Телематические данные транспортного средства могут многое рассказать о ваших навыках вождения.

Хороший ли вы водитель? На такой вопрос не всегда дается объективный ответ. Один из способов проанализировать это — узнать мнение пассажиров, едущих с вами, или просто посчитать штрафы за превышение скорости, которые вы заплатили! Однако все это очень примитивные способы оценки поведения водителя. В этой статье я расскажу, как я использовал данные для объективного анализа своего поведения за рулем.

Анализ поведения за рулем также используется предприятиями для таких целей, как выработка страховой политики на основе данных или управление автопарком.

Здесь я расскажу о методах науки о данных (даталогии), которые могут помочь оценить манеру вождения, например

• Превышение скорости

• Резкое ускорение

• Прогнозирование ситуации

• Машинное обучение для определения того, как влияет плохое вождение на состояние автомобиля

Сбор данных

Первое, что необходимо для анализа вождения, — это сбор данных. Большинство автомобилей оснащены датчиками, которые измеряют различные параметры, такие как скорость, температура, ускорение и многое другое. Для этого используется телематическое устройство. Есть разные вендоры, которые предоставляют такую аппаратуру.

Это устройство получает данные, записанные датчиками, и передает их в базу данных производителя. С помощью полученной информации можно понять поведение за рулем. Кроме того, можно попросить вендора предоставить доступ к данным, для того чтобы проанализировать их более детально.

В этом блоге я буду пользоваться в качестве примера данными, которые я собрал во время своей поездки по Индии в штат Карнатака. Они относятся к 21 августа 2022 года. Мы попытаемся выяснить, является ли мое вождение хорошим или нет. Полученные данные содержат информацию, показанную ниже.

Данные имеют ID (идентификатор) телематического устройства, который его определяет. Они содержат временную метку записи, а также различные измеряемые параметры, например, положение автомобиля, которое определяется как широта, долгота и высота над уровнем моря. Скорость автомобиля измеряется в км/ч или милях в час.

Теперь давайте проанализируем поведение водителя.

Превышение скорости

Превышение скорости — одна из первоочередных деталей, которые можно измерить, чтобы понять поведение водителя. Здесь показан маршрут, который я проехал 21 августа 2022 года. Информация, использованная для анализа, основана на телематических данных о времени, широте и долготе.

Поездка была совершена из Удипи в Холекатту. Маршрут пролегал по шоссе № 66, которое проходит вдоль западного побережья Индии.

Также вы можете заметить маркер — это место, где была зафиксирована максимальная скорость 92 км/ч. Ограничение скорости для автомобиля на национальном шоссе 66 составляет 100 км/ч. Следовательно, автомобиль двигался в пределах допустимой скорости, поэтому можно поставить зеленую галочку, что говорит о соблюдении правил.

Резкое ускорение

Резкое ускорение — это действие, при котором на педаль газа или тормоза нажимают гораздо сильнее, чем обычно. Некоторые люди называют такое синдромом "лихача", и это может быть показателем агрессивного или небезопасного поведения водителя.

Давайте теперь произведем замер интенсивности ускорения во время поездки. Здесь показаны различные маркеры при разгоне до максимальной скорости 92, которые показывают разгон до 73, затем до 85, а потом достижение  максимума - 92.

Можно представить динамику этих скоростей автомобиля во времени с помощью линейного графика, как показано ниже. На оси X — время, на оси Y — скорость автомобиля. Эта кривая соответствует ускорению. Я начал ускоряться в 14:43:21, когда скорость была 71, а затем достиг максимальной скорости 92 в 14:43:49. Таким образом, я увеличил скорость на 21 км/час за 28 секунд.

Для того, чтобы понять, является ли такое ускорение резким или нет, нам нужно преобразовать его в силу гравитации, также называемую g-силой, которая прикладывается к автомобилю в результате разгона. Увеличение скорости на 21 км/час за 28 секунд соответствует силе g, равной 0,208 м/с2 ускорения. Ниже показано соответствие между силой g и уровнями ускорения.

Сила g в пределах 0,28 считается безопасной и не является сильным ускорением. Таким образом, мы можем поставить галочку зеленого цвета напротив резкого ускорения.

Прогнозирование ситуации

Предвидение на дороге означает умение читать окружающую обстановку и быть в курсе событий, держа глаза и уши открытыми. Это значит планировать все заранее и быть готовым предпринять необходимые действия. Чтобы предугадывать и заблаговременно понять действия других, вы должны постоянно следить за тем, что происходит вокруг вас.

Давайте теперь проверим мои навыки прогнозирования ситуации. Чтобы это увидеть, мы можем проанализировать, что я сделал после ускорения. Глядя на кривую, показанную ниже, можно заметить, что скорость резко уменьшилась.

Со скорости 92 км/ч я замедлился до 1 км/ч за 24 секунды. Это эквивалентно силе g=-0,3 и соответствует резкому торможению. В чем может быть причина?

Позвольте мне раскрыть секрет, поскольку я точно знаю, что произошло во время движения автомобиля. Если мы посмотрим на трассу за отметкой с максимальной скоростью, то увидим мост через реку, называемый мостом Хероор. На нем действует ограничение скорости, поэтому мне пришлось притормозить.

Снижение с высокой скорости 92 км/ч до очень низкой 1 км/ч — явный признак того, к чему я не был готов. Так давайте же отметим прогнозирование ситуаций красным цветом!

Манера вождения влияет на состояние автомобиля

Давайте теперь посмотрим, влияет ли стиль вождения на состояние автомобиля или нет? Телематическое устройство собирает данные, связанные с любым аварийным оповещением со стороны автомобиля. Ноль означает отсутствие проблем, в то время как 1 указывает на наличие неполадок.

Также имеется более 50 показателей датчиков, таких как скорость автомобиля, ускорение, кислород (лямбда-зонд), дроссельная заслонка, температура воздуха и многие другие.

Мы можем использовать средство принятия решений в виде дерева в машинном обучении, чтобы найти любую связь между значениями датчиков и сигналами тревоги. Это поможет нам узнать, какие из факторов влияют на техническое состояние автомобиля.

Ниже показано дерево решений, в котором различные датчики являются узлами принятия решений, а сигналы тревоги — выходными узлами. Как видно, основными факторами, которые приводят к возникновению аварийных ситуаций, являются БАТАРЕЯ, УСКОРЕНИЕ и СКОРОСТЬ.

Таким образом, неаккуратное вождение влияет не только на безопасность водителя, но и на исправность автомобиля.

Заключение

Вот несколько интересных выводов

• Сбор данных с помощью телематических устройств является ключом к анализу поведения водителя на их основе.

• Анализируя скоростной режим, необходимо интегрировать данные о скорости движения автомобиля с имеющимися ограничениями. 

• Резкое ускорение и прогнозирование ситуаций можно рассчитать с помощью функций временного ряда. Однако их необходимо рассматривать в контексте анализа всего маршрута.

• Неаккуратная манера вождения опасна как для водителя, так и для транспортного средства.

Сегодня вечером состоится бесплатное занятие онлайн-курса "Machine Learning. Advanced" «Байесовский взгляд на машинное обучение». На занятии познакомимся с образовательным треком ML-Advanced, а также погрузимся в тему байесовского подхода к машинному обучению – науку о том, как встроить априорные «экспертные» знания в модели машинного обучения. Зарегистрироваться можно по ссылке.