ارزيابي ميزان تاثير شبكه ارتباطي بين‌خودرويي بر ايمني جريان ترافيك در آزادراه

Quantitative Safety Assessment of Vehicular Ad-hoc Networks (VANETs) in Freeway Traffic

افزايش روزافزون جمعيت از يك‌سو و رشد صنعت حمل ونقل ازسوي ديگر، اثرات مثبت و منفي گسترده اي در جوامع داشته است. اين امر سبب افزايش حجم تقاضاي تردد و جابه جايي در سطح شبكه راه ها و متعاقب آن افزايش آمار حوادث و تصادفات جاده‌اي شده است. در اين تحقيق سعي مي‌شود با كاربرد سامانه‌هاي ارتباطات بين‌خودرويي و سوق‌دادن شرايط استاتيكي (LINE-OFF) به ديناميكي (LINE-NO)، عوامل انساني و وسيله‌نقليه به انسان هوشمند و وسيله‌نقليه هوشمند تبديل شده و از سهم آنها در بروز حوادث كاسته شود. طبق آمارهاي موجود، تصادفات از نوع جلو به ‌عقب، درصد قابل توجهي از كل تصادفات آزادراهي را به‌خود اختصاص مي‌دهند و خطاي انساني نيز بيش‌ترين سهم را در بروز اين‌گونه تصادفات دارد. بديهي است به‌كارگيري چنين فناوري هاي ارتباطي، سطح ايمني جاده ها را ارتقا خواهد داد. در اين مقاله، رفتار حركتي رانندگان در يك بازه زماني معين با استفاده از داده هاي خرد جريان ترافيك در آزادراه I-80 پروژه NGSIM تحليل شده و با استفاده از شاخص ارزيابي ايمني ترمزگيري اضطراري (UDI)، ايمني رانندگان در هر لحظه بررسي مي‌شود. نتايج تحليل‌ها نشان مي دهد، كابرد شبكه ارتباطي VANETS مي‌تواند از طريق كاهش زمان عكس‌العمل رانندگان، درصد اوقات در خطربودن خودروها را كه نشان‌دهنده مدت زماني است كه رانندگان در كل فرآيند تعقيب خودرو در معرض خطر تصادف هستند، به‌طور متوسط از 68درصد به 15درصد بكاهد.

Increasing population growth on the one hand and the growth of transportation industry on the other have had numerous positive and negative impacts in societies. This issue has led to an increase in the volume of traffic demand in road networks and has hence increased the number of road accidents. Research shows that a large number of accidents are caused by the human factor and the vehicle factor. By using vehicle-to-vehicle communication systems and turning static conditions (off-line) into dynamic conditions (on-line), the present study attempts to turn the human factor and the vehicle factor into the intelligent human and the intelligent vehicle, respectively, and reduce their effects on the occurrence of accidents. According to Statistics, a significant percentage of freeway accidents are rear-end crashes, in which human error has the greatest effects on such collisions. Although it is obvious that the use of such communication technologies enhances the safety level of roads, the quantitative and analytical insights of the increase of safety resulting from the use of VANETs in freeways has not been investigated yet. This study offers a new method for investigating the role of vehicular ad-hoc networks (VANETs) in reducing the number of front-to-rear accidents in freeways by reducing drivers’ reaction time. In so doing, by using the micro data of the traffic flow in the I-80 freeway of the NGSIM project, drivers’ behavior in a specific time span was analyzed; and by using indices of assessment of safety of emergency breaking (UDM), the safety of drivers at each moment was investigated. The results of data analysis reveal that the use of VANET communication networks can reduce the percentage of vehicles’ exposure to danger in the chase process from 68% to 15% by reducing drivers’ reaction time.