車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)在無(wú)人駕駛技術(shù)下的應(yīng)用分析

何楊 賈濤 楊海波 汪思成

摘要：在我國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展與改革的新時(shí)期，無(wú)人駕駛汽車(chē)的研發(fā)也進(jìn)入了新的階段。在這種背景下，不僅要進(jìn)一步完善無(wú)人駕駛技術(shù)，同時(shí)也要高度重視車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)的完善與功能應(yīng)用，以此來(lái)為我國(guó)無(wú)人駕駛汽車(chē)的研發(fā)與無(wú)人駕駛地鐵項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)奠定良好的前提條件?；诖?，本文章主要針對(duì)車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)在無(wú)人駕駛技術(shù)下的應(yīng)用展開(kāi)了深入的分析與探究。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目教學(xué)法;電商美工;課程現(xiàn)狀;實(shí)踐應(yīng)用

德國(guó)在全球工業(yè)博覽會(huì)中首次公布“工業(yè)4.0”概念，這也意味著全球智能工業(yè)化時(shí)代的來(lái)臨。在無(wú)人駕駛地鐵項(xiàng)目的試運(yùn)營(yíng)階段，司機(jī)的各項(xiàng)任務(wù)操作完全交由地鐵調(diào)度中心的工作人員來(lái)負(fù)責(zé)，并完成。在這一過(guò)程中，車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值就得到了充分的體現(xiàn)。這主要是因?yàn)闊o(wú)人駕駛地鐵雖不需要配備專門(mén)的看守人員，但卻需要大量的監(jiān)控設(shè)施。但由于我國(guó)地鐵內(nèi)現(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)施無(wú)法實(shí)現(xiàn)全覆蓋，因此就需要在列車(chē)上安裝車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)，以此來(lái)進(jìn)一步保證列車(chē)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

1車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于我國(guó)地鐵多數(shù)采用的駕駛模式為軌道自動(dòng)駕駛模式，因此只有部分地鐵線路經(jīng)過(guò)改造才可以啟動(dòng)無(wú)人駕駛模式。基于此，技術(shù)部門(mén)在設(shè)計(jì)車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案時(shí)，就要將無(wú)人駕駛技術(shù)與原有的系統(tǒng)緊密的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也要將車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)與原有的車(chē)載系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通[1]。在這種情況下，一旦車(chē)廂內(nèi)出現(xiàn)緊急情況，乘客就可以通過(guò)實(shí)時(shí)對(duì)講設(shè)備與調(diào)度室取得有效的聯(lián)系;調(diào)度人員也可以通過(guò)通信設(shè)備與車(chē)廂內(nèi)的乘客及時(shí)取得聯(lián)系，并借助車(chē)廂內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)確定乘客所反映的問(wèn)題，利用車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)車(chē)廂實(shí)施緊急制動(dòng)。

1.2? 整體架構(gòu)

在現(xiàn)階段，一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)至少要具備前段處理機(jī)、客戶端工作站與響應(yīng)服務(wù)器等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。對(duì)于車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)講也不例外。但在其整體架構(gòu)設(shè)計(jì)中，要在列車(chē)調(diào)度大廳增設(shè)兩臺(tái)新的工作站，分別用來(lái)當(dāng)作車(chē)載工作站與顯示車(chē)輛儀表。同時(shí)，要保證車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器與原始前端處理機(jī)可以共用，但為了有效規(guī)避系列問(wèn)題的發(fā)生，最好還是分成兩臺(tái)機(jī)器實(shí)施操作。

2無(wú)人駕駛模式特點(diǎn)

目前，我國(guó)自動(dòng)地鐵主要分兩大類型：一種是由值班人員管理的半自動(dòng)車(chē)站;另外一種是沒(méi)有人員進(jìn)行管理的全自動(dòng)車(chē)站。二者之間的相同點(diǎn)在于，列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中均為全自動(dòng)化，并配備了全自動(dòng)列車(chē)調(diào)度站;而二者之間的不同點(diǎn)就在于，一個(gè)車(chē)站列車(chē)上沒(méi)有乘務(wù)員與司機(jī)，另外一個(gè)車(chē)站與列車(chē)是完全依靠調(diào)度站來(lái)進(jìn)行管理的[2]。與傳統(tǒng)地鐵站相比，全自動(dòng)地鐵站的智能化水平更高。這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)地鐵站是需要配備司機(jī)來(lái)控制列車(chē)運(yùn)行的，因此就經(jīng)常發(fā)生時(shí)間延誤等問(wèn)題的發(fā)生，但全自動(dòng)地鐵站卻可以有效避免這一問(wèn)題，這主要是因?yàn)槿詣?dòng)地鐵站是由調(diào)度室來(lái)控制列車(chē)運(yùn)行的，因此可以確保每輛列車(chē)均可以準(zhǔn)時(shí)進(jìn)入車(chē)站。

3車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能在無(wú)人駕駛技術(shù)中的應(yīng)用分析

3.1車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能

通過(guò)上述分析可知，全自動(dòng)無(wú)人駕駛地鐵站擺脫了司機(jī)操作與控制，且能夠在調(diào)度室的控制下大大提升列車(chē)停靠的準(zhǔn)確性。在傳統(tǒng)運(yùn)行模式下，受司機(jī)操作的影響，列車(chē)可能會(huì)發(fā)生延誤時(shí)間或者是無(wú)法準(zhǔn)時(shí)?？康那闆r發(fā)生。在這種情況下，多數(shù)司機(jī)都要與調(diào)度室取得聯(lián)系，了解前方列車(chē)運(yùn)行的具體情況，并進(jìn)行調(diào)速[3]。同時(shí)，司機(jī)也要確認(rèn)列車(chē)運(yùn)行途中有無(wú)障礙物風(fēng)險(xiǎn)來(lái)確保運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。另外，傳統(tǒng)地鐵運(yùn)行期間分別需要兩種管理系統(tǒng)來(lái)控制列車(chē)，一種是管理列車(chē)位置與運(yùn)行情況的系統(tǒng)，另外一種是監(jiān)測(cè)各個(gè)地鐵站點(diǎn)是否存在障礙物以及列車(chē)喚醒與開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)的管理系統(tǒng)，只有這兩種管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效的配合才可以確保列車(chē)的正常運(yùn)行。但若將車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)安裝在自動(dòng)化地鐵站與列車(chē)上，就可以有效解決上述問(wèn)題。這主要是因?yàn)檐?chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以與傳統(tǒng)地鐵管理系統(tǒng)進(jìn)行有效的結(jié)合，在完成列車(chē)各種運(yùn)行任務(wù)的同時(shí)，充分發(fā)揮其在無(wú)人駕駛技術(shù)中的多種功能。例如設(shè)備監(jiān)控、車(chē)廂監(jiān)視、乘客溝通、應(yīng)急指揮等。

3.1? 設(shè)備監(jiān)控

設(shè)備監(jiān)控就是對(duì)車(chē)輛運(yùn)行情況、車(chē)載設(shè)備實(shí)施監(jiān)控。其中，車(chē)載設(shè)備主要包括車(chē)載通信廣播系統(tǒng)、車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)與車(chē)載乘客信息系統(tǒng)等[4]。通過(guò)對(duì)上述設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析與整理，調(diào)度室就可以及時(shí)將下發(fā)的指令傳達(dá)給列車(chē)各個(gè)站點(diǎn)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行的全方位控制。

3.2? 車(chē)廂監(jiān)視

調(diào)度室在對(duì)列車(chē)車(chē)廂進(jìn)行管理時(shí)，可以應(yīng)用車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)了解車(chē)廂內(nèi)真實(shí)發(fā)生的事情與問(wèn)題。例如，當(dāng)乘客在列車(chē)運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，該系統(tǒng)就會(huì)向調(diào)度室發(fā)出警報(bào)信息。此時(shí)，調(diào)度人員可以借助車(chē)載監(jiān)控設(shè)備來(lái)觀察車(chē)廂內(nèi)每位乘客的情況[5]。待問(wèn)題解決后，調(diào)度人員也不同擔(dān)心該系統(tǒng)會(huì)持續(xù)性的發(fā)出報(bào)警信息，這是因?yàn)閱?wèn)題得到解決后，調(diào)度人員可以通過(guò)調(diào)度室遠(yuǎn)程解除警報(bào)。

3.3? 乘客溝通

車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)在全自動(dòng)無(wú)人駕駛地鐵站的應(yīng)用，可以幫助調(diào)度人員有效解決與乘客溝通的問(wèn)題。這主要是因?yàn)榱熊?chē)的每個(gè)車(chē)廂都安裝了通信廣播系統(tǒng)，一旦車(chē)廂內(nèi)出現(xiàn)問(wèn)題，在需要對(duì)列車(chē)實(shí)施緊急制動(dòng)或者是了解乘客實(shí)際狀況時(shí)，調(diào)度員就可以利用車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)觀察車(chē)廂內(nèi)的情況，并借助車(chē)載通信廣播系統(tǒng)與乘客進(jìn)行對(duì)話，并指揮疏散工作。

3.4? 應(yīng)急指揮

作為一個(gè)多功能，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)施聯(lián)系的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)在列車(chē)運(yùn)行中出現(xiàn)危急問(wèn)題時(shí)就會(huì)起到十分積極的作用。調(diào)度室可以通過(guò)車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)觀察每條線路的實(shí)際情況，評(píng)估其發(fā)生危險(xiǎn)的可能性，并在此基礎(chǔ)上制定出相應(yīng)的遇險(xiǎn)緊急預(yù)案，將其存儲(chǔ)到管理系統(tǒng)中，以便列車(chē)在運(yùn)行期間出現(xiàn)緊急狀況后，車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)向調(diào)度室發(fā)出遇險(xiǎn)警報(bào)，并由調(diào)度室立即進(jìn)行遠(yuǎn)程解決[6]，以此來(lái)大大降低意外事件的危險(xiǎn)程度。

4應(yīng)用場(chǎng)景分析

4.1? 列車(chē)火災(zāi)聯(lián)動(dòng)

在正常情況下，車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)都能夠在列車(chē)發(fā)生火災(zāi)的情況下及時(shí)發(fā)出響應(yīng)，當(dāng)乘客按下緊急按鈕時(shí)，或者是監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)到火災(zāi)情況時(shí)，監(jiān)控聯(lián)動(dòng)設(shè)備就會(huì)自動(dòng)向調(diào)度室發(fā)出警報(bào)信號(hào)。此時(shí)，調(diào)度人員可以利用車(chē)載監(jiān)控設(shè)備觀察車(chē)廂內(nèi)的火災(zāi)情況，并利用車(chē)載通信設(shè)備有效指揮乘客的疏散工作，并遠(yuǎn)程啟動(dòng)系統(tǒng)中已經(jīng)設(shè)定好的應(yīng)急方案，進(jìn)一步保證乘客的有序疏散。

4.2? 乘客緊急手柄

在列車(chē)運(yùn)行期間，若乘客遇到緊急情況，立即拉動(dòng)應(yīng)急手柄時(shí)，車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)檢測(cè)出該操作，并將該信號(hào)發(fā)送給調(diào)度室，由調(diào)度人員決定是否對(duì)列車(chē)實(shí)施緊急制動(dòng)，以此來(lái)高效解決乘客所面臨的問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，雖然我國(guó)現(xiàn)階段的智能工業(yè)化水平得到了很大的提高，但依舊面臨著較大的問(wèn)題，那就是我國(guó)當(dāng)前還沒(méi)有一套較為完善的車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)。這不僅是一個(gè)十分棘手的問(wèn)題，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致部分自動(dòng)化設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中毫無(wú)用武之地。為此，在我國(guó)智能工業(yè)化未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中，技術(shù)人員要進(jìn)一步加大對(duì)車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研究，并解決好其在無(wú)人駕駛技術(shù)中的應(yīng)用問(wèn)題，以此來(lái)大大提升車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)在無(wú)人駕駛技術(shù)下整體應(yīng)用水平，進(jìn)一步加快我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展與優(yōu)化改革。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 曹世龍，汪一帆，辛宇洋.無(wú)人駕駛汽車(chē)優(yōu)缺點(diǎn)分析及創(chuàng)新優(yōu)化方案[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2020（10）：40-42.

[2]?? 曹煦，馮士恩.無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)研究[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2020（07）：107.

[3]?? 高源.基于車(chē)載綜合監(jiān)控系統(tǒng)在無(wú)人駕駛技術(shù)中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（09）：245-246.

[4]?? 程露.安徽首條5G自動(dòng)駕駛道路正式開(kāi)建安凱無(wú)人駕駛客車(chē)成為首批運(yùn)營(yíng)車(chē)輛[J].人民公交，2020（03）：93-94.

[5]?? 黃昌正，陳曦，周言明.慣性運(yùn)動(dòng)捕捉分析在無(wú)人駕駛智能安全輔助的應(yīng)用探索[J].廣東科技，2019，28（12）：75-78.

[6]?? 汪侃.對(duì)城市軌道交通無(wú)人駕駛模式下綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J].城市軌道交通研究，2018，21（S2）：12-16.