電動客車智能化設計方案

路華　高慶虎

摘 要：電動客車在我國的普及率越來越高，對其進行智能化設計，可提高客車的安全等級。本文通過論述電動客車智能化設計原則和需要達到的功能，從可視系統(tǒng)、車道偏離提示系統(tǒng)、疲勞駕駛提示系統(tǒng)和客車后視鏡系統(tǒng)幾個方面對智能化設計方案進行了論述，現(xiàn)總結如下。

關鍵詞：電動客車 智能化 設計方案

Intelligent Design Scheme of Electric Bus

Lu Hua，Gao Qinghu

Abstract：The popularity of electric buses in our country is increasing， and the intelligent design of them can improve the safety level of buses. This article discusses the intelligent design principles and functions of electric buses， including the visual system， lane departure prompt system， fatigue driving prompt system， and passenger car rearview mirror system. The intelligent design scheme is summarized.

Key words：electric bus， intelligence， design scheme

智能化技術在各行各業(yè)中的應用途徑逐漸增多，智能化作為電動客車發(fā)展的一個大趨勢，很多廠家對此也是趨之若鶩。我國的電動客車智能化設計仍處于起步階段，在功能上還缺少創(chuàng)意，通過智能化的手段，提升乘客的乘坐體驗感和安全性，這才是電動客車智能化發(fā)展的方向。電動客車智能化是指在電動客車上搭載車載傳感器、控制器以及執(zhí)行器等設備，與現(xiàn)代互聯(lián)網通訊技術相結合，最終實現(xiàn)客車與駕駛者、道路的信息共享，在遇到復雜環(huán)境時，車輛能夠自動實施智能決策和協(xié)同控制功能，保證車輛行駛的安全和穩(wěn)定。

1 電動客車智能化設計需要達到的功能

智能化整車設計是客車研發(fā)的重點，特別是在電動客車方向，在智能化設計中，設計人員要根據客車性能和駕乘情況，對客車的智能化應用進行測試，使得客車具備一些基本的智能化要求，具體的設計原則為：一是，駕駛者與客車在異地時，能夠隨時知道客車的位置，車輛位置不在未知區(qū)域時，利用一鍵檢測，能夠立即知道車輛的安全狀態(tài)，實現(xiàn)對車輛的跟蹤監(jiān)控。二是，要具有智能控制功能，能夠實現(xiàn)對車況的自動監(jiān)測和智能斷電，隨時了解車輛的性能狀態(tài)，做到安全行駛。三是，具備疲勞駕駛預警功能，采用人臉監(jiān)測技術，當駕駛員具有疲勞動作時，車輛迅速發(fā)出提醒信號。

2 電動客車智能化設計方案

2.1 可視系統(tǒng)設計

主要采用超聲波雷達探測技術和高清攝像頭采集技術，超聲雷達探測技術檢測車輛與周圍障礙物的距離和角度，高清攝像頭將檢測到的數據和圖像進行融合，最后顯示在中控屏中。可視系統(tǒng)的組成為：10個超聲波雷達控制器、4個廣角高清攝像頭、1塊顯示屏。系統(tǒng)在工作時將車輛周邊障礙物與虛擬車身進行視頻和圖片的集中顯示，可以對車輛進行360°的展示，動態(tài)呈現(xiàn)左右前后以及俯視圖像，保證客車安全行駛。該系統(tǒng)遵循的工作原理為：雷達和攝像頭采集到的數據通過控制器進行分析，外部接口與客車進行總線通信，全景顯示車輛行駛狀態(tài)，系統(tǒng)還具有視頻存儲功能，車輛出現(xiàn)違章或者碰撞時，可以將圖像導出，鎖定車輛該時的狀態(tài)。

2.2 車道偏離提示系統(tǒng)設計

車道偏離是高速行駛客車發(fā)生事故的重要因素，設計車道偏離提示系統(tǒng)對保證車輛安全非常重要。本系統(tǒng)由智能攝像頭和顯示器組成，攝像頭采集車道信息，在中央處理器中將車道線進行檢測，同時利用預警算法對車輛的偏離情況進行計算，從而辨識出車輛偏離的具體角度，駕駛者通過影像和報警信號，可以及時修正車輛方向，避免交通事故的出現(xiàn)。系統(tǒng)工作原理為：外部CAN總線與整車進行信息通訊，客車運行中的各種信息，比如車速、手剎、左轉和右轉信號等通過處理器發(fā)送給車道偏離提示系統(tǒng)，CAN通過傳感器將預警信息傳給顯示器，工作流程如下圖1所示。

2.3 疲勞駕駛提示系統(tǒng)設計

疲勞駕駛是客車司機經常遇到的情況，在降低疲勞駕駛事故出現(xiàn)率上，疲勞駕駛提示系統(tǒng)發(fā)揮了重要的作用。該系統(tǒng)主要是利用人臉監(jiān)測技術，通過在人臉的關鍵位置進行擬合操作，可以識別疲勞動作和各種危險駕駛狀態(tài)，系統(tǒng)將這些危險狀態(tài)利用報警的形式提醒司機休息，從而減少事故出現(xiàn)。該系統(tǒng)的攝像頭安裝在駕駛員正前方位置，可以對司機的臉部、頭部、上身進行實施的監(jiān)控，通過圖像識別系統(tǒng)，準確判斷出動作的危險性。同時也可以利用無線通訊技術，將司機的駕乘狀態(tài)傳回云管理平臺，讓客車中心對車輛進行實時的監(jiān)控，通過聯(lián)系交通警察等方式，對駕駛員采取一定的強制休息措施，該系統(tǒng)的設計如下圖2所示?？蛙囋谛旭傔^程中，該系統(tǒng)可以將司機的狀態(tài)以2min為一個時間段進行高清存儲，還可以利用GPS和4G信號實現(xiàn)報警圖片、報警視頻及其他信息的實時傳輸，同時與監(jiān)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)交互，有利于對客車的全方位管理。該系統(tǒng)也可以通過CAN總線與客車進行數據交換和通信，通信協(xié)議的發(fā)送主要利用2個ID實現(xiàn)：①一個ID的發(fā)送方為疲勞駕駛提示系統(tǒng)，接收方為客車的控制器。司機在駕車過程中出現(xiàn)抽煙、打哈欠、持續(xù)低頭等行為時，疲勞駕駛提示系統(tǒng)會將狀態(tài)傳送給客車控制器，控制器判斷駕駛員行為是否危險，給予安全提示。②另一個ID的發(fā)送方為客車控制器，接收方則變?yōu)槠隈{駛提示系統(tǒng)，控制器會將客車超速狀態(tài)發(fā)送給疲勞駕駛提示系統(tǒng)，實施進行報警提示。

2.4 客車后視鏡系統(tǒng)設計

車輛行駛盲區(qū)是事故產生另一因素，本客車后視鏡系統(tǒng)可以動態(tài)顯示車輛左右及前端的盲區(qū)位置，并將影像資料傳輸到車輛控制器內，是一種智能化的整車后視鏡系統(tǒng)。該系統(tǒng)相比光學后視鏡系統(tǒng)具有更廣的檢測范圍和清晰度，在雨天和夜晚都能清晰的幫助司機對盲區(qū)觀測，提高行駛安全性。本系統(tǒng)的的組成為：長焦夜視防眩光攝像頭、短焦夜視防眩光攝像頭、顯示主機各2個。系統(tǒng)設計重點為各設備的安裝位置，安裝過程中要對位置和檢測范圍進行校準，解決客車低速靜態(tài)和高速動態(tài)盲區(qū)檢測難的問題。此外，在實際工作中，該系統(tǒng)也可以利用存儲卡對盲區(qū)視頻進行存儲，車輛出現(xiàn)問題時可隨時調取盲區(qū)影像，讓客車實現(xiàn)智能化檢測。

3 結語

綜上所述，電動客車的智能化已經成為現(xiàn)代車輛發(fā)展的必然趨勢，不僅提高了人們的出行舒適性，也增加了客車的駕乘安全性。受到關鍵技術的影響，目前電動客車的智能化設計尚處于初步階段，以可視化系統(tǒng)、疲勞駕駛系統(tǒng)設計為主，其他方面的設計方案還不多。下一步，在電動客車智能化設計中，應該結合電動客車的發(fā)展趨勢，及時創(chuàng)新設計理念，提高智能化應用水平。

參考文獻：

[1]李海玲，李瀟，楊赫，等.電動客車智能化設計方案[J].客車技術與研究，2020，33（1）：7-9.

[2]趙洪雷，袁芬，何亞麗， et al.電動觀光車的智能化改造設計及測試[J].車輛與動力技術，2018，000（001）：39-44.

[3]郭起龍，張喜清.分布式電動汽車底盤結構設計與仿真分析[J].太原科技大學學報，2020，041（002）：130-134.