cũng là các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới an toàn của phương tiện. Các thiết bị an toàn này được đánh giá thơng qua hệ thống tiêu chuẩn an tồn kỹ thuật theo quy định của các nước. Hình 3.4 mơ tả các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng điều khiển của người lái, tránh xảy ra va chạm.
Hình 3.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng tránh va chạm của xe Khả năng tránh va Khả năng tránh va
chạm của xe.
- Khả năng phanh của xe; - Khả năng chuyển hướng của xe;
- Khả năng thích ứng của hệ thống chiếu sáng trong các tình huống giao thơng;
- Hệ thống các tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật của phương tiện. - Phát hiện được tình huống nguy hiểm;
- Kỹ năng, kinh nghiệm lái xe; - Thói quen khi tham gia giao thông.
Ảnh hưởng của mơi trường đến an tồn chuyển động trong điều kiện trời tối:
Các yếu tố mơi trường có ảnh hưởng rất lớn tới an tồn chuyển động của ô tô, chất lượng mặt đường, hệ thống biển báo, chiếu sáng, tín hiệu giao thơng... chính là những thơng số đầu vào được người lái liên tục tiếp nhận, xử lý và đưa ra các quyết định trong suốt quá trình điều khiển phương tiện. Đặc biệt, trong điều kiện chiếu sáng hạn chế, nhất là khi vận hành xe trong đêm, khả năng quan sát của người lái là hết sức hạn chế thì các yếu tố mơi trường giao thơng lại có những ảnh hưởng đáng kể tới an tồn. Các yếu tố mơi trường như sương mù, mưa, nguồn gây chói... có ảnh hưởng trực tiếp tới người lái xe và nó được đánh giá là các nguyên nhân gián tiếp gây mất an tồn chuyển động.
Hình 3.5. Các yếu tố mơi trường ảnh hưởng tới an tồn chuyển động của ơ tơ Các yếu tố môi trường
ảnh hưởng tới an toàn chuyển động của ô tô.
Đường giao thông
+ Chất lượng, mầu sắc, hình dáng mặt đường dưới góc độ là phơng nền trong tầm nhìn của người lái;
+ Hệ thống biển báo, tín hiệu giao thơng; + Chiếu sáng đường phố;
+ Mật độ tham gia giao thơng; + Thói quen tham gia giao thơng.
Các quy định khi tham gia giao thông
+ Quy định về vận tốc; + Quy định về khoảng cách.
Các yếu tố thời tiết
+ Sương mù, mưa; + Mặt đường trơn, ướt.
3.2. Các dạng va chạm khi xảy ra tai nạn giao thông đường bộ và lựa chọn mơ hình nghiên cứu chọn mơ hình nghiên cứu
3.2.1. Các dạng va chạm và sơ đồ tai nạn
Để xây dựng mơ hình nghiên cứu, ta cần khảo sát và đánh giá các dạng va chạm khi xảy ra tai nạn giao thông đường bộ. Theo kết quả nghiên cứu của Tư vấn CONSIA (Consulting Services for Demonstration Corridors Monitoring and Evaluation) về tai nạn giao thông trên mạng lưới đường bộ Việt Nam, chúng ta có thể phân thành 9 dạng va chạm cụ thể như sau:
Dạng va chạm số 1: Giữa ô tô với người đi bộ khi cắt ngang qua đường. Dạng va chạm số 2: Ơ tơ mất điều khiển tự gây ra tai nạn. Tuy nhiên, không xảy ra va chạm với phương tiện khác.
Dạng va chạm số 3: Ơ tơ đâm vào chướng ngại vật cố định trên đường. Dạng va chạm số 4: Giữa hai ơ tơ đi theo hướng vng góc, khơng xe nào rẽ. Dạng va chạm số 5: Giữa hai ô tô đi ngược chiều.
Dạng va chạm số 6: Giữa hai ô tô đi cùng chiều, không xe nào rẽ. Dạng va chạm số 7: Giữa hai ô tơ đi cùng chiều, có xe đang rẽ. Dạng va chạm số 8: Giữa hai ơ tơ đi ngược chiều, có xe đang rẽ.
Dạng va chạm số 9: Giữa hai ơ tơ đi theo hướng vng góc, có xe đang rẽ. Các dạng va chạm và sơ đồ tai nạn tương ứng được trình bầy trong bảng 3.1. dưới đây.
Bảng 3.1. Dạng va chạm và sơ đồ tai nạn theo phân loại của tư vấn CONSIA trong dự án an tồn giao thơng Việt Nam [9]
3.2.2. Lựa chọn mơ hình nghiên cứu
Q trình vận hành xe có thể được mơ hình hóa thành q trình điều khiển. Khi đó, người lái ơ tơ đóng vai trị như bộ điều khiển đưa ra các tín hiệu điều khiển thơng qua các thao tác lái xe, ơ tơ đóng vai trị như cơ cấu chấp hành. Người lái cảm nhận các thay đổi của ô tô (sau mỗi thao tác lái xe), so sánh với yêu cầu thực tế để rồi lại điều chỉnh bảo đảm sự phù hợp với thực tế. Ta có sơ đồ mơ hình điều khiển trong hình 3.6 dưới đây.
Hình 3.6: Mơ hình sơ đồ điều khiển khi phanh ơ tơ
Trên cơ sở mơ hình hóa hệ Người lái - Ơ tơ - Mơi trường, ta có thể mơ tả quỹ đạo chuyển động của ơ tơ thơng qua phương trình động học chuyển động của ơ tơ q trình trước và trong khi xảy ra tai nạn. Quá trình chuyển động của đối tượng gây nguy hiểm cũng có thể được mơ tả bằng các phương trình tốn hoc.
Quá trình xảy ra tai nạn có thể chia thành 3 giai đoạn: giai đoạn trước va chạm, đó là khoảng thời gian từ lúc người lái xe nhận biết nguy hiểm tới thời điểm trước khi va chạm; giai đoạn va chạm là khoảng thời gian ô tô bắt đầu va chạm với
Người lái Ơ tơ
Phát hiện nguy hiểm
Chuyển hướng Phanh xe
Chuyển hướng xe, vận tốc,... Phanh, lái,
tăng giảm ga
Thông số điều chỉnh Chuyển hướng xe, vận tốc...
Bộ điều khiển Cơ cấu chấp hành
Thông số vào
Nhiễu Nhiễu
Thông số ra Thông số điều chỉnh
chướng ngại vật cho đến khi ô tô dừng hẳn; giai đoạn sau tai nạn là quá trình xảy ra sau khi ơ tơ dừng hẳn, người bị nạn thốt ra khỏi xe, công tác cứu hộ, hạn chế tổn thất phát sinh...
Trong phạm vi nghiên cứu của luận án, sẽ chỉ tập trung vào quá trình trước va chạm với giả thiết là sẽ không xảy ra va chạm, ô tô dừng được trước chướng ngại vật, các thao tác của người lái ô tô là phanh ngặt để dừng xe. Như vậy, bài tốn chuyển động của ơ tơ trong phạm vi nghiên cứu của luận án sẽ chính là q trình phanh ô tô khi phát hiện chướng ngại vật.
Lựa chọn dạng va chạm và sơ đồ tai nạn: Do điều kiện hạn chế về thời
gian, trong phạm vi nghiên cứu của luận án sẽ không thể tiến hành nghiên cứu, thí nghiệm trên cả 9 dạng va chạm.
Theo các nghiên cứu đã được công bố [42], khi lái ô tô, người lái tập trung sự chú ý vào các đối tượng sau: Người đi bộ, xe thô sơ, xe máy, ô tô ngược và cùng chiều (40 - 60%); phần đường xe chạy (5 - 25%); đánh giá tình hình giao thông xung quanh (25 - 35%). Trong đó việc phát hiện người đi bộ là khó khăn nhất do những đặc trưng của người đi bộ: kích thước (nhỏ), mầu sắc (dễ lẫn với mơi trường), tiếng ồn (khơng có), chuyển động khơng theo quy luật (có thể thay đổi rất nhanh từ đứng yên sang chuyển động, từ đi bộ sang chạy, từ tiến sang lùi, đi thẳng