91 Fahrzeugkonstruktion
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Neue Herausforderungen an die Unfallforschung durch Fahrerassistenz und automatisiertes Fahren
(2019)
Unfallrekonstruktion hat die Ableitung von Maßnahmen zur Minimierung der Unfallfolgen ermöglicht, vor allem durch Verbesserungen bei passiven Sicherheitseinrichtungen, aber auch durch die Verbesserung der Rettungskette, beispielsweise eCall. Heute können aktive Sicherheitssysteme die Unfallfolgen bereits vor der eigentlichen Kollision reduzieren oder durch Umfeldwahrnehmung und mittels Eingriff in die Fahrzeugsteuerung gegebenenfalls sogar vollständig verhindern. Funktionen, die aktiv in die Fahrzeugsteuerung eingreifen, lassen sich nach ihrer Wirkweise unterscheiden: zum einen handelt es sich um kontinuierlich automatisierende Funktionen, die meist länger aktiv bleiben (zum Beispiel ACC). Zum anderen um Funktionen, die in kritischen Fahrsituationen temporär in die Fahrzeugsteuerung eingreifen. Aufgezeigt wird, welche Konsequenzen und Risiken in Bezug auf diese Systeme sowie für bestimmte (zum Beispiel kritikale) Fahrsituationen anzunehmen sind. Zur Bewertung von aktiven Reglern, die in kritischen Fahrsituationen eingreifen, sind Unfalldaten nur noch eingeschränkt tauglich. Ähnliches gilt für die Bewertung von Ereignissen/ Zuständen im Rahmen kontinuierlicher Fahrzeugsteuerung, vor allem, wenn diese weiter vorausliegen. Wirkzusammenhänge automatisierter Fahrfunktionen müssen jedoch - gerade für den Mischverkehr mit konventionell gesteuerten Fahrzeugen - identifiziert werden. Dafür wird eine Szenariendatenbank mit relevanten Verkehrssituationen benötigt, in die Daten aus Naturalistic Driving Studies (NDS), aus Fahrversuchen oder Versuchen im Fahrsimulator eingehen können. Die zunehmende Durchdringung der Fahrzeugflotte mit kontinuierlich automatisierten Fahrfunktionen lässt eine Abnahme kritischer Fahrsituationen und eine Reduktion der Zahl der Verkehrsopfer erwarten. Allerdings verbleibt eine Restzahl an systemimmanenten Unfällen, die als unvermeidbar gelten müssen.
Schutz von schwächeren Verkehrsteilnehmern: kommende Anforderungen aus Gesetzgebung und Euro NCAP
(2017)
Systeme der aktiven Fahrzeugsicherheit, insbesondere Notbremsassistenzsysteme und automatische Notbremssysteme, haben in den letzten zwei Dekaden große technische Fortschritte gemacht, und das im Wesentlichen ohne "Druck" von Gesetzgeber oder unabhängigen Testorganisationen " diese können aber durch passende Anforderungen den Vormarsch der Systeme in die Breite und die Ausnutzung von ansonsten für den Hersteller vielleicht nicht wirtschaftlichen Potentialen unterstützen. Dieser Bericht hat das Ziel, einen Überblick über die kommenden Anforderungen an Schutzsysteme für schwächere Verkehrsteilnehmer zu geben und diese Anforderungen in den Kontext Euro NCAP (=welchen Einfluss haben diese Anforderungen auf die Gesamtbewertung?) sowie Gesetzgebung (schwächere Anforderungen, aber dafür ein Markteintrittskriterium) zu stellen: - Anforderungen und Testprozeduren für Notbremsassistenz Fahrradunfälle 2018 und 2020 in Euro NCAP; - Anforderungen und Testprozeduren für Notbremsassistenz bei Nachtunfällen mit Fußgängern in Euro NCAP 2018; - Anforderungen und Testprozeduren für Abbiegeassistenzsysteme zum Schutz von Radfahrern in Unfallsituationen mit rechtsabbiegenden Lkw innerhalb der Fahrzeugtypgenehmigung.
Accidents between right turning trucks and straight driving cyclists often show massive consequences. Accident severity in terms of seriously or fatally injured cyclists that are involved is much higher than in accidents of other traffic participants in other situations. It seems clear that adding additional mirrors will very likely not improve the situation. At ESV 2015, a methodology to derive test procedures and first test cases as well as requirements for a driver assist system to address blind spot accidents has been presented. However, it was unclear if and how testing of these cases is feasible, to what extent characteristics of different truck concepts (e.g. articulated vehicles, rigid vehicles) influence the test conduction and outcome, and what tolerances should be selected for the different variables. This work is important for the acceptance of a draft regulation in the UN working group on general safety. In the meantime, three test series using a single tractor vehicle, a tractor-semitrailer combination and a rigid vehicle have been conducted. The test tools (e.g. surrogate devices) have been refined. A fully crashable, commercially available bicycle dummy has been tested. If used correct, this dummy does follow a straight line quite precisely and it does not cause any damage to the truck under test in case of accidental impact. The dummy specifications are freely available. During testing, the different vehicle categories resulted in different trajectories being driven. Articulated vehicle combinations did first execute a turn into the opposite direction, and on the other hand, single tractor vehicles did behave comparable to passenger cars. A possible solution to take these behaviors into account is to require the vehicles to drive through a corridor that is narrow for a precise straight-driving phase and extends during the turn. Other investigated parameters are the dummy and vehicle speed tolerances. The results from this research make it possible to draft a regulation for a driver assistance system that helps to avoid blind spot accidents: test cases have been refined, their feasibility has been checked, and corridors for the vehicles and for important parameters (e.g. test speeds) have been set. The test procedure is applicable to all types of heavy goods vehicles. In combination with the accidentology (ESV 2015 paper), the work provides the basis for a regulation for such an assistance system.
Advancing active safety towards the protection of vulnerable road users: the PROSPECT project
(2017)
Accidents involving Vulnerable Road Users (VRU) are still a very significant issue for road safety. According to the World Health Organisation, pedestrian and cyclist deaths account for more than 25% of all road traffic deaths worldwide. Autonomous Emergency Braking Systems have the potential to improve safety for these VRU groups. The PROSPECT project (Proactive Safety for Pedestrians and Cyclists) aims to significantly improve the effectiveness of active VRU safety systems compared to those currently on the market by expanding the scope of scenarios addressed by the systems and improving the overall system performance. The project pursues an integrated approach: Newest available accident data combined with naturalistic observations and HMI guidelines represent key inputs for the system specifications, which form the basis for the system development. For system development, two main aspects are considered: advanced sensor processing with situation analysis, and intervention strategies including braking and steering. All these concepts are implemented in several vehicle prototypes. Special emphasis is put on balancing system performance in critical scenarios and avoiding undesired system activations. For system validation, testing in realistic scenarios will be done. Results will allow the performance assessment of the developed concepts and a cost-benefit analysis. The findings within the PROSPECT project will contribute to the generation of state -of-the-art knowledge, technical innovations, assessment methodologies and tools for advancing Advanced Driver Assistance Systems towards the protection of VRUs. The introduction of a new generation safety system in the market will enhance VRU road safety in 2020-2025, contributing to the "Vision Zero" objective of no fatalities or serious injuries in road traffic set out in the Transport White Paper. Furthermore, the test methodologies and tools developed within the project shall be considered for the New Car Assessment Programme (Euro NCAP) future roadmaps, supporting the European Commission goal of halving the road toll in the 2011-2020 timeframe.
The presence and performance of Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) has increased over last years. Systems available on the market address also conflicts with vulnerable road users (VRUs) such as pedestrians and cyclists. Within the European project PROSPECT (Horizon2020, funded by the EC) improved VRU ADAS systems are developed and tested. However, before determining systems" properties and starting testing, an up-to-date analysis of VRU crashes was needed in order to derive the most important Use Cases (detailed crash descriptions) the systems should address. Besides the identified Accident Scenarios (basic crash descriptions), this paper describes in short the method of deriving the Use Cases for car-to-cyclist crashes. Method Crashes involving one passenger car and one cyclist were investigated in several European crash databases looking for all injury severity levels (slight, severe and fatal). These data sources included European statistics from CARE, data on national level from Germany, Sweden and Hungary as well as detailed accident information from these three countries using GIDAS, the Volvo Cars Cyclist Accident database and Hungarian in-depth accident data, respectively. The most frequent accident scenarios were studied and Use Cases were derived considering the key aspects of these crash situations (e.g., view orientation of the cyclist and the car driver- manoeuvre intention) and thus, form an appropriate basis for the development of Test Scenarios. Results Latest information on car-to-cyclist crashes in Europe was compiled including details on the related crash configurations, driving directions, outcome in terms of injury severity, accident location, other environmental aspects and driver responsibilities. The majority of car-to-cyclist crashes occurred during daylight and in clear weather conditions. Car-to-cyclist crashes in which the vehicle was traveling straight and the cyclist is moving in line with the traffic were found to result in the greatest number of fatalities. Considering also slightly and seriously injured cyclists led to a different order of crash patterns according to the three considered European countries. Finally the paper introduced the Use Cases derived from the crash data analysis. A total of 29 Use Cases were derived considering the group of seriously or fatally injured cyclists and 35 Use Cases were derived considering the group of slightly, seriously or fatally injured cyclists. The highest ranked Use Case describes the collision between a car turning to the nearside and a cyclist riding on a bicycle lane against the usual driving direction. A unified European dataset on car-to-cyclist crash scenarios is not available as the data available in CARE is limited, hence national datasets had to be used for the study and further work will be required to extrapolate the results to a European level. Due to the large number of Use Cases, the paper shows only highest ranked ones.
For more than a decade, ADAC accident researchers have analysed road accidents with severe injuries, recording some 20,000 accidents. An important task in accident research is to determine the causative factors of road accidents. Apart from vehicle engineering and human factors, accident research also focuses on infrastructural and environmental aspects. To find out what accident scenarios are the most common in ADAC accident research and what driver assistance systems can prevent them, our first task was to conduct a detailed accident analysis. Using CarMaker, we performed a realistic simulation of accident scenarios, including crashes, with varying parameters. To begin with, we made an initial selection of driver assistance systems in order to determine those with the greatest accident prevention potential. One important finding of this study is that the safety potential of the individual driver assistance systems can actually be examined. It also turned out that active safety offers even much more potential for development and innovation than passive safety. At the same time, testing becomes more demanding, too, as new systems keep entering the market, many of them differing in functional details. ADAC will continue to test all driver assistance systems as realistically as possible so as to be able to provide advice to car buyers. Therefore, it will be essential to develop and improve test conditions and criteria.
Fahrerassistenzsysteme unterstützen den Fahrer durch Information, Warnung oder Eingriff in die Fahrzeugsteuerung. Zukünftige Systeme zur Kollisionsvermeidung oder bis hin zum automatischen Fahren werden den Fahrer immer mehr entlasten. Wegen ihres erheblichen Potenzials zur Verbesserung vor allem der aktiven Sicherheit können die Fahrerassistenzsysteme wesentlich zur Vermeidung von Unfällen oder der Reduktion von Unfallfolgen beitragen. Andererseits können Fahrerassistenzsysteme aufgrund des komplexen Systemzusammenhangs zwischen Fahrer, Fahrzeug und Umwelt negative Auswirkungen auf das Verkehrsgeschehen haben. Dieser Aspekt muss schon bei der Entwicklung der Systeme berücksichtigt werden. Die Empfehlung der Europäischen Kommission zur Gestaltung von Informations- und Kommunikationssystemen gibt dazu Leitlinien vor. Die BASt ist mit der wissenschaftlichen Begleitung der Thematik beauftragt. Die Industrie ist dazu aufgefordert darzulegen, welche Maßnahmen zur Einhaltung der Grundsätze ergriffen worden sind beziehungsweise werden. Um das Potenzial der Fahrerassistenzsysteme zur Steigerung der Verkehrssicherheit voll ausschöpfen zu können, sind weiterhin Forschungsarbeiten zur Entwicklung neuer und zur Weiterentwicklung bestehender Systeme unter Berücksichtigung der Gestaltungsanforderungen für sichere Assistenzsysteme durchzuführen.
Assessment of the effectiveness of Intersection Assistance Systems at urban and rural accident sites
(2015)
An Intersection Collision Avoidance System is a promising safety system for accident avoidance or injury mitigation at junctions. However, there is still a lack of evidence of the effectiveness, due to the missing real accident data concerning Advanced Driver Assistance Systems. The objective of this study is the assessment of the effectiveness of an Intersection Collision Avoidance System based on real accidents. The method used is called virtual pre-crash simulation. Accidents at junctions were reconstructed by using the numerical simulation software PC-Crashâ„¢. This first simulation is called the baseline simulation. In a second step the vehicles of these accidents were equipped with an Intersection Collision Avoidance System and simulated again. The second simulation is called the system simulation. In the system simulation two different sensors and four different intervention strategies were used, based on a time-to-collision approach. The effectiveness of Intersection Collision Avoidance System has been evaluated by using an assessment function. On average 9% of the reviewed junction accidents could have been avoided within the system simulations. The other simulation results clearly showed a change in the principal direction of force, delta-v and reduction of the injury severity.
The Traffic Accident Research Institute at University of Technology Dresden investigates about 1,000 accidents annually in the area around and in Dresden. These datasets have been summarized and evaluated in the GIDAS (German Accident In-Depth Study) project for 13 years. During the project it became apparent that the specific traffic situation of a covert exit of a passenger car and an intersecting two-wheeler involves a high risk potential. This critical situation develops in a large part due to the lack of visibility between the driver and the intersecting bike. In this paper the accident avoidance potential of front camera systems with lateral field of view, which allows the driver to have an indirect sight into the crossing street area will be presented.
Die UNECE Regelung R58 regelt die Beschaffenheit und die Installation von Heckunterfahrschutzsystemen an schweren Güterkraftfahrzeugen, deren Ziel die Verbesserung der Kompabilität zwischen Pkw-Frontstrukturen und Lkw-Hecks ist. Dennoch verunglücken laut amtlicher Unfallstatistik allein in Deutschland rund 30 Pkw-Insassen in Heckauffahrunfällen auf Lkw tödlich, da diese Vorrichtungen hinsichtlich Einbauhöhe und Steifigkeit den Anforderungen des realen Unfallgeschehens nicht genügen. Das Ziel dieser Studie ist eine quantitative Abschätzung der möglichen Reduzierung der Verletzungsschwere mit Hilfe eines statistischen Modells, die durch eine Anpassung der geltenden Bestimmungen und die damit verbundenen technischen Veränderungen des bereits vorgeschriebenen Heckunterfahrschutzes zu erreichen wäre. In einer Nutzen-Kosten-Analyse wird die Wirtschaftlichkeit dieser Modifizierungen mit einem idealen Notbremsassistenten verglichen. Die Untersuchung orientiert sich dabei an den aktuell in der UN-ECE WP29/GRSG in Genf diskutierten Vorschlägen zur Anpassung der ECE-R58. Das verwendete ordinale Probit-Modell stellt einen Zusammenhang zwischen der Verletzungsschwere im auffahrenden PKW und erklärenden Größen her, in diesem Fall der kinetischen Energie des unterfahrenden Pkws und der strukturellen lnteraktion zwischen Lkw-Heck und Pkw-Front. Diese Maßnahmen könnten demnach 53 - 78% der Getöteten sowie 27 - 49% der Schwerverletzten bei diesen Unfallkonstellationen reduzieren, was pro Jahr 20 Getöteten und 95 Schwerverletzten entsprechen würde. Somit würde eine Modifikation einer bestehenden passiven Schutzmaßnahme an jährlich 100.000 neuzugelassenen Lkw und Anhängern bereits 20 Getötete adressieren. Im Vergleich dazu müssten jährlich 3 Millionen Pkw mit zusätzlicher Sensorik und Aktuatorik für einen idealen Notbremsassistenten ausgestattet werden, um im Idealfall alle Heckauffahrunfälle von Pkw auf andere Pkw oder Lkw und damit 53 Getötete zu vermeiden. Daher fällt auch das Nutzen-Kosten-Verhältnis deutlich zugunsten des verbesserten Heckunterfahrschutzes aus.