Fejlett vezetéstámogató rendszerek autóbuszokon
Frissítve: dec. 1.
DAS kezdetek
Manapság jelentősen kisebb fizikai erőszükségletet igényel egy autóbusz vezetése, mint ötven évvel ezelőtt. A kormány-, fék-, kuplungrásegítés csökkentette a járművezető fizikai terhelését, ezáltal könnyítve a járműkezelést. A mechanikai vezetéstámogatókat követte a ’80-as évek közepén az első elektronikus rendszer, az ABS (Anti-lock Braking System – blokkolásgátló rendszer). Feladata a menetstabilitás megőrzése, valamint a fékút csökkentése szélsőséges vezetési körülmények között (pl. hirtelen fékezés sikamlós úton). Közvetlenül egészíti ki az ASR (Anti-Spin Regulation), mely a keréktalpra jutó indítónyomatékot szabályozza, megelőzve a tapadásvesztést (kipörgést).
Korai ABS tesztelése egy Mercedes-Benz O303-ason ('70-es évek vége).
Pneumatikus kapcsolási rajz egy ABS/ASR-rel szerelt csuklósbusz (Ikarus 435) légfékrendszeréről.
Az ABS/ASR párost az elektronikusan vezérelt fékrendszer (EBS – Electronic Brake System) követte 2009-ben, mely gyakorlatilag integrálta a különálló ABS/ASR rendszereket, kiegészítve fékbetét-kopásjelzéssel. Előnye a gyorsabb reakcióidő, ezáltal rövidebb féktávolság.
A fokozatváltás tekintetében először a kuplungrobot, majd az automataváltó elterjedése támogatta jelentősen gépkocsivezetőt, utóbbival egy pedál eliminálhatóvá vált. Kormányrásegítésben eleinte a sűrítettlevegős megoldás csökkentette a kifejtendő erőt, majd a hidraulikus terjedt el széles körben és használatos manapság.
2012-től kötelező a menetstabilizáló rendszer (ESP – Electronic Stability Program, vagy ismert még ESC – Eletronic Stability Control néven) autóbuszokban (M3/III. – távolsági – kategóriában), mely képes kezelni és biztosítani a jármű stabil úttartását, kormányozhatóságának megőrzését szélsőséges körülmények között (pl. hirtelen kormányzás).
MAN promo az ESP rendszerről. 2007 óta minden távolsági buszuk alapfelszereltsége.
A sebességtartó elektronika (Tempomat, vagy Cruise Control) további lábterhelés-csökkentőként támogatja a járművezetőt hosszú, monoton haladás alkalmával, ahogy az eső- és fényérzékelő (RLS – Rain and Light Sensor) automatikusan kapcsolja a fényviszonyokhoz illeszkedő világítást, és a csapadéksűrűség változásával az ablaktörlőlapátokat.
Fejlett vezetéstámogató rendszerek – ADAS (Advanced Driver Assistance Systems)
A ’90-es évektől az információs technika (elektronika) alapvető eszköze a kitűzött fejlesztéseknek vagy a felmerülő mérnöki problémák megoldásának. A fizikai erőkifejtés mértéke csökkent, viszont a közlekedők gyarapodásával és a fokozódó forgalom okán a szellemi tevékenység (figyelem) igénye növekedett, és szerteágazó lett. Jobbról gyalogos, hátulról biciklis, szemből autó, balról teherautó közelít, és pillanatok alatt kell értelmezni közlekedésitábla-erdőt a kereszteződésben. E fókuszálást, és lényegi, esetenként veszélyt hordozó információkat figyelik, válogatják, priorizálják, és jelzik audiovizuális formában a fejlett vezetéstámogató rendszerek.
Az Európai Unió területén 2024. július 7-étől lépett új szintre autóbuszokon, ettől fogva az új típusjóváhagyás része az alábbi rendszerek (esetenként funkciók) integrálása, vizsgálata:
AEBS – Advanced Emergency Braking System, automata vészfék-asszisztens
ELKS – Emergency Lane Keeping Service, sávtartás-asszisztens
ESS – Emergency Stop Signal, vészfékezés-jelző
ISA – Intelligent Speed Assistance, közlekedési táblákat felismerő-rendszer
DDAW / ADDW – Driver Drowsiness and Attention Warning, sofőrfáradtság-figyelő és Advanced Driver Distraction Warning, sofőrösszpontosítás-figyelmeztetés
REV – REVersing detection, hátrameneti segéd
EDR – Event Data Recorder, adatrögzítő
BSIS – Blind Spot Information System, oldalsó holttér információs rendszer
MOIS – Moving-Off Information System, szemközti holttér információs rendszer
TPMS – Tire Pressure Monitoring System, guminyomás-ellenőrző rendszer
CS – Cyber Security, infotechnikai védettség (ezzel kapcsolatos írásom itt érhető el)
Alcolock – alkoholszonda (előkészítés szükséges, beszerelés nem)
A fenti megnevezések esetében egyes gyártók saját kereskedelmi elnevezést vezettek be. A három autóbusz-kategóriára (városi [M3/I.], helyközi [M3/II.], távolsági [M3/III.]) vonatkozóan nem egységesen kötelezők a fentiek: például az ADDW minden kategóriára kötelező, míg a DDAW csak 70 km/h-nál magasabb sebességhatárolással szerelt buszokra. Az adatrögzítő M3/I. (városi) kategóriában csak 2026-tól kötelező. A rendelet elsődleges célja a veszélyeztetett úthasználók védelme (gyalogos, biciklis).
Fotó: Daimler Buses.
A hátramenetet támogató segéd (értsd tolatókamera és -radar) évek óta alapfelszereltségnek számít, ahogy több másik (adatrögzítő, vészfékezés-jelzés automatikusan elakadásjelzővel, guminyomás- és hőmérséklet-ellenőrző rendszer) funkció is már széleskörben ismert és alkalmazott kiegészítő.
Gyakorlati kivitelezés
A szabályalkotók szándékai, tervezett irányok évekkel korábban körbejárták az iparágat, így a beszállítóknak, gyártóknak volt idejük a felkészülésre, tesztelésre. Retrofit rendszerként bármilyen autóbuszba beépíthetők alábbi funkciók, ezek kiegészítő kijelzőket és kamerákat, lidarokat (LIght Detection and Ranging, ~lézeres távolságmérés), esetenként haptikus eszközöket (rezgőpárna) tartalmaznak. Az igényesség határa a csillagos ég: némely járműgyártó integrálja jelzéseit a műszerpultba, kameráit a karosszériába, haptikus eszközeit a kormánykerékbe, vezetőülésbe.
Három rendszerrel foglalkoztam behatóan, így a megvalósítások és példák ezekből származnak (Mobileye 8 Connect & Fisheye; TruckWarn FLEX 2.0 + DSM; PSVT DDAW & ADDW), de számos további, hasonló elven működő rendszer érhető el. Környezeti információk begyűjtésére mind lidarokat és/vagy kamerákat alkalmaznak együttesen vagy külön.
Rendszerfilozófiát tekintve két csoportra oszthatók: aktív és passzív, előbbi beavatkozik a menettulajdonságokba, amennyiben úgy ítéli meg (pl. vészfék-asszisztens a fékrendszerbe, sávtartás-asszisztens a kormányzásba, adaptív tempomat a fék- és/vagy hajtásrendszerbe). Elterjedtebb manapság a passzív – beavatkozásra nem képes – rendszer, mely csupán figyelmeztetést ad.
Vészfék-asszisztens – AEBS
Előttes álló vagy mozgó objektumok észlelése, járművezető figyelmeztetése, majd reakció hiányában fékezés, szükség esetén vészfékezés. Városi (M3/I. kategóriájú) buszokon nem kötelező felszereltség.
A Volvo Bus ütközés-figyelmeztető és -megelőző aktív rendszerének rövid bemutatása.
Sávtartás – LDW (Lane Departure Warning), LKS (Lane Keeping Service)
A sávfelfestést előzetes irányjelzés hiányában átlépve figyelmeztet. Buszok méreteit és szükséges kanyarodási, manőverezési helyigényét tekintve kalibrálható, hogy megengedjen néhány tízcentis átlógást. Passzív rendszerekkel találkoztam, melyek hangjelzés mellett haptikus jelzésre (ülésrezgetésre) képesek.
A Mobileye rendszere további funkciókat tartalmaz: virtuális lökhárítót (VB – Virtual Bumper), mely a szemben lévő jármű tolatása esetén figyelmeztet annak közeledésére, valamint a követési távolság figyelmeztetés: ha változatlan sebességgel haladok, a kijelzett másodperc elteltével ütközni fogok az előttes járművel (HMW – Headway Monitoring Warning, FCW – Forward Collision Warning).
Alcolock - alkoholszonda
Jelenleg az előkészítés kötelező, több országban évek óta használt kiegészítő eszköz. Nem engedi mozdítani a buszt, amíg a gépkocsivezető megfelelően nem fújt zérus alkoholszintet.
Sebességhatár-emlékeztető – ISA (Intelligent Speed Assistance)
Azonosítást, elválasztást, felismerést, besorolást, összehasonlítást, majd kijelzést végző rendszer szoftveres hátterét nagymennyiségű adattal tanították különböző régiók közlekedési tábláinak fotójával, változatos időjárási körülmények között (pl. éjszakai hóesés, szakadó eső).
Amennyiben nem ismer fel táblát, GPS-es helymeghatározás segítségével az országkódnak megfelelő közlekedési szabályok ismeretében az adott útszakaszra érvényes sebességhatárt jelzi, változás esetén szolid audiovizuális figyelmeztetéssel.
Sofőrfáradtság-figyelő – DDAW (Driver Drowsiness and Attention Warning) és fókuszálás-figyelmeztetés – ADDW (Advanced Driver Distraction Warning)
Nagy adathalmazzal betanított szoftver kamerás adatgyűjtéssel arcmimikából és szemek állásából következtet a járművezető fiziológiás állapotára. Audiovizuálisan figyelmeztet, úgy ítéli, hogy szükséges pihennie. További hasonló alapokon működő funkciója az ADDW, mely a járművezető koncentráltságát, tekintetének irányát, helyes ülőpozícióját figyeli és szükség esetén figyelmeztet.
PSVT és TruckWarn gyártmányú DDAW/ADDW rendszerek kamerái.
Holttérfigyelők – BSIS (Blind Spot Information System) és MOIS (Moving-Off Information System)
A jobbra kisívben kanyarodás a legkevésbé rizikós manőver jellemzően, buszoknál a méretből és tömegből fakadóan veszélyforrás. Nagyobb inerciája miatt másképpen gyorsul-lassul, mint egy személyautó, valamint eltérő kanyarodási folyosó következtében jelentős holttér van a jobb oldalon, melyet nem lát a gépkocsivezető. Ennek a figyelését szolgálhatja a karosszérián elhelyezett kamera, mely a képfeldolgozást mélyneurális hálók (DNN – Deep Neural Network) segítségével végzi (azonosítás, felismerés, kategorizálás, szűrés, jelzés) vagy lidar. Utóbbi esetében a kibocsátott, majd visszavert ultraibolya sugárzás-eltérésből számít távolságot, sebességet, és jelez potenciális veszélyforrást. Hasonló elven figyel a jármű előtti területre, keresztben átsétáló gyalogosra, biciklisre – digitális holttértükör.
BSIS megfigyelt terület. Színek = jelzés jellege (sárga: figyelmeztetés, piros: riasztás). Ábra forrása: Mobileye.
MOIS által ellenőrzött terület. Ábra forrása: Mobileye.
A Mobileye rendszer két halszemoptikával (egyenként kb. 150 fokos látószöggel) fedi le az előírt területet, és egyszerű LED-es visszajelzővel figyelmeztet vagy riaszt – utóbbi esetén hanggal kiegészítve a látható jelzést.
Mobileye 8 Connect & Fisheye rendszer és képek a kalibrálási folyamatról.
A TruckWarn rendszere két kamerával fedi le a területet, egy kiegészítő monitoron lehet látni a továbbított képet (mely 30 km/h felett kikapcsol), valamint egy LED-es visszajelzővel figyelmeztet.
TruckWarn kamerák + monitor a jobb oldali A-oszlopon.
Daimler ASGA2 lidarja.
Guminyomás-ellenőrző – TPMS (Tire Pressure Monitoring System)
2018-as kiadású ENSZ-EGB 141-es rendelkezik a guminyomás-ellenőrzőrendszer képességeiről, tudásáról, figyelmeztetéseiről. Az alábbi ikon világít folyamatosan, ha egy vagy több gumiabroncs nyomása túl alacsony vagy magas, időben túl gyors nyomásvesztés történik, ha túl nagy az eltérés egyes abroncsok között, vagy a hőmérséklet túl magas. Villog, ha a rendszer meghibásodott, vagy hirtelen állapotjelző-változást észlel. Legtöbb esetben mért értékeit a műszerfal egyik almenüjében lehet leolvasni.
Adatrögzítő – EDR (Event Data Recorder)
A villanybuszokon szinte alapfelszereltség a telemetria (távoli elérés), mely megállapodástól és szolgáltatótól függően hetekre (akár hónapokra, évekre) visszamenőleg rögzíti a jármű menetparamétereit, földrajzi helyzetét, kiegészítő berendezéseinek állapotát. Egy incidens vagy baleset kivizsgálásakor sokat segít a körülmények rekonstruálásában, ehhez hasonlót vár el (vélhetően) az előírás – vö. repülőgépek "feketedoboza”. (Vélhetően, ugyanis az írás közzétételekor még nincs érvényes ENSZ-EGB szabályzás erről).
Részletképek egy telemetria-rendszerből.
Gyakorlati hasznosság
Minden ember által létrehozott rendszerben kódolt a hiba lehetősége, a valós körülmények rejtette lehetőségek szélesebbek spektrumon mozognak, minthogy betaníthatók legyenek. Az elérhető rendszerek nagy pontossággal jeleznek a betanított minták szerint, és van közöttük olyan, mely "öntanuló" (pl. Mobileye).
A közutakon és azok mentén látható, sokszor ellentmondó jelzések összezavarják – akárcsak a járművezetőt – így elsődleges, hogy a kihelyezett táblák és felfestések összhangban legyenek a szabályzásban foglaltakkal, jól látható helyen és egyértelműen azonosíthatók legyenek. A KRESZ-szabályok apró részletekbe menő implementálása szoftveresen még mutat hiányosságokat (pl. aszfaltozott útkereszteződés feloldja a korábbi jelzések hatályát).
Néhány rendhagyó, hatályos KRESZ-előírás szerint nem létező, nehezen értelmezhető, nem egyértelmű vagy félrevezető közúti jelzés.
A szélsőséges körülmények könnyen megzavarják (pl. vakító fény, szennyeződés a lencsén, nedves útburkolaton tükröződés) és működésképtelenné tehetik bármelyik rendszert, ilyenkor téves jelzést adhatnak. A Mobileye rendszere belső öndiagnosztikával rendelkezik, csökkent láthatóságot külön jelzi és ilyenkor minden figyelmeztetést szüneteltet. A PSVT gyártmányú ADDW rendszer esetén ha a visszapillantó monitort szemlélem, úgy véli, hogy nem az utat nézem, ezért figyelmeztet. (Valóban nem az utat, hanem a jármű melletti területet nézem, mely ugyanannyira fontos vezetés közben, mint előre figyelni.) Kétféle téves hibajelzés különböztethető meg:
Téves pozitív riasztás: a rendszer olyankor ad jelzést, amikor nem indokolt.
Téves negatív riasztás: a rendszer nem ad jelzést akkor, amikor indokolt.
A temérdek extra monitor, azok információtartalma kétséges, hogy segít-e az információválogatásban és az összpontosításban, ezért kiemelten fontos, hogy minél kevesebb kiegészítő monitorral üzemeljen egy-egy rendszer (és egy kanyarodási holttérfigyelő 30-35 km/h felett automatikusan kikapcsoljon), valamint téves vagy hibás jelzések minimalizálása.
Telepakolt baloldali A-oszlop egy Setra S 516 HDH-ban. Fotó: Daimler Buses (2024).
Következő szint
Egyes gyártók „előremenekülve” (?) már jóval több, az előírást túlteljesítő, nem kötelező támogatórendszert integrálnak buszaikba – például 360 fokos kamera, mindkét oldalt végig figyelő rendszer. Vélhetően a következő szabályzói lépésként a CMS (Camera Monitor System – digitális visszapillantó) lesz kötelező, valamint az aktív beavatkozásra képes rendszerek alkalmazása (sávtartásra, követési távolság tartására, fékezésre), apró lépésekkel a járművezető teljes tehermentesítésének (kiváltásának) irányába.
360 fokos kamera monitorképe.
Kamerák és monitorok kereszttüzében ücsöröghet a gépkocsivezető, a busz irányítja önmagát.
Források, felhasznált irodalom:
20 éves a busz ABS (vezess.hu, első közzététel: 2004. júius 2., hozzáférés: 2024. november 29.)
Hogyan működik az ESP? A Járműstabilitás technológiai háttere (bytech.hu, közzétéve: 2024. április 26.. hozzáférés: 2024. november 29.)
Kengyel Kristóf: Itt a turistabuszok új csúcsa (Totalcar, közzétéve: 2017. július 18., hozzáférés: 2024. november 29.)
Tiana May: Daimler Buses to Showcase ADAS Safety Technologies at Busworld Europe (bus-news.com, közzétéve: 2023. szeptember 12., hozzáférés: 2024. november 29.)
Ludányi József: Első a biztonság: bemutatkozott a Daimler Buses hatodik generációs Safety Coach-a (magyarbusz.info, közzétéve: 2024. június 30., hozzáférés: 2024. november 29.)
Kun Péter, Patthy Gellért: Daimler Buses Driving Experience 2024: középpontban a balesetmegelőzés (magyarbusz.info, közzétéve: 2024. március 29., hozzáférés: 2024. november 29.)
Safer Roads Ahead - General Safety Regulation II (continental-automotive.com, közzétéve: 2024. június 26., hozzáférés: 2024. november 29.)
Advanced Driver Distraction Warning (ADDW) Systems (neonode.com, hozzáférés: 2024. november 29.)
Comments