ATR預防交通事故出新招，利用傳感器提高駕駛技術(shù)

怎樣才能減少交通事故死亡人數？

代表性的答案恐怕是令碰撞時(shí)可保護乘員的氣囊系統，以及減輕碰撞影響的車(chē)體結構等的車(chē)輛進(jìn)步吧。日本國內的交通事故死亡人數逐年減少，2009年減少到了5000人以下，被公認是汽車(chē)安全系統進(jìn)步所作的貢獻。2006年1月，由時(shí)任日本首相小泉純一郎擔任本部長(cháng)的IT戰略本部發(fā)表宣言稱(chēng)，將以“世界最安全的交通社會(huì )”為目標，“在2012年度使交通事故死亡人數減少到5000人以下”，實(shí)際上目標已經(jīng)大幅提前實(shí)現。今后，隨著(zhù)事前察知因而可減輕事故影響的預防碰撞安全系統的普及，以及能夠預防碰撞和追尾的智能交通系統（ITS）的擴大，交通事故死亡人數還有望進(jìn)一步減少。

但是，減少交通事故死亡人數的方法難道只有汽車(chē)安全系統嗎？實(shí)際上，交通事故的數量超過(guò)70萬(wàn)起，雖然一時(shí)有所減少，但仍處于高水平。致死率（死亡人數除以傷亡人數之和）為0.54％，近幾年沒(méi)有繼續下降。如果不減少交通事故的數量，大幅減少交通事故死亡人數恐怕相當困難。ITS的普及和擴大雖然有望預防交通事故，但是，如果駕駛員的駕駛技術(shù)進(jìn)一步提高，交通事故應該可以更少。

在這種情況下，國際電氣通信基礎技術(shù)研究所（ATR）開(kāi)展了一項活動(dòng)，利用電子技術(shù)定量評價(jià)駕駛員的技術(shù)，通過(guò)反饋評價(jià)結果，提高駕駛員的預防安全意識。將包括左右轉彎時(shí)確認左右的確定性（脖子的角度和時(shí)間）、轉彎時(shí)的速度、踩踏油門(mén)踏板和剎車(chē)踏板的時(shí)機等駕駛員正常駕車(chē)行駛時(shí)的舉動(dòng)都加以數值化。并從中找到駕駛員的駕駛習慣，明確其與理想駕駛的偏差。通過(guò)使駕駛員認識到客觀(guān)評價(jià)的結果，暴露出駕駛“習慣”中的潛在危險，從而把交通事故消滅在“萌芽”狀態(tài)。日前，記者對2008年實(shí)用化以來(lái)，應用范圍不斷擴大，并一直在踏實(shí)收集著(zhù)驗證數據的ATR系統進(jìn)行了采訪(fǎng)，探索了其對于預防安全的效果。

利用頭部和右腳的傳感器掌握駕駛員的情況

ATR的系統使用配備3軸加速度傳感器、3軸陀螺儀傳感器，以及因性能規格不同還配備了3軸地磁傳感器的傳感器模塊。駕駛員戴上安裝有傳感器模塊的帽子，右腳也安裝相同的模塊（圖1）。帽子的傳感器模塊負責檢測面部朝向左右的角度等數據，右腳的傳感器模塊則檢測腳踩踏的是油門(mén)踏板還是剎車(chē)踏板等數據。模塊的外形尺寸僅為39mm×44mm×12mm，重量只有20g，因此不會(huì )妨礙駕駛。系統除了該模塊之外，還使用確定車(chē)輛位置的GPS模塊，以及收集保存這些模塊數據的小型設備。傳感器模塊檢測的數據經(jīng)藍牙傳送到小型裝置。

（ａ）安裝有傳感器模塊的帽子

（ｂ）傳感器模塊安裝在右腳上的狀態(tài)

2008年8月投入實(shí)用，首先從培訓職業(yè)駕駛員開(kāi)始

檢測系統以ATR的基礎研究為原型，由ATR與山城汽車(chē)駕校在2008年合作開(kāi)發(fā)（業(yè)務(wù)由ATR-Sensetech開(kāi)展）。該系統作為自動(dòng)評價(jià)駕駛員的駕駛技能、提供改善建議的“Objet系統”，于同年8月開(kāi)始在山城汽車(chē)駕校的職業(yè)駕駛員培訓中使用。

檢測數據為將右腳位置（位于油門(mén)踏板、剎車(chē)踏板，還是不穩定）、頸部扭轉角度、車(chē)輛速度3個(gè)項目，按時(shí)間的變化來(lái)表示（圖2）。據稱(chēng)僅用區區3個(gè)項目，就能夠知道轉彎時(shí)頸部扭轉角度是否足以確認左右、確認時(shí)間是否充分、車(chē)輛降速是否足夠、改踩油門(mén)踏板的時(shí)機是否恰當等。結合直行時(shí)和左右轉彎時(shí)等個(gè)別情況的評價(jià)，對整體駕駛情況以分數（滿(mǎn)分100分）或5個(gè)級別進(jìn)行評價(jià)。

圖2：駕駛技能評價(jià)示例（通過(guò)路口時(shí)）

藍色波形為左右轉頸的動(dòng)作，紅色波形為行駛速度，圖下部紅色帶狀部分為右腳踩踏油門(mén)踏板，藍色部分代表踩踏剎車(chē)踏板。

假如轉頸不足10度，就不足以確認左右，即使轉頸幅度大，如果確認左右的時(shí)間短，也談不上充分（圖3）。駕駛員如果猶豫“是走還是停”，就會(huì )出現腳位置不穩定的數據。只需觀(guān)察波形，則不只是駕駛員的駕駛習慣，就連轉彎時(shí)“看不見(jiàn)人影，不用太注意吧？”等“駕駛員的想法也能看出來(lái)”（ATR智能機器人研究所環(huán)境智能研究室野間春生）。包括轉彎時(shí)的速度、在視野較差的路口直行時(shí)的減速程度等存在個(gè)人差異的數據都能如實(shí)獲知（山城汽車(chē)駕校把這種因人而異的速度叫做個(gè)人的“持有速度”）。

圖3：駕駛技能評價(jià)示例（路口左轉時(shí)）

由藍色波形變化小可知，駕駛員轉頸動(dòng)作少，左右確認不充分。

除了檢測數據，從檢測數據中看出的特征還將以簡(jiǎn)潔的文字展示給駕駛員（圖4）。通過(guò)把駕駛員的駕駛習慣和心理狀態(tài)數值化，通俗易懂地向駕駛員展示短評，使駕駛員能夠輕易地注意到自身的危險性。檢測數據的評價(jià)方式是準備多種駕駛員安全駕駛的行為模式作為參考，通過(guò)將其與檢測數據對比，提取駕駛員的特征。短評可以按照“略微注意”、“注意”、“需要改善”的危險程度，給出細致的評價(jià)。山城汽車(chē)駕校表示，通過(guò)每隔3～6個(gè)月利用Objet系統進(jìn)行一次駕駛評價(jià)，駕駛員已經(jīng)養成了安全的駕駛方法。

提請駕駛員注意到對自己“技術(shù)好”的盲目自信

2008年投入實(shí)用以來(lái)，Objet系統的應用范圍在擴展。Objet系統評價(jià)過(guò)的駕駛員超過(guò)了3000人。

采用的駕校增加到了11個(gè)府縣的16所。某出租車(chē)公司利用其培訓出租車(chē)駕駛員，京都府和奈良縣的卡車(chē)協(xié)會(huì )利用其向會(huì )員企業(yè)提供培訓服務(wù)。京城市交通局和名古屋市交通局也在公交車(chē)駕駛員的培訓中采用該系統，JR西日本巴士則將其應用到了培訓長(cháng)途客車(chē)駕駛員之上。除了培訓職業(yè)駕駛員，京都府和岐阜縣還把使用Objet系統的培訓認定為面向老年人的認證課程。

據稱(chēng)，效果十分明顯。例如，某出租車(chē)公司在利用Objet系統培訓發(fā)生事故的駕駛員之后，接受二次培訓的駕駛員（即接受培訓后，因發(fā)生事故再次接受培訓的駕駛員）人數減少了約20％。由此可見(jiàn)，對于自信駕駛技能不錯的職業(yè)駕駛員，在指出其缺點(diǎn)時(shí)，拿出數值這種客觀(guān)數據十分有效。

就指出自信的駕駛員的缺點(diǎn)而言，在以老年人為對象的培訓中同樣有效。ATR表示，在對自己的駕駛技能分成5級（5為最佳）評價(jià)的結果，中年人略低于4，而老年人則略高于4。而Objet系統對314位老年人實(shí)際評價(jià)的結果顯示，在5級評價(jià)中，最差技能的比例約占整體的2成，是普通駕駛員的3倍以上。ATR表示，老年人雖然以安全速度行駛，遵守暫時(shí)停車(chē)，右左轉彎時(shí)確認安全的時(shí)機也很準確，但左右轉彎時(shí)的轉頸角度和確認時(shí)間不足，這種情況明確體現在了檢測數據中。通過(guò)向其展示實(shí)際技能，很多老年人都發(fā)現了自已的實(shí)際車(chē)技與主觀(guān)認為的差距。
還能用來(lái)設計安全道路

除了汽車(chē)，該系統還能用來(lái)實(shí)施自行車(chē)安全行駛培訓，并且根據數值化的駕駛員行為優(yōu)化ITS提供信息的方法，甚至用來(lái)設計不易發(fā)生交通事故的道路。

在ITS中的應用已經(jīng)使用阪神高速公路，在路車(chē)協(xié)調型ITS信息提供服務(wù)驗證實(shí)驗“京阪神地區智能道路驗證實(shí)驗”中得到了驗證。在路車(chē)協(xié)調型服務(wù)中，該系統能夠按照道路狀況，發(fā)送“前方堵車(chē)，注意追尾”、“右側有合流車(chē)輛，請注意”等信息，通過(guò)在車(chē)載導航儀上顯示信息，提醒駕駛員注意，預防事故的發(fā)生。ATR與大阪大學(xué)在驗證實(shí)驗中，詳細調查了駕駛員得到信息后采取的行動(dòng)。

實(shí)驗對象是公開(kāi)征集的32名20～50歲的駕駛員。他們頭戴安裝有傳感器模塊的帽子，右腳裝配相同的模塊，調查了看到路況信息后的行為。在側道車(chē)輛從右側匯入干線(xiàn)的地點(diǎn)，實(shí)驗結果顯示，駕駛員在看到“右側有合流車(chē)輛，請注意”的信息后，在放慢油門(mén)的0.23秒前（平均值），都與注視右側方向的行動(dòng)。當前進(jìn)方向堵車(chē)時(shí)，駕駛員在看到堵車(chē)信息后，平均在1.77秒后放松了油門(mén)踏板。根據這些結果，ATR將在今后調查發(fā)出信息的時(shí)機、顯示位置、顯示內容等對于駕駛員視線(xiàn)移動(dòng)和踏板操作的影響，從而使ITS信息提供服務(wù)更加有效。

關(guān)于道路設計，ATR與從事道路設計的修成建設顧問(wèn)聯(lián)手進(jìn)行了驗證。使用Objet系統，調查了駕駛員手腳、脖子的動(dòng)作是否適應道路結構和交通規則等道路環(huán)境。

驗證在三重縣松坂市普通公路上側道與干線(xiàn)合流的地點(diǎn)進(jìn)行。調查了佩戴Objet系統的駕駛員的車(chē)輛從側道向干線(xiàn)合流時(shí)的行為，結果顯示，很多駕駛員在“暫時(shí)停車(chē)”地點(diǎn)沒(méi)有完全停車(chē)，雖然有確認右側（干線(xiàn)方向）的行動(dòng)，但油門(mén)踏板沒(méi)有松開(kāi)，右腳從剎車(chē)踏板移動(dòng)到油門(mén)踏板的時(shí)間早等。根據這一結果，就可以采取拓寬停車(chē)位置、設置路樁、調整側道合流道路上的標識等解決暫時(shí)停車(chē)不徹底和左右確認不充分問(wèn)題的對策。

從“個(gè)別”到“社會(huì )”

ATR為了進(jìn)一步擴大Objet系統的應用范圍，預定于2011年10月28日舉辦研討會(huì )。希望為個(gè)別采用Objet系統的用戶(hù)和研究者創(chuàng )造交流的平臺，廣泛征求意見(jiàn)，推動(dòng)Objet系統的發(fā)展。ATR正在研究在今后向普通駕駛員推廣該系統的策略。例如，隨著(zhù)Objet系統知名度的提高，如果保險公司對其產(chǎn)生興趣，便會(huì )推出與駕駛技術(shù)掛鉤的自愿保險。那樣的話(huà)，普通駕駛員利用Objet系統的機會(huì )就有望增加。

而且，評價(jià)系統也需要發(fā)展?，F有系統雖然體積小，但每次駕駛時(shí)都必須設置傳感器模塊。這一不便可能會(huì )令用戶(hù)望而卻步。這一問(wèn)題可以通過(guò)使用光學(xué)技術(shù)和攝像技術(shù)檢測脖子和右腳行為的方式解決。如果安裝了評價(jià)系統的車(chē)輛大量上路，估計就可以讀取駕駛員的行為和路況的變化。還將考慮在地圖上標識駕駛員行駛困難、容易導致慌亂的路段等用途。“Objet系統已經(jīng)做到了對每個(gè)人逐一做出相當好的評價(jià)。下一階段是收集大量駕駛員的行為，將其運用于社會(huì )服務(wù)”