基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無(wú)人駕駛的軌道交通設(shè)計(jì)

山東省萊蕪市第一中學(xué) 韓笑塵

基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無(wú)人駕駛的軌道交通設(shè)計(jì)

山東省萊蕪市第一中學(xué) 韓笑塵

車(chē)輛網(wǎng)技術(shù)的無(wú)人駕駛軌道交通設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了地鐵交通機(jī)械化、自動(dòng)化，避免了人為操作時(shí)出現(xiàn)的失誤和意外變故的發(fā)生，更好地便利了人們的出行，并為我國(guó)節(jié)約了相關(guān)支出和勞動(dòng)力資源。車(chē)輛行駛過(guò)程中，根據(jù)射頻識(shí)別設(shè)備，感知周?chē)?chē)輛；由無(wú)線通信技術(shù)報(bào)告給控制中心進(jìn)行處理；控制中心經(jīng)由計(jì)算、分析車(chē)速預(yù)定值、轉(zhuǎn)角預(yù)定值和車(chē)輛情況等；通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)將指令傳達(dá)給車(chē)輛內(nèi)置的車(chē)速控制器和轉(zhuǎn)向控制器，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的精準(zhǔn)?？亢徒榆?。

無(wú)人駕駛；車(chē)聯(lián)網(wǎng)；自動(dòng)化

1.研究背景

軌道交通是運(yùn)載體在“特定”的軌道上運(yùn)行，并且軌道起了支撐和導(dǎo)向作用的一種運(yùn)輸手段。交通運(yùn)輸隨人類的發(fā)展而不斷變化，由最初的腳力，到騎馬、馬車(chē)，再到汽車(chē)、火車(chē)，最后到現(xiàn)在的飛機(jī)、輪船及各種運(yùn)輸方式。 安全是人人都關(guān)注的話題，但是每年，因駕駛員的失誤而造成的交通事故頻頻發(fā)生，所以為了應(yīng)對(duì)駕駛員的連連失誤，設(shè)計(jì)出能真正實(shí)現(xiàn)汽車(chē)安全出行的系統(tǒng)必不可少。而無(wú)人駕駛技術(shù)恰恰符合，所謂無(wú)人駕駛技術(shù)是指車(chē)輛在行駛過(guò)程中，利用車(chē)載傳感器來(lái)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，并根據(jù)獲得的信息，進(jìn)行處理和分析，從而控制車(chē)輛的轉(zhuǎn)向和速度，使車(chē)輛能夠安全地在道路上行駛。

從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，各發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行無(wú)人駕駛汽車(chē)的研究，并取得了一定的進(jìn)展。

我國(guó)早在80年代便開(kāi)始進(jìn)行無(wú)人駕駛汽車(chē)的研究，并在1992年成功研制出中國(guó)第一輛真正意義上的無(wú)人駕駛汽車(chē)。不管是05年的首輛城市無(wú)人駕駛汽車(chē)，還是國(guó)防科技大學(xué)自主研制的紅旗HQ3無(wú)人車(chē)，都標(biāo)志著中國(guó)在無(wú)人駕駛領(lǐng)域取得了新的技術(shù)突破，這意味著我國(guó)無(wú)人汽車(chē)駕駛技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。

無(wú)人駕駛也可以應(yīng)用在飛機(jī)上，無(wú)論是汪峰向章子怡求婚，還是好萊塢劇情需要，無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)總是吸引人們的眼球。大疆創(chuàng)新科技有限公司，2006年11月06日成立，是我國(guó)頂尖的無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)和制造商。最近的九寨溝地震，大疆無(wú)人機(jī)就做出了重大貢獻(xiàn)，不但對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行航拍，協(xié)助工作人員工作，而且也為遇難者的搜尋提供了一定的幫助。

本文主要從無(wú)人駕駛的軌道交通設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)地鐵交通進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化。無(wú)人駕駛的軌道交通設(shè)計(jì)就是將地鐵駕駛機(jī)械化、自動(dòng)化，并合理設(shè)計(jì)交通路線和運(yùn)行程序。

我國(guó)地鐵交通發(fā)展迅速，對(duì)地鐵的操作也越來(lái)越嚴(yán)格和精密，但如果借助儀器的精準(zhǔn)測(cè)量和計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算，是不是就可以節(jié)省大量人力和物力，并且使地鐵運(yùn)行更加安全呢？

第一，無(wú)人駕駛的軌道交通設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵運(yùn)輸?shù)木_控制，避免出現(xiàn)人為的不正當(dāng)操作；其次，節(jié)省人力物力，解放大量勞動(dòng)力；第三，幾乎杜絕了地鐵之間事故的發(fā)生，使其更加穩(wěn)定和安全，保證了人們的出行安全。第四，中國(guó)人口密度高，交通常常出現(xiàn)擁擠，而無(wú)人汽車(chē)可以適應(yīng)更窄的街道，而且不會(huì)出現(xiàn)交通堵塞現(xiàn)象，并能降低能源消耗，為政府節(jié)省大量開(kāi)支。

2.針對(duì)該問(wèn)題的解決策略方法

2.1 自動(dòng)化軌道交通設(shè)計(jì)的原理

車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：車(chē)聯(lián)網(wǎng)是由車(chē)輛的行駛路線、速度等信息構(gòu)成的信息交互網(wǎng)絡(luò)。車(chē)輛可以通過(guò)GPS定位、RFID、傳感器和攝像頭圖像處理等裝置，完成對(duì)自身所處環(huán)境和狀態(tài)信息的采集。同互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣，任何的車(chē)輛都可以將自身的各種信息發(fā)送到中央處理器，并通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，分析和處理信息，從而計(jì)算出不同車(chē)輛的最佳路線和實(shí)時(shí)路況，便于車(chē)輛的行駛。

RFID技術(shù)：又稱無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電識(shí)別目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)。它可以感知周?chē)h(huán)境和車(chē)輛分布情況，并將信息整合傳遞給中央處理器。

車(chē)輛終端控制：編寫(xiě)執(zhí)行程序，利用車(chē)輛內(nèi)置中央處理器來(lái)控制車(chē)輛運(yùn)行，使車(chē)輛得以精準(zhǔn)?？亢徒榆?。

無(wú)線通信技術(shù)：無(wú)線通信是利用電磁波信號(hào)進(jìn)行信息交換的一種通信方式。利用無(wú)線通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛之間的信息交互，從而避免交通事故的發(fā)生；也能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛與中央處理器的信息傳遞。

數(shù)字圖像處理技術(shù)：是將圖像轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)字矩陣存放在計(jì)算機(jī)中，并采用一定的算法對(duì)其進(jìn)行處理的一項(xiàng)技術(shù)。將車(chē)輛的相關(guān)信息以圖像的形式存入，并通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)發(fā)送給中央處理器的計(jì)算機(jī)中，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理。

2.2 自動(dòng)化軌道交通的運(yùn)作設(shè)計(jì)

自動(dòng)化軌道交通由控制中心、車(chē)輛個(gè)體組成。其中控制中心應(yīng)裝載接發(fā)器、中央處理器、GIS實(shí)況分析和警報(bào)器?？刂浦行耐ㄟ^(guò)接收來(lái)自車(chē)輛的信號(hào)，將信息傳送到中央處理器進(jìn)行處理，并結(jié)合GIS地理實(shí)況分析來(lái)對(duì)車(chē)輛下達(dá)指令。若有意外事故發(fā)生，警報(bào)器會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒相關(guān)部門(mén)采取措施。車(chē)輛個(gè)體應(yīng)裝載射頻識(shí)別設(shè)備，以此來(lái)獲取周?chē)畔?；其次需要安裝接發(fā)器來(lái)傳遞車(chē)輛實(shí)況和接受指令；車(chē)內(nèi)還需安置相關(guān)的控制器，來(lái)控制車(chē)輛加速減速和制動(dòng)；還應(yīng)裝載感應(yīng)系統(tǒng)和數(shù)字圖像處理技術(shù)，既可以自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)方便乘客上下車(chē)，也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車(chē)輛行駛情況，從而報(bào)告給控制中心。

2.3 自動(dòng)化軌道交通的運(yùn)作流程

車(chē)輛行駛過(guò)程中，根據(jù)射頻識(shí)別設(shè)備，感知周?chē)?chē)輛（獲取車(chē)輛信息）；由無(wú)線通信技術(shù)報(bào)告給控制中心進(jìn)行處理；控制中心經(jīng)由計(jì)算、分析車(chē)速預(yù)定值、轉(zhuǎn)角預(yù)定值和車(chē)輛情況等；通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)將指令傳達(dá)給車(chē)輛內(nèi)置的車(chē)速控制器和轉(zhuǎn)向控制器，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的精準(zhǔn)?？亢徒榆墶＼?chē)內(nèi)有以圖像形式出現(xiàn)的車(chē)輛行駛數(shù)據(jù)，若車(chē)輛出現(xiàn)意外情況，車(chē)輛相關(guān)的中央處理器會(huì)經(jīng)無(wú)線通信將情況報(bào)告給控制中心，由控制中心進(jìn)行分析和做出指令。

3.總結(jié)與展望

3.1 自動(dòng)化軌道交通的設(shè)計(jì)總結(jié)

車(chē)輛網(wǎng)技術(shù)的無(wú)人駕駛軌道交通設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了地鐵交通機(jī)械化、自動(dòng)化，避免了人為操作時(shí)出現(xiàn)的失誤和意外變故的發(fā)生，更好地便利了人們的出行，并為我國(guó)節(jié)約了相關(guān)支出和勞動(dòng)力資源。而且該設(shè)計(jì)還順應(yīng)了當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)——信息化、自動(dòng)化，使我國(guó)更好地緊跟世界發(fā)展的步伐。

3.2 自動(dòng)化軌道交通運(yùn)作的缺陷和不足

目前，我國(guó)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還尚且發(fā)展不成熟，對(duì)各方面的實(shí)施還不完善，需要不斷地進(jìn)行探索和優(yōu)化。車(chē)輛網(wǎng)技術(shù)的無(wú)人駕駛軌道交通設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于建立控制車(chē)輛運(yùn)行的控制中心，然后再是對(duì)車(chē)輛的改進(jìn)工作，這不但需要一定的資金，而且需要先進(jìn)的技術(shù)和專業(yè)人才，這是目前我國(guó)所缺乏的。

3.3 自動(dòng)化軌道交通的發(fā)展趨勢(shì)

2010年10月底，由于車(chē)聯(lián)網(wǎng)將要有巨額資金扶持的消息，讓車(chē)聯(lián)網(wǎng)這一概念在資本市場(chǎng)備受關(guān)注。車(chē)聯(lián)網(wǎng)概念股隨即誕生。

目前，我國(guó)越來(lái)越重視信息化、自動(dòng)化的發(fā)展，可以說(shuō)，未來(lái)自動(dòng)化軌道交通的發(fā)展非常具有前景，而自動(dòng)化軌道交通的發(fā)展也勢(shì)必會(huì)帶動(dòng)其他自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)和項(xiàng)目的發(fā)展?；蛟S，在未來(lái)的某一天，人們真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，出行都有“專車(chē)”接送，不用排隊(duì)買(mǎi)票，上至航天飛船和飛機(jī)，下至汽車(chē)輪船火車(chē)，都不用人為駕駛，全靠機(jī)器操控，并且不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，完全不用擔(dān)心。試想一下，當(dāng)我們?cè)绯科饋?lái)睜開(kāi)眼睛，衣服便自動(dòng)地穿在你身上，出行也是，車(chē)輛隨叫隨到。若真是這樣，那么生活將變得多么美好?。?/p>

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