Asi to mnozí znáte z vlastní zkušenosti: Letní noc a únavný, dlouhý návrat z rodinné dovolené u moře.  Auta se přesouvají stovky kilometrů napříč Evropou nebo nedobrovolně stojí v nekonečných kolonách. Zbytek posádky spí a řidič sleduje nekonečný proud světel protijedoucích aut. Na cestě jsou již deset hodin s několika přestávkami a mají před sebou ještě další dlouhé hodiny cesty. Záda jsou jako ze dřeva a občasné zívnutí je jediný skutečný pohyb. To pro profesionální řidiče nejsou dlouhé jízdy ničím výjimečným. Mají sice zkušenosti, ví, jak čelit únavě, mají dokonce i povinné přestávky, ale na druhou stranu, lidí je málo, konkurence je veliká a zákazník nepočká. Takže minimum odpočinku a zase zpátky za volant. Nedá se nic dělat, jede se dál, času není nazbyt…

Doufejme, že všichni bezpečně dojedou do svého cíle. Snad se nepřidají ke smutné statistice nehod, zranění a úmrtí na silnicích. Podle oficiálních dat zemřelo v Evropské unii na silnicích v roce 2010 zhruba 30 000 lidí. I když se počty nehod, zraněných a mrtvých na silnicích průběžně snižují, v roce 2021 došlo k více než 800.000 dopravních nehod, při kterých zemřelo skoro 20 000 lidí. To zhruba odpovídá počtu obyvatel například Mělníka nebo Kutné Hory. Představa, že každý rok kvůli nehodám na silnicích vymře jedno město, je hrozivá.

Mezi hlavní příčiny nehod, které byly v rámci různých studií posouzeny, patří nepochybně nevhodné chování řidičů, zejména nepřiměřená rychlost, jízda pod vlivem alkoholu a drog a nevěnování se řízení, typicky spojené s používáním smartphonu. Pro zajímavost, podle výzkumu provedeného v Holandsku v roce 2017 přiznalo 39 % řidičů použití mobilu bez hands-free sady během řízení a mezi řidiči do 34 let věku bylo toto číslo dokonce 79 %. Mezi další výrazné příčiny se řadí únava a ospalost, které podle odhadů přispívají u 10 % až 20 % všech dopravních nehod.

V návaznosti na dopravní situaci na evropských silnicích bylo v roce 2017 vydáno usnesení Evropského parlamentu na téma „Záchrana životů: zvyšování bezpečnosti vozidel v EU“. V něm se konstatuje, že „přibližně 92 % všech nehod je způsobeno lidským selháním nebo kombinací lidského selhání a vozidla či infrastruktury“. Ve stejném usnesení byly stanoveny úkoly směrem k Evropské komisi a jednotlivým členským státům s ambiciózním cílem naplnit tzv. Vision Zero do roku 2050 na evropských silnicích, tedy dosažení stavu dopravy bez nehod, které vedou k vážným zraněním nebo úmrtí. K dlouhodobému cíli Vision Zero byl stanoven průběžný cíl snížení počtu vážných zranění a úmrtí o polovinu mezi lety 2020 a 2030.

Jedním ze základních pilířů k dosažení zvýšené bezpečnosti vozidel v EU se stalo nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) 2019/2144, které je odborné veřejnosti známé jako GSR 2, z anglického General Safety Regulation, stanovující „požadavky pro schvalování typu motorových vozidel a jejich přípojných vozidel a systémů, konstrukčních částí a samostatných technických celků určených pro tato vozidla z hlediska obecné bezpečnosti a ochrany cestujících ve vozidle a zranitelných účastníků silničního provozu“. Jinými slovy řečeno, toto nařízení definuje, co všechno musí vozidla kategorie M, N a O z hlediska bezpečnosti splnit, aby bylo možné nové vozidlo schválit do provozu. Zároveň jsou v nařízení stanovené termíny, odkdy je splnění takových požadavků povinné. Detailní popis požadavků je předmětem navazujících prováděcích předpisů a nařízení.

 
Jednotlivé požadavky se dělí do několika kategorií a mimo jiné zahrnují i následující vyspělé systémy, kterými budou muset být vybavena všechna motorová vozidla:
a) inteligentní regulace rychlosti;
b) usnadnění montáže alkoholového imobilizéru;
c) upozorňování na ospalost a nedostatek pozornosti řidiče;
d) vyspělé upozorňování na rozptýlenost řidiče,
e) signál nouzového brzdění;
f) detekce zpětného chodu; a
g) zapisovač údajů o události.

S ohledem na téma tohoto článku se dále zaměříme pouze na systémy upozorňování na ospalost a nedostatek pozornosti řidiče (DDAW z anglického Driver Drowsiness and Attention Warning).

Požadavky na systémy DDAW jsou popsány v nařízení Komise (EU) 2021/1341, které zahrnuje technické požadavky na systém instalovaný ve vozidle, postupy pro validaci systému, posouzení technické dokumentace a postup ověřovací zkoušky technickou zkušebnou. V souladu s termínem stanovým v nařízení GSR 2 budou tyto systémy povinně instalované v nových vozidlech nejpozději v červenci 2024. Stručně řečeno, systém DDAW má rozpoznat určitý práh ospalosti řidiče a varovat jej, pokud je tato hranice překročena. Systém musí správně fungovat ve dne i v noci při rychlostech nad 65 km za hodinu, alespoň na silnici rozdělené na více pruhů v jednom směru, tedy typicky dálnicích a podobných komunikacích.

Rozpoznat práh ospalosti: To je, oč tu běží. Pro vývojáře to znamená vhodným způsobem vyhodnotit řidičovu ospalost a porovnat ji s nastavenou hranicí. Z hlediska schválení do provozu je pak nutné ověřit účinnost takového systému. Podobný systém je následně možné využít například i pro monitorování pozornosti řidiče v případě aktivace systémů umožňujících autonomní jízdu, kdy je v případě potřeby očekávána rychlá reakce – řidič tak například musí sledovat provoz před vozem a rozhodně nesmí např. spát nebo opustit své místo ve vozidle. Správně fungující systém DDAW toto bez problémů odhalí.

Ospalost je projevem únavy. Podle Wikipedie je únava „snížení schopnosti vykonávat činnost, které vyplývá z předchozího vynaloženého úsilí, ať už fyzického, nebo psychického. Vzniká v důsledku nahromadění odpadů metabolismu v krvi či ve svalech. Psychicky je provázena zhoršeným vnímáním, sníženou pozorností, zhoršenou vštípivostí a výbavností, změnami nálady aj. Hranice, kdy člověk začíná pociťovat únavu, je u každého jedince jiná a také její projevy jsou velmi subjektivní.“

Definice únavy zní pro technika velmi neuchopitelně. Těžko předpokládat, že současná vozidla budou zjišťovat stav metabolismu řidiče nebo vyhodnocovat změnu jeho nálady. Navíc se jedná o vysoce individuální projevy a nelze je jednoduše aplikovat na sériové výrobky, jakými jsou právě silniční vozidla. Je proto nutné se zaměřit na vnější projevy únavy a ospalosti s tím, že se bude jednat o zobecněný a zjednodušený model chování, který pokryje jenom některé projevy ospalosti. Nařízení pro systémy DDAW, stejně jako jiné podobné předpisy, je nanejvýš technologicky neutrální a je na výrobcích vozidel a jejich dodavatelích, jaké konkrétní řešení zvolí.

Technická řešení, která se v současnosti používají, se dají rozdělit do dvou základních kategorií – přímé a nepřímé metody zjišťování ospalosti.

Přímé metody jsou založené na sledování řidiče, zejména jeho obličeje nebo očí, kde se vyhodnocují typické projevy ospalosti, jako jsou sklopení hlavy, zívání, zavření očí nebo opakované mrkání. Takové metody využívají zejména vnitřní kameru, která monitoruje kabinu vozidla a vyhodnocovací modul, který je schopen detekovat patřičné objekty v datech z kamery a porovnat je s nastavenými pravidly pro rozpoznání hranice ospalosti.

U nepřímých metod se systémy DDAW zaměřují na další projevy únavy, které jsou technicky měřitelné na úrovni vozidla. Zde se jedná zejména o vyhodnocení příčného pohybu vozidla, kdy auto „plave“ v pruhu, strnulé řízení nebo naopak prudké pohyby volantu nebo pedálů. U těchto systémů se často využívají senzory, kterými je vozidlo již vybaveno pro jiné funkce, jako je například přední kamera nebo senzory na volantu sledující jeho pohyb.

Jednotlivá řešení lze vhodně kombinovat pro zvýšení účinnosti systému DDAW. Systém DDAW musí při záznamu a zpracování dat dodržovat právní předpisy Unie pro ochranu osobních údajů.

Pro posouzení řidičovy ospalosti se v nařízení 2021/1341 používá tzv. Karolinská stupnice ospalosti (KSS z anglického Karolinska Sleepiness Scale). Jedná se o 9bodovou stupnici, která slovně popisuje jednotlivé stavy ospalosti od stupně 1 - mimořádná bdělost po 9 – značná ospalost a přemáhání spánku. Jako rozhodný práh ospalosti byl stanoven stupeň KSS 8 (ospalost, určitá snaha udržet bdělost), při kterém systém DDAW musí varovat řidiče. Systém DDAW může varovat i dříve, a to při zjištěné úrovni KSS 7 (ospalost, bez snahy udržet bdělost). Výrobce vozidla nebo systému se může rozhodnout pro vlastní metriku, pokud varování odpovídá stanovenému prahu ospalosti podle KSS.

KSS se využívá k poměrně jednoduché metodě posouzení ospalosti, kdy zkoumaná osoba projde specializovaným školením a pak posuzuje sama sebe příslušnými stupni KSS podle svých vlastních projevů únavy. Jakkoliv takové sebehodnocení vypadá primitivně, bylo prokázáno dalšími vědeckými metodami, například souběžným měřením EEG, že člověk je schopen poměrně přesně stanovit vlastní úroveň ospalosti i bez exaktních měřících zařízení a postupů. Metrika KSS je v nařízení 2021/1341 preferovaná i pro validační zkoušku, i když jsou v nařízení popsané i další metody, které je možné pro validaci použít. V každém případě ovšem musí zkouška probíhat s reálnými účastníky (probandy), a to v minimálním počtu 10 účastníků, aby se omezil subjektivní vliv projevů ospalosti, případně nepřesného sebehodnocení.

Metoda, která nejlépe odpovídá využití systému DDAW v praxi, znamená pro probanda usednout za volant a jet s vozidlem v reálním provozu. Ovšem, proband musí být unavený nebo se jízdou postupně unaví tak, aby jej systém mohl vyhodnotit jako ospalého. To z této metody dělá postup vysoce rizikový a je potřeba stanovit vhodnou bezpečnostní strategii. Typickým řešením je další osoba ve vozidle, která v případě potřeby zasáhne do řízení, pokud je proband příliš ospalý a není schopen řízení. V takovém případě je nutné vozidlo doplnit i vhodným technickým zařízením, například zdvojenými pedály podobně jako v autoškole.

Pokud je systém DDAW schopen vyhodnotit ospalost řidiče i při zjednodušených jízdních podmínkách, například při jízdě na oválu, mohou se validační jízdy najíždět v prostorech s omezeným přístupem dalších osob nebo vozidel, například na zkušebním okruhu. Nejméně rizikovou metodou je provedení validační zkoušky na simulátoru. To je nejbezpečnější metoda zkoušky, ale před zkouškou systému DDAW musí být provedena validace samotného simulátoru a musí se posoudit, nakolik realisticky reprezentuje cílový typ vozidla, pro které je systém DDAW připraven.

Ve všech zmíněných metodách lze provést vyhodnocení ospalosti různým způsobem. Pokud se používá KSS, může být testovací řidič dotazován druhou osobou ve vozidle nebo zadávat své hodnocení do vhodného záznamového zařízení. Proband se hodnotí v časových intervalech zpravidla 5 minut, kdy každé hodnocení odpovídá jeho stavu během předchozího intervalu.

Při validaci jinými metodami je potřeba prokázat, že jsou jejich výsledky stejně robustní jako KSS. Jako alternativní metody jsou v nařízení uvedeny zejména

• měření EEG nebo PERCLOS, tj. procentuální vyjádření doby zavření očních víček
• varianty sebehodnocení, které se liší v časovém intervalu nebo použité stupnici ospalosti
• analýza spánkového videozáznamu při dodržení podmínek důvěrnosti a nezávislosti hodnocení.

Zkouška s jedním probandem probíhá do té doby, než se dosáhne rozhodného prahu ospalosti, kdy má dojít k varování. Případně, zkouška se vyhodnotí jako nevalidní, například pro nízkou úroveň ospalosti probanda. Řečeno s klasikem „… ale nespí mi, pane Ptáček …“. Pokud systém DDAW využívá učící fázi, kdy si nejprve stanovuje určité šablony chování konkrétního řidiče nebo postupně akumuluje jednotlivé odchylky od předpokládané jízdy, může zkouška s jedním probandem trvat i několik hodin. Validní zkouška se vyhodnotí jako pravdivě pozitivní, když došlo k varování nebo jako falešně negativní, když k varování nedošlo. Veškeré výsledky a popis validační zkoušky se zdokumentují a předloží se technické zkušebně k posouzení.

Z výsledků jednotlivých zkoušek se vyhodnotí celková účinnost systému DDAW. Podle kritérií stanovených v nařízení 2021/1341 je považován systém DDAW za účinný, pokud je jeho průměrná citlivost vyšší než 40 %, nebo je interval spolehlivosti výsledků citlivosti vyšší než 20 %. Při minimálním stanoveném počtu probandů a jednom opakování pro každého účastníka to znamená rozpoznání únavy u 4 z 10 lidí. Nevypadá to na první pohled jako technologický průlom, ale při tak individuálním projevu jako je ospalost a omezení daným technickým řešením, je to dobrý začátek pro zlepšení bezpečnosti na silnicích. Navíc je potřeba zdůraznit, že se stále jedná pouze o asistenční systém, který má řidiče pouze upozornit na možnou ospalost. Zodpovědnost za své chování stále nese řidič sám.

V rámci ověřovací zkoušky prováděné technickou zkušebnou se zopakuje testovací scénář, stanovený výrobcem vozidla, který povede k varování systému. Tedy, například specifický jízdní manévr, prudké vybočení, opakované vyjetí z pruhu apod. Na rozdíl od validační zkoušky není již potřeba unavený řidič, protože schopnost systému DDAW rozpoznat skutečnou ospalost byla již prokázána validační zkouškou.

Nicméně i když budete mít systém DDAW ve vozidle, nebo jej již máte – ano, to je to varovné hlášení „dejte si kávu“ – jezděte opatrně a udělejte si přestávku, kdykoli se budete cítit unaveni.

Text: Karel Jánský, Specialista funkční bezpečnosti, TÜV SÜD Czech