Beyond the Proving Ground: Independent Public-Road Testing of Assisted Lane Change Systems using LiDAR

تخيل أنك تقود سيارتك على طريق سريع، وقررت تغيير مسارك. تضع إشارة الانعطاف، وتتفقد مراياك، وعندما يكون الطريق خالياً، توجه المقود لتنتقل إلى المسار الآخر. لعقود من الزمن، كان هذا قراراً بشرياً، يعتمد على تقدير لحظي للسرعة والمسافة. أما اليوم، فيمكن للعديد من السيارات الجديدة القيام بذلك نيابة عنك. هذه الأنظمة، المعروفة باسم "تغيير المسار المساعد"، تستخدم أجهزة استشعار لمراقبة الطريق، وحساب ما إذا كانت الفجوة آمنة، ثم تحريك السيارة جانبياً دون أن يلمس السائق عجلة القيادة. ولكن كيف نعرف أن هذه الآلات تتخذ القرار الصحيح؟ حالياً، تقوم شركات تصنيع السيارات باختبار هذه الأنظمة في بيئات مغلقة ومتحكم بها مثل ميادين الاختبار، حيث يتم تكرار نفس السيناريوهات مراراً وتكراراً. وبينما يضمن ذلك قابلية الاختبار للتكرار، إلا أنه غالباً ما يغفل الواقع الفوضوي وغير المتوقع لحركة المرور الفعلية. علاوة على ذلك، فإن العديد من هذه الأنظمة "محددة جغرافياً"، مما يعني أنها تعمل فقط على طرق سريعة معينة، وغالباً ما تتحكم الشركات المصنعة في الوصول إلى بيانات الاختبار، مما يجعل من الصعب على الخبراء المستقلين التحقق من السلامة بمفردهم.

قرر فريق من الباحثين من المركز المشترك للبحوث التابع للمفوضية الأوروبية نقل هذا الاختبار من المسار المغلق إلى الطريق المفتوح. أرادوا معرفة ما إذا كانت السيارات التجارية، التي تمت الموافقة عليها رسمياً للبيع بالفعل، ستتبع حقاً قواعد السلامة الصارمة المصممة لمنع الحوادث أثناء تغيير المسار. وبشكل محدد، بحثوا في قاعدة تنص على أنه يجب على السيارة ألا تغير مسارها إذا كانت هناك مركبة أخرى تقترب بسرعة كبيرة وقرب شديد في المسار المجاور. وللقيام بذلك، قادوا على الطريق السريع A31 في فرنسا، بين ديجون ونانسي، باستخدام إعداد خاص سمح لهم بقياس المسافات بدقة عالية دون الحاجة إلى مساعدة الشركة المص المصنعة للسيارة أو الاعتماد على إشارات الأقمار الصناعية المثالية، والتي قد تكون غير موثوقة في الأنفاق أو المناطق الريفية.

استخدم الباحثون مركبة اختبار مجهزة بماسح ضوئي ليزري، وهو جهاز ينشئ خريطة ثلاثية الأبعاد مفصلة للمحيط عن طريق عكس الضوء على الأجسام. تم تثبيت هذا الماسح على سيارة ثانية عملت كـ "المركبة المقتربة"، حيث كانت تقود بسرعة أكبر في المسار المجاور لسيارة الاختبار. كما تبعت سيارة ثالثة سيارة الاختبار للحفاظ عليها من التعرض للاقتطاع من قبل حركة المرور الأخرى. وضع الفريق سلسلة من الاختبارات حيث قاموا بتفعيل نظام تغيير المسار عند سرعات ومسافات مختلفة. أرادوا معرفة ما إذا كان النظام سيوقف تغيير المسار بشكل صحيح عندما تكون المركبة المقتربة قريبة جداً، وما إذا كان سيستمر عندما تكون هناك مساحة كافية. أجروا 27 مناورة محددة من هذه المناورات، غطت نطاقاً من السرعات يتراوح بين 100 إلى 130 كيلومتراً في الساعة ومسافات تتراوح بين 20 و60 متراً.

كشفت النتائج أن النظام لم يكن مثالياً دائماً. فمن بين 27 محاولة، نجحت السيارة في إتمام 18 عملية تغيير للمسار وأوقفت 9 منها بشكل صحيح. ومع ذلك، في ست من العمليات المكتملة، قامت السيارة بتغيير المسار رغم أن المركبة المقتربة كانت أقرب مما تسمح به قواعد السلامة. وعندما حلل الباحثون هذه الحالات الست عن كثب، مع مراعاة هامش الخطأ الضئيل في قياسات الليزر الخاصة بهم، وجدوا أنه في ثلاث منها، كانت السيارة قد انتهكت بالتأكيد الحد الأدنى من مسافة الأمان. في هذه الحالات، كانت المركبة المقتربة قريبة جداً لدرجة أنه، وفقاً للوائح السلامة الرسمية، كان ينبغي حظر تغيير المسار. ومن المثير للاهتمام أن هذه الانتهاكات حدثت عندما كان فرق السرعة بين السيارتين صغيراً، وهو موقف محدد لا تغطيه اختبارات السلامة القياسية التي تستخدمها الشركات المصنعة دائماً.

توضح هذه الدراسة أنه من الممكن التحقق بشكل مستقل من سلامة أنظمة القيادة المتقدمة على الطرق العامة باستخدام تقنية الليزر، وتجاوز الحاجة إلى تعاون الشركات المصنعة أو التمركز المثالي للأقمار الصناعية. وتشير النتائج إلى أنه بينما تعمل هذه الأنظمة بشكل جيد في مواقف عديدة، إلا أنها قد تغفل حدود السلامة الحرجة في ظروف واقعية محددة لا تستوعبها طرق الاختبار الحالية بالكامل. ويخلص الباحثون إلى أن نهجهم يوفر طريقة قابلة للتطبيق للسلطات لمراقبة سلامة هذه المركبات أثناء استخدامها كل يوم، مما يضمن بقاء التكنولوجيا آمنة حتى عندما تكون ظروف الطريق أكثر تعقيداً من حلبة الاختبار المحكومة.