Συσχέτιση κατανάλωσης καυσίμου με κυκλοφοριακά και γεωμετρικά χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά οδηγικής συμπεριφοράς - Καλογερής, Ιωάννης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Μεταφορών και Συγκοινωνιακής Υποδομής, 2018)
Καθ΄ όλη την διάρκεια του εικοστού αιώνα η συμβολή του αυτοκινήτου στην βελτίωση της καθημερινότητας του πολίτη απεδείχθη εξαιρετικά σημαντική και παρότι αμφιλεγόμενη, το αυτοκίνητο χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο και έχει γίνει ο πιο δημοφιλής τρόπος μεταφοράς στις ανεπτυγμένες χώρες. Στις χώρες αυτές, οι επιπτώσεις από την χρήση του, έχουν οδηγήσει σε όξυνση του κυκλοφοριακού προβλήματος και κατά συνέπεια σε μείωση του επιπέδου εξυπηρέτησης του χρήστη, μεγαλύτερα κόστη ανά χρήστη ανά απόσταση, ενώ παράλληλα έχει παρατηρηθεί ιδιαιτέρως αρνητικό αντίκτυπο προς το περιβάλλον. Πιο συγκεκριμένα οι αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον λόγω της εκτεταμένης χρήσης αυτοκινήτων προκύπτουν από την κατασπατάληση των μη ανανεώσιμων πηγών και την εκπομπή βλαβερών για την ατμόσφαιρα αερίων, που οδηγούν στην επιδείνωση του φαινομένου του θερμοκηπίου. Επομένως η εφαρμογή πρακτικών φιλικότερων προς το περιβάλλον στον τομέα της οδήγησης που παράλληλα εξασφαλίζουν βελτίωση του επιπέδου διαβίωσης, κρίνεται απολύτως αναγκαία. Προκειμένου λοιπόν, να περιοριστούν τα προαναφερθέντα προβλήματα αρκετοί ερευνητές δίνουν έμφαση στην εφαρμογή της οικολογικής οδήγησης. Η οικολογική οδήγηση επηρεάζεται σημαντικά από τη συμπεριφορά του οδηγού, ο οποίος καλείται να υιοθετήσει ένα συντηρητικότερο προφίλ με γνώμονα την χαμηλή κατανάλωση καυσίμου και την ασφαλή οδήγηση. Η οικολογική οδήγηση επιτυγχάνεται αποφεύγοντας κατά το δυνατόν τις απότομες επιταχύνσεις και επιβραδύνσεις αλλά και διατηρώντας τη ταχύτητα του οχήματος κάτω του επιτρεπόμενου ορίου. Έρευνες γύρω από το εν λόγω ζήτημα απέδειξαν ότι η εφαρμογή της οδηγεί σε αξιόλογες μειώσεις της μέσης κατανάλωσης καυσίμου και κατά συνέπεια σε μειώσεις εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Βασιζόμενη στις ήδη υπάρχουσες αναλύσεις πάνω στο ζήτημα της οικολογικής οδήγησης, η παρούσα διπλωματική εργασία έχει στόχο την εισαγωγή ενός δείκτη ποσοτικοποίησης του οικολογικού αποτυπώματος της οδήγησης (eDrive) και εξετάζει την συσχέτιση της διακύμανσης του, με τη διακύμανση της κατανάλωσης καυσίμου. Ο δείκτης αυτός αποτελεί μία μορφή αξιολόγησης της οδηγικής συμπεριφοράς του χρήστη συναρτήσει των κυκλοφοριακών συνθηκών και προσδιορίζεται ξεχωριστά για κάθε διαδρομή. Ο δείκτης eDrive εκφράζεται μέσω ενός κλάσματος με αριθμητή τον συνολικό χρόνο οικολογικής οδήγησης και παρονομαστή τη συνολική διάρκεια ταξιδιού και ως εκ τούτου μπορεί να λάβει τιμές από 0 έως 1. Προκειμένου να υπολογιστεί ο αριθμητής, ορίστηκαν οι συνθήκες που θα πρέπει να ικανοποιούνται, έτσι ώστε να θεωρηθεί η οδήγηση οικολογική. Συνοπτικά, ο συνολικός χρόνος οικολογικής οδήγησης ισούται με τη συνολική διάρκεια του ταξιδιού μειωμένη κατά τα χρονικά διαστήματα στα οποία ο οδηγός: 1. κινείται με ταχύτητα πέραν του ορίου ταχύτητας, 2. κινείται με επιτάχυνση άνω του «οικολογικού» ορίου που είναι 1.09 m/s2 (έχει οριστεί σε προηγούμενες διπλωματικές εργασίες), 3. είναι σε στάση, επιταχύνει από στάση. 4. κινείται σε οδικό τμήμα με κατά μήκος κλίση που ξεπερνά το 3% Για τον υπολογισμό του δείκτη σε κάθε ταξίδι, βάσει των ανωτέρω, έπρεπε αρχικώς να γίνει η συλλογή των απαραίτητων δεδομένων. Για τη συλλογή των δεδομένων πραγματικού χρόνου, χρησιμοποιήθηκε η εφαρμογή της Oseven για έξυπνα κινητά τηλέφωνα, η οποία εκμεταλλευόμενη το GPS, το επιταχυνσιόμετρο και το γυροσκόπιο του κινητού καταγράφει δεδομένα φυσικής οδήγησης του χρήστη. Με τον μέχρι πρότινος ορισμό του eDrive, δεν έχει συμπεριληφθεί η γεωμετρία της οδού και κατά συνέπεια η κλίση του δρόμου, στους παράγοντες επιρροής του δείκτη. Όπως γίνεται αντιληπτό, η κλίση μπορεί να αποτελέσει καίριο παράγοντα επιρροής της κατανάλωσης και για αυτόν ακριβώς τον λόγο στην παρούσα διπλωματική εργασία έγινε μία προσπάθεια τροποποίησης του δείκτη, στηριζόμενη σε υψομετρικά δεδομένα τα οποία συλλέχθηκαν μέσω του GPS της Google και επέτρεπαν στον μελετητή να γνωρίζει την κλίση ανά δευτερόλεπτο. Ο περιορισμός που τέθηκε στο επίπεδο της κλίσης, ήταν να μην υπερβαίνει το 3% και με βάση αυτό, αφού υπολογιζόταν η χρονική διάρκεια κατά την οποία το όχημα κινείτο σε κλίση άνω του ορίου, γινόταν η αφαίρεση του εν λόγω χρονικού διαστήματος από τον αριθμητή του κλάσματος προκειμένου να προκύψει ο νέος δείκτης eDrive. Για τη διερεύνηση της σχέσης του δείκτη με την κατανάλωση καυσίμου διεξήχθησαν δύο πειράματα. Το ένα πείραμα ήταν ελεγχόμενο, δηλαδή αφορούσε σε μία επιλεγμένη κλειστή διαδρομή -η οποία θα εξάλειφε την επιρροή της κλίσης στην μετέπειτα ανάλυση- με στόχο να εξετασθεί η συσχέτιση της κατανάλωσης καυσίμου με τον δείκτη eDrive, όπως αρχικά είχε οριστεί. Τα αποτελέσματα κατέγραψαν μία αξιοσημείωτη συσχέτιση μεταξύ της οδηγικής συμπεριφοράς του χρήστη και της κατανάλωσης καυσίμου. Προκειμένου να διαπιστωθεί το κατά πόσο θα μπορούσαν να υπάρξουν ανάλογες συσχετίσεις σε μη ελεγχόμενες διαδρομές, πραγματοποιήθηκε το γενικευμένο πείραμα και παράλληλα χρησιμοποιήθηκε ο eDrive, σύμφωνα με τον νέο ορισμό που δόθηκε. Για τις ανάγκες του δεύτερου πειράματος χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από δύο χρήστες, οι οποίοι κατέγραφαν χειροκίνητα τη μέση κατανάλωση καυσίμου όπως αυτή εμφανιζόταν στην κεντρική κονσόλα του οχήματος στο τέλος του ταξιδιού, αφού είχε προηγηθεί μηδενισμός κατά την εκκίνηση του. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο νέος δείκτης ενίσχυσε σε πολύ ικανοποιητικό βαθμό την αξιοπιστία της πρόβλεψης της κατανάλωσης και επιβεβαίωσε την αρχική υπόθεση περί επιρροής της κλίσης. Επιπροσθέτως, από τη στατιστική ανάλυση του δείκτη που πραγματοποιήθηκε για τους δύο οδηγούς, οι οποίοι αν και ήξεραν ότι τα ταξίδια τους καταγράφονται δεν είχαν συγκεκριμένες οδηγίες, προέκυψε ότι η πιο σημαντική παράμετρος επιρροής του δείκτη είναι ο συνολικός χρόνος στάσεων. Το αποτέλεσμα αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η πλειοψηφία των ταξιδιών και των τριών χρηστών εκτελέσθηκαν σε αστικό περιβάλλον όπου οι στάσεις είναι συχνές και υποχρεωτικές λόγω της πυκνής σηματοδότησης. Αντικείμενο μελλοντικών ερευνών, θα μπορούσε να αποτελέσει η εξέταση της πιθανότητας εισαγωγής του μοντέλου που δημιουργήθηκε σε κάποιο πλοηγό με σκοπό να προσφέρει μία επιπλέον επιλογή στις προτεινόμενες διαδρομές, η οποία θα είναι η οικονομικότερη. Ενδιαφέρον επίσης μπορεί να παρουσιάσει και η εισαγωγή συντελεστών βαρύτητας στις παραμέτρους που χρησιμοποιήθηκαν από το μελετητή, με σκοπό να επιτευχθούν ακόμα μεγαλύτερα ποσοστά αξιοπιστίας στο υπάρχον μοντέλο.