การจราจรทางบกนับวันจะทวีความสำคัญมากขึ้น โดยเฉพาะในส่วนของภาคการจราจรทางถนน ทั้งนี้เนื่องจากภาวะเศรษฐกิจที่เติบโตอย่างต่อเนื่อง ทำให้มีความจำเป็นให้มีการขนส่งสินค้ามากขึ้น รวมถึงการเดินทางที่มากขึ้นด้วย ยอดรถยนต์ที่จดทะเบียนก็มีมากขึ้นทุกปีเช่นเดียวกัน และแน่นอนสิ่งที่ตามมาก็คืออุบัติเหตุที่มากขึ้น ดังนั้นจึงมีความจำเป็นในการสร้างระบบการจราจรในท้องถนนที่มีประสิทธิภาพมาก ขึ้นทั้งนี้เพื่อลดอุบัติเหตุในท้องถนน

       ระบบขนส่งอัจฉริยะ(Intelligence Transports System) คือระบบที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อรองรับความต้องการดังกล่าวในเบื้องต้นโดยระบบ ดังกล่าวมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มระบบความปลอดภัย ประสิทธิภาพของการจราจร และการปกป้องสิ่งแวดล้อม โดยระบบนี้เกิดจากการผสานในสามสิ่งพื้นฐานเข้าด้วยกันคือ คน ถนน และรถยนต์ โดยระบบนี้อาจถูกเรียกอีกนัยหนึ่งว่าเป็นศาสตร์แห่งเทคโนโลยีด้าน อิเล็กทรอนิกส์ “State of the art electronic technology” ซึ่งถูกคาดว่าจะมีการพัฒนาเทคโนโลยีทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ล้ำสมัยต่างๆเพื่อ มาสนับสนุนและใช้งานในระบบขนส่งในอนาคต เช่น การพัฒนาระบบนำทาง การพัฒนาด่านเก็บค่าผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ การสนับสนุนการขับขี่เพื่อความปลอดภัย การจัดระบบการบริหารการจราจรและถนน ระบบเหล่านี้จะจัดหาเตรียมการข้อมูลที่ถูกต้องและมีประสิทธิผลในเวลา Real time และช่วยคนขับในการเดินทางด้วยความปลอดภัยและความสะดวกสบายที่มากขึ้นซึ่งใน ปัจจุบันระบบบางอย่างก็ได้เริ่มมีการนำมาใช้ในทางปฏิบัติแล้ว

       โดยในบทความนี้จะมุ่งให้ความสนใจกับการการวิจัยและการพัฒนายานยนต์เพื่อให้ สอดคล้องกับระบบขนส่งอัจฉริยะ(Intelligence Transports System) ดังกล่าว โดยเราจะเรียกยานยนต์แห่งอนาคตดังกล่าวว่า “Advanced Safety Vehicle” (ASV) หรือ ยานยนต์อัจฉริยะ “Vehicle Intelligence” โดยยานยนต์ ASV นั้นได้ถูกหยิบยกขึ้นมาเป็นประเด็นในการถกเถียงและนำไปสู่การวิจัยและพัฒนา ในประเทศที่เป็นผู้นำด้านเทคโนโลยียานยนต์อย่างต่อเนื่องและระบบดังกล่าวก็ มีแนวโน้มที่จะถูกนำมาใช้ในต้นของศตวรรษที่ 21นี้อย่างแน่นอน

       เนื่องจากผู้เขียนเคยได้รับการถ่ายทอดความรู้บางส่วนจากประเทศญี่ปุ่นรวมถึง ได้ติดตามการพัฒนารถยนต์ ASV ดังกล่าวจากประเทศญี่ปุ่นซึ่งเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยียานยนต์ประเทศหนึ่งจึง มีความประสงค์ในการเล่าสู่กันฟังถึงแนวทางในการพัฒนาเทคโนโลยีในประเทศดัง กล่าวดังต่อไปนี้

       การพัฒนายานยนต์ ASV ดังกล่าวของประเทศญี่ปุ่นนั้นได้มีการทำเป็นโครงการขึ้นมาโดยเรียกว่า “ASV Project” ซึ่งนำทีมโดยกรมการขนส่งทางบก ของประเทศญี่ปุ่น โดยมีสมาชิกประกอบด้วยผู้ผลิตยานยนต์รวมถึงจักรยานยนต์ทั้งหมดสิบกว่าราย ด้วยกัน ทั้งนี้ยังรวมถึงเจ้าหน้าที่จากหน่วยงานรัฐที่เกี่ยวข้อง และตัวแทนและผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยต่างๆ โดยโครงการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสนับสนุนงานวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีด้าน ความปลอดภัยยานยนต์สำหรับอนาคตและนำเข้าไปสู่ความเป็นไปได้ในการขับขี่อย่าง อิสระ (Autonomous driving)

       โดยกลุ่มผู้ศึกษาวิจัยเห็นว่าแนวโน้มของสังคมนั้นจะเห็นว่านับวันจำนวนรถ ยนต์ที่จดทะเบียนมีแต่จะเพิ่มจำนวนขึ้น และมีโอกาสในการใช้ความเร็วในการขับขี่ที่สูงขึ้นทั้งนี้เนื่องจากมีการขยาย ทางด่วนมากขึ้น และมีโอกาสในการขับขี่ตอนกลางคืนมากขึ้นตามวิถีชีวิตแบบใหม่ การเพิ่มจำนวนผู้สูงอายุในการขับขี่มากขึ้น รวมถึงความต้องการที่หลายสำหรับการเดินทาง ทำให้ต้องพัฒนายานยนต์ ASV ขึ้นมาเพื่อสอดรับกับความต้องการดังกล่าวข้างต้น

       ซึ่งพื้นฐานของการออกแบบยานยนต์ ASV นั้นประกอบไปด้วย พื้นฐาน3 ข้อด้วยกันคือ
          1. เป็นผู้ช่วยผู้ขับขี่ (Driver Assistance)
          2. เป็นที่ยอมรับของผู้ขับขี่ (Driver Acceptance)
          3. เป็นที่ยอมรับของสังคม (Social Acceptance)

       ทั้งนี้เพื่อสร้างเทคโนโลยีเพื่อป้องกันและหลีกเลี่ยงการเกิดอุบัติเหตุ
          1. เป็นผู้ช่วยผู้ขับขี่ (Driver Assistance)
          ASV คือ เทคโนโลยีเพื่อช่วยผู้ขับขี่สำหรับการขับขี่ที่ปลอดภัย โดยการช่วยเหลือผู้ขับขี่นั้นประกอบไปด้วย 3 ส่วนคือ
             1.1 Perception assistance ให้ข้อมูลมากขึ้น
             1.2 Decision assistance ช่วยในการตัดสินใจ
             1.3 Control assistance ช่วยในการควบคุม

       โดยในระบบดังกล่าวมีหน้าที่หลักอยู่ 5 ข้อด้วยกันคือ
        1) Enhancement of driver perception ช่วยเหลือผู้ขับขี่ให้เข้าใจสิ่งแวดล้อมในระบบจราจรรอบๆรถได้มากขึ้น
        2) Information presentation แสดงข้อมูลต่อคนขับ เพื่อช่วยเหลือผู้ขับขี่ในการลดความเสี่ยงของอุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้นได้
        3) Warning เตือนผู้ขับขี่ที่จะดำเนินการที่เหมาะสมในการควบคุมรถ
        4) Accident Avoidance Control ระบบจะทำงานเมื่อคนขับไม่มีการกระทำตอบสนองต่อการเตือน หรือผู้ขับขี่ไม่มีการตอบสนองต่อการเตือนที่เพียงพอต่อการหลีกเลี่ยง อุบัติเหตุได้ โดยปรกติระบบ “warning”จะทำงานก่อนระบบ“Accident avoidance control”ทำงาน
        5) Driver Load Reduction Control การลดภาระในการควบคุมรถ เพื่อที่จะลดความเมื่อยล้าของผู้ขับขี่ และทำให้ผู้ขับขี่มีความสามารถในการพิจารณาสิ่งแวดล้อมของระบบจราจรรอบๆตัว รถได้มากขึ้น

       2. Driver Acceptance การยอมรับของผู้ขับขี่
       ระบบยานยนต์ ASV ที่ดีนั้นต้องขึ้นอยู่กับการกระทำที่เหมาะสมระหว่างผู้ขับขี่และอุปกรณ์หรือ ระบบล้ำสมัยที่ถูกออกแบบขึ้นมา Human-Machine Interface (HMI) โดยปราศจากความสับสนและเข้าใจยาก รวมถึงระบบดังกล่าวจะต้องง่ายต่อการเข้าใจและจัดการได้สำหรับผู้ขับขี่ทุกคน

       ตัวอย่างของการออกแบบที่ไม่ดีเช่น (1) มีการเตือนที่มีความถี่มากเกินไป (2) ไม่มีการเตือนแม้ว่ามีสัญญาณที่เป็นอันตรายเกิดขึ้น (การเตือนผิดพลาด) (3) ระบบถูกกระตุ้นเตือนแม้ว่าไม่มีสัญญาณอันตรายเกิดขึ้น (เตือนผิด) ในอีกด้านหนึ่ง ถ้าระบบมีความแม่นยำมากเกินไป ก็จะทำให้ผู้ขับขี่มีความไว้ใจในระบบมากเกินไป เทคโนโลยี ASV ควรจะออกแบบด้วยความระมัดระวังเพื่อที่จะลดหรือหลีกเลี่ยงในกรณีที่มีความ เชื่อมั่นมากเกินไป “Over trust”

       3. Social Acceptance การยอมรับของสังคม
       การยอมรับของสังคม หมายถึง การเป็นที่นิยมของเทคโนโลยียานยนต์ ASV ต่อสาธารณชนทั่วไป แน่นอนเมื่อระบบได้รับการติดตั้งแล้ว ผู้ใช้ จะต้องจ่ายค่าต้นทุนในระบบของพวกเขา ดังนั้นพวกเขาจะต้องอยากที่จะได้รับความพึงพอใจกลับคืนมา

       ดังนั้นผู้ผลิตควรจะอธิบายการทำงานของระบบดังกล่าว รวมถึงข้อจำกัดด้วย และผู้ใช้ควรจะระมัดระวังอย่างมากเมื่อใช้ระบบดังกล่าวด้วย โดยไม่ควรใช้ให้เกินประสิทธิภาพหรือข้อจำกัดของมัน

       การพัฒนาและการโอนถ่ายเทคโนโลยีดังกล่าวทำได้ง่ายมากจากประเทศหนึ่งไปยังอีก ประเทศหนึ่ง เพื่อที่จะทำให้เทคโนโลยี ASV เป็นที่นิยม และมีความสำคัญที่จะทำให้ ASV program เป็นที่แพร่หลายทั่วโลก รวมถึงสนับสนุนด้านการมีข้อบังคับพื้นฐาน กฎหมายรวมถึงมาตรฐานเดียวกันของเทคโนโลยียานยนต์ ASV ทั่วโลก และมีการคาดการณ์ว่าเมื่อมีการนำเทคโนโลยียานยนต์ ASV มาใช้นั้นจะทำให้อัตราการเกิดอุบัติเหตุลดลงดังนี้ 1) รถยนต์นั่งคาดว่าจะลดอุบัติเหตุได้ 41% 2) รถยนต์บรรทุกคาดว่าจะลดอุบัติเหตุได้ 31% 3) รถจักรยานยนต์นั่งคาดว่าจะลดอุบัติเหตุได้ 42%
และผู้เขียนขอยกตวอย่างของเทคโนโลยียานยนต์ ASV ดังต่อไปนี้

       1. Drowsiness Warning System
       วัตถุประสงค์ของระบบนี้ เพื่อป้องกันการชนหรือการเปลี่ยนเลนของรถ(Lane departure) ที่มีสาเหตุเกิดมาจากการง่วงซึมของคนขับ (driver’s drowsiness) หรือ การขาดระดับการควบคุมที่เพียงพอ

       หลักการทำงาน
       ระบบนี้ทำหน้าที่ตรวจจับระดับความตั้งใจของคนขับในการควบคุมยานยนต์ผ่าน พฤติกรรมของยานยนต์ เช่น มีการส่ายมากเกินปรกติหรือไม่ และมีระบบการเตือนคนขับ

       วิธีการเตือนอาจทำได้โดยการสั่นหรือใช้กลิ่น ทั้งนี้เพื่อกระตุ้นให้คนขับกลับมามีสภาพที่มีความพร้อมในการขับ

       2. Helmet-mounted Display
       วัตถุประสงค์ของระบบนี้เพื่อตอบสนองความต้องการด้านข้อมูลของผู้ขับขี่รถจัก ยานยนต์โดยการเพิ่มทัศนวิสัยในการขับขี่ให้มากขึ้นเสมือนขับยานยนต์สี่ล้อ รวมถึงข้อมูลอื่นๆที่จำเป็นในการเตือนความพร้อมของผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์

       หลักการทำงาน
       ระบบนี้ประกอบด้วย Display controller, Projector และ Combiner ซึ่งรวมเข้ากันในหมวกกันน็อค (Helmet) โดยโปรเจกเตอร์ (Projector) แสดงข้อมูลการเตือนซึ่ง ข้อมูลดังกล่าวถูกส่งมาจาก Display controller รูปที่แสดงโดย Projector นั้นเพื่อประโยชน์สำหรับผู้ขับขี่หลังจากมีการนำข้อมูลมาประมวลผลร่วมกับการ ทำงานของ Combiner และการรับภาพจากด้านนอก

       ดังนั้นผู้ขับขี่จะสามารถได้รับข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ และมีสภาวะการขับขี่ เสมือนอยู่ในรถยนต์ซึ่งมีผลทำให้ผู้ขับขี่ปลอดภัยโดยการเคลื่อนไหวแนวทางการ มองเพียงเล็กน้อย

       3. Side Obstacle Advisory System
       วัตถุประสงค์ของระบบนี้เพื่อแบ่งเบาภาระการทำงานของผู้ขับขี่ และเป็นผู้ช่วยผู้ขับขี่เมื่อต้องการเปลี่ยนเลน

       หลักการทำงาน
       ระบบนี้จะช่วยเหลือผู้ขับขี่ในการช่วยระวังรถยนต์ที่มีระยะทางและความเร็วสัมพัทธ์ด้านข้างและข้าง-หลัง

       โดยเมื่อผู้ขับขี่เปิดสัญญาณไฟเลี้ยวโดยปราศจากการให้ความสำคัญกับรถทางด้าน ข้างหรือ ข้าง-หลัง ผู้ขับขี่ก็จะถูกเตือนโดยสัญญาณเสียงและ/ หรือสัญญาณที่หน้าจอ

       4. Curve Overshooting Prevention Support System
       วัตถุประสงค์ของระบบนี้เพื่อป้องกันอันตรายที่เกิดจากความเร็วที่เกินกว่ากำหนดระหว่างการเข้าโค้ง

       หลักการทำงาน
       ระบบนี้คำนวณความโค้งของถนนโดยนำข้อมูลมาจากแผนที่ระบบนำทาง และคำนวณความเร็วที่ปลอดภัยในการขับขี่ขณะเข้าโค้ง ถ้าเซ็นเซอร์ความเร็วของรถตรวจจับว่าความเร็วมากว่าความเร็วที่ปลอดภัยที่ ระบบได้คำนวณไว้ ระบบจะให้สัญญาณเตือน เมื่อผู้ขับขี่ไม่ลดความเร็วหรือขับขี่ให้ช้าลงเพียงพอ ระบบจะทำการเบรคหรือลดความเร็วสู่ระดับความเร็วที่ปลอดภัย

       5. Emergency Braking Advisory System to the Following Vehicle’s driver
       วัตถุประสงค์ของระบบนี้เพื่อลดความเร็วของรถคันที่ขับตามมาเพื่อเป็นการ ป้องกันการชนจากด้านหลัง ซึ่งผู้ขับขี่ของรถที่ขับตามมาสามารถรับรู้การเบรคของรถคันหน้าได้

       หลักการทำงาน
        ระบบมีการตรวจจับการเบรคฉุกเฉินของรถยนต์คันหน้า และแจ้งผู้ขับขี่ที่ขับตามมาด้วยสัญญาณฉุกเฉิน ระบบนี้มีเพื่อให้ผู้ขับขี่ที่ขับตามมาจะมีปฏิกริยาตอบสนอง เช่นการรถความเร็ว

       6. Nighttime Pedestrian Monitoring System
       วัตถุประสงค์ของระบบนี้เพื่อลดอัตราการชนคนเดินถนนเวลากลางคืนโดยจัดหาข้อมูลให้ผู้ขับขี่เกี่ยวกับคนเดินถนนที่อยู่ข้างหน้า

       หลักการทำงาน
       ระบบจะมีการตรวจจับสัญญาณคนเดินถนนด้านหน้ารถยนต์โดยใช้กล้องอินฟาเรดหรือ วิธีอื่นๆ ในระหว่างที่มีการขับขี่ในเวลากลางคืน ทั้งนี้อาจรวมถึงข้อมูลอื่นๆที่เป็นประโยชน์ วิธีการในการแสดงข้อมูลไปยังผู้ขับขี่นั้นอาจแสดงเป็นภาพ หรืออาจเป็นเสียง โดยกล้องอินฟาเรดมีข้อจำกัดในการทำงานคือ จะตรวจจับสัญญาณได้เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างคนเดินถนนและพื้นที่รอบๆเท่านั้น

       7. Motorcycle Detection System
       วัตถุประสงค์ของระบบนี้เพื่อลดอุบัติเหตุ โดยจัดหาข้อมูลเพิ่มเติมให้กับผู้ขับขี่สำหรับป้องกันอุบัติเหตุจากการที่รถ ข้ามทางแยกหรือเลี้ยวขวา

       หลักการทำงาน
       ระบบดังกล่าวได้รับและแปลงข้อมูลเช่น ประเภทของรถ พิกัดของตำแหน่ง ความเร็ว ทิศทางและอื่นๆโดยวิทยุไร้สายที่ติดตั้งบนรถจักรยานยนต์ และยานยนต์

       เมื่อรถเข้าไปใกล้ทางแยกเพื่อเลี้ยวขวา ระบบจะเตือนผู้ขับขี่ด้วยสัญญาณเสียง และหรือสัญญาณภาพเมื่อ มีรถจักรยานยนต์มาบริเวณทางแยกข้างหน้ารถยนต์ ทั้งนี้รถยนต์จะต้องรับข้อมูลจากรถจักรยานยนต์เพื่อสนับสนุนการตัดสินใจของ ผู้ขับขี่ โดยระบบนี้ต้องการติดตั้งทั้งบนรถจักรยานยนต์และรถยนต์

       8. Neck Injury Mitigation System for rear-end Collision
       วัตถุประสงค์ของระบบนี้เพื่อบรรเทาการบาดเจ็บของคอ จากการชนที่ด้านหลังซึ่งมักจะเกิดขึ้นบริเวณทางแยก

       หลักการทำงาน
       ระบบตรวจจับระยะทางและความเร็วสัมพัทธ์ของรถยนต์ด้านหลังด้วยเซ็นเซอร์วัดระยะทาง ในกรณีดังกล่าวระบบบจะพิจารณาตรายจากการชนด้านหลังและจะมีการให้สัญญาณเตือน กับผู้ขับขี่ โดยระบบจะถูกกระตุ้นให้ระยะทางระหว่างศรีษะและพนักพิงศรีษะสั้นลงเพื่อ ป้องกันอันตรายจากการที่ศรีษะถอยไปด้านหลังรวมถึงลดการบาดเจ็บที่คอ โดยก่อนการชนด้านหลังระบบจะเริ่มทำงานโดยจะดึงเข็มขัดนิรภัยให้เคลื่อนศรีษะ ของผู้ขับขี่ไปด้านหลัง เมื่อรถยนต์ด้านหลังเข้ามาชน พนักพิงศรีษะก็จะเคลื่อนไปด้านหน้าทันที เนื่องจากแรงของสะโพกผู้ขับขี่ที่ทำกับพนักพิงหลัง

       เทคโนโลยียานยนต์ASV ที่กล่าวมาเป็นเพียงตัวอย่างส่วนหนึ่งเท่านั้นโดยในบางเทคโนโลยีก็เริ่มมี การนำมาใช้บ้างแล้ว และจะมีการพัฒนาขึ้นเรื่อยๆทั้งนี้เพื่อให้ผู้ใช้รถใช้ถนนมีความปลอดภัยมาก ขึ้น รวมถึงมีความสะดวกสบายมากขึ้นด้วย และในอนาคตอาจเป็นไปได้ว่าเราอาจมีระบบเทคโนโลยีที่ช่วยในการขับขี่แทนคนได้ เลยก็อาจเป็นได้

       เขียนโดย ธนวัฒน์ บุญประดิษฐ์
       แผนก วิศวกรรมยานยนต์/สถาบันยานยนต์