Pievienoju projekta aprakstu

This commit is contained in:
Kroppec 2022-12-24 12:15:10 +02:00
parent 5c45254b21
commit c88eb43260

View File

@ -0,0 +1,59 @@
## Likvidēt cilvēka reakcijas laika ietekmi uz satiksmes sastrēgumu realizāciju ar datorsistēmu, kas balstīta tiešā norobežota krustojuma izmaiņu komunikācijas metodikā, maršruta posmā, kas aprīkots ar gaismas signalizācijas satiksmes regulatoru.
*Reduce traffic congestion effects due to human reaction times at intersections with traffic lights by utilizing a computer system based on direct communication  method of changes in the circumscribed route intersection.*
### Motivācija projekta izstrādei:
Civilizācija attīstoties izstrādā saistītas, lielizmēra sabiedriski ekonomiskās formācijas, kas veicina dzīves labklājības attīstību un līdzās tam konurbanizācijas pilnveidošanos. Infrastruktūras pieprasījums tirgū motivē privātpersonas tiekties uz transportlīdzekļa privatizēšanu, kas, attiecīgi, strauji palielina satiksmes negadījumu īpatsvaru. Zinātnisks pētījums “Negadījumu analīze un profilakse” (*“Accident analysis & prevention.”*)[1] (2.5.) norāda, ka pastāv statistiski nozīmīgs novērojums starp satiksmes locekļa potenciālu un iepriekšēju iesaisti negadijumā, kā arī novērotu raksturīpašību - sekošanu virzībai lielas plūsmas automaģistrālē, kas definēta kā laiks starp objekta un subjekta transportlīdzekļiem.
Balstoties uz pētījumiem, var veidot hipotēzi, ka, samazinot satiksmes negadījumu pirmreizēju izraises iespēju, tiek radīts nozīmīgāks efekts nekā, veidojot drošības ieradumu pilnveidošanas veicinošās sistēmas negadījumos iekļuvušiem auto vadītājiem, saistībā ar satiksmes drošību. Izvirzot šādu pieņēmumu, kā motivētu projektu var definēt problēmrisinājumu cilvēka reakcijas laika ietekmes likvidēšanu uz satiksmes sastrēgumu realizāciju, pielietojot datorsistēmas risinājumus, kas balstīti tiešā norobežota krustojuma izmaiņu komunikācijas metodikā, maršruta posmā, kas aprīkots ar gaismas signalizācijas satiksmes regulatoru.
Turklāt, pētijumi kā "Cilvēcisku kļūdu izraisītu negadījumu padziļināta izmeklēšana (Moto-Auto)" ("*In-depth investigations of PTW-car accidents caused by human errors*")[2] norāda, ka dažādās satiksmes krustojuma konfigurācijās, uz statistisku pārsvaru priekšējās sadursmēs, precīzāk, ap 45% pārsvars novērojams 1/9 no sadursmju veidiem (priekšējās sadursmēs) 60% konfigurāciju.
Satiksmes negadījumi arī sastāda daļu no sabiedrības izmaksām, precīzāk, izmaksas var sadalīt vairākās kateogrijās - pēc negadījumā iesaistīto skaita, pēc izmaksu veida, pēc negadījuma ietekmes uz dzīvību. Pētijums satiksmes negadījumu izmaksās "Ceļu satiksmes negadījuma izmaksas un līdzvērtīgs negadījumu skaits" ("*The cost of traffic accident and equivalent accident number (Case study in developing country - Indonesia)*")[3] novērtē vienpersoniska, nāvējoša negadījuma visu kategoriju izmaksas ap 17 869,19 EUR, kas pamato risinājuma monetāro motivāciju un komerciālo potenciālu.
Pastāv vairāki iemesli, kas minēti zinātniskajā pētijumu apkopojumā "Satiksmes konfliktu standarti krustojumos" (*"Traffic conflict standards for intersections"*)[4], kāpēc krustojums satiksmē var tikt kategorizēts kā palielinātas bīstamības zona norobežotā formātā. Pirmkārt, segments, kurā pārklājas dažādas satiksmes locekļu grupas, precīzāk, dažāda tipa transportlīdzekļi, tai skaitā, privātie un komerciālie, kā arī gājēji, kuri saplūst no vairākiem virzieniem var radīt grūtības transportlīdzekļu vadītājiem paredzēt citu satiksmes locekļu darbības, palielinot sadursmes potenciālu. Otrkārt, krustojumos sastopamas vairākas hierarhiskas un sarežģītas satiksmes regulācijas sistēmas, piemēram, zīmes, gaismas signalizācijas satiksmes regulatori, kas pieļauj iespēju neprecīzai situācijas interpretācijai. Visbeidzot, krustojumos novērojami transportlīdzekļu vadītāji, kuru uzmanība ir novērsta, piemēram, meklējot pagriezienu, cenšoties nolasīt zīmes vai izprast satiksmi, iedziļinoties mobīlajā ierīcē, klausoties mūziku vai vadot sarunas, kas palielina negadījuma varbūtību.
Tiešas krustojuma izmaiņu komunikācijas nodrošināšana transportlīdzekļu šoferiem ir nozīmīga, balstoties uz pētijumu situāciju apzināšanā "Situācijas apzināšanās un drošība" (*"Situational awareness and safety"*)[5], jo tas veicina vienmērīgu un efektīvu satiksmes kustību. Ja autovadītāji nav pārliecināti par luksofora signālu, viņi var vilcināties vai bez nepieciešamības apstāties, kas var izraisīt sastrēgumus un kavēšanos. Turklāt, nodrošinot tiešu metodi autovadītāju informēšanai par zaļo gaismu, var palīdzēt novērst negadījumus un uzlabot vispārējo drošību uz ceļa. Sniedzot skaidru un kodolīgu informāciju autovadītājiem, mēs varam palīdzēt nodrošināt vienmērīgu satiksmes plūsmu un to, ka ikviens uz ceļa var droši nokļūt galamērķī.
Tā kā spriedums par to, ka samazinot satiksmes negadījumu pirmreizēju izraises iespēju rada nozīmīgu efektu satiksmes locekļu drošībā, var tikt izvirzīts pamatoti un kā vadošs iemesls norāda uz to, ka satiksmes sastrēgumu realizācija palielina negadījumu potenciālu, un, ka satiksmes konflikti pastāv ar īpaši palielinātu varbūtību krustojumos, tad var izvirzīt nostāju, ka statistiski izpētīta hipotēze par satiksmes sastrēgumu korelāciju uz satiksmes negadījumiem pētijumos kā "Pašreizējā izpratne par sastrēgumu ietekmi uz satiksmes negadījumiem" ("*Current Understanding of the Effects of Congestion on Traffic Accidents*")[6], kas pamato projekta nozīmīgumu plašākajai sabiedrībai un norāda uz pielāgojuma, modulāra risinājuma nepieciešamību.
[1] Nikolsons, A.J. and Tight, M.R. (1989) zinātniskais darbs "Accident Analysis and Prevention: Course Notes 1987/88". Transporta studiju institūts, Līdsas Universitāte , Līdsa, Anglija.
[2] Avinash P. Penumaka, Giovanni Savino, Niccolò Baldanzini, Marco Pierini,
In-depth investigations of PTW-car accidents caused by human errors, Safety Science, Volume 68, 2014, Pages 212-221, ISSN 0925-7535, DOI: [10.1016-j.ssci.2014.04.004](https://doi.org/10.1016/j.ssci.2014.04.004)
[3] Gito Sugiyanto, Celtniecības inženieru nodaļa, Inženieru fakultāte, Jenderal Soedirman University Purwokerto, Mayjend Sungkono, Blater, Kalimanah, Purbalingga, Centrālā Java, Indonēzija, ["Satiksmes nelaimes gadījumu izmaksas un līdzigas nelaimes gadījumu skaits attīstības valstīs (Gadījuma izpēte indonēzijā)"](http://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2017/jeas_0117_5631.pdf), ISSN 1819-6608.
[3]Tareks Saids un Sanijs Zeins (1999) Satiksmes konfliktu standarti krustojumos, transporta plānošana un tehnoloģija, 22:4, 309-323, DOI: [10.1080/03081069908717634](https://doi.org/10.1080/03081069908717634)
[4] N.A Stanton, P.R.G. Chambers, J Piggott, Situācijas apzināšanās un drošība, Drošības zinātne, 39. sējums, 3. izdevums, 2001, 189.-204. lpp., ISSN 0925-7535, DOI: [10.1015/S0925-7535(01)00010-8](https://doi.org/10.1016/S0925-7535(01)00010-8.)
[5] Retalaks, Anguss Eižens un Bertrams Ostendorfs. 2019. "Pašreizējā izpratne par sastrēgumu ietekmi uz satiksmes negadījumiem" Starptautiskajā žurnālā par Vides pētijumiem un Sabiedrības stāvokli 16, Nr. 18: 3400. DOI: [10.3390-ijerph-16183400](https://doi.org/10.3390/ijerph16183400)
### Esošie risinājumi:
Iepazīstot projekta motivāciju un potenciālos risinājumus, sastapti arī dažādu formātu esošie risinājumi. Katrs aprakstītais risinājums piedāvā dažāda formāta lietotāja saskarni, praktisko pielietojumu un rezultātus.
Kompānijas Tesla piedāvātais risinājums "Luksoforu un apstāšanās zīmju kontrole" ("*Traffic Light and Stop Sign Control*")[1] , kas piedāvā tiešā veidā sniegt lietotājam informāciju par gaismas signalizācijas satiksmes regulatora stāvokli un pielāgot transportlīdzekļa reakciju, precīzāk, analītiski nosakot, ka transportlīdzeklis nevar veikt manevru regulatora atvēlētajā laikā, kontroles sistēma samazinās ātrumu un transportlīdzekli apturēs pirmajā pieļaujamajā pozīcijā atbilstoši regulatora nosacījumiem. Risinājums piedāvā efektīvu un optimālu funkcionalitāti ar plašu tehnisko atbalstu un saprotamu, kā arī viegli lietojamu lietotāja saskarni. Tesla piedāvātā risinājuma visnozīmīgākais trūkums ir kontroles sistēmas ierobežotais transportlīdzekļu atbalsts, precīzāk, sistēma pieejama tikai Tesla automašīnām, kas aprīkotas ar nepieciešamajiem sensoriem.
Žurnalistikas kompānija "Engadget" aprakstītais kompānijas Audi risinājums "Luksoforu atpakaļskaitīšanas sistēma" ("*Traffic-light countdown system*")[2], kas ierosina un piedāvā tiešā veidā sniegt lietotājam atpakaļskaitīšanas sistēmu, precīzāk, laika periodu, kurā gaismas signalizācijas satiksmes regulatora stāvoklis nemainīsies vai mainīsies uz citu. Audi piedāvātais risinājums piedāvā ērtu un saprotamu lietotāja saskarni, tai skaitā, formātu kādā viegli un informēti var veicināt autovaditāja uzmanības koncentrēšanu uz izmaiņām satiksmē. Piedāvātā risinājuma visnozīmīgākais trūkums ir nepieciešamība aprīkot ar sensoriem un izstrādāt komunikācijas tīklu ar visiem gaismas signalizācijas satiksmes regulatoriem un automašīnām, kā arī fakts, ka tehnoloģiju Audi dotajā brīdī piedāvā tikai Audi automašīnām.
[1] © Tesla 2022 instruktīvā publikācija "Luksoforu un apstāšanās zīmju kontrole" [Tesla.com mājaslapas Model-Y aprakstā](https://www.tesla.com/ownersmanual/modely/en_eu/GUID-A701F7DC-875C-4491-BC84-605A77EA152C.html)
[2] Roberta Baldvina žurnalistiskā publikācijā 2016. gada "Audi's new traffic-light countdown is the first step to smarter cities" aprakstītais [kompānijas Audi risinājums](https://www.engadget.com/2016-12-09-audis-traffic-light-countdown.html)
### Risinājuma apraksts:
Atsaucoties uz motivācijā aprakstīto problēmu, projekta ietvaros autori izskatīja risinājumu, kas likvidē cilvēka reakcijas laika ietekmi uz satiksmes sastrēgumu realizāciju, izmantojot datorsistēmu, kas balstīta tiešā norobežota krustojuma izmaiņu komunikācijas metodikā, maršruta posmā, kas aprīkots ar gaismas signalizācijas satiksmes regulatoru.
Autori ierosina izstrādāt maza izmēra, viegli transportējamu un modulāru ierīci, kuras pamatprincipa uzdevums ir, izmantojot ierīcē iebūvētos sensorus, noteikt krustojumā transportlīdzekļa pozīcijai atbilstošā gaismas signalizācijas satiksmes regulatora stāvokli un atbilstoši sagaidāmajam signālam - atļaujai turpināt maršrutu - informēt transportlīdzekļa vadītāju brīdī, kad signāls tiek uztverts.
Ierosinātais risinājums sastāv no 4 pamatprincipiem, kas likvidē cilvēka reakcijas laika ietekmi uz satiksmes sastrēgumu realizāciju:
- Modulārā ierīce pamatkomplektācijā ir aprīkota ar vizuālā attēla uzņemšanas sensoru, kurš pēc ierīces neatņemamas lietošanas instrukcijas ir novietots paralēli transportlīdzekļa kustības virzienam, kas veic nepārtrauktu attēlu dokumentāciju zemā kvalitātē ar mērķi - noteikt, vai transportlīdzeklis ir sasniedzis satiksmes krustojumu.
- Brīdī, kad ierīce, izmantojot attēlu atpazīšanas modeli, nosaka, ka transportlīdzeklis tuvojas satiksmes krustojumam, palielina uzņemto attēlu kvalitāti un identificē gaismas signalizācijas satiksmes regulatorus un to stāvokļus.
- Identificētos regulatorus un to stāvokļus apkopo, nosakot transportlīdzekļa maršrutam atbilstošo regulatoru.
- Izmantojot iegūto informāciju, ierīce analizē situāciju - ja regulators novērots ar signālu - atļauts turpināt maršrutu - un transportlidzeklis nav apstājies, tad tā neveic informēšanu, turpretī, ja regulators novērots ar signālu - nav atļauts turpināt maršrutu - un transportlīdzeklis ir samazinājis ātrumu vai apstājies, tad saņemot signālu - atļauts turpināt maršrutu - ierīce informē transportlīdzekļa vadītāju par signāla nomaiņu, izmantojot pamatkomplektācijas moduli skaņas signālam vai papildkomplektāciju iespējas gaismas un citu lietotāja saskarņu formātus.
Aprakstītā ierīce pamatprincipu un funkcionalitātes nodrošināšanai izmanto:
- Raspberry Pi 4 mikrokontrolieris - [Raspberry Pi 4](https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-4-model-b/?variant=raspberry-pi-4-model-b-8gb)
- Raspberry Pi augstas kvalitātes modulārā kamera - [Sony IMX477](https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-high-quality-camera/)
Ierīci iespējams pilnveidot, papildinot pamatkomplektāciju, ar:
- [Potenciālie upgrades here]
Sistēmas komunikācijas nodrošināšanai un lietotāja informēšanai tiek piedāvāta pamatkomplektācija, kura iekļauj skaņas signālu, kas tiek atskaņots un informē transportlīdzekļa vadītāju par nepieciešamību koncentrēties uz maršruta izpildes procesu, kā arī uz apkārtējām automašīnām, kuru ierīce atskaņo tad, kad saņemts signāls - atļauts turpināt maršrutu - no gaismas signalizācijas satiksmes regulatora.
Tā kā sistēma nodrošina tieša veida komunikāciju par aktuālām izmaiņām norobežotā transportlīdzekļa maršruta posmā, kas aprīkots ar gaismas singalizācijas satiksmes regulatoru, tad tā neveic ilgtermiņa ievākto datu glabāšanu un pēc uzņemto maršruta vizualizāciju apstrādes, saglabājot un atjauninot transportlīdzekļa situāciju, tā datus izdzēš, tāpēc autoru piedāvātais risinājums nodrošina lietotāja datu pilnīgu drošību.