Na straně vozidla jsou tyto systémy rozdělovány na informační a komunikační systémy IVIS (invehicle information and communication systems) a pokročilé asistenční systémy ADAS (advanced driver assistance systems). IVIS a ADAS je pak možné rozdělit na systémy aktivní či pasivní bezpečnosti.

ITS by měly být schopny přizpůsobit se aktuální situaci, předvídat potřeby a v případě nutnosti převzít iniciativu.

Pasivní a inteligentní bezpečnost

Rozdíl mezi pasivní a aktivní, neboli inteligentní bezpečností si můžeme vysvětlit na malém příkladu: Standardní bezpečnostní pás je považován za systém pasivní. V pojetí inteligentního systému lze ovšem bezpečnostní pás vylepšit o automatické napínání v aktuální závislosti na závažnosti havárie, rychlosti jízdy a hmotnosti řidiče či pasažéra.

Kontrola řidiče

Toto téma má dosti široký záběr. Začíná u jednoduchých detekcí jakým je například signalizace zapnutí bezpečnostního pásu, ale může jít také o mnohem složitější systémy sledující chování řidiče a vyhodnocování jeho stavu a jízdních výkonů.

Studie prováděná v sedmi evropských zemích ukázala, jak významně i pouhá signalizace zapnutí bezpečnostních pásů výrazně ovlivňuje chování řidičů. Zatímco v automobilech bez těchto detekčních systémů jezdí bez upoutání přibližně 15 % řidičů, v automobilech se signalizací je jich pouze 2,5 %.

Systémy zaměřené na vyhodnocení stavu a chování řidiče, jsou z pohledu možností teprve na počátku svého vývoje, přesto se již začínají významně uplatňovat v praxi. Řidič, který je unavený, nepozorný, pod vlivem drog nebo alkoholu ohrožuje sebe i své okolí a proto je vyvíjeno značné úsilí tyto stavy včas odhalit a identifikovat jejich příčinu.

Metod pro detekci snížení pozornosti je celá řada. Zahrnují fyziologické měření (např. EOC electrooculogram - měření pohybů očí pomocí elektrod zaznamenávajících změny napětí), skenování očního víčka, snímání obličejových rysů, charakteristiky řízení, atd. Budoucnost v praktickém užití však pochopitelně patří především bezkontaktním systémům.

Například Lexus vyvinul systém monitorování hlavy řidiče pomocí kamery namontované na vrcholu sloupku řízení. Na základě sledování rysů obličeje je systém schopen určit, nakolik řidič sleduje situaci na silnici. Otočí-li hlavu ve více než 15° odklonu od silnice, zatímco je vozidlo v pohybu a snímače detekují překážky ve směru jízdy, systém varuje řidiče zvukovým signálem a pokud nezaznamená jeho reakci, vyvolá nouzové brzdění a aktivaci předepnutí bezpečnostních pásů. Infračervené LED osvětlení zajišťuje schopnost využití i v nočním provozu.

Saab a Mercedes zdokonalují řídicí systémy monitorování poškození a přizpůsobování nastavení a funkce bezpečnostních prvků na základě aktuálního vyhodnocení tohoto systému.

Další cestou je detekce nesoustředěnosti či spánku na základě chování vozidla vůči silnici a aktuální situaci na ní. Kamery tohoto řešení tedy nesledují řidiče, ale silnici a překážky před vozidlem.

Vlivem rozptýlení řidiče na bezpečnost provozu se zabývala studie ministerstva dopravy v USA a jedním z jejích hlavních závěrů bylo, že u téměř 80 % nehod a 65 % rizikových situací byla zaznamenána nějaká forma nepozornosti řidiče v rozsahu do tří sekund před započetím situace. Hlavními příčinami nepozornosti řidiče jsou činnosti spojené s používáním mobilních telefonů a ospalost.

Jiné studie ale zároveň varují, že systémy pouhého varování řidiče FWS (Fatigue Warning System) nemají výrazný dopad na objektivní ani subjektivní únavu řidiče a nevedou ani ke změně jeho chování ve vztahu k době řízení, počtu přerušení jízdy nebo délce přestávek. Řidiči mají tendence spoléhat se na více na své subjektivní pocity, přeceňovat své schopnosti a ignorovat varovné signály. Moderní systémy se tedy nemohou omezovat jen na varování a další výzkum ale musí se zaměřit především na účinné způsoby ovlivnění chování řidičů.

Systémy pro noční vidění

Technologie nočního vidění obvykle používají infračervené detekce světla se speciálními kamerami, což platí pro pasivní i aktivní systémy. Infračervená kamera pak může například detekovat překážky, které se nacházejí ve větší vzdálenosti, než je řidič schopen vidět. Umožní mu tak včas se připravit na blížící se situaci.

Systém FIR (far-infrared senzore) využívaný automobilkou BMW snímá v podstatě pomocí infračervených paprsků a dalšího zpracování teplo objektů. Čím teplejší objekt je, tím jasnější je jeho obraz. Varuje tak především před rizikem střetu s lidmi a zvířaty.

Naopak systém podporovaný automobilkou Mercedes je založen na technologii NIR (near-infrared systems). Jas zobrazovaných objektů zde není závislý na podmínkách prostředí a objekty jsou proto lépe viditelné bez ohledu na jejich teplotu.

Systém nočního vidění u automobilů značky Honda pracuje na podobném principu. Je schopen detekovat objekty a jejich pohyby. Řidiči tak poskytuje vizuální a zvukové upozornění nejenom na překážky, které jsou již aktuálně v cestě, ale také na rizika, například vstupu chodce do vozovky.

Existující výzkumy zaměřené na systémy nočního vidění prokazují jejich pozitivní vliv na bezpečnost silničního provozu. Překážkou masového rozšíření je však zatím pořád ještě vysoká cena, ale situace se průběžně zlepšuje s rostoucí poptávkou.

Workload management systems

Rostoucí počet systémů uvnitř auta může paradoxně působit negativně v tom ohledu, že je pro řidiče obtížné udržet přehled nad všemožnými způsoby varování a upozorňování. Nejedná se přitom jen o systémy s přímou souvislostí s řízením vozu, ale též o využívání mobilních telefonů, navigačních systémů, prostředků zábavy apod.

Je zde možné riziko přetížení řidiče informacemi, s vlivem na rozptýlení pozornosti . Klesá soustředěnost na důležité informace. Právě tady nastupuje potřeba nasazení takzvaných Workload management systems, které jsou navrženy tak, aby filtrovaly informace podle důležitosti a aktuálních priorit. Jejich činnost je ovlivněna celou řadou čidel ze kterých získává informace o rychlosti, brzdění, aktivitě světlometů či stěračů..., ze kterých posuzuje náročnost situace pro řidiče. Při náročných situacích pak systém odloží nebo zcela zruší některé méně podstatné zprávy či varování, nebo dokonce automaticky odmítne telefonní hovor.

Emergency steering assistance

Další asistent řízení pomáhá řidiči zvládnout rychlé úhybné manévry. V takovém případě systém může pomoci snížením převodového poměru řízení, čímž poskytne přímější a rychlejší reakce řízení. Kromě toho může zareagovat i nastavením tlumičů tak, aby se minimalizoval boční náklon vozidla.

Zobrazení brzdné síly

Ve srovnání s jinými ITS je tento systém poměrně jednoduchý, ale účinný. Systém využívá senzory zrychlení a tlaku na brzdový pedál a rozlišuje tak běžné brzdění od toho nouzového. Náhlé a neočekávané brzdění pak zvýrazňuje posílenou signalizací v rámci brzdových nebo doplňkových světel.

Systém dvoustupňové signalizace využívají např. některé vozy BMW.

Mercedes signalizaci zvýrazňuje doplňkovými LED prvky blikajícími frekvencí 5,5 Hz a zabudovanými do základních brzdových světel. Systém Citroenu v nebezpečí aktivuje výstražná světla.

Blikající brzdová světla však v některých zemích odporuje stále ještě platným vyhláškám. Pozitivní dopad varování řidičů jedoucích za vozidlem dosud nebyl prověřen žádnou známou studií.

Adaptivní světlomety

Zatímco klasické světlomety svítí jen v přímém směru a v zatáčkách tedy víceméně mimo vozovku, adaptivní světlomety se přizpůsobují parametrům jízdy a natáčejí se podle potřeby do míst, kam v závislosti na rychlosti a natočení volantu směřuje vůz. To umožňuje lepší rozhled, a může tak zlepšit bezpečnost silničního provozu.

Adaptivní světlomety mohou mít i další funkci: systém automaticky přepne dálková světla na potkávací, jakmile zaregistruje vozidlo v protisměru nebo odpovídající osvětlení. Kamera integrovaná většinou v zadní straně zpětného zrcátka monitoruje okolní osvětlení a dopravní podmínky a může tak odhalit blížící se automobil až na vzdálenost jednoho kilometru.

Adaptivní systém Volva je schopen v závislosti na rychlosti a řízení měnit tvar a intenzitu vyzařovaného světla. Při jízdě ve vysoké rychlosti může být nastaven delší dosah, zatímco při nízkých otáčkách (např. v městském provozu) je dosvit kratší a širší, aby byl osvětlen větší prostor v blízkosti auta.

Podle studií vlivu osvětlení na bezpečnost provozu je přínos adaptivních světlometů výrazný především na úzkých, klikatých a kopcovitých silnicích. Na přínosy automatického přepínání dálkových a klopených světel studie zaměřeny nebyly, ale každý, kdo alespoň občas musí jezdit v noci mimo město tento systém jistě ocení.

Jízda v pruhu

Systémy LDW (Lane Departure Warning) sledují vozovku, respektive její vodící čáry pomocí kamer a software pro zpracování obrazu následně, prakticky v reálném čase vyhodnocuje dráhu a detekuje bezprostřední vyjetí z pruhu. Řidič je v takovém případě, pokud předem nepodá znamení o změně směru jízdy, varován prostřednictvím zvukové a světelné signalizace, případně jiným vhodným způsobem, například vibracemi volantu.

Noční provoz systém prakticky neomezuje, v případě silnic s nejasným značením, za sněhu, mlhy či silného deště je však funkce omezena. Systém napomáhá minimalizovat především chyby způsobené nepozorností a únavou.

Původně byly LDW systémy vyvinuty pro těžká nákladní vozidla a později si našly cestu i do osobních vozů. V současné době ho aplikuje celá řada výrobců. Například Citroën využívá namísto kamer infračervené senzory umístěné pod předním nárazníkem.

Výzkumy ukázaly, že zvláště hmatová varování (např. vibrace volantu) mají dobrý potenciál při uplatnění varování na vyjetí z pruhu. Odhadem by tento systém měl vést až ke 25% snížení počtu nehod způsobených v souvislosti s puštěním jízdního pruhu, tedy například čelním srážkám.

Asistent vedení v pruhu

Jako doplňkový systém předešlého se čím dál častěji uplatňuje také LKA (Lane Keeping Assistance), který navazuje na systémy varování přímou korekcí při vyjetí z pruhu. Systém může být aktivován řidičem, nicméně nejedná se o automatické řízení. Aby řidič příliš nespoléhal na automatiku a nerozptyloval se dalšími činnostmi, bývá automaticky deaktivován po několika sekundách systém jízdy bez držení volantu.

V rámci průzkumu na německé dálnici vědci prověřili, že aktivní podpora řízení vede ke snížení zátěže řidiče, zároveň však může přinést důsledky ve smyslu snížení odpovědnosti. Uplatnění asistence také může být v některých zemích v přímém rozporu s platnou legislativou.

Adaptivní tempomat

Standardní tempomat udržuje konstantní rychlost stanovenou řidičem, zatímco adaptivní tempomat ACC (Adaptive cruise control) nastavuje rychlost vozidla v závislosti na rychlosti vozidla před sebou. To znamená, že když auto dojede pomalejší vozidlo před sebou, sníží rychlost na odpovídající úroveň. V případě, že vozidlo vpředu zrychlí, dojde také ke zrychlení vozu s adaptivním tempomatem, a to až do úrovně původní rychlosti.

Řidič si může zvolit rychlost i minimální vzdálenost od vozidla před sebou. Rychlost je měřena radarem.

Existují systémy, které nezpomalují pouze pasivně, ale pro udržení minimální vzdálenosti mohou aktivovat i brzdný systém

Nové systémy umožňují dokonce plné zastavení a opětovný rozjezd pro uplatnění v dopravních zácpách. Díky pohotovým reakcím minimalizují rizika nehod, ale také přispívají k větší plynulosti a k urychlení dopravy. Některé studie ovšem i zde naznačují, že snížení zátěže řidiče může mít negativní vliv na jeho pozornost.

Potenciál dalšího vývoje souvisí s uplatněním navigací, může být dalším faktorem ovlivnění rychlosti informace o vlastnostech vozovky, blížících se zatáčkách atp.

Pomoc při jízdě z kopce

Při jízdě ze strmého kopce v terénu musí řidič snižovat rychlost vozu zařazením nízkého rychlostního stupně a prostřednictvím brzd. To však může vést ke ztrátě kontroly na vozidlem. HDC (Hill Descent Kontrol) systém pomáhá řidičům tuto situaci zvládnou udržováním konstantní, velmi nízké rychlosti. Většinou se tak děje pomocí individuálního brždění jednotlivých kol s pomocí ABS, ale některé vozy jsou v souvislosti s tímto systémem schopny regulovat i výkon motoru. Hill Descent Control systém byl původně vyvinutý automobilkou Land Rover, ale v současné době nabízí podobné systémy řada další výrobců vozů určených do terénu a sportovně-užitkových vozů.

Elektronická kontrola stability

Systémy ESC (Electronic Stability Control), ESP (Electronic Stability Program), nebo také VSC (Vehicle Stability Control) jsou v podstatě variací různých výrobců na obdobné téma, na elektronickou kontrolu stability. Původně se technologie zaměřovala pouze na předcházení smyku při brzdění, v nových systémech se však uplatňuje také v dalších situacích, například i při rozjezdu.

Základní funkcí je ovlivnění brzd jednotlivých kol tak, aby došlo k obnovení řízení vozidla v případě smyku. Systému ESC poskytují užitečné informace čidla, snímající natočení volantu, úhel kola, stupeň vychýlení, jakož i příčné a podélné zrychlení.

Praxe ukazuje že tento systém patří mezi prvky s nejpozitivnějšími účinky na bezpečnost silničního provozu.

Systémy detekce v mrtvém úhlu

Podporu při odhalování objektů ve slepém úhlu, který nepokryjí zpětná zrcátka poskytuje řidiči další z moderních systémů. Jeho cílem je zvýšení bezpečnosti při předjíždění nebo přejíždění mezi pruhy. Systém většinou využívá kamery nebo radary monitorující výskyt jiných vozidel v mrtvém úhlu a poskytuje varování, pokud se jiné vozidlo dostane příliš blízko. Některá řešení s kamerami poskytují řidiči přímo doplňkový výhled.

V současné době se v praxi uplatňuje i celá řada systémů zabraňujících střetům vozidel s překážkami, s chodci a zároveň automatizujících některé jízdní úkony, Těm se budeme věnovat v některé z našich dalších příloh.

Propracovaný systém adaptivního tempomatu Adaptive cruise control Audi A6.

Noční vidění v podání Mercedes-Benz S 550 odhaluje objekty s výrazným předstihem.

Systém nočního vidění Bosch je umístěn v průhledu volantem na přístrojovém panelu.

Snímače umístěné před panelem vozu Lexus sledují řidičovu pozornost a únavu.

LDW monitoruje jízdu v pruhu a případně varuje řidiče akusticky i pomocí vibrací.

Rozdíl v chování vozidel s aktivním systémem elektronické kontroly stability a bez ní je více než patrný.

 

Elektronická kontrola stability, tentokrát v podání vozu Toyota, v akci na kluzkém povrchu.

Adaptivní světlomety vozidel Audi se přizpůsobí potřebám každé situace.

Související