智能車輛技術(shù)與城市安全

車云弘 單萬超

摘 要：城市安全是近年來備受關(guān)注的熱點話題，而其中交通事故占有很大比例。本文從城市交通安全現(xiàn)狀入手，分析現(xiàn)階段智能車輛技術(shù)如安全駕駛輔助系統(tǒng)、智能車路技術(shù)等對城市安全的改善，同時提出現(xiàn)階段存在的問題和安全隱患，對今后智能車輛的發(fā)展提出了猜想。

關(guān)鍵字：智能車輛技術(shù)，城市安全，安全駕駛輔助，智能車路系統(tǒng)，道路交通

城市安全問題近年來成為很多研究的熱點話題，而交通安全問題又是城市安全的一個關(guān)鍵的組成部分。據(jù)官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016年中國公安部共接報交通事故超過800萬起，其中涉及人員傷亡的事故有超過21萬起，造成6.3萬人死亡、22.6萬人受傷，直接損失財產(chǎn)高達(dá)12.1億元，道路交通事故死亡率達(dá)到2.14 每萬起。而這個數(shù)據(jù)還在逐年上升，交通安全事故已經(jīng)成為威脅城市安全的重要因素，解決交通安全問題刻不容緩。

近年來，隨著智能化程度的不斷提高，智能車輛技術(shù)和智能交通在對城市交通安全方面已經(jīng)顯現(xiàn)出其可觀的作用。汽車安全駕駛輔助系統(tǒng)，智能車道路交叉路口主動安全技術(shù)，避障路徑規(guī)劃及橫向控制技術(shù)等的出現(xiàn)都使城市交通安全得到不同程度的提高。

1 汽車安全駕駛輔助系統(tǒng)

1.1 汽車安全駕駛輔助系統(tǒng)的定義

汽車安全駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS），是通過裝在汽車上的各類傳感器，對車內(nèi)外環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的采集，并辨識信息的靜態(tài)動態(tài)特性，偵測和追蹤，將可能存在的危險第一時間傳達(dá)給駕駛?cè)藛T，從而引起注意、提高安全性的主動安全技術(shù)。

1.2汽車安全駕駛輔助系統(tǒng)主要技術(shù)及功能

1.2.1 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)

汽車自適應(yīng)巡航控制（ACC）是一項調(diào)整速度以適應(yīng)交通狀況的技術(shù)。ACC主要是通過控制發(fā)動機油門和制動來控制其車速。其工作原理是，車輛前方的雷達(dá)可以檢測在本車前進(jìn)道路上是否有比本車速度低的車輛。若檢測到更慢車輛，ACC控制與前方車輛的距離間隙或時間間隙并根據(jù)需要適當(dāng)降低本車車速。若系統(tǒng)未檢測到本車道前方有速度更低的車輛時將加快本車速度使之回到之前所設(shè)定的速度。ACC實現(xiàn)了汽車的自主減速或加速。

城市安全交通事故中，追尾事件層出不窮，從自適應(yīng)巡航系統(tǒng)可以看出其為改善城市安全所做貢獻(xiàn)。駕駛員無需控制油門踏板和制動器踏板，而汽車將與前車保持固定的安全距離，這使緊急情況駕駛員需要的反應(yīng)時間和由于慌張而油門踏板當(dāng)制動踏板踩的安全隱患不復(fù)存在，有效的減少了城市交通中比例很大的追尾事件。

1.2.2 盲點監(jiān)測系統(tǒng)

盲點監(jiān)測系統(tǒng)（BSM/BLIS）又稱并線輔助系統(tǒng)，是一款安全類的汽車高級配置，用于掃除后視鏡的盲區(qū)，通過雷達(dá)發(fā)出微波檢測車輛兩側(cè)的盲區(qū)中的是否存在超車車輛，以提醒駕駛者，從而避免在變道過程中由于未能看見盲區(qū)車輛而引發(fā)事故。

當(dāng)后方車輛正在超車時，若本車駕駛?cè)藛T沒發(fā)現(xiàn)而變道將導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故，而盲點監(jiān)測系統(tǒng)將有雷達(dá)探測駕駛?cè)藛T不能發(fā)現(xiàn)的視覺中的盲區(qū)以將探測情況反饋給駕駛?cè)藛T，若駕駛?cè)藛T沒發(fā)現(xiàn)就將發(fā)出警報聲以提醒，必要時也將聯(lián)合制動系統(tǒng)采取緊急制動以避免發(fā)全安全事故。此系統(tǒng)對城市交通安全也是一個重大的貢獻(xiàn)，由變道產(chǎn)生的交通事故將離人們遠(yuǎn)去。

1.2.3 夜視系統(tǒng)

汽車夜視系統(tǒng)，就是利用紅外線技術(shù)，讓司機在夜里開車能看得更遠(yuǎn)更清楚。當(dāng)前汽車夜視系統(tǒng)用的最多的是熱成像夜視系統(tǒng)，它的工作原理是，任何物體都會散發(fā)熱量，但是發(fā)熱量因不同物體的不同溫度而異。人類、動物及行駛的車輛散發(fā)的熱量比周圍環(huán)境要多。夜視系統(tǒng)能收集到這些差別信息，然后轉(zhuǎn)變成圖像呈現(xiàn)給駕駛?cè)藛T，以此增加夜間行車的安全性。

汽車交通事故是造成城市安全的關(guān)鍵因素，據(jù)報道大約60%的交通事故都發(fā)生夜間或天氣不好的情況下。因為在此情況下，駕駛?cè)藛T的視覺效果不好而車速較高，遇到緊急情況不能及時應(yīng)對。汽車夜視系統(tǒng)的應(yīng)用對夜間及惡劣天氣行車的安全保障做出了巨大貢獻(xiàn)，在夜視系統(tǒng)的輔助下，駕駛者在夜間或微弱光線的駕駛過程中獲得更高的預(yù)見能力，它能針對潛在危險向他們提供更加全面而安全的信息并發(fā)出預(yù)警。

2 智能交叉路口安全技術(shù)

眾所周知，城市交叉路口和T型路口是發(fā)生交通事故的重災(zāi)區(qū)。據(jù)美國交通局的數(shù)據(jù)，致傷交通事故和致死交通事故在路口發(fā)生的比例分別占到51%和28%。大陸公司提出智能交通路口的概念，裝在城市交叉路口的傳感器組，傳感器的融合算法，裝在行駛車輛中的專用短程通信單元（DSRC）共同組成這套安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作過程為：裝在城市交叉路口的雷達(dá)，攝像頭等傳感器組監(jiān)控交通路口的狀況，并將采集到的信號傳給傳感器的融合單元；傳感器融合單元接收到信號，通過融合算法產(chǎn)生全方位的實際交通模型，并通過DSRC傳給經(jīng)過的車載系統(tǒng)；車載系統(tǒng)接受到信號后判斷其與自己的相關(guān)性，如有安全隱患將及時作出預(yù)警，并啟動預(yù)警裝置防止發(fā)生安全事故。

目前，國內(nèi)外研究融合算法的團(tuán)隊致力于找到更加準(zhǔn)確更優(yōu)化的算法，其算法的優(yōu)化程度也將直接影響整個系統(tǒng)的工作效率和工作安全可靠性。據(jù)研究表明，該技術(shù)能避免數(shù)千起城市交通路口的交通事故，并有助于改善城市交通，使城市交通更加通暢安全。

3 智能車輛避障路徑規(guī)劃

避障路徑規(guī)劃又可以叫作局部路徑規(guī)劃，屬于動態(tài)路徑規(guī)劃系統(tǒng)，主要功能是探測障礙物，并跟蹤障礙物的移動推算下一步可能得位置，最終繪制出一幅障礙物圖。而規(guī)劃算法如人工勢場法，模糊控制法等算法根據(jù)障礙物圖推算出一條規(guī)避障礙物的路徑，使車輛能夠安全的避開障礙物。顯而易見此技術(shù)對城市交通安全的作用也是非常突出的。

4 發(fā)展趨勢

智能車輛安全技術(shù)正在朝著更加穩(wěn)定更加普遍的方向發(fā)展，城市安全問題更加顯現(xiàn)出智能技術(shù)的優(yōu)勢，為以后的智能城市智能生活提供技術(shù)支持。但是，目前智能化程度不高仍存在很多問題。例如自動巡航系統(tǒng)出現(xiàn)故障致使車輛只能以預(yù)設(shè)的很高的速度行駛，這將可能導(dǎo)致更加嚴(yán)重的安全后果，自動避障系統(tǒng)失效可能撞向過路的行人等。另外，由于這些技術(shù)都是依靠網(wǎng)絡(luò)運行，網(wǎng)絡(luò)安全問題自然是一個必須面對的難題，只有做到網(wǎng)絡(luò)絕對安全，免遭黑客攻擊智能車輛安全技術(shù)才能真正發(fā)揮出其功效。

5 結(jié)論

城市安全問題是關(guān)系人類生命安全和家庭幸福的關(guān)鍵因素，交通事故又為城市安全的重要的組成部分。智能車的出現(xiàn)，旨在使行車更加安全，對車上乘員和路上行人做到最好的保護(hù)。高級駕駛輔助系統(tǒng)，智能車路系統(tǒng)等的出現(xiàn)大大改善了城市交通安全，減少了車輛碰撞，減少了經(jīng)濟(jì)損失，減少了人員傷亡。因此智能車和智能交通是當(dāng)前汽車和交通領(lǐng)域發(fā)展的熱點話題，各大企業(yè)和高校都在致力于做出更加智能的車輛和更加智能、更加安全的城市，它們的發(fā)展必將在人類社會發(fā)展過程中留下劃時代的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]任子玉，智能車自主避障路徑規(guī)劃研究綜述 ，軟件導(dǎo)刊，2017，10：16-10.

[2]馮琦，自動駕駛車輛交叉口協(xié)調(diào)控制策略，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2017，06.

[3]李淑慶，車輛安全行駛智能系統(tǒng)設(shè)想，重慶交通學(xué)院學(xué)報，2003，01：22-1.

[4]王榮本，郭烈，金立生，顧柏園，余天洪，智能車輛安全駕駛輔助技術(shù)研究近況，公路交通科技，2007，07：24-7.

[5]薛玉斌，王祥，石晶，汽車安全駕駛輔助系統(tǒng)的研究綜述，黑龍江交通科技，2016，02.

[6]王精平，郝飛，田小陵，汽車自適應(yīng)控制巡航系統(tǒng)，上海汽車，2009，08.

[7]李忠東，夜視技術(shù)讓夜間行車更安全，湖南安全與防災(zāi)，2016，04.