Intelligente transportsystemer / trafikkteknikk Trafikanten i en førerløs framtid Dr. Gunnar D. Jenssen Seniorforsker Transportforskning Teknologidagene 7. oktober 2014 1
Hva er autonom transport? Autonom = Selvstyrende Synonym Selvstyrende kjøretøy Førerløse kjøretøy Robot kjøretøy Teknologier Visuelle sensorer maskin syn Digitale kart Radar Lidar GPS Osv. Bygger på førerstøtte: ABS, ESP, ACC, Antikollisjon, SINTEF Lane Teknologi keeping og osv. samfunn 2
Hvorfor utvikles autonome løsninger? "Context is King" Ecological Psychology Omgivelsene en sentral determinant for atferd 3
Befolkningsvekst og fortetting Flere bor i by Biltransport dominere Miljøfokus øker Kontrollbehovet øker trafikkstrøm, parkering, betaling, antiterror Samvirkende system Fjernstyrt og førerløst Bygge mere under bakken, tunnel, P hus, Earthscrapers (200 m dybde) Etterspørsel etter kunnskap Velfungerende transportsystem velferdsutvikling næringslivets utvikling konkurranseevnene Innen 2050 vil 2/3 av verdens befolkning bo i byer 4
Konsekvenser av Autonom Transport Trafikkulykker (100 færre drepte pr år) Trafikkavvikling (økt kapasitet) Miljøutslipp (20% reduksjon m platooning) Kostnader (mange tradisjoneelle tiltak faller bort) Arealbruk (frigjør areal til parkering) Vegbygging (bedre utnyttelse av eksisterende veg) Overvåking (redusert behov for fartskontroll)
Komfort Frigjør tid 6
Hvis vi ikke gjør noe? Kreative løsninger for bydistribusjon og persontransport oppstår når det ikke legges til rette for alternativ i en overbefolket urban verden 7
Autonome kjøretøy 8
Mindre luftmtstand Mindre energiforbruk C ITS Platooning Sømløshet i transportsystemet. Gode overganger! Godsdroner Førerløse kjøretøy Teknologi for et bedre samfunn 9
Tilsvarende anvendelser Automatisert Skipstrafikk Autonome skip i konvoi Automatisert landbruk Presisjon Conga Line (ikke tillatt) 10
En rekke europeiske og nasjonasle prosjekter har ledet fram mot autonome løsninger, SINTEF har deltatt sammen norske partnere i mange CITYMOBIL PROMETHEUS STARDUST CLARESCO PhD Avansert Førerstøtte Waypilot MOBINET DIATS Wisecar Autonom Vinterdrift TIMELINE 1985 2000 2014
Electronic Age ABS TIMELINE 1958 1970 12
Starten i Europa EUREKA "Future mobility" 1985 2010 The research plan in a box from the PROMETHEUS kick-off meeting in1987 13
14
Menneske Maskin (MMI group 4) TIMELINE 1969 1989 2014 15
Kompleksitet & sikkerhet ADASE roadmap ABS TIMELINE 1970 2004 16
Raskere utvikling Innføring av ESP sammenlignet med ABS Utrustningsgrad i % 10 år 20 år Kilde: Bosch 17
New sensors make vehicles able to see Source: Delphi
Automatisering Førerløse kjøretøy Paradigmeskifte Nevada godkjente en lov som tillater selvstyrte biler på veger fra 1 mars 2012 Omfattende program for testing og lisensiering Autonome biler må ha røde nummerkilt slik at de raskt kan identifiseres av andre Det første nummerskiltet ble gitt til hvem andre? Google s autonome Toyota Prius prototyp Førerløse brøytebiler på flyplass Førerløs interntransport St.Olav Teknologi for et bedre samfunn 19
BLACK BOX MODEL input output input output
Traffic situation Detect Recognize Decide Act (IVIS) Vehicle construction (ADAS) and mode of operation
Traffic situation Detect Recognize Decide Act (IVIS) Vehicle construction (ADAS) and mode of operation
Traffic situation Detect Recognize Decide Act IVIS ADAS Reactions Movement Signals Signals
Traffic situation Detect Recognize Decide Act IVIS ADAS Reactions Movement Signals Signals
Ulik grad av automatisering Modus Nivå Styring Føreransvar Automatisk 1 Automatisk Gripe inn 2 Direkte støtte Omgjøre handling Assistert 3 Støtte Akseptere råd tillate handling 4 Rådgivende Akseptere råd 5 Valgfritt Komplett Kontrollert 6 Under førerkontroll Komplett
Ulik grad av automatisering Uansett hvor fort vi får autonome kjøretøy så vil vi fram mot år 2050 se og forholde oss til: Økt andel med avansert førerstøtte Blandet trafikk Manuell kontroll, førerstøtte, autonomt
Førerens rolle i en autonom bil Systemet må tillate brukeren å forstå 1. Hva systemet gjør i øyeblikket 2. Hva det planlegger å gjøre 3. Hva det ikke kan gjøre 27
Hva vet vi fra forskning: Automatisering Kontroll Misbruk Mistillit, harme, motstand Svekkelse av manuelle ferdigheter Passivisering 28
Mistillit, harme, motstand STARDUST Kontrollfasist Vanvittig passende navn på et vanvittig dustete konsept. Etter å ha sett Schrødingers katt i dag var resten av kvelden ødelagt. Slutt å spre den formynderpropagandaen som går ut på å frata bilsjåføren all handlefrihet. Din jævla kontrollfasist. Flytt til et diktatur og fortsett galskapen din der Som forsker burde du ha en noget bedre forståelse for liberalismens verdi og individets frihet enn hva du utviser pr i dag. Æsj Reaksjon etter Schrødingers katt " Nullvisjonen", mottatt i epost 2004 29
SINTEF Ledet en "Foresight studie" for Teknologirådet (2003 2004) Endte opp med et scenarieveksted der forskere,vegetaten, interesseorganisasjoner, transportbransjen, motorsport, taxisjåfører, politikere med mere ble presentert for og diskuterte teknologiske scenarier 30
Livet er viktigere enn frihet og kjøreglede Egil Otter NAF: Overstyrende teknologi vil gi redusert livskvalitet til så mange bilelskere att det neppe er verdt eventuelle marginale sikkerhetseffekter 31
Komfort eller kjøreglede? 32
Trafikken mot år 2020 Selv om vi får en ny type ulykker, vil vi totalt sett redusere antallet dødsulykker i Norge med 100 33
Brukeraksept og sårbarhet Grensesnittet mellom bilen og vegen var tidligere gummihjul og grus. Nå er det komplekst og omfatter trådløs kommunikasjon. Hindenburg ulykken endret Transport historien Den førerløse framtiden kan få en bråstopp om sikkerheten ikke er ivaretatt Teknologi for et bedre samfunn 34
Viktig FOU oppgave Kartlegge tekniske og sikkerhetsmessige utfordringer Utfordringer Løsninger Teknisk svikt Snø, is, slaps Støv Strøm Annen trafikk Konkrete forslag (safe mode and position) Innspill til kravspekk Innspill til testkriterier Stegvis innføring Halvautomatisk Overvåkning Fjernstyring Lukket område fri for annen trafikk Teknologi for et bedre samfunn
MC i en førerløs framtid? Mer og mer tohjulinger Fra sykler til moped Fra moped til elektriske sykler og elektriske mopeder Fra førerstyrt MC til autonom? Google,BMW, Honda Framtidens MC har tre hjul? Malaysia built the world s first exclusive motorcycle lane in the 1970s
Hva med livskvalitet? 37
Skysycle En futuristisk visjon av eleverte sykkelveier i London Hva skal dominere arealbruken i framtiden? Autonome kjøretøy? Sykkel? Illustrasjon: Foster & Partners Ltd 38
Eldrebølgen Teknologi for et bedre samfunn 39
Automatisering vil øke mobilitet 40
For noen kan framtiden være førerløs for andre varierende grad av førerstøtte Eldre Personer med ervervet eller medfødt svekkelse Blinde 41
For oss andre et pusterom i en autonom bil 42
Den Førerløse Kollektivtrafikanten 43
Hva med yrkessjåføren? 44
Mange forhold som spiller inn 45
Yrkesjåføren Autonome tunge kjøretøy Tow bar Platooning (Sartre, IQ Fleet) Autonom gruvedrift (Scania) Vinterdrift Minnesota (presisjon) 46
Framtidens taxi er førerløs E transport On demand Order a driverless vehicle by cellphone/pda Fra ÜberTaxi til Autonom Taxi Trials Antibes 2004 47
Føreren kan lene seg tilbake 48
Når får vi førerløs trafikk? 49
Har allerede førerløse kjøretøy! varetransport på St Olav Hospital i interaksjon med folk daglig "Pass dæ no kjæm æ" NB! Utfordringene større utendørs og i høye hastigheter 50
Tenk deg at du har ubegrenset Datakraft Sensorkapasitet Energi Vi er der kanskje om 10 år 51
Konklusjoner 52
Framtidens kjøretøy vil endre måten vi kjører på!
Paradigmeskifte To endringer 1.Lov om elektriske biler utvidet til å omfatte/ tillate autonome kj.t. 2.Fritak fra lov om bruk av mobiltelfon, teksting m.m. under kjøring 54
Paradigmeskifte (Systematisk skifte i måte å tenke på ) Førersentrert kjøretøysentrert Nettverkssentrert Fokus Kontroll Kvalitet Ansvar Godkjenning Fører styrt Fører Kunnskap Ferdigheter Tilstand Kj.tøy styrt Kjøretøy Teknologi Pålitelighet Rekkevidde Nettverks styrt Samvirkende Pålitelighet Sårbarhet ( hacking ) Veitrafikk loven Paragraf 3 Produkt ansvar Produsent nettverkseier Vegdirektoratet EURO NCAP Aktiv /passiv Det nye Transport direktoratet for ITS / IKT 55
Potensielle fordeler Økt trafikksikkerhet Selvkjørende kjøretøy vil gi færre kollisjoner, færre drepte i trafikken Ett autonomt system er mer pålitelig, og har raskere reaksjonstid enn sjåfører, upåvirket av distraksjon, søvnig sjåfør osv. Individuelle førerstøtte system som har vært på markedet i inntil 15 år allerede (ACC ESP, Antikollisjon), er delsystem i et førerløst kjøretøy Slik førerstøtte har alene dokumentert ulykkes reduserende potensiale på henholdsvis 20%, 50%, 80% av de typer ulykker systemet kan motvirke Setter du det sammen nærmer du deg nullvisjonen! 56
FOU utfordringer ved AUTOMATISERING Autonome kjøretøy & Automatiserte System MESTRING AV PARADIGME SKIFTE Tekniske betraktninger Interface mot C ITS? Støttefunksjoner? Ansvar, lover regelverk Hva beholdes hva må endres? Effekter Modellering, Brukerstudier HMI FOR AUTONOME SYSTEM Bevisshet om Modus Overgang fra autonom til manuell? Hvordan forenkle tilkobling/frakopling til kolonne? Kontekst Hvordan varsle andre at du er autonom? Transparente, ntuitive personlige grensesnitt Hvordan å gi en sømløs reise, MENNESKE SENTRERT Krav ved ulike automatiseringsnivå HMI prinsipp Kommandoen til bilen Tilbakemelding fra bilen Kontroll ved overtakelse Timing av advarsler Neste skritt mot autonom kjøring 57
Lenker http://www.cybercars.fr/?page_id=30 Volvo Drive Me Autonomous Driving Project (2014) Google Self Driving Car on City Streets (2014) Google s cybercar (2014) Mercedes S500 INTELLIGENT DRIVE Prototype (2013) Google Self Driving Car Prototype: Videos (2014) 58