文/ 李睿

車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)

以智能化技術(shù)為基礎(chǔ)的車(chē)路協(xié)同技術(shù)，是現(xiàn)代化城市交通系統(tǒng)的重要保障性技術(shù)，它能夠從一定程度上提升車(chē)輛行駛的安全性以及道路交通協(xié)管的效率等，實(shí)現(xiàn)基于交通環(huán)境感知的協(xié)同決策和控制目標(biāo)，有助于解決傳統(tǒng)技術(shù)模式下存在的一系列安全風(fēng)險(xiǎn)。目前比較常見(jiàn)的車(chē)路協(xié)同技術(shù)主要包括:

交通環(huán)境協(xié)同感知技術(shù)

和過(guò)去的交通狀態(tài)感知技術(shù)比較起來(lái)，交通環(huán)境協(xié)同感知技術(shù)明顯具有更可觀(guān)的應(yīng)用價(jià)值，它能夠?qū)Ξ?dāng)前路段的實(shí)時(shí)、全空間交通信息進(jìn)行共享，這解決了過(guò)去傳感器信息融合困難的問(wèn)題，保證了不同平臺(tái)的交互效果，在這種技術(shù)的支持下，復(fù)雜交通場(chǎng)景下的多平臺(tái)、多角度協(xié)同感知成為了可能，保證了車(chē)輛行駛中的安全性，降低了發(fā)生碰撞的可能性。

根據(jù)實(shí)際的使用情況來(lái)看，交通環(huán)境協(xié)同感知技術(shù)能夠在車(chē)路協(xié)同的過(guò)程中，通過(guò)各種傳感設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)載與路側(cè)、運(yùn)動(dòng)與靜止等多種情況的有效識(shí)別，并通過(guò)統(tǒng)一模型表達(dá)出來(lái)，準(zhǔn)確反饋當(dāng)前的交通運(yùn)行狀態(tài)，比如在超出視線(xiàn)范圍的場(chǎng)景識(shí)別當(dāng)中，前后車(chē)輛就可以通過(guò)信息共享平臺(tái)實(shí)現(xiàn)路況同步，后車(chē)可根據(jù)前車(chē)感知結(jié)果保持安全駕駛。

交通群體協(xié)同決策與控制技術(shù)

交通群體協(xié)同決策與控制是智能車(chē)路協(xié)同系統(tǒng)應(yīng)用的核心內(nèi)容。在智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境下，交通系統(tǒng)自身?yè)碛械淖越M織、網(wǎng)絡(luò)化、非線(xiàn)性、強(qiáng)耦合、泛隨機(jī)和異粒度等系統(tǒng)特性開(kāi)始凸顯出來(lái)，尤其是交通主體擁有的智能決策與行為，催生了交通群體的協(xié)同決策與智能控制。

任意的道路交通場(chǎng)景均可看成是路口、匝道和路段3種基本場(chǎng)景的組合，針對(duì)智能車(chē)路協(xié)同環(huán)境下新型交通系統(tǒng)的復(fù)雜性和開(kāi)放性等問(wèn)題，引入泛在分布式與情景驅(qū)動(dòng)下動(dòng)態(tài)集中式相結(jié)合的協(xié)同決策與控制機(jī)制。

泛在分布式體現(xiàn)在道路上的每輛車(chē)或等效體被看作是獨(dú)立的智能體，無(wú)主次之分，獨(dú)立自主決策與控制，此時(shí)的管控目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)自身單個(gè)或多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的最優(yōu)。情景驅(qū)動(dòng)下的動(dòng)態(tài)集中式應(yīng)用在典型的交通瓶頸區(qū)域，通過(guò)路側(cè)設(shè)備的集中協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域的系統(tǒng)最優(yōu)。在實(shí)際交通系統(tǒng)中，車(chē)輛行駛安全與道路交通管控可分解為系統(tǒng)優(yōu)化、路權(quán)分配和軌跡規(guī)劃3個(gè)層次的任務(wù)。

虛實(shí)結(jié)合的仿真測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)

車(chē)路協(xié)同技術(shù)的合理應(yīng)用，讓交通系統(tǒng)的仿真分析效果得到了根本性提升，另外還使其具有了突出的測(cè)試驗(yàn)證能力，借助這種虛實(shí)結(jié)合的仿真測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)進(jìn)行車(chē)輛防碰撞，能夠取得比較可觀(guān)的效果，通過(guò)群體協(xié)同和微觀(guān)分析等方式，保證了群體行為仿真分析的合理性。

基于車(chē)路協(xié)同的自動(dòng)駕駛技術(shù)

車(chē)路協(xié)同技術(shù)的出現(xiàn)，讓汽車(chē)的安全性得到了提升，同時(shí)也讓自動(dòng)駕駛技術(shù)的可行性得到了提升，和過(guò)去的交通安全技術(shù)比較起來(lái)，以車(chē)路協(xié)同技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)駕駛技術(shù)，明顯具有智能網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是從環(huán)境感知還是信息分析方面，基于車(chē)路協(xié)同的自動(dòng)駕駛技術(shù)都擁有更突出的性能。

和單一車(chē)輛的環(huán)境感知比較起來(lái)，車(chē)路協(xié)同技術(shù)能夠獲得更加穩(wěn)定的交通信息，讓自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠在準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持下順利完成駕駛?cè)蝿?wù)，保證汽車(chē)的安全性。

車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)在汽車(chē)防碰撞方面的應(yīng)用

車(chē)路協(xié)同技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著我國(guó)智能化技術(shù)與交通運(yùn)輸業(yè)的有機(jī)結(jié)合成為了現(xiàn)實(shí)，更反映出我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的喜人成果，目前已經(jīng)在《國(guó)家交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》中立項(xiàng)，具有不可估量的應(yīng)用前景。而從實(shí)際情況來(lái)看，車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)在汽車(chē)防碰撞方面的應(yīng)用同樣具有一定的現(xiàn)實(shí)價(jià)值，為確保其應(yīng)用效果，可從以下幾方面入手:

初始期應(yīng)用階段

在進(jìn)行車(chē)路協(xié)同技術(shù)建設(shè)的今天，國(guó)家有關(guān)部門(mén)提出了先進(jìn)行道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的目標(biāo)，要求在保證公路工程信息化建設(shè)的基礎(chǔ)上，引入智能化技術(shù)，通過(guò)大量智能化設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，為車(chē)輛防碰撞、車(chē)路協(xié)同等提供有力支持。

除此之外，還需要加強(qiáng)無(wú)線(xiàn)通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)共享等方面的系統(tǒng)建設(shè)工作，確保其能夠保證車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)在汽車(chē)防碰撞方面的應(yīng)用效果，為后續(xù)的深度應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前，車(chē)路協(xié)同技術(shù)的功能正在不斷地完善和調(diào)整，在輔助駕駛、信息提示等方面發(fā)揮了重要作用，比較常見(jiàn)的功能包括交通路況信息的共享、前方危險(xiǎn)狀態(tài)預(yù)警、車(chē)輛超速控制預(yù)警等，通過(guò)這一系列的技術(shù)支持，車(chē)路協(xié)同技術(shù)等得以在規(guī)避汽車(chē)碰撞事故中扮演重要角色，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益可見(jiàn)一斑。

建設(shè)期應(yīng)用階段

經(jīng)歷應(yīng)用初期的大規(guī)模準(zhǔn)備，車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)在汽車(chē)防碰撞方面的應(yīng)用進(jìn)入建設(shè)期，此時(shí)公路工程的配套設(shè)施已經(jīng)比較成熟，為車(chē)路協(xié)同技術(shù)提供支持的傳感器等已經(jīng)建設(shè)完畢，此時(shí)重點(diǎn)應(yīng)放在車(chē)輛本身的建設(shè)上。

在這個(gè)階段中，支持車(chē)路協(xié)同的OBU作為智能汽車(chē)的重要組成部分，得到了應(yīng)有的關(guān)注，再加上物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的支持，其將會(huì)真正做到對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和共享等，這使得車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)在汽車(chē)防碰撞方面的中級(jí)應(yīng)用目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

在這個(gè)階段中能夠?qū)崿F(xiàn)的功能主要包括:對(duì)車(chē)輛進(jìn)行防碰撞協(xié)同、對(duì)特種車(chē)輛進(jìn)行優(yōu)先協(xié)調(diào)、對(duì)車(chē)輛超速等問(wèn)題進(jìn)行預(yù)警、在極端特殊天氣條件下保證車(chē)輛安全行駛等，不難看出，此時(shí)車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)在汽車(chē)防碰撞方面的應(yīng)用效果較上一個(gè)階段已經(jīng)有所增長(zhǎng)。

規(guī)?；瘧?yīng)用階段

經(jīng)過(guò)大規(guī)模的建設(shè)和嘗試以后，車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)在汽車(chē)防碰撞方面的應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施基本上建設(shè)完畢，而車(chē)輛本身的網(wǎng)絡(luò)化智能化建設(shè)也初見(jiàn)成效，此時(shí)可以進(jìn)行推廣應(yīng)用階段。

在這個(gè)階段當(dāng)中，交通系統(tǒng)已經(jīng)具有保持穩(wěn)定運(yùn)行的能力，能夠?yàn)槁?lián)網(wǎng)的車(chē)輛提供全時(shí)空交通信息的實(shí)時(shí)共享服務(wù)，在各種運(yùn)算模式的基礎(chǔ)上，還能夠?qū)崿F(xiàn)行之有效的群體協(xié)同決策與控制計(jì)算等功能，應(yīng)用效果極其可觀(guān)。

具體應(yīng)用實(shí)例

車(chē)路協(xié)同交通安全技術(shù)具有一定的應(yīng)用價(jià)值，在汽車(chē)防碰撞方面的應(yīng)用也不再是天方夜譚，通過(guò)上述幾個(gè)階段的建設(shè)和調(diào)試以后，其基本實(shí)現(xiàn)了視覺(jué)盲區(qū)警告、輔助換道，緊急避碰等功能，而目前已經(jīng)成型的應(yīng)用方向包括:

1.基于車(chē)車(chē)通信的嵌入式向前預(yù)警系統(tǒng)

根據(jù)道路交通安全事故的實(shí)際情況來(lái)看，駕駛員在發(fā)生事故前是否接到預(yù)警直接決定了規(guī)避的幾率，也就是說(shuō)必須要采取措施讓駕駛員提前感知到風(fēng)險(xiǎn)才能解決車(chē)輛碰撞問(wèn)題，在這種情況下，目前有一些傳感器輔助系統(tǒng)通過(guò)激光雷達(dá)、超聲波、聲納和視覺(jué)等方式為駕駛員提供信息支持，但是目前市面上的一些系統(tǒng)都具有一定的不足之處，比如說(shuō)車(chē)輛行駛在沒(méi)有車(chē)距分道線(xiàn)的距離等信息的道路上時(shí)，激光雷達(dá)、聲納等傳感器就會(huì)失去應(yīng)有的作用，不能第一時(shí)間為駕駛員提供信息支持。在這種情況下，一些專(zhuān)家學(xué)者提出了一種新型的基于車(chē)車(chē)通信的嵌入式前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)。

這一系統(tǒng)主要通過(guò)ARM微處理器A9進(jìn)行核心主控，能夠在車(chē)間通信平臺(tái)的支持下確定附近車(chē)輛的情況，根據(jù)自身的行駛情況等判斷與前車(chē)的安全距離，在此基礎(chǔ)上把本車(chē)的運(yùn)行情況上傳到共享平臺(tái)上，這樣一來(lái)附近的車(chē)輛將能夠順利實(shí)現(xiàn)預(yù)警，避免車(chē)輛之間發(fā)生碰撞。

2.基于車(chē)車(chē)通信的超車(chē)輔助系統(tǒng)

超車(chē)輔助系統(tǒng)實(shí)際上并不是一個(gè)新鮮的事物，它和預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展之路有一定的相似性，主要也是通過(guò)視覺(jué)和雷達(dá)等傳感器實(shí)現(xiàn)信息收集。在可見(jiàn)的未來(lái)，車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)在汽車(chē)防碰撞方面的應(yīng)用必然會(huì)大規(guī)模推廣，在保證我國(guó)交通系統(tǒng)運(yùn)輸能力、避免車(chē)輛行駛事故等方面發(fā)揮應(yīng)有的作用。

結(jié)語(yǔ)

人均收入水平的提升，讓我國(guó)的汽車(chē)保有量逐年增長(zhǎng)，這提升了人民群眾出行的便利性，但是也無(wú)形當(dāng)中增加了交通運(yùn)輸事故的發(fā)生幾率，而在各種各樣先進(jìn)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，以智能化技術(shù)、傳感技術(shù)、共享技術(shù)為基礎(chǔ)的車(chē)路協(xié)同技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入人們的視野，有效地保證了交通運(yùn)輸安全、規(guī)避了汽車(chē)碰撞問(wèn)題。在今后的工作中，技術(shù)人員還需要在現(xiàn)有的建設(shè)基礎(chǔ)上不斷努力研發(fā)，尋找更具有應(yīng)用價(jià)值的車(chē)路協(xié)同的交通安全技術(shù)，為保障車(chē)輛安全行駛提供有力支持。