智能駕駛在新能源汽車中的應用淺析

彭 亮

（山西交通職業(yè)技術學院，山西 太原 030031）

引言

“模擬駕駛”是一項非常復雜的技術任務，這其中包了1600多個單獨的任務單元，和超過五個水平的行為界面。驅(qū)動程序需要同時控制車輛，調(diào)整速度和運行軌跡，處理危害性場景，評估目標實現(xiàn)的可能，并作出決定戰(zhàn)略決策（如GPS導航）。Groeger（2000）等人的研究認為人類駕駛員的行為非常有針對性，司機在駕駛中存在有多重目標（安全，速度，經(jīng)濟等），在任何一個點時間可能會存在駕駛沖突。司機需要評估這些沖突，并計劃他們的駕駛行為。隨著霧霾天氣的逐步加重和我國鐵腕治霾 的政策驅(qū)動，許多司機又有一個新的目標出現(xiàn)——“綠色環(huán)?！?。迄今為止，人機工程學研究在交通運輸?shù)戎攸c應用領域已經(jīng)相當成熟，已經(jīng)可以適當?shù)奶岣哕囕v安全性能和設備驅(qū)動效率，而現(xiàn)在應該符合人體工程學的基礎上開展有助于鼓勵發(fā)展綠色駕駛行為的系統(tǒng)。 Peden和 Sminkey（2004）的研究顯示：兼顧安全和環(huán)境問題對于公路運輸是十分重要的，每年因為造成的運輸死亡率占到全球的2.1%，而因為汽車駕駛造成的溫室氣體排放占到了全球溫室氣體總排放量的近20%。顯然，在人體工程學基礎上進行綠色駕駛和新能源汽車的研究對于智能駕駛技術的提升和全球環(huán)境問題具有重要的現(xiàn)實意義。

1 智能駕駛技術的核心——安全駕駛速度

調(diào)研近年來的SCI 和EI數(shù)據(jù)庫中的相關技術研究報告，尤其是 Haworth，Symmons（2001）；Taylor（2002）；Wahlberg（2006）；Aarts（2016）和 van Schagen（2016）等人的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)：過度的駕駛速度成為崩潰風險和最大嚴重性崩潰的預測指標。英國道路交通事故中的15%是由于超過了限制速度或駕駛太快 ，這也被確定為2015年交通事故造成的因素。Taylor等人（2000）研究顯示，速度每降低1km/h，事故就會減少 5%。還有人提出：事故頻率（無論致命，嚴重還是輕微）隨著駕駛速度增加而增加。換句話說，平均速度增加10%會致使傷害事故的發(fā)生頻率增加26%。這個只考慮KSI（死亡或重傷）。當考慮輕微時，這個值將增加到30%、某中國地區(qū)一個的事故統(tǒng)計中顯示，速度因素造成致命的事故所占所有道路事故死亡人數(shù)的28%。

值得注意的是，問題的重點一定是在于速度過快，而在于不合適道路或條件的速度。事實上，實現(xiàn)公路、高速公路道路條件與速度適量相關聯(lián)，實際上可以使得在道路交通事故方面更安全。盡管如此，速度（即打破速度限制）仍然是及其危險的，特別是在城市環(huán)境中，使用自行車道路人數(shù)較多。HaworthSymmons（2001）引證的證據(jù)表明一名行人以50公里/小時的撞擊速度受到致命傷害大約是30公里/小時沖擊速度的十倍。尤其是目前以mobike和ofo為代表的共享單車風行城市，所以適當?shù)男旭偹俣戎陵P重要。速度的各種參數(shù)（即平均速度，速度分布-速度輪廓，巡航速度，標準偏差和自由速度）通常在考慮事故頻率時預測使用。這些將成為有關今后繼續(xù)討論和對比安全駕駛技術，與綠色駕駛的重要組成部分。

2 綠色駕駛背景下的新能源車的技術誕生

隨著我國霧霾防治政策的逐步出臺，新能源汽車成為目前防污治霾的重要舉措。而對應新能源汽車的重要步驟便是綠色駕駛技術的進一步提升。令人驚訝的是，在我們的回顧中，我們發(fā)現(xiàn)相對駕駛速度和感受研究來講，較少的學者關注駕駛風格對燃油經(jīng)濟性的影響。

綠色駕駛的概念的核心是：司機關鍵的可控因素是油耗和排放。van derVoort等人（2001）和 Water（1980）研究表明，如果司機只要求汽車穩(wěn)定駕駛（他們通常將此解釋為開車較慢）經(jīng)濟上可以將燃油消耗降低10-15%。事實上，Anable和Bristow（2007）研究顯示如果在英國的高速公路雙車道上實施70公里/小時限速估計每年可以節(jié)省大約1兆噸的碳。將速度限制降低到 60英里/小時將幾乎翻倍節(jié)省到 1.88兆噸。一般來說，這是認為的燃油效率最高在 60到 80公里/小時之間。

目前國內(nèi)外普遍認同的綠色駕駛的共識如下：1）提前計劃，以避免車輛突然停止；2）使用適中的發(fā)動機速度和穩(wěn)定的均勻油門速度；3）盡快更換齒輪使用積極加速；4）避免劇烈制動；5）使用發(fā)動機制動以平穩(wěn)減速。這些主要的綠色駕駛要求，和新能源汽車性能達到了極好的匹配，新能源汽車，尤其是以 BYD等國產(chǎn)自主品牌為代表的車型，均具有很好的綠色駕駛基礎，這對于智能駕駛技術的進一步拓寬十分重要。

3 “安全+綠色”智能駕駛技術——以“Foot-LITE”為例

“Foot-LITE”（源www.foot-lite.net.）是目前西方國家建立的一個多學科聯(lián)盟項目，其目的旨在建立一個鼓勵司機開車更安全的制度，并通過車上的建議驅(qū)動燃料、調(diào)整車內(nèi)適應單元。該系統(tǒng)包括兩個方面：車載接口，它提供駕駛風格的實時反饋和后駕駛組成更長期的建議和信息。車內(nèi)模塊，連接到車載診斷系統(tǒng)并使用額外監(jiān)測傳感器以提供有關元件的反饋（如速度，加速度，檔位使用，車道位置和車頭時距）。

在“Foot-LITE”中旅程數(shù)據(jù)可以離線下載，基于網(wǎng)絡的系統(tǒng)更詳細的分析和鏈接到驅(qū)動程序訓練模塊?！癋oot-LITE”首先是一個咨詢系統(tǒng)，提供信息和在不干預的情況下反饋駕駛員的行為（涉及安全和綠色駕）方面，目的是改善這兩方面的行為，并鼓勵已經(jīng)設定好的綠色信息系統(tǒng)，這樣被稱為SD駕駛（Smart Driving）。為了實現(xiàn)這個目標，第一個目標是確定與安全有關的駕駛員安全行為和綠色駕駛，以確定在這些目標之是否有任何沖突間，并為司機建立信息需求。換句話說，對于“Foot-LITE”系統(tǒng)，我們需要通過“智能”駕駛技術進行實現(xiàn)。

“Foot-LITE”項目開始目標是為智能駕駛建立這樣的基準（涉及安全和綠色駕），并進一步開發(fā)和規(guī)范“Foot-LITE”的工作系統(tǒng)或甚至任何這樣的系統(tǒng)奠定基礎。將安全和綠色駕駛的獨立的兩個目標重疊在一起，在驅(qū)動程序中兩者相互競爭并討論司機的信息需求，包括駕駛的積極和消極方面的總結(jié)車載信息系統(tǒng)（IVIS），例如衛(wèi)星導航，SIRI助手，智能速度適應等與Foot-LITE有關的原型綠色駕駛工具作為一項重要的研究關鍵技術，目前“綠色人體工程學”越來越受歡迎（如最近形成的英國人體工程學和人為因素研究所），我們希望通過這篇論文的闡述能夠為環(huán)境和人體工程學問題關鍵領域提供一定的參考價值。

4 結(jié)論

通過以上分析我們可以看出，智能駕駛風格（如“Foot-LITE”系統(tǒng)）需要進行進一步的實驗驗證，“綠色和安全的智能駕駛系統(tǒng)”不僅有助于安全駕駛而且還有生態(tài)駕駛。更具體地說，任何提議的智能駕駛定義界面：必須能夠顯示所需行為，同時避免增加負面影響，如司機分心。智能駕駛技術融入新能源汽車對于增加和提升用戶體驗具有重要的時代意義，打造適合時代發(fā)展的新能源汽車，“智能”對應“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代主題，而綠色和安全則是用戶使用和國家發(fā)展的必然趨勢。

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