智能網(wǎng)聯(lián)汽車交通安全應(yīng)用研究

劉玢滟

（重慶交通大學(xué)，重慶 400074）

隨著無線通信技術(shù)、定位技術(shù)和車載診斷技術(shù)等的發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念逐步形成。通過互聯(lián)技術(shù)可完成交通信息的實時采集與傳輸，智能決策算法可完成車載智能化應(yīng)用。

1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車

智能網(wǎng)聯(lián)汽車，是指車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機聯(lián)合，是搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享的新一代汽車[1]。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的主體是車，同時配合智能交通環(huán)境實現(xiàn)智能化應(yīng)用[2]。智能交通環(huán)境的基礎(chǔ)部分由路側(cè)主機（Roadside Unit，RSU），車載主機（On-Board Unit，OBU），路側(cè)通信設(shè)備，交換機，中心服務(wù)器和車載顯示設(shè)備等組成。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。其中路側(cè)主機，車載主機和中心服務(wù)器三者之間可實現(xiàn)相互通信。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車交通安全應(yīng)用

智能網(wǎng)聯(lián)汽車與交通環(huán)境中的車、人以及基礎(chǔ)設(shè)施之間進行實時地信息交互，能夠?qū)崿F(xiàn)智能動態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制等應(yīng)用[3]。其中交通安全應(yīng)用是其基礎(chǔ)應(yīng)用，包括闖紅燈預(yù)警、盲區(qū)來車預(yù)警、避撞預(yù)警和緊急制動預(yù)警等。

圖1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)

2.1 闖紅燈預(yù)警

信號機和車輛實現(xiàn)車路互聯(lián)。車輛可實時獲取附近的交通信號機的配時、相位和紅綠燈剩余時間等信息。將每一輛車進行路段編號，同時將路口信號機的相位進行編號，建立鍵值對表將路段編號和相位編號相對應(yīng)。車輛在駛?cè)肽陈范魏髲膶?yīng)相位計時器獲取紅綠黃燈剩余時間，再由實時車速和車到路口的距離計算車行駛到路口所需的時間，如圖2所示。

圖2 闖紅燈預(yù)警示意

比對紅綠燈剩余時間和車行駛到路口所需的時間：（1）車行駛到路口所需的時間＜紅燈剩余時間，發(fā)布闖紅燈預(yù)警。（2）車行駛到路口所需的時間＞綠燈剩余時間，發(fā)布闖紅燈預(yù)警。

2.2 盲區(qū)來車預(yù)警

高端汽車中所配備的高級駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistant Systems，ADAS）通過在車載傳感器檢測提供許多安全功能，但其以車自身為中心檢測范圍較小，故在獲取盲區(qū)的交通信息方面無良好的解決方案。

將檢測傳感器置于道路邊側(cè)，可檢測駕駛員視野之外的盲區(qū)是否有來車，如圖3所示。智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過對路側(cè)傳感器信息的獲取以發(fā)布盲區(qū)來車預(yù)警。

2.3 避撞預(yù)警

智能網(wǎng)聯(lián)汽車采用高精度定位，定位精度達到厘米級。避撞預(yù)警應(yīng)用中，將車輛看作是平面中的一個圓形實體，其面積略大于車輛俯視面積。在算法計算中若兩車之間的距離差小于兩圓的半徑之和，即說明車輛間距過近，發(fā)布報警，如圖4所示。

圖3 盲區(qū)來車預(yù)警示意

圖4 碰撞預(yù)警示意

使用定位數(shù)據(jù)作為避撞算法輸入有減小算法復(fù)雜程度等優(yōu)勢，隨著高精度定位技術(shù)逐步成熟，智能網(wǎng)聯(lián)汽車避撞技術(shù)將更加精確和穩(wěn)定。

2.4 緊急制動預(yù)警

車輛行駛在道路上，與前方行駛的車輛存在一定距離，前方遠(yuǎn)車做剎車制動動作時，前車車載診斷模塊獲取剎車信息。主車檢測到遠(yuǎn)車的剎車制動事件，首先給后方距離較近的車輛一個前車開始剎車減速的初始提示。其次，通過主車行駛方向、速度、位置、加速度，遠(yuǎn)車方向、速度、位置、加速度，反應(yīng)時間，計算判斷主車和遠(yuǎn)車有無碰撞可能，如果可能發(fā)生碰撞，則對主車進行不同危險等級的預(yù)警，如圖5所示。本應(yīng)用適用于城市郊區(qū)普通道路及高速公路可能發(fā)生制動追尾碰撞危險的預(yù)警。

圖5 緊急制動預(yù)警示意

3 結(jié)語

以上3種智能網(wǎng)聯(lián)汽車的交通安全應(yīng)用能良好地解決實際交通安全問題。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能和5G技術(shù)的崛起，將為智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展提供更多機遇。而大數(shù)據(jù)、人工智能和5G是智能網(wǎng)聯(lián)汽車未來發(fā)展的3大關(guān)鍵點。在大數(shù)據(jù)方面，隨著雷達技術(shù)和圖像識別技術(shù)的逐步成熟，現(xiàn)有的傳感器已可達到很高的精確度和準(zhǔn)確度。通過車載端和路側(cè)端的傳感器可獲取海量的數(shù)據(jù)。在人工智能方面，基于大數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)可通過有監(jiān)督學(xué)習(xí)方法實現(xiàn)對未知事件的預(yù)測和分類，通過無監(jiān)督學(xué)習(xí)實現(xiàn)計算機對人類駕駛行為方式的自主學(xué)習(xí)。在通信技術(shù)方面，5G技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車未來技術(shù)發(fā)展變革的關(guān)鍵。首先，信息傳遞的安全性和穩(wěn)定性會因5G網(wǎng)絡(luò)而極大加強；其次，5G的超高性能會進一步帶來全新的應(yīng)用。由以上3個智能網(wǎng)聯(lián)汽車未來發(fā)展的3個核心可預(yù)知互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)會逐漸融入汽車行業(yè)，這將為快速實現(xiàn)無人駕駛奠定基礎(chǔ)。

[參考文獻]

[1]李克強，戴一凡，李升波，等.智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].汽車安全與節(jié)能學(xué)報，2017（1）：1-14.

[2]張亞萍，劉華，李碧鈺，等.智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展研究[J].上海汽車，2015（8）：55-59.

[3]張懿，劉焰.大數(shù)據(jù)時代下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展研究[J].江蘇科技信息，2016（24）：7-9.