Effect of the share of autonomous vehicles in road traffic on traffic conditions and fuel consumption in the vicinity of mid-block pedestrian crossings

• Autorzy: Kieć Mariusz , Bąk Radosław , Kamiński Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.024.006

Warianty tytułu

PL

Wpływ zmiany udziału pojazdów autonomicznych w ruchu na warunki ruchu i zużycie paliwa w sąsiedztwie wydzielonych przejść dla pieszych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Introduction of autonomous vehicles (AVs) in road traffic is commonly presented as an opportunity to improve safety and traffic performance through elimination of human factor from the decisive process, including its replacement with vehicle-to-vehicle and vehicle-to-infrastructure communication. However, AVs must take into account interactions with vulnerable road users (including pedestrians and cyclists), which is problematic due to the need for prediction of their behavior and adequate reaction thereto. The article presents the results of microsimulation analyses of AV traffic in the vicinity of a mid-block pedestrian crossing. With the assumed gradual increase in the share of AVs in traffic, the results suggest that pedestrian crossings are among locations where smoothness of traffic flow may considerably deteriorate. The results of the performed analyses and literature studies indicate that AVs will have to brake more rapidly (or brake earlier) and come to a complete stop more frequently than conventional vehicles. The article also presents the effect of the share of AVs in road traffic on fuel consumption, which indirectly affects the environment.

PL

Pojawienie się pojazdów autonomicznych (AV) w ruchu drogowym jest powszechnie przedstawiane jako szansa na poprawę bezpieczeństwa i warunków ruchu poprzez wykluczenie człowieka z procesu decyzyjnego, w tym zastąpienie go komunikacją pojazdów z pojazdami i z infrastrukturą. AV muszą uwzględniać między innymi interakcje z niechronionymi uczestnikami ruchu (m.in. pieszymi i rowerzystami), co jest problematyczne ze względu na konieczność przewidywania ich zachowań i odpowiedniego reagowania na nie. W artykule przedstawiono wyniki analiz mikrosymulacyjnych ruchu AV w rejonie wydzielonego przejścia dla pieszych. Założenie stopniowego wzrostu udziału AV wskazuje, że przejścia dla pieszych są miejscem, w którym płynność ruchu może się wówczas znacząco pogorszyć. Wyniki przeprowadzonych analiz oraz studiów literatury wskazują, że AV będą musiały gwałtowniej lub wcześniej hamować oraz częściej zatrzymywać się niż pojazdy konwencjonalne. W artykule przedstawiono również wpływ różnych poziomów udziału AV w ruchu na zużycie paliwa, mające pośredni wpływ na środowisko.

Słowa kluczowe

EN

autonomous vehicle; fuel consumption; mid-block pedestrian crossing; pedestrian traffic; traffic volume

PL

natężenie ruchu; pojazd autonomiczny; ruch pieszych; wydzielone przejście dla pieszych; zużycie paliwa

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 23, no. 2
• Strony: 119 --137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kieć Mariusz

• Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, 24 Warszawska St., 31-155 Cracow Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9193-7269

autor

Bąk Radosław

• Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, 24 Warszawska St., 31-155 Cracow Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3115-3486

autor

Kamiński Tomasz

• Road and Bridge Research Insitute, 1 Instytutowa St., 03-302 Warsaw Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6695-4136

Bibliografia

• [1] Franklin K., Potcovaru A.M.: Autonomous Vehicle Perception Sensor Data in Sustainable and Smart Urban Transport Systems. Contemporary Readings in Law and Social Justice , 13, 1, 2021, 101-110, DOI: 10.22381/CRLSJ131202110
• [2] Calvert S.C., Schakel W.J., Van Lint J.W.C.: Will Automated Vehicles Negatively Impact Traffic Flow?, Journal of Advanced Transportation, 2017, ID article: 3082781, DOI: 10.1155/2017/3082781
• [3] Fagnant D.J., Kockelman K.: Preparing a nation for autonomous vehicles: opportunities, barriers and policy recommendations, Transportation Research Part A: Policy and Practice, 77, 2015, 167-181, DOI: 10.1016/j.tra.2015.04.003
• [4] Kamińska E.: The possibility of using automa¬ted vehicles to provide support to people with disabilities in individual transport. Gospodarka Materiałowa & Logistyka, 2, 2021, 14-20, DOI: 10.33226/1231-2037.2021.2.3
• [5] Kamińska E.: Perspektywy rozwoju modeli mobilności w aspekcie współdzielenia usług, MaaS oraz autonomizacji transportu drogowego. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2021
• [6] Kozaczka N., Gaca S.: Wpływ pojazdów zautomatyzowanych na ruch oraz projektowanie infrastruktury drogowej – próba oceny. Przegląd Komunikacyjny, 9, 2019, 21-27
• [7] Khondaker B., Kattan L.: Variable Speed Limit: A Microscopic Analysis in a Connected Vehicle Environment. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 58, 2015, 146-159, DOI: 10.1016/j.trc.2015.07.014
• [8] Rios-Torres J., Malikopoulos A.A.: Impact of Partial Penetrations of Connected and Automated Vehicles on Fuel Consumption and Traffic Flow. IEEE Transactions on Intelligent Vehicles, 3, 4, 453-462, DOI: 10.1109/TIV.2018.2873899
• [9] Friedrich B.: The Effect of Autonomous Vehicles on Traffic, in: Maurer M., Gerdes J., Lenz B., Winner H. (Eds): Autonomous Driving. Springer, Berlin/Heidelberg, 2016, 317-334, DOI: 10.1007/978-3-662-48847-8_16
• [10] Zhou M., Qu X., Jin S.: On the impact of cooperative autonomous vehicles in improving freeway merging: a modified intelligent driver model-based approach. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 18, 6, 2017, 1422–1428, DOI: 10.1109/TITS.2016.2606492
• [11] Rasouli A., Tsotsos J.K.: Autonomous Vehicles That Interact With Pedestrians: A Survey of Theory and Practice. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 21, 3, 2020, 900-918, DOI: 10.1109/TITS.2019.2901817
• [12] Zhu H., Iryo-Asano M., Alhajyaseen W.K.M., Nakamura H., Dias C.: Interactions between autonomous vehicles and pedestrians at unsignalized mid-block crosswalks considering occlusions by opposing vehicles. Accident Analysis & Prevention, 163, 2021, ID article: 106468, DOI: 10.1016/j.aap.2021.106468
• [13] Sucha M.: Road users strategies and communication: driver-pedestrian interaction. Transport Research Arena 5th Conference: Transport Solutions from Research to Deployment, Paris, 2014
• [14] Camenzind J., Hurlimann F.W., Konfliktstelle K.B.: Fußgangerstreifen. Zeitschrift fur Verkehrssicherheit, 24, 1, 1978, 14-20
• [15] Schweizer T., Thomas C., Regli P.: Verhalten am Fussgangerstreifen. Fussverkehr Schweiz, Zurich, 2009
• [16] Gaca D., Hogendorf A.: Podstawowe zasady funkcjonowania oraz porównania przejść dla pieszych typu zebra w Polsce i w Niemczech. Część II. Transport Miejski i Regionalny, 3, 2007, 31-36
• [17] Himanen V., Kulmala R.: An Application of Logit Models in Analysing the Behaviour of Pedestrians and Car Drivers on Pedestrian Crossings. Accident Analysis and Prevention, 20, 3, 1988, 187-197, DOI: 10.1016/0001-4575(88)90003-6
• [18] Budzyński M., Gumińska L., Jeliński L., Kieć M.: Pedestrian safety in road traffic - studies, recommendations and proposed improvements. MATEC Web of Conferences, 122, 2017, ID article: 01002, DOI: 10.1051/matecconf/201712201002
• [19] Fitzpatrick K., Turner S., Brewer M., Carlson P., Ullman B., Trout N., Park E.S., Whitacre J., Lalani N., Lord D.: Improving Pedestrian Safety at Unsignalized Crossings. Contractor’s Final Report – Appendices B to O, Transportation Research Board, Washington, 2006
• [20] Gaca S., Kiec M.: Assessment of pedestrian risk at crossings with kinematic-probabilistic model. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1, 2015, 129-137, DOI: 10.3141/2514-14
• [21] Lin P.S., Kourtellis A., Wang Z., Guo R.: Understanding Interactions between Drivers and Pedestrian Features at Signalized Intersections. Center for Urban Transportation Research, Tampa, 2015
• [22] Varhelyi A.: Drivers’ Speed Behaviour at a Zebra Crossing: a Case Study. Accident Analysis & Prevention, 30, 6, 1998, 731-743, DOI: 10.1016/S0001-4575(98)00026-8
• [23] Szagala P., Brzezinski A., Kiec M., Budzynski M., Wachnicka J., Pazdan S.: Pedestrian Safety at Midblock Crossings on Dual Carriageway Roads in Polish Cities. Sustainability, 14, 9, 2022, ID article: 5703, DOI: 10.3390/su14095703
• [24] Budzynski M., Gobis A., Guminska L., Jelinski L., Kiec M., Tomczuk P.: Assessment of the Influence of Road Infrastructure Parameters on the Behaviour of Drivers and Pedestrians in Pedestrian Crossing Areas. Energies, 14, 12, 2021, ID article: 3559, DOI: 10.3390/en14123559
• [25] Pratticò F.G., Lamberti F., Cannavò A., Morra L., Montuschi P.: Comparing State-of-the-Art and Emerging Augmented Reality Interfaces for Autonomous Vehicle-to-Pedestrian Communication. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 70, 2, 2021, 1157-1168, DOI: 10.1109/TVT.2021.3054312
• [26] Schneemann F., Gohl I.: Analyzing Driver-Pedestrian Interaction at Crosswalks: A Contribution to Autonomous Driving in Urban Environments. 2016 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), Gothenburg, 2016, 38-43, DOI: 10.1109/IVS.2016.7535361
• [27] Azam M., Hassan S.A., Che Puan O.: Autonomous Vehicles in Mixed Traffic Conditions – A Bibliometric Analysis. Sustainability, 14, 17, 2022, ID article: 10743, DOI: 10.3390/su141710743
• [28] Bąk R.; Kieć M.: Influence of midblock pedestrian crossings on urban street capacity. Transportation Research Record, 2316, 1, 2012, 76-83, DOI: 10.3141/2316-09
• [29] Cascetta E., Carteni A., Francesco L.: Do autonomous vehicles drive like humans? A Turing approach and an application to SAE automation Level 2 cars. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 134, 2022, 103499, DOI: 10.1016/j.trc.2021.103499
• [30] Cartenì A.: The acceptability value of autonomo¬us vehicles: A quantitative analysis of the willingness to pay for shared autonomous vehicles (SAVs) mobility services. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, 8, 2020, ID article: 100224, DOI: 10.1016/j.trip.2020.100224