How do conditionally automated cars relate to current traffic safety challenges in Finland? - Identifying target accidents for passenger cars with automated driving systems for motorways and urban areas
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Doctoral thesis (article-based)
| Defence date: 2023-05-05
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2023
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
65 + app. 45
Series
Aalto University publication series DOCTORAL THESES, 49/2023
Abstract
This dissertation identified the potential of passenger cars equipped with automated driving systems (SAE3) for motorways and urban areas in improving traffic safety in Finland. It includes three sub-studies which investigated the current safety situation from a i) road network, ii) single-driver, and iii) pedestrian perspective. The results were first obtained by identifying the road network on which automated driving systems (ADS) can be used based on their operational design domain (ODD). Then, the expected number of injury accidents, fatalities, and serious injuries on the respective networks was estimated with the Empirical Bayes method. The results show that motorway ADS in passenger cars could potentially affect a maximum of 191 injury accidents, eight fatalities, and 15 serious injuries a year. Depending on severity, this corresponds to 3.1–3.3% of the national annual average. In four major Finnish cities, urban ADS in passenger cars could potentially affect 127 injury accidents, three fatalities, and 12 serious injuries annually. These correspond to 1.1–2.5% of the national and 17.1–26.8% of the selected cities' annual average. The results also show that the current safety situation is better on the operating networks and within the operating conditions for the ADS compared to other networks and conditions not fulfilling the ODD requirements. For a single driver, the relative accident risk increases as the road weather conditions worsen and the conditions are not anymore fulfilling with the ODD requirements. This increase is largest on motorways meaning that the driver must be in control of and take over the driving task in the most dangerous conditions. Finally, the results indicate that the ADS of passenger cars in this study could have a greater effect on serious injuries than on fatalities among pedestrians. The requirement for physical separation of driving directions currently restricts the potential to extend the network length for motorway ADS in Finland. The operating environment of ADS, and consequently their safety potential, could be substantially extended if the systems were used on high-level rural roads. Further measures should be put in place to attain traffic safety goals, since the period of transition to ADS is expected to be long. Conditionally automated cars can probably contribute to this process, especially on motorways where other highly effective traffic safety measures have already been implemented.Tässä väitöskirjassa selvitettiin henkilöautojen ehdollisen automaattiajamisen järjestelmien potentiaalia parantaa Suomen liikenneturvallisuutta. Väitöskirja sisältää kolme osatutkimusta, joissa selvitettiin Suomen nykyistä liikenneturvallisuustilannetta seuraavista näkökulmista: i) tieverkko, ii) yksittäinen kuljettaja ja iii) jalankulkija. Työn aluksi tunnistettiin tieverkot, jotka kattavat tarkastelussa olevien automaattisten ajojärjestelmien suunnitellun toiminta-alueen. Tämän jälkeen arvioitiin empiirisellä Bayes-menetelmällä henkilövahinko-onnettomuuksien sekä kuolleiden ja vakavasti loukkaantuneiden vuosittaiset lukumäärät kyseisillä tieverkoilla. Tulokset osoittavat, että moottoriteiden automaattiset ajojärjestelmät voisivat vaikuttaa vuosittain enintään 191 henkilövahinko-onnettomuuteen, kahdeksaan kuolemaan ja 15 vakavaan loukkaantumiseen. Vakavuudesta riippuen tämä vastaa 3,1–3,3 % kyseisten tapausten Suomen vuosikeskiarvosta. Kaupunkialueiden automaattiset ajojärjestelmät voisivat puolestaan neljässä suuressa suomalaisessa kaupungissa vaikuttaa vuosittain enintään 127 henkilövahinko-onnettomuuteen, kolmeen kuolemaan ja 12 vakavaan loukkaantumiseen. Vakavuudesta riippuen tämä vastaa 1,1–2,5 % kansallisesta ja 17,1–26,8 % valittujen kaupunkien kyseisten tapausten vuosikeskiarvosta. Tulokset osoittavat myös, että nykyinen liikenneturvallisuustilanne on parempi niillä tieverkoilla ja olosuhteissa, jotka vastaavat automaattisten ajojärjestelmien suunniteltua toiminta-aluetta, verrattuna niihin tieverkkoihin ja olosuhteisiin, jotka eivät vastaa. Yksittäisen kuljettajan suhteellinen onnettomuusriski kasvaa, kun sää- ja tieolosuhteet huononevat, eivätkä olosuhteet enää vastaa automaattisten ajojärjestelmien suunniteltua toiminta-aluetta. Tämä kasvu on suurin moottoriteillä, tarkoittaen, että kuljettajan on varauduttava hallitsemaan ja ottamaan haltuunsa ajotehtävä kaikista vaarallisimmissa olosuhteissa. Tulokset osoittavat myös, että automaattisilla ajojärjestelmillä voisi olla suurempi vaikutus jalankulkijoiden vakaviin loukkaantumisiin kuin kuolemiin. Tämänhetkinen vaatimus ajosuuntien fyysisestä erottelusta rajoittaa mahdollisuuksia laajentaa moottoriteiden automaattisten ajojärjestelmien toimintaverkkoa Suomessa. Automaattisten ajojärjestelmien toimintaverkkoa ja siten myös niiden liikenneturvallisuuspotentiaalia voitaisiin merkittävästi kasvattaa, jos järjestelmiä voisi käyttää myös korkeatasoisilla maanteillä. Automaattisten ajojärjestelmien yleistymisen odotetaan olevan melko hidasta, joten liikenneturvallisuustavoitteiden saavuttamiseksi tarvitaan myös lisätoimenpiteitä. Ehdollisen automaattiajamisen järjestelmät voivat todennäköisesti edesauttaa tavoitteiden saavuttamisessa, erityisesti moottoriteillä, missä useita tehokkaita liikenneturvallisuustoimenpiteitä on jo toteutettu.Description
Supervising professor
Mladenović, Miloš, Associate Prof., Aalto University, Department of Built Environment, FinlandThesis advisor
Silla, Anne, Dr., Finnish Transport and Communications Agency Traficom, VTT Technical Research Centre of Finland Ltd, FinlandKeywords
automated vehicles, killed and seriously injured, single driver, pedestrian, automaattiajoneuvo, kuolleet ja vakavasti loukkaantuneet, yksittäinen kuljettaja, jalankulkija
Other note
Parts
-
[Publication 1]: Malin, Fanny; Silla, Anne; Mesimäki, Johannes; Innamaa, Satu & Peltola, Harri. 2022. Identifying crashes potentially affected by conditionally automated vehicles in Finland. Journal of Intelligent Transportation Systems. ISSN: 1547-2442.
DOI: 10.1080/15472450.2022.2074793 View at publisher
-
[Publication 2]: Malin, Fanny; Norros, Ilkka & Innamaa, Satu. 2019. Accident risk of road and weather conditions on different road types. Accident Analysis & Prevention, 122, 181–188. ISSN: 0001-4575.
DOI: 10.1016/j.aap.2018.10.014 View at publisher
-
[Publication 3]: Malin, Fanny; Silla, Anne & Mladenović, Miloš. 2020. Prevalence and factors associated with pedestrian fatalities and serious injuries: case Finland. European Transport Research Review, 12, 29. ISSN: 1866-8887.
Full text in Acris/Aaltodoc: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202006013448DOI: 10.1186/s12544-020-00411-z View at publisher