車路協(xié)同視角下的行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別與決策研究

趙懷福

摘要：隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，汽車數(shù)量逐年增長，在交通道路的安全方面，增加了行人和車輛之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，為了使行人和車輛的碰撞風(fēng)險(xiǎn)能夠被準(zhǔn)確的識別出來，提高預(yù)警效果，站在車路協(xié)同視角下，可通過風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的預(yù)判，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，識別碰撞風(fēng)險(xiǎn)，分級碰撞風(fēng)險(xiǎn)，以此對駕駛?cè)似鸬教嵝炎饔茫扇∮行У姆琅鲎泊胧?。本文對車路協(xié)同在行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別和決策中的重要性進(jìn)行了探討，分析了車路協(xié)同視角下行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別與決策的方案，合理規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)識別和預(yù)警決策流程，在直行狀態(tài)和換道情形中，準(zhǔn)確的識別行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：車路協(xié)同;行人車輛;碰撞風(fēng)險(xiǎn);識別;決策

前言：道路交通系統(tǒng)中發(fā)生道路事故的風(fēng)險(xiǎn)始終存在，特別是行人作為慢行交通的參與者，缺少相應(yīng)的保護(hù)措施，在駕駛?cè)说纫蛩氐挠绊懴?，可引起道路交通事故，例如駕駛?cè)诉`規(guī)、疲勞、分神等，均有可能在失誤操作下引發(fā)交通事故。在車路協(xié)同基礎(chǔ)上的行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別和決策中，車路協(xié)同技術(shù)取得了顯著的應(yīng)用效果，有效的提高了道路交通的安全性，改善了交通擁堵的問題，是值得人們不斷探索和研究的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)手段。

一、車路協(xié)同在行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別和決策中的重要性

車路協(xié)同技術(shù)最初被提出是在特定的試驗(yàn)場景中應(yīng)用的，獲取車輛信息、路人信息、道路信息，以無線通信技術(shù)、傳感探測技術(shù)為應(yīng)用基礎(chǔ)，在通信信息的交互和共享下，使基礎(chǔ)設(shè)施、車輛之間形成協(xié)同效果，提升道路交通的安全水平，交通擁堵問題得到有效緩解。車路協(xié)同技術(shù)能夠使車輛感知到周邊環(huán)境的具體情況，獲取精細(xì)的周邊環(huán)境信息，擴(kuò)大了車輛對周邊環(huán)境的感知范圍，提高行人碰撞風(fēng)險(xiǎn)的識別準(zhǔn)確性，以此強(qiáng)化預(yù)警的有效性，防止出現(xiàn)交通事故問題，降低行人和車輛之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。在車路協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用中，車路信息相互互通共享，對多行駛狀態(tài)下的車輛和車輛障礙物的風(fēng)險(xiǎn)，形成了有效的識別效果，采取有效的控制措施、預(yù)警措施，實(shí)現(xiàn)對駕駛領(lǐng)域的安全輔助功能，在閾值比較法、模式識別法等方式應(yīng)用下，識別和預(yù)測車輛與行人之間形成的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。在主動汽車避撞報(bào)警方法和行人防碰撞系統(tǒng)等應(yīng)用中，對制動操作進(jìn)行自動執(zhí)行或自動完成轉(zhuǎn)向執(zhí)行，在系統(tǒng)的感應(yīng)功能下，駕駛?cè)酥鲃拥牟扇∫?guī)避碰撞的動作措施，才能夠停止系統(tǒng)功能，預(yù)警精細(xì)程度更高，風(fēng)險(xiǎn)識別范圍更廣泛。利用車路協(xié)同技術(shù)對行人位置進(jìn)行檢測，預(yù)測行人位置，獲取車輛信息，進(jìn)行信息的共享整合，獲取人車沖突的區(qū)域，以此進(jìn)行車輛報(bào)警，降低行人車輛的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)識別風(fēng)險(xiǎn)，防范風(fēng)險(xiǎn)。由此可見，車輛協(xié)同在行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別和決策中有著重要意義，在風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)信息的獲取等各方面，有必要進(jìn)行更進(jìn)一步的深入研究，站在車路協(xié)同視角下識別行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并制定相關(guān)的決策，提高道路交通的安全性[1]。

二、車路協(xié)同視角下行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別與決策的方案

（一）風(fēng)險(xiǎn)識別和預(yù)警決策流程

基于車路協(xié)同的行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別和決策主要流程，是借助車路協(xié)同技術(shù)和信息采集技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)手段，檢測信息，對車輛自身信息進(jìn)行收集，采集周邊環(huán)境信息，通過信息的整合、分析，獲取充足的數(shù)據(jù)，用于后續(xù)的多行駛狀態(tài)下行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別和決策。對車輛行駛狀態(tài)進(jìn)行判斷，對相應(yīng)行駛狀態(tài)下的行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別算法進(jìn)行調(diào)用，分級識別碰撞風(fēng)險(xiǎn)，判斷駕駛?cè)水?dāng)前的駕駛狀態(tài)，對駕駛?cè)耸欠窀兄斤L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行推斷，確認(rèn)駕駛?cè)说娘L(fēng)險(xiǎn)感知后，進(jìn)行一系列的處理。預(yù)警和避碰是通過階梯式雙重避碰模型應(yīng)用來完成的，對風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)和駕駛?cè)瞬僮鞯那闆r進(jìn)行模型搭建，實(shí)施有效的預(yù)警和避碰作業(yè)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)行人位置信息、車輛信息，判斷車輛和行人之間的相對距離，對風(fēng)險(xiǎn)等級進(jìn)行分級識別，可劃分出以下四個(gè)不同的風(fēng)險(xiǎn)等級，分別是安全、提醒、危險(xiǎn)、制動。按照上述規(guī)范流程進(jìn)行車路協(xié)同下的行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別和決策，能夠使多行駛狀態(tài)下的風(fēng)險(xiǎn)識別力大大提高，制定有效的決策，保證行人和車輛之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)被準(zhǔn)確識別出來，及時(shí)進(jìn)行防范和處理[2]。

（二）直行狀態(tài)

處于直行狀態(tài)下的車輛在識別行人和車輛之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，要結(jié)合車路協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用，獲取車輛信息、道路信息、行人信息，對行人軌跡進(jìn)行判斷，分析行人軌跡和車輛運(yùn)動軌跡之間是否存在沖突性，若是行人和車輛之間的運(yùn)動軌跡不沖突，則可以獲取最終的判定結(jié)果，認(rèn)為行人和安全行車之間不構(gòu)成危險(xiǎn)性，若是二者之間存在著沖突的運(yùn)動軌跡，則說明行人和車輛之間能在一定程度很多的風(fēng)險(xiǎn)，以此識別碰撞風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)測車輛和行人的運(yùn)動軌跡。對碰撞區(qū)域中車輛和行人之間的碰撞時(shí)間進(jìn)行計(jì)算和分析，確定碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級，在對碰撞風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行劃分時(shí)，要在車前的保險(xiǎn)杠中心點(diǎn)位置作為起點(diǎn)，選擇軸線，建立運(yùn)動車輛坐標(biāo)系，垂直車輛運(yùn)動方向?yàn)閄軸，平行于車輛當(dāng)前速度方向?yàn)閅軸，準(zhǔn)確的處理信息，將不必要的數(shù)據(jù)處理去除掉，降低系統(tǒng)工作量，提升風(fēng)險(xiǎn)反應(yīng)時(shí)間。車輛運(yùn)動方向和直行行駛的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域之間是平衡關(guān)系，在判定碰撞危險(xiǎn)程度時(shí)，要結(jié)合行人和車輛之間運(yùn)動軌跡的沖突性，判斷危險(xiǎn)等級，根據(jù)車輛和行人之間的最近距離，分析風(fēng)險(xiǎn)，若是行人和車輛處于風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)距離小于提醒避碰距離，則說明當(dāng)前行人在系統(tǒng)判定中為提醒等級，在預(yù)警系統(tǒng)的功能下，會對駕駛員發(fā)出提醒避碰消息，采取有效的避讓措施，防范碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

（三）換道情形

車輛在行駛中的換道情形是短暫的換道行駛動作，通常是由于前方有不可移動的障礙物或其他原因引起的，與直道不同，換道行駛時(shí)，基于車路協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)識別，會自動判定行人和車輛的碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級。若是所換車道上存在行人，結(jié)合行車車道的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分析，若是行人和車輛之間的橫向距離屬于風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，并且同時(shí)存在縱向距離過小，對比碰撞提醒距離和緊急制動距離之和，縱向距離不超出該范圍，則判定車輛不可換道，系統(tǒng)會發(fā)出提示，駕駛員可稍后再進(jìn)行換道操作，并及時(shí)啟動預(yù)警制動機(jī)制，反之，則提醒駕駛員可換道。例如行人和目標(biāo)行車車道風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域之間距離短，處于風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，縱向距離計(jì)算，要將緊急制動距離和避碰提醒距離加在一起，為行人和車輛的縱向距離，在結(jié)果分析中，判定換車道是否會對行車安全產(chǎn)生威脅，完成車輛換道之后，風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域會進(jìn)行再次劃分，判定風(fēng)險(xiǎn)，對碰撞風(fēng)險(xiǎn)的等級進(jìn)行準(zhǔn)確的判定。值得注意的是，緊急制動的起始距離與人工制動的起始距離相比，距離長度更短，因?yàn)槿斯ぶ苿泳哂兄鲃有?，是駕駛?cè)说闹鲃又苿有袨椋獙Ⅰ{駛員的反應(yīng)時(shí)間增加在整體的制動時(shí)間中，緊急制動是一種系統(tǒng)制動，具有強(qiáng)行制動性，作用時(shí)間更短，比駕駛員的反應(yīng)速度快[3]。

結(jié)論：綜上所述，車路協(xié)同技術(shù)應(yīng)用在行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別方法決策中，作為一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，在特定實(shí)驗(yàn)場景應(yīng)用基礎(chǔ)之上，逐漸向著行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)識別和決策方面展開了深層次的探索，實(shí)現(xiàn)了行人和車輛之間的協(xié)同。車輛和基礎(chǔ)設(shè)施之間的協(xié)同，在車與車、車與路的通信的交互和共享中，促進(jìn)道路交通安全水平的提高，起到緩解交通擁堵、保證行人車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)能夠被有效識別的作用。針對于車路協(xié)同技術(shù)的研究，仍舊要不斷進(jìn)行，促進(jìn)城市交通水平、安全性的不斷提升，保證人們的出行安全，提高交通運(yùn)行的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪旭.基于車聯(lián)網(wǎng)的車輛碰撞分級預(yù)警研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2020.

[2]楊蒙蒙.車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型研究[D].新疆大學(xué)，2020.

[3]李璇.基于V2X技術(shù)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和路口通行輔助方法研究[D].吉林大學(xué)，2019.