智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)在試驗(yàn)場(chǎng)車輛試驗(yàn)安全中的研究

蘇占領(lǐng)　游國(guó)平　張迪思　陳新海

摘 ? 要：針對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)在車輛試驗(yàn)安全的管理中采用對(duì)講機(jī)呼叫與人工監(jiān)控方式的弊端，筆者以重慶機(jī)動(dòng)車強(qiáng)檢試驗(yàn)場(chǎng)為研究對(duì)象，將車路協(xié)同、高精地圖、高精定位等智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)運(yùn)用到車輛試驗(yàn)安全的管理中，并開(kāi)發(fā)了安全預(yù)警、電子圍欄、軌跡復(fù)現(xiàn)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能，降低了事故預(yù)警漏報(bào)率和人工勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)一步保障了車輛進(jìn)行試驗(yàn)的安全，減少了試驗(yàn)車輛事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：試驗(yàn)安全 ?智能網(wǎng)聯(lián) ?車路協(xié)同 ?試驗(yàn)場(chǎng)

中圖分類號(hào)：U461 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）06（b）-0183-02

從1991年以來(lái)，我國(guó)汽車產(chǎn)銷量保持了28年的穩(wěn)步增長(zhǎng)，2018年雖受到國(guó)家政策和世界經(jīng)濟(jì)的影響，我國(guó)汽車產(chǎn)銷量仍舊分別取得了2780.8萬(wàn)輛和2808.2萬(wàn)輛的成績(jī)。隨著產(chǎn)銷量的增長(zhǎng)，車輛的研發(fā)測(cè)試與準(zhǔn)入檢測(cè)的場(chǎng)地需求量也與日俱增[1]。當(dāng)前我國(guó)建成并投用的試驗(yàn)場(chǎng)有交通部公路交通試驗(yàn)場(chǎng)[2]、海南試驗(yàn)場(chǎng)、定遠(yuǎn)試驗(yàn)場(chǎng)、農(nóng)安試驗(yàn)場(chǎng)、襄陽(yáng)試驗(yàn)場(chǎng)、重慶西部試驗(yàn)場(chǎng)、鹽城試驗(yàn)場(chǎng)、安徽廣德試驗(yàn)場(chǎng)、重慶機(jī)動(dòng)車強(qiáng)檢試驗(yàn)場(chǎng)等。

2017年初某試驗(yàn)場(chǎng)發(fā)生兩試驗(yàn)車輛相撞，事故造成兩人死亡、兩人重傷。然而在發(fā)生碰撞前兩車并未收到任何預(yù)警信息，而且事故后也無(wú)法復(fù)現(xiàn)兩車的運(yùn)動(dòng)軌跡用于分析與責(zé)任劃分。大小事故的相繼發(fā)生使得各試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)一步對(duì)試驗(yàn)安全高度重視[3]。面對(duì)大量的測(cè)試與檢測(cè)任務(wù)，各試驗(yàn)場(chǎng)基本每年都是滿負(fù)荷工作，然而在試驗(yàn)場(chǎng)車輛測(cè)試安全的管理上，各試驗(yàn)場(chǎng)大都使用人工視頻監(jiān)控，并通過(guò)對(duì)講機(jī)對(duì)車輛的進(jìn)出和可能發(fā)生的危險(xiǎn)進(jìn)行指揮和預(yù)警，該方式無(wú)疑漏報(bào)率高、安全隱患大、工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，長(zhǎng)此以往，重復(fù)性與高強(qiáng)度的人工勞動(dòng)無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)管理的疏忽，最終致使試驗(yàn)事故的發(fā)生。

1 ?智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)方案

為全面統(tǒng)計(jì)重慶機(jī)動(dòng)車強(qiáng)檢試驗(yàn)場(chǎng)在試驗(yàn)安全中對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的實(shí)際需求，筆者將試驗(yàn)場(chǎng)近一個(gè)月的車輛試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)、試驗(yàn)工況及所使用道路進(jìn)行分析，并以O(shè)BU車載終端、北斗衛(wèi)星定位基站、路側(cè)單元RSU及LTE-V通信為載體，提出一個(gè)基于高精地圖、高精定位、車路協(xié)同等技術(shù)的可行的智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)方案。該方案包括以下四個(gè)主要功能：安全預(yù)警、電子圍欄、軌跡復(fù)現(xiàn)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

1.1 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能采用高精地圖、高精定位技術(shù)，通過(guò)所裝載的OBU終端不僅可以記錄各試驗(yàn)車輛的車輛類型、試驗(yàn)負(fù)責(zé)人、入場(chǎng)時(shí)間及試驗(yàn)項(xiàng)目等試驗(yàn)相關(guān)的靜態(tài)信息，還可以對(duì)車輛的位置、車速、加速度等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行追蹤，并使用開(kāi)源GIG軟件將車輛以上信息顯示在監(jiān)控屏幕中，操作人員只需點(diǎn)擊要監(jiān)測(cè)的車輛，其所有試驗(yàn)信息都可查閱。

1.2 安全預(yù)警

安全預(yù)警功能包括車輛預(yù)警與道路場(chǎng)景預(yù)警。車輛預(yù)警通過(guò)OBU車載終端對(duì)車輛的超速、道路停車進(jìn)行報(bào)警，并通過(guò)路側(cè)單元對(duì)對(duì)向來(lái)車、車距過(guò)近等碰撞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警;道路場(chǎng)景預(yù)警則通過(guò)OBU車載終端與路測(cè)單元的通信，對(duì)交叉路口、匯流路口、彎道、事故風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、模擬場(chǎng)景路段及臨時(shí)施工區(qū)域進(jìn)行預(yù)警。

1.3 電子圍欄

電子圍欄功能主要是針對(duì)重慶機(jī)動(dòng)車強(qiáng)檢試驗(yàn)場(chǎng)道路存在交叉、不相互獨(dú)立的實(shí)際情況來(lái)開(kāi)發(fā)的，電子圍欄功能通過(guò)高精地圖、高精定位技術(shù)，首先使用開(kāi)源GIG軟件對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)存在交叉的試驗(yàn)道路設(shè)置“界線”，然后通過(guò)OBU車載終端對(duì)車輛位置進(jìn)行定位，若車輛越過(guò)所設(shè)置的“界線”，則發(fā)出預(yù)警。

1.4 軌跡復(fù)現(xiàn)

軌跡復(fù)現(xiàn)功能通過(guò)高精地圖、高精定位技術(shù)，使用開(kāi)源GIG軟件，可將某時(shí)間段使用某OBU車載終端的車輛運(yùn)動(dòng)軌跡在監(jiān)控屏幕中進(jìn)行回放，并可對(duì)某時(shí)間段內(nèi)所有試驗(yàn)道路的車輛運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行回放。

2 ?智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)方案關(guān)鍵技術(shù)

2.1 車路協(xié)同技術(shù)

車路協(xié)同V2X技術(shù)包括V2V（Vehicle to Vehicle）、V2I（Vehicle to Infrastructure）和V2P（Vehicle to Pedestrian），當(dāng)前車路協(xié)同的主要方式有兩種——國(guó)外提出的802.11p和華為等企業(yè)提出的LTE-V[5]。其中，依據(jù)工信部所發(fā)布的LTE-V的測(cè)試結(jié)果，LTE-V在高速直道和彎道的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)覆蓋范圍分別不小于320m與150m，其丟包率小于10%，且其時(shí)延小于100ms[3]。綜上該方案的車路協(xié)同采用LTE-V的方式，根據(jù)其性能參數(shù)，在試驗(yàn)場(chǎng)地以每320m為半徑建立一個(gè)路側(cè)單元RSU，可達(dá)到信號(hào)全覆蓋的效果。

試驗(yàn)車輛通過(guò)所裝載OBU終端可以分別與附近的路側(cè)單元及裝載了OBU終端的其他車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)信息通訊，獲取其他車輛的位置、速度、行駛方向及設(shè)置的道路場(chǎng)景預(yù)警信息（如圖1所示），實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、車輛預(yù)警與道路場(chǎng)景預(yù)警功能，提前將潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，從而保障各試驗(yàn)車輛的安全。

2.2 高精地圖與高精定位技術(shù)

對(duì)比目前普遍使用的電子地圖，高精地圖的絕對(duì)坐標(biāo)精度優(yōu)勢(shì)十分明顯[6]，故該方案采用高精地圖技術(shù)。此外，當(dāng)前日常道路的車輛導(dǎo)航定位精度約為3m左右，該精度無(wú)疑不能滿足該方案車道級(jí)定位精度的要求，故筆者采用差分定位技術(shù)，即在試驗(yàn)場(chǎng)設(shè)置一個(gè)差分基站，根據(jù)基站的固定坐標(biāo)與其距離衛(wèi)星的“校正值”，對(duì)基站坐標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步修正（最高精度可達(dá)到2cm），并將最終坐標(biāo)發(fā)送至OBU終端，以此達(dá)到高精定位的目的，實(shí)現(xiàn)方案電子圍欄與軌跡復(fù)現(xiàn)的功能。

3 ?結(jié)語(yǔ)

目前智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)方案已經(jīng)在重慶機(jī)動(dòng)車強(qiáng)檢試驗(yàn)場(chǎng)開(kāi)始實(shí)施，以所搭建的OBU車載終端、北斗衛(wèi)星定位基站、路側(cè)單元RSU及LTE-V通信為載體，依據(jù)車路協(xié)同、高精地圖、高精定位等技術(shù)，該方案可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)場(chǎng)車輛試驗(yàn)所需的安全預(yù)警、電子圍欄、軌跡復(fù)現(xiàn)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能。但同時(shí)該方案的OBU車載終端電源續(xù)航能力、通信穩(wěn)定性等問(wèn)題還需進(jìn)一步測(cè)試與驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

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