Control strategies for safe autonomous buses
- Reference number
- FID22-0023
- Project leader
- Grumert, Ellen
- Start and end dates
- 230901-280831
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- VTI Statens väg- och transportforskningsinstitut
- Research area
- Computational Sciences and Applied Mathematics
Summary
Safe, reliable, and effective public transport can decrease the use of passenger cars, providing reduced emissions and mobility services for all. Injuries to bus passengers and vulnerable road users (VRUs) occur during collision and non-collision scenarios with regular and autonomous buses. Control strategies for automated driving maneuvers during normal driving, collision avoidance, and emergency braking, are necessary to reduce injury risks to enable safe automated public transport. This project intends to use biomechanical tools to predict serious and fatal injuries for both younger and older, women and men, adults to provide recommendations on how to develop safety standards for both standing passengers and VRUs. Finite element human body models (FE-HBMs) have been used in conjunction to physical crash testing due to more biofidelic properties, allowing detailed prediction of various tissue-level injuries. The long history and experience of using FE-HBMs in passenger car safety will be utilized to define a test protocol for bus safety evaluation. The results are expected to further enhance traffic safety applications (proposed bus safety evaluation) using FE-HBMs to predict not only fatal, but also long-term disabling injuries for both women and men as well as elderly. Furthermore, this project will result in a PhD in impact biomechanics with a specialization in standing passenger and VRU safety during bus interactions, which is currently the first of its kind.
Popular science description
En säker och pålitlig kollektivtrafik kan minska personbilsanvändningen, vilket bidrar till miljön samt ger flera möjligheter för alla i samhället att resa kollektivt. Dock uppkommer skador på passagerare och människor utanför bussen, bl.a. gående och cyklister. Detta kan ske genom både krock och undvikande av krock med buss. För att minska risken för skada kan strategier för olika typer av förarmanövrar behövas vid framför allt normal körning, undvikande av kollision, och nödbromsning. Detta behövs speciellt för framtida självkörande bussar som just nu är i utvecklingsfasen, där stora satsningar pågår. Syftet med detta projekt är att använda biomekaniska verktyg som länge använts för att utvärdera säkerheten i personbilar, men som nu behöver tillämpas för att utvärdera säkerheten i busstrafiken. Detta är verktyg som används för att förstå hur människokroppen påverkas av olika krafter som kan uppkomma vid krock eller fallolyckor, där fysiska experiment inte är möjligt p.g.a. etiska skäl. Genom att förstå hur människokroppen skadas vid farliga scenarion i samband med busstrafiken, både inuti och utanför bussen, så kan rekommendationer och riktlinjer tas fram för att användas som underlag vid utvärdering av säkerhet i och utanför buss. Simuleringsmodeller av människan, så kallade humanmodeller, används som ett komplement till experiment med krockdockor. Fördelen med humanmodeller är den ökade detaljnivån jämfört med krockdockor eftersom medicinska bilder används som underlag, vilket möjliggör simuleringar för prediktion av specifika skador under krock- eller fallscenarion. Det är ett kostnadseffektivt sätt att undersöka hur man kan förebygga skador samt utvärdera säkerhetssystem som tas fram. I detta projekt kommer simuleringar med humanmodeller för både kvinnor och män, samt äldre, att genomföras för att utvärdera hur förarscenarion under normal körning, undanmanövrar, och nödbromsning kan utföras med säkerhet i fokus. Slutligen kommer ett testprotokoll att tas fram för att möjliggöra utvärdering, i skadepreventivt syfte, om förarmanövrar i självkörande bussar är säkra för både stående passagerare och trafikanter utanför bussen. Kunskapen kommer att presenteras och delas med andra relevanta aktörer inom trafiksäkerhetsområdet, med fokus att stötta utvecklingen av framtidens kollektivtrafik genom att främja behovet och vikten av personskadeprevention för människor inuti och utanför bussen.