نظام القيادة الآلي
 | هذه المقالة بحاجة لمصادر إضافية لتحسين وثوقيتها. (July 2019) |
 |
نظام القيادة الآلي automated driving system عبارة عن مجموعة معقدة من المكونات المختلفة التي يمكن تعريفها على أنها أنظمة حيث يتم تنفيذ ومعرفة الإدراك وصنع القرار وتشغيل السيارة بواسطة الإلكترونيات والآلات بدلاً من السائق البشري ، وكإدخال الأتمتة في حركة المرور على الطرق. وهذا يشمل التعامل مع السيارة والوجهة ، بالإضافة إلى الوعي بالمحيط. بينما يتحكم النظام الآلي في السيارة ، فإنه يسمح للمشغل البشري بترك والتخلي عن جميع المسؤوليات للنظام.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
نظرة عامة
نظام القيادة الآلي هو بشكل عام حزمة متكاملة من الأنظمة الآلية الفردية التي تعمل بانسجام. تعني القيادة الآلية أن السائق قد تخلى عن القدرة على القيادة (أي جميع وظائف المراقبة والإدارة و وظائف العمل) لنظام أتمتة السيارة. على الرغم من أن السائق قد يكون في حالة تأهب وجاهز لاتخاذ إجراء في أي لحظة ، فإن نظام التشغيل الآلي يتحكم في جميع الوظائف.
غالبًا ما تكون أنظمة القيادة الآلية مشروطة ، مما يعني أن نظام الأتمتة قادر على القيادة الآلية ، ولكن ليس لجميع الظروف التي تتم مواجهتها أثناء التشغيل العادي. لذلك ، المطلوب تواجد سائق بشري وظيفياً لبدء نظام القيادة الآلي ، وقد ينفذ أو لا ينفذ ذلك عندما تكون ظروف القيادة ضمن قدرة النظام. عندما يتولى نظام أتمتة السيارة جميع وظائف القيادة ، لم يعد السائق بصفته قائد السيارة ولكنه يواصل تحمل المسؤولية عن أداء السيارة بصفته مشغل المركبة. ليس مطلوبًا من مشغل السيارة المؤتمت وظيفياً مراقبة أداء السيارة بشكل نشط أثناء تشغيل نظام الأتمتة ، ولكن يجب أن يكون المشغل متاحًا لاستئناف القيادة في غضون عدة ثوان من مطالبته بذلك ، لأن النظام لديه ظروف محدودة من الأتمتة. أثناء تشغيل نظام القيادة الآلي ، قد تمنع بعض الظروف الإدخال البشري في الوقت الفعلي ، ولكن لمدة لا تزيد عن بضع ثوان. يمكن للمشغل استئناف القيادة في أي وقت ويخضع لهذا التأخير القصير. عندما يستأنف المشغل جميع وظائف القيادة ، فإنه يستعيد حالة سائق السيارة.
النجاح في التقنية
أجرت مؤسسة AAA للسلامة المرورية اختبارًا لنظامين للكبح التلقائي في حالات الطوارئ: تلك المصممة لمنع حوادث الاصطدام وغيرها التي تهدف إلى جعل الاصطدام أقل حدة. نظر الاختبار إلى موديلات شائعة مثل ڤولڤو XC90 2016 و سبارو لِگاسي و لنكُلن MKX و هوندا سڤِك و فولكس ڤاگن پاسات. اختبر الباحثون مدى توقف كل نظام بشكل جيد عند الاقتراب من هدف متحرك وغير متحرك. ووجدت أن الأنظمة القادرة على منع الاصطدامات تقلل من سرعات السيارة بمقدار ضعفي سرعة الأنظمة المصممة للتخفيف من حدة الاصطدام. عندما سافرت مركبتا الاختبار في غضون 30 ميلاً في الساعة من بعضهما البعض ، حتى تلك المصممة لتقليل شدة الاصطدام ببساطة تجنبت الاصطدامات بنسبة 60 بالمائة.[1]
من المعروف أن النجاح في نظام القيادة الآلي ناجح في مواقف مثل حالات الطرق الريفية. ستكون حالات الطرق الريفية عبارة عن حالة تكون فيها كميات أقل من حركة المرور وانخفاض التمايز بين قدرات القيادة وأنواع السائقين. "لا يزال التحدي الأكبر في تطوير الوظائف الآلية هو حركة المرور داخل المدينة ، حيث يجب مراعاة مجموعة واسعة للغاية من مستخدمي الطرق من جميع الاتجاهات." [2] تتقدم هذه التقنية إلى طريقة أكثر موثوقية لسيارات القيادة الآلية للتبديل من وضع السيارات إلى وضع السائق. الوضع الآلي هو الوضع الذي تم تعيينه من أجل تولي الإجراءات الآلية المسؤولية ، بينما وضع السائق هو الوضع الذي تم ضبطه من أجل جعل المشغل يتحكم في جميع وظائف السيارة ويتحمل المسؤوليات تشغيل السيارة (نظام القيادة الآلي غير مشغّل).
سيشمل هذا التعريف أنظمة التشغيل الآلي للمركبة التي قد تكون متاحة على المدى القريب - مثل نظام مساعدة ازدحام المرور أو التحكم الآلي في السرعة - إذا تم تصميم هذه الأنظمة بحيث يمكن للمشغل البشري صرف الانتباه (المراقبة) بشكل معقول من أداء السيارة أثناء تشغيل نظام الأتمتة. سيشمل هذا التعريف أيضًا الوحدة الأوتوماتيكية (مثل التي تصورها مشروع SARTRE).
مشروع The SARTRE
SARTRE الهدف الرئيسي للمشروع هو إنشاء مجموعة فصيل ، قطار من السيارات الآلية ، التي ستوفر الراحة ولديها القدرة على وصول سائق السيارة بأمان إلى وجهة ما. إلى جانب القدرة على البقاء على طول القيادة، يمكن للسائقين الذين يقودون هذه النماذج أن ينضموا إلى تفعيل بسيط لنظام القيادة الآلي الذي يرتبط بشاحنة تقود الفصيل. The SARTRE يأخذ المشروع ما نعرفه كنظام قطار ودمجه مع تكنولوجيا القيادة الآلية. ويهدف هذا إلى تسهيل النقل على الرغم من وجود المدن والمساعدة في نهاية المطاف على تدفق حركة المرور عبر حركة مرور السيارات الثقيلة.
SARTRE & العصر الحديث
في بعض أنحاء العالم ، تم اختبار السيارة ذاتية القيادة في مواقف الحياة الحقيقية كما هو الحال في پتسبرگ.[3] The Self-driving Uber تم اختباره في جميع أنحاء المدينة ، والقيادة مع أنواع مختلفة من السائقين وكذلك المواقف المرورية المختلفة. لم يكن هناك فقط اختبارات وأجزاء ناجحة للسيارة الآلية ، ولكن كان هناك أيضًا اختبارات مكثفة في كاليفورنيا على الحافلات الآلية. يستخدم التحكم الجانبي للحافلات الآلية علامات مغناطيسية مثل الوحدة في سان دييگو ، بينما يستخدم التحكم الطولي لمجموعة من فصيلة الشاحنات الآلية التي تبث الموجات المليمترية والرادار. تتضمن الأمثلة الحالية حول مجتمع اليوم طرازي سيارة گوگل ونماذج تسلا. أعادت تسلا تصميم القيادة الآلية ، وأنشأوا نماذج سيارات تسمح للسائقين بالدخول إلى الوجهة والسماح للسيارة بالاستيلاء عليها. هذان مثالان حديثان لسيارات نظام القيادة الآلي.
مستويات الأتمتة وفقًا لـ SAE
قدمت وزارة النقل الأمريكية الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA) نظام تصنيف قياسيًا في عام 2013 حدد خمسة مستويات مختلفة من الأتمتة ، تتراوح من المستوى 0 (بدون أتمتة) إلى المستوى 4 ( أتمتة كاملة).[4] منذ ذلك الحين ، قامت NHTSA بتحديث معاييرها لتتماشى مع نظام التصنيف المحدد من قبل SAE International.[5] تحدد SAE International ستة مستويات مختلفة من الأتمتة في معيارها الجديد للتصنيف في الوثيقة SAE J3016 التي تتراوح من 0 (بدون أتمتة) إلى 5 (أتمتة كاملة).[6]
مستوى 0 –لا يوجد أتمتة
يتحكم السائق بشكل كامل في السيارة ولا يتدخل النظام في القيادة.[6] الأنظمة التي قد تندرج في هذه الفئة هي أنظمة التحذير من التصادم الأمامي و نظام تحذير مغادرة المسار.[7]
مستوى 1 – مساعدة السائق
يتحكم السائق في السيارة ، ولكن يمكن للنظام تعديل السرعة واتجاه توجيه السيارة.[6] الأنظمة التي قد تندرج في هذه الفئة هي نظام تثبيت السرعة التكيفي و نظام تحذير مغادرة المسار.[7]
مستوى 2 – أتمتة جزئية
يجب أن يكون السائق قادرًا على التحكم في السيارة إذا كانت هناك حاجة إلى التصحيحات ، لكن السائق لم يعد يتحكم في سرعة وتوجيه السيارة.[6] مساعدة ركن السيارات هي مثال على نظام يقع ضمن هذه الفئة[7] along with Tesla's autopilot feature.[8] النظام الذي يندرج ضمن هذه الفئة هو نظام DISTRONIC PLUS الذي أنشأته مرسيدس-بنز.[9] من المهم ملاحظة أنه يجب ألا يتشتت السائق في أوضاع من المستوى 0 إلى المستوى 2.
مستوى 3 – أتمتة شرطية
يتحكم النظام بشكل كامل في وظائف السيارة مثل السرعة والتوجيه ومراقبة البيئة في ظل ظروف محددة. قد يتم استيفاء هذه الشروط المحددة أثناء السير على الطريق السريع المسور بدون تقاطعات ، وسرعة قيادة محدودة ، وحالة قيادة محصورة ، وما إلى ذلك. يجب أن يكون السائق البشري جاهزًا للتدخل عندما يطلبه النظام للقيام بذلك.[6] إذا لم يستجب السائق في غضون وقت محدد مسبقًا أو في حالة حدوث فشل في النظام ، فإن النظام يحتاج إلى إيقاف السلامة في المسار الذاتي (لا يسمح بتغيير المسار)[بحاجة لمصدر]. يُسمح للسائق بالتشتت جزئيًا فقط ، مثل فحص الرسائل النصية ، ولكن لا يُسمح بأخذ قيلولة.
مستوى 4 – أتمتة عالية المستوى
يتحكم النظام بشكل كامل في السيارة ولم تعد هناك حاجة للوجود البشري ، ولكن تطبيقاته تقتصر على ظروف محددة.[6]مثال على نظام يتم تطويره ويندرج ضمن هذه الفئة هو خدمة ذاتية القيادة لسيارات وايمو.[10] إذا تجاوزت حالة القيادة الفعلية حدود الأداء ، فلن يضطر النظام إلى مطالبة السائق البشري بالتدخل ولكن يمكنه اختيار إلغاء الرحلة بطريقة آمنة ، على سبيل المثال ركن السيارة.
مستوى 5 – أتمتة بشكل كامل
النظام قادر على توفير نفس جوانب المستوى 4 ، ولكن يمكن أن يعمل النظام في جميع ظروف القيادة.[6]في المستوى 5 يعتبر الإنسان بمثابة حمولة[بحاجة لمصدر]. حالياً ، لا توجد أنظمة قيادة على هذا المستوى.[11]
مخاطر والتزامات
أعلن العديد من شركات تصنيع السيارات مثل فورد و ڤولڤو عن خطط لتقديم سيارات مؤتمتة بالكامل في المستقبل.[12]حيث يتم إجراء البحث والتطوير المكثف في أنظمة القيادة الآلية ، ولكن المشكلة الأكبر التي لا يستطيع صانعو السيارات التحكم بها هي كيفية استخدام السائقين للنظام.[12] يتم التأكيد على السائقين للبقاء يقظين ويتم تنفيذ تحذيرات السلامة لتنبيه السائق عند الحاجة إلى إجراء تصحيحي.[13] سجلت تسلا موتورز حادثة واحدة أسفرت عن ضحية بنظام القيادة الآلي في تسلا مودل إس.[14] كشف تقرير الحادث أنه كان نتيجة عدم انتباه السائق وعدم قدرة نظام الطيار الآلي على التعرف على العائق أمامه.[14]
هناك عيب آخر في أنظمة القيادة الآلية هو أنه في المواقف التي قد تتسبب فيها الأحداث غير المتوقعة مثل الطقس أو سلوك القيادة للآخرين في حوادث مميتة بسبب أجهزة الاستشعار التي تراقب محيط السيارة غير قادرة على تقديم إجراءات تصحيحية.[13]
للتغلب على بعض التحديات التي تواجه أنظمة القيادة الآلية ، تم اقتراح منهجيات جديدة تعتمد على الاختبار الافتراضي ومحاكاة تدفق حركة المرور والنماذج الرقمية,[15],خاصة عندما يتم استخدام خوارزميات جديدة مبنية على نهج الذكاء الاصطناعي والتي تتطلب تدريبًا شاملاً ومجموعات بيانات التحقق.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
انظر أيضاً
مراجع
- ^ "AAA Studies Technology Behind Self-Driving Cars". Your AAA Network (in الإنجليزية الأمريكية). 18 فبراير 2019. Retrieved 21 فبراير 2020.
- ^ "The next steps". products.bosch-mobility-solutions.com. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ "Pittsburgh, your Self-Driving Uber is arriving now". Uber Global (in الإنجليزية الأمريكية). 14 سبتمبر 2016. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ "U.S. Department of Transportation Releases Policy on Automated Vehicle Development". National Highway Traffic Safety Administration. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ "Updated: Autonomous driving levels 0 to 5: Understanding the differences". TechRepublic. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ أ ب ت ث ج ح خ "AUTOMATED DRIVING LEVELS OF DRIVING AUTOMATION ARE DEFINED IN NEW SAE INTERNATIONAL STANDARD J3016" (PDF). SAE International. Archived from the original (PDF) on 20 نوفمبر 2016. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ أ ب ت Etemad, Aria; Bartels, Arne. "A Stepwise Market Introduction of Automated Driving" (PDF). Adaptive. Archived from the original (PDF) on 15 مارس 2016. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ Assis, Claudia. "Tesla's latest autopilot update is still not hands free". MarketWatch. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ "DISTRONIC PLUS". Mercedez-Benz. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ "Google Self-Driving Car Project". Google. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ Luckerson, Victor. "Yep, Driverless Cars Have Power Rankings". The Ringer. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ أ ب Mearian, Lucas. "Ford remains wary of Tesla-like autonomous driving features". Computer World. Retrieved 9 ديسمبر 2016.
- ^ أ ب "Automated Vehicle Technology." King Coal Highway 292 (2014): 23-29.
- ^ أ ب "A Tragic Loss". Tesla. Retrieved 10 ديسمبر 2016.
- ^ Hallerbach, Sven; Xia, Yiqun; Eberle, Ulrich; Koester, Frank (3 أبريل 2018). "Simulation-based Identification of Critical Scenarios for Cooperative and Automated Vehicles". SAE Technical Paper 2018-01-1066. Retrieved 23 ديسمبر 2018.