Terug
RapportnummerRA-MOW-2009-010
TitelITS-technieken om verkeersveiligheid te verhogen op kruispunten met verkeerslichten (VRI’s)
OndertitelOnderzoek naar de mogelijkheden van dynamisch snelheidsadvies op VRI’s
AuteursJohan De Mol
Wim Vandenberghe
Sven Vlassenroot
Koen De Baets
UitgaveSteunpunt MOW, spoor Verkeersveiligheid 2007-2011
Aantal pagina's81
Datum26/07/2011
ISBN
Taal van het documentNederlands
Partner(s)VUB, PHL, UGent
WerkpakketAndere: Innovatie en technologie voor een veiligere mobiliteit
Samenvatting

Dit rapport sluit aan bij het rapport ITS en Verkeersveiligheid, Intelligent Transport Systemen, RA-MOW-2008-007 en vormt een specifieke uitwerking van de mogelijkheden die ITS systemen bieden voor de verhoging van de verkeersveiligheid op kruispunten. De kans dat op kruispunten meer verkeersongevallen plaatsvinden dan op andere wegsegmenten lijkt voor de hand te liggen, aangezien verschillende weggebruikers elkaar kunnen kruisen. In dit rapport wordt aan de hand van ongevalstatistieken aangetoond dat het beveiligen van kruispunten inderdaad een sterke verhoging van de verkeersveiligheid met zich meebrengt, en wordt het gebruik van Intelligente Transport Systemen (ITS) geïntroduceerd als nieuwe maatregel om kruispunten met verkeersregelinstallatie veiliger te maken. Een gedetailleerde technische beschrijving wordt gegeven van de mogelijke communicatietechnieken ter ondersteuning van zulke systemen. Tenslotte wordt een uitgebreid overzicht gegeven van de stand van zaken in de meest relevante gerelateerde onderzoeksprojecten.
 

Uit de ongevalcijfers op kruispunten blijkt dat zowel ongevallen met gewonden als ongevallen met doden voor een belangrijk deel te maken hebben met kruispunten. Voor EU-13 vertegenwoordigt dit 5.476 doden of 21,3 % van alle verkeersdoden. In België is het aandeel van de doden op kruispunten 19,3 % van het totaal aantal verkeersdoden. Wanneer dit uitgezet wordt per 1.000.000 inwoners dan heeft België het vijfde hoogst aantal doden op kruispunten; dit is na Italië, Hongarije, Estland en Polen. Wanneer men dit stelt tegen het gemiddelde van EU-13 en ook van EU-16 dan is het Belgische cijfer, 20 dodelijke ongevallen per 1.000.000 inwoners, hoger dan deze gemiddelden (respectievelijk 18,1 en 19 dodelijke ongevallen). In het Intersafe-project (binnen het PReVENT project) wordt voor drie landen (Frankrijk, Groot-Brittannië en Duitsland) het percentage van het aantal doden en gewonden op kruispunten aangeduid. Men kan vaststellen dat ongeveer 30 tot 60 % van alle ongevallen met gewonden op kruispunten vallen; voor dodelijke ongevallen is dit tussen de 16 à 36 %. In deze indeling worden verschillende ongevalscenario’s geanalyseerd.
 

Wanneer men dieper ingaat op de analyse van rood licht negatie, dan kan men opmaken dat de kritieke situatie kan worden voorkomen indien de bestuurder vroeger kan geïnformeerd en gewaarschuwd worden. Er moet echter wel worden gegarandeerd dat deze informatie of waarschuwing niet leidt tot extra gevaarlijk riscicogedrag. In wezen zou men de ontvangen informatie namelijk kunnen interpreteren als “even extra gas bij en ik haal het licht wel”. In dit geval wordt de kans op ongevallen met nog zwaardere gevolgen dan ook reëel. Er moet dan ook voldoende aandacht besteed worden aan deze problematiek.
 

Het bovenstaande toont aan dat het beveiligen van kruispunten een prioriteit in het verkeersveiligheidsbeleid zou moeten zijn. Extra aandacht zou hierbij moeten gegeven worden aan het voorkomen van rood licht rijden, omdat dit een belangrijk onderdeel is van de gevaarlijke overtredingen.
 

Bestaand onderzoek werd gevonden dat aantoont dat er een verband is tussen het type kruispunt en de mate van verkeers(on)veiligheid op dat kruispunt. De gevonden studie geeft een kwantitatieve beoordeling van de veiligheid van een aantal kruisingstypen, uitgedrukt in het aantal geregistreerde letselongevallen per miljoen gepasseerde motorvoertuigen. Uit de analyse blijkt dat de kans op een letselongeval het grootst is op kruispunten met verkeerslichten (0.11 letselongeval/miljoen voertuigen), gevolgd door kruispunten op voorrangsweg (0.09), kruispunten met voorrangskruising (0.09), rotondes (0.07) en kruispunten zonder voorrangsregeling (0.06). Het gemiddelde aantal slachtoffers per letselongeval neemt af in de volgende volgorde: verkeerslichten, voorrangsweg, voorrangskruising en geen voorrangskruising (respectievelijk: 1,22 / 1,18 / 1,11 / 1,09. De ernst uitgedrukt in aantal ziekenhuisgewonden neemt in die volgorde eerder toe dan af (respectievelijk 17, 16, 18, 18).
 

Het herinrichten van kruispunten kan dan ook positieve effecten met zich meebrengen. Amerikaans onderzoek van de effecten van het herinrichten van kruispunten in Noord Virginia stelt dat de vertragingen met 62-74 % (naargelang het soort kruispunt) verminderd zouden zijn; dit zijn 300.000 verliesuren op jaarbasis minder. Het jaarlijks minderverbruik zou 200.000 Gallons (757.082 liter) bedragen. De verkeersveiligheid zou drastisch verhogen: het herinrichten van het kruispunt in rotondes zou 62 ongevallen en 41 gewonden minder veroorzaken (vergelijking tussen 1993 en 2003 met vijf kruispunten waarvoor ongevaldata beschikbaar was).
 

Een logische maatregel voor het verhogen van de verkeersveiligheid op kruispunten is dan ook het herinrichten van kruispunten met verkeerslichten of de aanleg van het kruispunt in een rotonde. Daarnaast zijn nog verschillende andere maatregelen mogelijk. Deze kunnen betrekking hebben op de verkeerslichtenregeling, weginrichting (kanalisatie, afslagstroken, fiets- en voetgangersvoorzieningen, versmallingen, ...), verbetering zichtbaarheid, rijopleiding en educatie, snelheidsmanagement in de omgeving van het kruispunt, handhaving (camera’s), wegdekbedekking, enz. Deze maatregelen worden nu reeds toegepast in Vlaanderen. Een nieuwe techniek die echter beperkt in aanmerking wordt genomen is het toepassen van Intelligente Transport Systemen op kruispunten. Deze aanpak wordt in dit rapport verder onderzocht.
 

Wanneer verkeersregelinstallaties op kruispunten voorzien worden van intelligente softwaretoepassingen en eventueel sensoren of draadloze communicatie met naburige voertuigen, dan kunnen applicaties worden ontwikkeld die op verschillende domeinen grote vooruitgangen boeken. De drie grootste van deze domeinen zijn verkeersveiligheid, doorstroming en het milieu.
 

Veel onderzoek met betrekking tot intelligente kruispunten richt zich tot een betere doorstroming van het verkeer. Zelforganiserende verkeerslichten verdelen het verkeer op in “platoons” door te tellen (bv gebruik makende van tellusen in het wegdek) hoeveel voertuigen staan te wachten aan het rood licht, en de schakeltijd van de lichten hierop aan te passen. Deze techniek werd in een verkeerssimulator toegepast in de Wetstraat in Brussel, en zou daar de gemiddelde totale reistijden met ongeveer 25% laten zakken. In een ander onderzoek werd een systeem ontwikkeld waarbij elke voertuig een “stem” kan uitbrengen voor het groen schakelen van het verkeerslicht. Hiervoor communiceert hij naar het verkeerslicht zijn identiteit, richting aan het verkeerslicht, positie in de wachtrij en bestemmingsadres. Gebruik makende van deze informatie van alle voertuigen rond het verkeerslicht kan deze berekenen welke schakeling de grootste opgetelde winst voor de voertuigen oplevert. Resultaten toonden een verbetering in de gemiddelde wachttijden voor de voertuigen van 30 tot 50%.
 

Op het gebied van positieve effecten op de verkeersveiligheid wordt er werk verricht in een aantal Europese projecten zoals PReVENT, Safespot en VII. Veelvoorkomende scenario’s die hierbij worden aangepakt zijn het vermijden van of verwittigen voor roodrijden, vermijden van ongevallen met zwakke weggebruikers en het coördineren van linksaf draaien bij aankomend verkeer. Tevens kan ook opgemerkt worden dat de applicaties die mikken op een betere doorstroming tevens een verbetering van de verkeersveiligheid met zich mee brengen.
 

Met betrekking tot positieve effecten op het milieu is er minder specifiek onderzoek te vinden, maar opnieuw brengen de applicaties met een betere doorstroming ook positieve effecten op het milieu met zich mee.
 

Wat veel van deze applicaties gemeen hebben is het feit dat ze steunen op communicatietechnologie. Er kan een onderscheid gemaakt worden in drie grote groepen: lokale communicatie op korte afstand, cellulaire datanetwerken en digitale broadcasttechnologieën. Wanneer deze worden bekeken in het kader van intelligente verkeersregelinstallaties, dan vallen zowel de broadcast- als de cellulaire technologieën uit de boot. Dit wegens het one-way karakter van broadcasting, en door de hogere delay en kostprijs bij cellulaire datanetwerken. Dan blijven alleen de lokale communicatie media nog over. Wanneer we hun parameters erop na slaan, blijken deze inderdaad zeer geschikt te zijn: ze zijn interactief, gratis in gebruik, kennen een hoge beschikbare bandbreedte en zijn niet afhankelijk van de dekking voorzien door een netwerkoperator. De gekende technologieën die onder deze categorie vallen zijn CEN DSRC, IEEE 802.11p, CALM-M5, CALM-IR en IEEE 802.15.4. Een uitgebreide technische beschrijving van deze communicatiemedia is in het rapport opgenomen.
 

CEN DSRC wordt typisch gebruikt voor Electronic Toll Collect zoals Télépéage in Frankrijk. Deze is echter niet geschikt voor gebruik in Europese verkeersregelinstallaties omdat deze slechts kan communiceren in één richting. IEEE 802.11p is een aanpassing van de welbekende IEEE 802.11 Wireless LAN technologie (ook gekend onder het WiFi keurmerk) voor gebruik in een voertuigomgeving. Deze technologie is ook niet geschikt voor toepassing in Vlaanderen omdat deze gebruik maakt van de ITS frequenties uit de VS. CALM-M5 is de Europese afgeleide van IEEE 802.11p, en is wel uitermate geschikt. Wel zal deze net als IEEE 802.11p last hebben van schaalbaarheidsproblemen, en moeten hier dus geschikte, schaalbare routeringsprotocollen voor ontwikkeld worden.
 

Op het gebied van directionele communicatie komen de beide Europese standaarden, CALM-IR en CALM-MM in aanmerking. CALM-IR is een communicatietechniek gebaseerd op infrarood, en is zeer sterk in het afbakenen van communicatiezones. CALM-MM gebruikt frequenties gelijkaardig aan radar, en kan op een gerichte wijze zeer hoge bandbreedtes aanbieden. Op korte tot middellange termijn is CALM-IR wel in het voordeel omdat deze technologie al veel verder ontwikkeld is dan CALM-MM.
 

IEEE 802.15.4 is een technologie voor gebruik in draadloze sensornetwerken. Hierbij zijn energieverbruik en schaalbaarheid de belangrijkste karakteristieken. Deze technologie is het best geschikt voor gebruik in mobiele toestellen, dus voor het opnemen van de zwakke weggebruiker in het intelligent kruispunt. Vereiste hiervoor is echter wel dat de gebruikte routeringsprotocollen mobiliteit ondersteunen. Dit vraagt om verder onderzoek.
 

Op korte tot middellange termijn komen dus drie communicatietechnologieën in aanmerking voor de implementatie van intelligente verkeersregelinstallaties: CALM-M5, CALM-IR en IEEE 802.15.4. CALM-M5 is geschikt voor omnidirectionele communicatie met voertuigen, CALM-IR voor directionele communicatie met voertuigen, en IEEE 802.15.4 voor omnidirectionele communicatie met zwakke weggebruikers. Verder onderzoek naar geschikte routeringsprotocollen is wel nodig alvorens CALM-M5 en IEEE 802.15.4 succesvol kunnen worden toegepast in intelligente verkeersregelinstallaties.
 

Steunend op deze technologische ontwikkelingen wordt in een aantal onderzoeksprojecten gekeken naar intelligente kruispunten.
 

INTERSAFE is een onderdeel van het project PReVENT. De bedoeling is om de bestuurder te informeren en/of te waarschuwen voor verkeerslichten; deze informatie/waarschuwing is zo opgesteld dat de bestuurder kennis heeft van de tijd en de aangewezen snelheid om het kruispunt veilig te kruisen of veilig af te slaan. Door deze informatie/waarschuwing hoopt men conflicten ter hoogte van kruispunten te vermijden. Deze conflicten kunnen ontstaan uit verstrooidheid (niet opmerken van het verkeerslicht, rood of groen licht), onaangepast rijgedrag in functie van de te verwachten rood of groencyclus of onvoldoende zicht op de verkeerslichteninstallatie. Uiteindelijk wordt verwacht dat door deze informatie/waarschuwing de bestuurder het rijgedrag aanpast waardoor de kans op conflicten wordt verminderd. Het aanpassen van dit rijgedrag slaat op het verminderen van snelheid; dit kan langzaam gebeuren of kan eerder naar hevig remmen gaan indien niet tijdig op de informatie/waarschuwing wordt ingegaan.
 

Twee demonstratievoertuigen werden ontworpen waarop deze techniek werd getest. Via een visuele en akoestische waarschuwing werd een snelheidsadvies gegeven. Met deze snelheid kon men veilig het kruispunt oversteken. Op de demonstraties in Versailles bleek dat op testwegen dit systeem werkte maar dat zowel door de vrijwilligheid als door de aard van de informatie, de veiligheid op kruispunten met VRI’s afhankelijk blijkt van de wijze waarop de bestuurder de informatie/waarschuwing negeert of in aangepast rijgedrag omzet. Uit dit Europees onderzoek blijkt dat mits bepaalde technische verbeteringen ondersteuning van het rijgedrag op kruispunten de verkeersveiligheid kan verhogen.
 

IRIS is een onderdeel van het project Safespot. IRIS gebruikt voertuig-infrastructuur communicatie om de bewegingen van alle individuele voertuigen te analyseren, en laserscanners om zwakke weggebruikers te identificeren. Het systeem kan dan gebaseerd op deze inputs gevaarlijke situaties op tijd inschatten en de nodige maatregelen nemen om ongelukken te vermijden, zoals het aanpassen van de schakeltijd van de lichten of het sturen van waarschuwing via draadloze communicatie naar humanmachine interfaces geïnstalleerd in de voertuigen. Het IRIS systeem richt zich tot drie scenario’s die verantwoordelijk zijn voor een significant aandeel van de ongevallen op kruispunten: roodlichtrijden, links afslaan (conflict met aankomend verkeer) en rechts afslaan (conflict met zwakke weggebruikers).
 

In het project worden experimenten in een rijsimulator uitgevoerd. Dankzij simulatie is het mogelijk om een meer systematische en uitgebreide analyse van applicaties en hun mogelijke varianten te maken. Vroeg tijdens de ontwikkeling kan simulatie nuttig zijn om de timing van de applicaties te bestuderen, optimale parameter instellingen af te leiden en de potentiële impact van een toepassing in te schatten indien validatie in de echte wereld niet mogelijk is. In parallel met de ontwikkelingen in de simulator wordt ook een echt IRIS systeem gebouwd en getest. In mei 2009 zal in het Nederlandse Helmond een eerste publieke demonstratie van het systeem gegeven worden.
 

In Nederland werd met het oog op betere doorstroming en daaraan gerelateerd verminderd verbruik en emissies, het project Tovergroen opgezet. Tovergroen is een systeem om vrachtwagens selectief te detecteren en indien mogelijk vervolgens prioriteit te verlenen door hun groenfase te verlengen. Het detectiesysteem functioneerde echter niet optimaal en vrachtwagens werden ofwel niet herkend of verkeerde voertuigen (auto met kampeerwagen, grote campers, ...) werden als vrachtwagens aangeduid. Ondanks deze problemen vergroot Tovergroen de doorrijkans voor vrachtwagens met 5 à 10%. Het aandeel van de vrachtwagens dat met de waargenomen snelheid kan doorrijden neemt met 5 à 10% toe. Tovergroen vermindert de roodlichtnegatie door zwaar verkeer. Het aantal forse roodlichtovertredingen door zwaar verkeer neemt met circa 30% af. Verwacht wordt dat het gunstige effect groter zal zijn bij een betrouwbaarder detectie.
 

Audi heeft in samenwerking met de Technical University of Munich, Inglostadt en GEVAS software Travolution ontwikkeld. De bedoeling is om de bestuurders te informeren over de juiste snelheid die ze moeten aanhouden om zonder stoppen kruispunten over te kunnen steken. Via communicatie (radiosignaal) kunnen de intelligente verkeerslichten melden hoe lang ze op rood staan en wordt dit doorgestuurd aan de ontvanger. In het voertuig wordt berekend met welke snelheid men moet rijden om het kruispunt bij groen te kunnen oversteken. In het testgebied –Inglostadt- werden 46 VRI’s uitgerust met software om de communicatie met voertuigen mogelijk te maken. Twee testvoertuigen werden gebruikt. Dit systeem zal in een volgende fase uitgebreid worden met 20 auto’s en 50 bijkomende VRI’s. De bedoeling is om te onderzoeken hoe het optimaliseren van VRI’s in steden de uitstoot en reistijd kon verminderen; tevens zou de stop-start van het verkeer kunnen verminderd worden.
 

Op het ITS World Congress in New York werden nog verschillende andere toepassingen gedemonstreerd waarbij informatie van verkeerslichten naar de voertuigen wordt gestuurd. Over deze gedemonstreerde toepassingen is veel minder informatie beschikbaar, maar een korte beschrijving is ter volledigheid opgenomen in dit steunpuntrapport.

DownloadPDF icon RA-MOW-2009-010.pdf
Lijn

Missie

Het Steunpunt Verkeersveiligheid voert in opdracht van de Vlaamse overheid beleidsondersteunend wetenschappelijk onderzoek uit over verkeersveiligheid. Het Steunpunt

Verkeersveiligheid is een samenwerkingsverband tussen de Universiteit Hasselt, de KU Leuven en VITO, de Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek.

Partners

Leuven vito