دانلود رایگان ترجمه مقاله توسعه شاخص ریسک تغییر مسیر (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۱۸)

توسعه شاخص ریسک تغییر مسیر با استفاده از داده های مسیریابی حمل و نقل

Development of a lane change risk index using vehicle trajectory data

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1894

اولین گام برای جمع آوری داده های مسیریابی فردی، شامل موقعیت خودرو و سرعت می باشد. مجموع چهار وسیله نقلیه مجاور که شامل وسایل نقلیه lead (kLe) و lag (kLa) در خط هدف و وسایل نقلیه جلو (kF) و عقب (kR) در خط شروع، بر روی خطر تاثیر می گذارد هنگامی که موضوع وسیله نقلیه (kS) خطوط را تغییر می دهد، همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است. مرحله دوم این است تعیین کند که آیا kS در یک وضعیت امن با هر خودرو مجاور می باشد زمانیکه تغییر خطوط در هر مرحله زمانی می باشد. این مطالعه از شاخص فاصله توقف (SDI) بر اساس فاصله ها ی دید متوقف استفاده می کند (SSD ها) دو وسیله نقلیه. ۲٫۵ ثانیه درک و زمان واکنش توصیه شده توسط دستورالعمل طراحی بزرگراه کره (وزارت راه، حمل و نقل و امور دریایی کره ، ۲۰۱۳) در محاسبه SSD ها در این مطالعه استفاده شد.
SDI یک شاخص برای تعیین ریسک تصادف عقب به عقب مبتنی بر SSD می باشد.

که، برای مثال، بر اساس kF و kS در زمان فضای جلویی St (1) در مرحله زمان فعلی (t) مشتق شده است. SSD و SDI می تواند به ترتیب با استفاده از معادله (۱) و معادله (۲) حاصل شود. یک SDI بزرگتر از ‘۰’
نشان دهنده وضعیتی است که kS قادر است تا ایمنی را متوقف کند زمانیکه kF یک توقف ناگهانی می کند. از سوی دیگر، SDI کمتر از ۰ نشان دهنده وضعیت خطرناکی است که در آن kS قادر به ایجاد اشتباه مناسب مانور برای جلوگیری از برخورد با kF به دلیل فاصله ناکافی بین دو وسیله نقلیه نیست. بنابراین، این مطالعه تعیین می کند که آیا یک وضعیت داده شده پس از خودور در هر گام زمانی امن است یا نه. در همین حال، فرض می شود که موقعیت فعلی kS در همان خط به عنوان مسیر وسایل نقلیه مسافرت در خط هدف است. پس از آن SDI های ناشی از تعامل بین kS و وسایل نقلیه هدف با استفاده از مثال، فاصله پیشرو (St (3)) و فاصله تاخیری (St (4)) ارزیابی می شوند. این مرحله سوم، بدست آوردن دو شاخص ریسک: سطح تماس خطر (REL) و سطح شدت خطر (RSL) می باشد. مشخصات مداوم SDI ها درتغییر خط ، که نشان دهنده تعاملات بین kS و مجاور وسایل نقلیه است، برای استخراج شاخص های شاخص ها بیشتر تجزیه و تحلیل می شود. REL نشان می دهد چه مدت kS در معرض یک وضعیت خطرناک قرارمی گیرد که می تواند بالقوه منجر به تصادف شود در حالی که تغییر خط می دهد. RSL نشان دهنده شدت تصادف است که ممکن است رخ دهد اگر kS مانور انحرافی مناسبی نداشته باشد. آخرین مرحله استفاده از روش تجزیه و تحلیل درخت خطا (FTA) می باشد.چهار رویداد تعامل با وسایل نقلیه مجاور (kF، kR، kLe، kLa) از لحاظ ایمنی تغییر خط بر مبنای REL و RSL ارزیابی می شود. در نتیجه، شکست تعامل خودرو امن (φ (i)) برای kS و هر وسایل نقلیه مجاور i (1،۲،۳،۴ = i) شمارده می شود. سپس ادغام (φ (i برای برآورد سطح خطر انجام می شود، توسط اندازه گیری احتمالی kS عدم انجام تغییر مسیر ایمنی (Ф (ks)) نشان داده می شود.
۲ سطح قرار گرفتن در معرض خطر (REL) و سطح شدت خطر (RSL)
سطح تماس خطر (REL) برای نشان دادن یک وضعیت توسعه داده شد که احتمال وقوع تصادف افزایش می یابد زمانیکه وسیله نقلیه فرد در معرض یک وضعیت خطرناک در زمان تغیر مسیر برای یک دوره نسبتا طولانی قرار گرفته است. REL به عنوان نسبت مدت زمان تغییر خط ناامن (ULCD) برای مدت کل تغییر خط (TLCD) تعریف می شود، که می تواند به صورت یک اقدام احتمالی با مقدار بین صفر و یک بیان شود ، همانطور که در معادله (۳ بیان شده است. ULCD با جمع آوری
مراحل زمانی به دست آمده است که SDI کمتر از ۰ است.
به عنوان مثال، فرض کنید که دو وسیله نقلیه، A و B، مقدار TLCD 3.2 ثانیه مشابه ای دارند. با این حال، می توان گفت که خودرو B در وضعیت خطرناک تری تغیر مسیر می دهد از وسیله نقلیه A به دلیل ULCD خودرو B طولانی تر است، همانطور که در شکل ۳ نشان داده شده است. در این مثال، REL وسیله نقلیه A 0.44 است، در حالی که REL خودرو B 0.94 است.
سطح شدت خطر (RSL) برای نشان دادن یک وضعیت توسعه داده شد که سرعت برخورد با نسبت بالاتری منجربه افزایش در شدت تصادف می شود هنگامی که سرعت وسیله نقلیه شخص بیشتر از سرعت وسیله نقلیه جلو، مقدار مطلق SDI بزرگتر در پروفایل می شود که SDI کمتر از ۰ است. بنابراین، ارزش مطلق SDI می تواند شدت بالقوه تصادف را نشان دهد. RSL به عنوان نسبت حداکثر مشاهده شده SDI(SDIMAX
obs ) در طول TLCD برای حداکثر تئوری SDI (SDIcri)، که می تواند به عنوان اقدام احتمالی با مقدار بین صفر و یک بیان شود، همانطور که در معادله (۴) بیان شده است. سپس مسئله ای که پیش می آید این است که چگونه باید برای SDIcri آماده شودSDIcri به دست می آید هنگامی که یک وسیله نقلیه شخص با بالاترین سرعت در حال حرکت است. این مطالعه از ۱۸۰ کیلومتر در ساعت به عنوان بالاترین سرعت استفاده می کند، که به عنوان یک مقدار آستانه برای تشخیص خروجی در طی پردازش داده ها برای بزرگراه های کره استفاده می شود (کیم و همکاران، ۲۰۱۳(.SDIcri به ۵۶۵ متر می رسد
فرض بر این است که فاصله بین دو تعامل، وسایل نقلیه ۰ متر است و سرعت خودرو زیر ۱۸۰ کیلومتر در ساعت است.
به عنوان مثال، فرض کنید که مقدار اندازه گیری شده SDI obs MAX برای وسیله نقلیه A 198 متر است و برای وسیله نقلیه B 45 متر است، همانطور که در شکل ۳ نشان داده شده است. سپس، در نتیجه RSL برای خودرو A و خودرو B به ترتیب ۰٫۳۵ و ۰٫۰۸ است. به این معنی است که وسیله نقلیه A پتانسیل بیشتری دارد که در تصادف جدی تر درگیر می شود. مقدار بیشتر برای REL نشان می دهد که مقدار زمان نمایش برای افازایش بالقوه تصادف می باشد. از سوی دیگر، ارزش بالاتر RSL نشان دهنده این است که سطح شدت تصادف مورد انتظار زمانی رخ دادن تصادف را افزایش می دهد.

۲٫۳ تجزیه و تحلیل درخت شکست (FTA)
هدف از این مطالعه ارزیابی اینکه آیا رویداد تغییر مسیر امن است یا خیر، بجای صرفا برآورد احتمال تغیر مسیر باعث تصادف شود. هنگام ارزیابی ایمنی وقایع تغییر مسیر، ما می توانیم به آن از دو دیدگاه متفاوت فکر کنیم. یکی از آنها وضعیتی است که در آن شدت بالا یک بار تصادف رخ می دهد اگر چه احتمال وقوع تصادف کم است. در مقابل اولین وضعیت، وضعیت دیگری است که احتمال وقوع تصادف زیاد است اگر چه شدت کم است. پرسش مطرح شده این است که کدام یک خطرناک تر است ؟’. پاسخ به این سوال ساده نیست، زیرا ما نیاز به هر دو حالت در نظر سنجی در ارزیابی ایمنی همزمان داریم. برای برآورده ساختن این الزام، ما یک روش FTA را اتخاذ کردیم که قادر به ادغام هر دو REL و RSL است.
FTA روشی برای انجام تجزیه و تحلیل ریسک است که به طور گسترده ای در دامنه مهندسی قابلیت اطمینان استفاده می شود. ارزیابی قابلیت اطمینان می تواند برای شناسایی احتمال شکست سیستم در یک مقدار کمی انجام شود. شیوه FTA به طور گسترده ای برای تحلیل رویدادهای پیچیده استفاده می شود که از خطاهای انسانی و عوامل استدلال چندگانه بوجود آمده است. هدف اصلی از FTA شناسایی رابطه بین شکست یک سیستم کل و شکست هر مولفه سیستم است. علاوه بر این، FTA ابزار مفیدی برای شناسایی کمک کننده منجر به شکست توسط نمایش گرافیکی زنجیره ای از رویدادهای مربوطه می باشد. احتمال وقوع شکست هر رویداد می تواند توسط مدل برای ارزیابی عملکرد یک سیستم کامل داده شده گنجانیده شود. اطلاعات بیشتر در مورد FTA می تواند در گاردونی (۲۰۱۷) یافت شود.
این مطالعه تغییر خط را به عنوان سیستمی تعریف می کند که باید براساس ریسک های تصادف تحلیل شود. شکست رویداد به عنوان شکست تعامل ایمنی خودرو بین خودروی فرد و وسایل نقلیه اطراف آن تعریف می شود، که توسط φ (۱) نشان داده شده است. شکست تعامل خودرو امن بین وسایل نقلیه مجاور (kF، kR، kLe، kLa) را می توان با φ (۱)، φ (۲)، φ (۳)، و φ (۴) به ترتیب مشخص کرد. همانطور که در معادله (۵) نشان داده شده است، خطای رویداد (φ (i)) بر اساس ترکیبی از عوامل شکست، از جمله REL و RSL محاسبه می شود. شکست سیستم به عنوان شکست وسیله نقلیه موضوعی تعریف می شود تغییر مسیر ایمنی را انجام دهید و توسط F (ks) مشخص می شود. احتمالی که خودرو موضوعی برای انجام یک تغییر مسیر ایمن انجام می شود، این است که به عنوان شاخص ریسک تغییر مسیر (LCRI) Ф (ks) اشاره می شود،
می توان از طریق ادغام شکست تعامل خودرو امن محاسبه کرد، همانطور که در معادله (۶) نشان داده شده است. مقدار کوچکنر از احتمال بدین معنا است که وسیله نقلیه شخصی خطوط یا مسیر را بطورامن تغییر می دهد. شکل ۴ نمودار طراحی شده FTA برای این مطالعه برای برآورد احتمال شکست یک تغییر مسیر ایمنی را نشان می دهد.