智能車輛技術與城市安全

車云弘 單萬超

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

關鍵字：智能車輛技術，城市安全，安全駕駛輔助，智能車路系統，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鍵的組成部分。據官方統計數據，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，直接損失財產高達12.1億元，道路交通事故死亡率達到2.14 每萬起。而這個數據還在逐年上升，交通安全事故已經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，智能車輛技術和智能交通在對城市交通安全方面已經顯現出其可觀的作用。汽車安全駕駛輔助系統，智能車道路交叉路口主動安全技術，避障路徑規劃及橫向控制技術等的出現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

1.1 汽車安全駕駛輔助系統的定義

汽車安全駕駛輔助系統（ADAS），是通過裝在汽車上的各類傳感器，對車內外環境數據進行實時的采集，并辨識信息的靜態動態特性，偵測和追蹤，將可能存在的危險第一時間傳達給駕駛人員，從而引起注意、提高安全性的主動安全技術。

1.2汽車安全駕駛輔助系統主要技術及功能

1.2.1 自適應巡航系統

汽車自適應巡航控制（ACC）是一項調整速度以適應交通狀況的技術。ACC主要是通過控制發動機油門和制動來控制其車速。其工作原理是，車輛前方的雷達可以檢測在本車前進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需要適當降低本車車速。若系統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定的速度。ACC實現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，從自適應巡航系統可以看出其為改善城市安全所做貢獻。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時間和由于慌張而油門踏板當制動踏板踩的安全隱患不復存在，有效的減少了城市交通中比例很大的追尾事件。

1.2.2 盲點監測系統

盲點監測系統（BSM/BLIS）又稱并線輔助系統，是一款安全類的汽車高級配置，用于掃除后視鏡的盲區，通過雷達發出微波檢測車輛兩側的盲區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車輛而引發事故。

當后方車輛正在超車時，若本車駕駛人員沒發現而變道將導致嚴重的交通事故，而盲點監測系統將有雷達探測駕駛人員不能發現的視覺中的盲區以將探測情況反饋給駕駛人員，若駕駛人員沒發現就將發出警報聲以提醒，必要時也將聯合制動系統采取緊急制動以避免發全安全事故。此系統對城市交通安全也是一個重大的貢獻，由變道產生的交通事故將離人們遠去。

1.2.3 夜視系統

汽車夜視系統，就是利用紅外線技術，讓司機在夜里開車能看得更遠更清楚。當前汽車夜視系統用的最多的是熱成像夜視系統，它的工作原理是，任何物體都會散發熱量，但是發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的熱量比周圍環境要多。夜視系統能收集到這些差別信息，然后轉變成圖像呈現給駕駛人員，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鍵因素，據報道大約60%的交通事故都發生夜間或天氣不好的情況下。因為在此情況下，駕駛人員的視覺效果不好而車速較高，遇到緊急情況不能及時應對。汽車夜視系統的應用對夜間及惡劣天氣行車的安全保障做出了巨大貢獻，在夜視系統的輔助下，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出預警。

2 智能交叉路口安全技術

眾所周知，城市交叉路口和T型路口是發生交通事故的重災區。據美國交通局的數據，致傷交通事故和致死交通事故在路口發生的比例分別占到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。該系統的工作過程為：裝在城市交叉路口的雷達，攝像頭等傳感器組監控交通路口的狀況，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，通過融合算法產生全方位的實際交通模型，并通過DSRC傳給經過的車載系統；車載系統接受到信號后判斷其與自己的相關性，如有安全隱患將及時作出預警，并啟動預警裝置防止發生安全事故。

目前，國內外研究融合算法的團隊致力于找到更加準確更優化的算法，其算法的優化程度也將直接影響整個系統的工作效率和工作安全可靠性。據研究表明，該技術能避免數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劃

避障路徑規劃又可以叫作局部路徑規劃，屬于動態路徑規劃系統，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。而規劃算法如人工勢場法，模糊控制法等算法根據障礙物圖推算出一條規避障礙物的路徑，使車輛能夠安全的避開障礙物。顯而易見此技術對城市交通安全的作用也是非常突出的。

4 發展趨勢

智能車輛安全技術正在朝著更加穩定更加普遍的方向發展，城市安全問題更加顯現出智能技術的優勢，為以后的智能城市智能生活提供技術支持。但是，目前智能化程度不高仍存在很多問題。例如自動巡航系統出現故障致使車輛只能以預設的很高的速度行駛，這將可能導致更加嚴重的安全后果，自動避障系統失效可能撞向過路的行人等。另外，由于這些技術都是依靠網絡運行，網絡安全問題自然是一個必須面對的難題，只有做到網絡絕對安全，免遭黑客攻擊智能車輛安全技術才能真正發揮出其功效。

5 結論

城市安全問題是關系人類生命安全和家庭幸福的關鍵因素，交通事故又為城市安全的重要的組成部分。智能車的出現，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。高級駕駛輔助系統，智能車路系統等的出現大大改善了城市交通安全，減少了車輛碰撞，減少了經濟損失，減少了人員傷亡。因此智能車和智能交通是當前汽車和交通領域發展的熱點話題，各大企業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，它們的發展必將在人類社會發展過程中留下劃時代的意義。

參考文獻

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