Кіріспе
Жол көлігі терминологиясында жолақтың шегінен шығу туралы ескерту жүйесі (LDWS) – автомобиль жолақтың шегінен шығуды бастағанда (егер сол бағытта бұрылыс сигналы қосылмаса) жүргізушіні ескертуге арналған механизм. Бұл жүйелер жол-көлік оқиғаларының негізгі себептерін – жүргізушінің қателіктерін, алаңдаушылықты және ұйқыны жою арқылы апаттарды азайтуға бағытталған. 2009 жылы АҚШ Ұлттық автомобиль жолдары қауіпсіздігі басқармасы (NHTSA) автомобильдерде жолақтың шегінен шығу туралы ескерту жүйесі мен алдыңғы соқтығысу туралы ескерту жүйесін міндетті етуді қарастыруды бастады. Жүйелердің төрт түрі бар:
Жолақтың шегінен шығу туралы ескерту (LDW): Көлік жолақтың шегінен шығып кетсе, жүргізушіні визуалды, дыбыстық және/немесе дірілмен ескертетін жүйелер.
Жолақты ұстап тұруға көмектесетін жүйе (LKA/LKS): Жүргізушіні ескертіп, жауап келмесе, көлік жолақтың ішінде қалуын автоматты түрде қамтамасыз ететін жүйелер.
Жолақты орталап ұстауға көмектесетін жүйе (LCA): Көлікті жолақтың ортасында ұстап, қиын жағдайларда жүргізушіге басқаруды беруге көмектесетін жүйелер.
Автоматты жолақты ұстау жүйелері (ALKS): Адам жүргізушісіз жолдың белгілерін қадағалап, орындауға арналған жүйелер. Тағы бір жүйе – авариялық жолақты ұстау (ELK). Авариялық жолақты ұстау жүйесі, көлік қатты жол белгісінен тысқары шығып кеткен жағдайда, түзету шараларын қолданады.
In road transport terminology, a lane departure warning system (LDWS) is a mechanism designed to warn the driver when the vehicle begins to move out of its lane (unless a turn signal is on in that direction) on freeways and arterial roads. These systems are designed to minimize accidents by addressing the main causes of collisions: driver error, distractions and drowsiness. In 2009 the U. S. National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) began studying whether to mandate lane departure warning systems and frontal collision warning systems on automobiles. There are four types of systems:
Lane departure warning (LDW): Systems which warn the driver if the vehicle is leaving its lane with visual, audible, and/or vibration warnings
Lane keeping assist (LKA/LKS): Systems which warn the driver and, with no response, automatically take steps to ensure the vehicle stays in its lane
Lane centering assist (LCA): Systems which assist in oversteering, keeping the car centered in the lane, and asking the driver to take over in challenging situations
Automated lane keeping systems (ALKS): Designed to follow lane markings with no human driver. Another system is the emergency lane keeping (ELK). The emergency lane keeping applies correction to a vehicle which drifts beyond a solid lane marking.
Негізгі себептері мен әдісі
Жолдан шығу – бір көлік құралының және алдыңғы соқтығысулардың басты себептерінің бірі. Бүйірлік қолдау жүйелерінің (БҚЖ) мақсаты – мұндай апаттарды болдырмауға көмектесу. Еуропада жолдан шығу туралы ескерту жүйесі, Еурокомиссияның ЕО 351/2012 регламенті сияқты, көрінетін жол белгілерін анықтау стандартымен үйлесімді болуы керек.
Тарих
Бұл технологияның тұжырымдамасы мен жұмыс моделін 1988 жылы британдық өнертапқыш Ник Париш Англияда Rover SD1 көлігіне ойлап тапты. 1989 жылы No 8911571.1 патенттік өтінім берілді. Еуропадағы алғашқы өндірістік жолдан шығу ескерту жүйесін АҚШ-тың Iteris компаниясы Mercedes Actros жүк көліктері үшін әзірледі. Жүйе 2000 жылы қолданысқа енгізілді және қазір көптеген жаңа автомобильдерде, кроссоверлерде және жүк көліктерінде қолжетімді. 2002 жылы Iteris жүйесі Freightliner Trucks компаниясының Солтүстік Америкадағы көліктерінде де қолданыла бастады. Екі жүйеде де жүргізушіге жолдан кездейсоқ шығу туралы көлік құралының сол немесе оң жағынан естілетін, жолдың жиегіндегі дауыс сияқты дыбыс арқылы ескертіледі. Егер жүргізуші жолдан өтер алдында бұрылыс сигналын қосса, ескерту берілмейді.
2001 жыл
Nissan Motors Жапонияда сатылатын Cima 450XV Limited (F500) моделінде жолақты сақтауға көмектесетін жүйені қолдана бастады.
2002 жыл
Toyota Жапонияда сатылатын Caldina және Alphard сияқты модельдерде жолақты қадағалау жүйесін енгізді; бұл жүйе көлік жолақтан бұрылып кетіп бара жатқандай сезілсе, жүргізушіні ескертеді.
2003 жыл
Honda Inspire моделінде Lane Keep Assist System (LKAS) жүйесін іске қосты. Ол тас жолда көлікті өз жолында ұстау үшін рульдік моменттің 80%-ға дейін қамтамасыз етеді. Бұл жүйе сонымен қатар жүргізушінің рульдік әрекетін азайту арқылы тас жолда жүруді ыңғайлырақ етуге арналған. Артқы көріспе айнасының үстіне орнатылған камера алдындағы жолды 40 градус радиуспен сканерлеп, тас жолдардағы жолақтарды бөлетін нүктелі ақ сызықтарды анықтайды. Компьютер жүргізушінің белгілі бір жолақта қозғалып бара жатқанын анықтайды, бұрылыстың күрделілігін бақылайды және қажетті рульдік бұрылуды есептеу үшін машинаның бұрылыс бұрышы және жылдамдығы сияқты факторларды пайдаланады.
2004 жыл
2004 жылы Солтүстік Америкада қолжетімді алғашқы жолаушылар көлігі жүйесі Iteris және Valeo компаниялары бірлесіп Nissan компаниясы үшін Infiniti FX және (2005 жылы) M көліктеріне арнап әзірленді. Бұл жүйеде камера (көріспе айнасының үстіндегі консольге орнатылған) жолдың жол белгілерін қадағалайды. Көлік белгілерден тысқары шыға бастағанда, жүргізушіні ескерту үшін дабыл дыбысы беріледі. Сондай-ақ 2004 жылы Toyota Crown Majesta көлігіне жол сақтауға көмектесетін функция қосты, ол көлікті жолында ұстау үшін шағын кері рульдік күш қолдана алады.
2005 жыл
Citroën 2005 жылғы C4 және C5 модельдерінде, сондай-ақ C6 модельдерінде LDWS жүйесін ұсынған Еуропадағы алғашқы өндіруші болды. Бұл жүйе жолдың бетіндегі жол сызықтарын бақылау үшін инфрақызыл сенсорларды қолданады, ал орындықтағы дірілдеу механизмі жүргізушіні жолдан шығу туралы ескертеді. Радарлық круиздік жүйе қосылған жағдайда, «Жолда ұстау» функциясы рульді бұруға қажетті күшті азайту арқылы жүргізушінің рульдік жүктемесін жеңілдетуге көмектеседі; алайда, жүргізушінің белсенді болуы қажет, әйтпесе жүйе автоматты түрде өшіріледі.
2007 жыл
2007 жылы Audi алғаш рет Audi жолақты сақтау көмекшісі функциясын Q7 моделінде ұсынды. Бұл жүйе жапондық "көмекші" жүйелерден өзгеше, жүргізу процесіне тікелей араласпайды; керісінше, көлік жолақтан шығып бара жатқандай сезілсе, рульді дірілдетеді. Audi-дегі LDW жүйесі Citroën-дегі төмен қарап тұратын инфрақызыл сенсорлардың орнына, көрінетін аймағында алға қараған бейнекамераға негізделген. Сондай-ақ 2007 жылы Infiniti өзінің 2004 жылғы жүйесінің жаңа нұсқасын ұсынды, оны Lane Departure Prevention (LDP) – жолақтан шығудың алдын алу жүйесі деп атады. Бұл мүмкіндік, көлік тұрақтандыру жүйесін пайдаланып, тиісті дөңгелектерге жұмсақ тоқтату күшін қолдану арқылы жүргізушіге жолақта қалуға көмектеседі.
2008 жыл
General Motors 2008 жылғы Cadillac STS, DTS және Buick Lucerne модельдерінде жолдан шығу туралы ескерту жүйесін енгізді. General Motors жүйесі жүргізушіні естілетін сигналмен және приборлық тақтадағы ескерту индикаторы арқылы ескертеді. BMW сондай-ақ 5 сериялы (E60) және 6 сериялы модельдерінде жолдан шығу туралы ескерту жүйесін енгізді, жүргізушіні жолдан қаламаған түрде шығу туралы ескерту үшін дірілдейтін рульді пайдаланды. 2013 жылдың соңында BMW жүйесін Traffic Jam Assistant функциясымен жаңартты, бұл функция алғаш рет жаңадан құрастырылған BMW X5 моделінде пайда болды, бұл жүйе Volvo компаниясы 2008 жылғы S80, V70 және XC70 автомобильдерінде жолдан шығу туралы ескерту жүйесі мен жүргізуші назарын аударуды енгізді. Volvo-ның жолдан шығу туралы ескерту жүйесі жол белгілерін бақылау үшін камераны пайдаланады және жүргізушілер сигнал бермей жолдан шыққанда дабылмен ескертеді. BMW, Volvo және General Motors компаниялары қолданатын жүйелер Mobileye компаниясының негізгі технологиясына негізделген.
2009 жыл
Мерседес Бенц жаңа E класында Lane Keeping Assist функциясын ұсынды. Бұл жүйе жүргізушіге (рульді дірілдету арқылы) көлік жолағынан шығып бара жатқандай сезілсе ескертеді. Тағы бір мүмкіндік, егер жүргізуші жолақты қасақана тастағанын анықтаса (мысалы, қарқынды бұрылыс жасаса) автоматты түрде өшіріліп, қайта қосылады. Жаңа нұсқа көліктің жолақта қалуына көмектесу үшін тежегіш жүйесін пайдаланады.
2010 жыл
Kia Motors 2011 жылғы Cadenza премиум седанын шектеулі нарықтарда жолдан шығу ескерту жүйесімен (LDWS) ұсынды. Бұл жүйе жарқырап тұратын приборлар панеліндегі белгішені пайдаланады және ақ жолақтан өтіп бара жатқанда дыбыстық ескерту береді, ал сары жолақтан өтіп бара жатқанда күштірек дыбыстық ескерту береді. Бұл жүйе жол көрсету сигналы қосылғанда немесе приборлар панеліндегі өшіру түймесін басу арқылы тоқтатылады; ол машинаның екі жағында орналасқан оптикалық сенсорлар арқылы жұмыс істейді.
2011 жыл
Audi A7 Audi активтік қақпақ көмекшісін ұсынады.
2012 жыл
Mobileye жолақтың белгілерін анықтайтын және көлік құралы бұрылыс көрсеткішін қоспай, өз жолағынан шығып кеткенін анықтайтын жүйені әзірледі.
2013 жыл
Mercedes 2013 жылы жаңартылған S класында Distronic Plus жүйесін, сондай-ақ Steering Assist және Stop&Go Pilot функцияларымен бірге енгізді.
2014 жыл
Tesla Model S 2014 жылы шыққанда жолақты басқарудың озық жүйелерімен жабдықталған. Оған жылдамдыққа көмек көрсету мүмкіндігі де қосаылды, онда алдыңғы камера компьютерлік көру арқылы жол қозғалысының жылдамдық шектеулерін анықтап, оны машинаға жеткізеді. Жол белгілері жоқ болған жағдайда, жүйе GPS деректеріне сүйенеді. Егер машина жолақтың шегінен жоғары жылдамдықпен шығып кетсе, жүйе дыбыстық сигнал береді және руль дірілдейді, бұл жүргізушіні қасақана емес жолақ алмасу туралы ескертеді. Бұл жылдамдық шектеулерін бұзған кезде де орын алады. Fiat, TRW-нің жолақты ұстауға көмек көрсету жүйесіне (тактикалық жолақты кері байланыс жүйесі деп те аталады) негізделген жолақты ұстауға көмек көрсету мүмкіндігін іске қосуда. Бұл жүйе жолақты анықтау камерасын TRW электрлік күштік руль жүйесімен біріктіреді. Егер жолақты қасақана алмаса (жүргізуші жолақты ауыстыру ниетін көрсету үшін сигналды қоспаса), электрлік күштік руль жүйесі жүргізушіні жолақтың ортасына қайтаруға көмектесетін жұмсақ күш түсіреді. 2008 жылы Lancia Delta-да пайда болған бұл жүйе Италиялық Автомобиль Техникалық Қауымдастығының 2008 жылғы «Жылдың үздік автомобильдік инновациясы» сыйлығына ие болды. Peugeot, Citroën-мен бірдей жүйені жаңа 308 моделінде қолданды. Жолдан шығу туралы ескерту жүйелері алдын алу шараларын көлік саласындағы тәуекел туралы хабарлаумен үйлестіреді. Viewnyx автопарктердің жүргізуге байланысты шығындарын азайту үшін бейнетехнологияларды қолданады. Қауіпсіздік менеджерлеріне жүргізушілер мен автопарктердің тәуекелдерін бағалау есептерін және құралдарын ұсыну арқылы, ол жоғары тәуекелді мінез-құлықты жою үшін алдын ала оқыту мен дайындық жүргізуге мүмкіндік береді. Lookout Solution Солтүстік Америкадағы автопарктерде қолданылады және мобильді телефон арқылы жолдан шығу туралы ескерту жүйесін енгізу бойынша зерттеулер жүргізілуде.
2017 жыл
Бір сақтандыру институты жол қауіпсіздігін зерттейтін ұйым, жүргізушілер автоматтандырылған қауіпсіздік жүйелеріне сене келе ұқыпсыздық танытуы немесе жүйелердің жұмысын бақылайтын приборлық тақтадағы дисплейлерге алаңдап назар аударуы мүмкін екеніне қатысты алаңдаушылық білдірді. Екі жеке зерттеуде жолақты ұстап тұру жүйелері және көзге көрінбейтін аймақты бақылау жүйелері, осы жүйелерсіз көліктерге қарағанда төмен апат деңгейіне ие екені анықталды. Полицияның 2009 және 2015 жылдар аралығындағы 25 штаттан алынған апат деректері, жүйелер қосымша опция ретінде сатылған көлік үлгілері бойынша, бір көлікке қатысты, бүйірлік және қарсы бағыттан соқтығысқан апаттарды 11 пайызға, ал мұндай апаттардағы жарақаттарды 21 пайызға азайтқан. Қолданылған үлгі көлемі демографиялық және басқа да факторларды ескеру үшін жеткіліксіз болды.
Жол жолын сақтау және келесі технологиялар
Жолға тұру көмегі (LKA) – жолдан шығу туралы ескерту жүйесімен қатар, көліктің өз жолағында қалуын қамтамасыз ететін автоматты шаралар қолданатын мүмкіндік. Кейбір көліктер қауіпсіздікті арттыру үшін адаптивті круиздік басқаруды жолақты ұстау жүйесімен біріктіреді. Бұл мүмкіндіктердің үйлесімі жартылай автономды көлікті құраса да, көптеген жағдайларда жүргізушінің көлікті басқаруын қажет етеді. Бұл жолақты ұстау мүмкіндігінің шектеулерімен байланысты. Nvidia нейрондық желіге негізделген оқыту механизмін пайдаланып, жолақты ұстап тұруды қоса алғанда, автокөлік жүргізу мүмкіндіктерін жоғары дәлдікпен дамытты. Олар көліктің алдыңғы камерасын қолданып, оны маршрут бойынша жүргізеді, содан кейін рульдік басқару және жолдың камерадан түсірілген суреттері нейрондық желіге жіберіліп, оны «оқытады». Нейрондық желі содан кейін жолдың жолағы өзгеруіне байланысты руль бұрышын өзгертіп, көлікті жолақтың ортасында ұстай алады. Жолға тұру көмегінің механизмі көлік жолдан шығып кеткен жағдайда кері бұрып, жолға қайтаруға немесе көлікті жолақтың ортасында ұстап тұруға мүмкіндік береді. Көлік компаниялары көбінесе «жолақты ұстауға көмектесу» терминін реактивті жолақты ұстауға көмектесу (LKA) және проактивті жолақ ортасын ұстауға көмектесу (LCA) үшін қолданады, бірақ бұл терминдердің аражік аясы кеңейіп келеді. Tesla ең жетілген жолақты басқару жүйесін (LKA түрі) және оларды «Автопилот» деп аталатын адаптивті круиздік басқару жүйесімен біріктіреді. 2020 жылы БҰҰ ЕЭК 60 км/сағ жылдамдыққа дейінгі жолдар үшін жолақты ұстау және жылдамдықты бейімдеу сияқты мүмкіндіктерді қамтитын автоматтандырылған жолақты ұстау жүйесін (ALKS) қабылдады. Tesla жолақты ұстауға көмектесу және жүргізушінің араласуынсыз автоматты түрде жолақты өзгерту сияқты мүмкіндіктерді де ұсынады. Автотұрақ функциясын жасау үшін жолақты ұстауға ұқсас технология қолданылады.
Шектеулер
Жолдан шығу туралы ескерту жүйелері және жол сақтау жүйелері көрінетін жол белгілемелеріне сүйенеді. Олар көбінесе өшіп кеткен, жоғалған немесе бұрыс жол белгілемелерін анықтай алмайды. Қармен жабылған белгілемелер немесе көрінетін ескі белгілемелер жүйенің жұмысына кедеріл келтіруі мүмкін. БҰҰ ЕЭК 130 регламенті ауыр көліктердің жолдан шығу туралы ескерту жүйелерінің (LDWS) 60 км/сағ жылдамдықтан төмен немесе 250 метрден кішкентай радиусы бар қисықта жұмыс істеуін талап етпейді. Жолдан шығу туралы ескерту жүйелері сондай-ақ автономды жүргізуге қатысты көптеген заңдық шектеулерге де тап болады. Бұрын айтқанымыздай, бұл жүйе жүргізушіден үнемі араласуды қажет етеді. Бұл технологиясы бар көліктер көлік жүргізу емес, жүргізушіге көмек көрсетумен ғана шектеледі. Жолдан шығу туралы ескерту жүйелерінің ең басты кемшілігі – ол көлікті толық бақылай алмайды. Жүйе жолдағы басқа көліктерді ескермейді және "жақсы жүргізу әдеттерін алмастыра алмайды".
Қауіп төндіру мүмкіндігі
Америка автомобиль қауымдастығының тестілеушілері жүргізушіге көмек көрсететін озық жүйелердің үнемі қате жұмыс істеп, қауіпті екенін анықтады. Жүйелер "көбінесе күтілгендей" жұмыс істеді, бірақ имитациялық түрде тоқтап тұрған көлікке жақындағанда, 66 пайыз жағдайда соқтығысу орын алды, ал орташа соққы жылдамдығы 25 миль/сағ (40 км/сағ) құрады.