導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的1篇車輛安全技術(shù)應(yīng)用分析，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

1中國交通發(fā)展概況

2020年，是中國“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸發(fā)展規(guī)劃收官之年，建設(shè)期間投資規(guī)模達15萬億元人民幣，其中公路投資就達7.8萬億元，占據(jù)了總投資的半壁江山，重要城市群的核心城市需要達到1-2小時的快速通勤時間，通過該指標打造核心城市與周圍節(jié)點城市的一體化路網(wǎng)。因此大量的道路基建工程建設(shè)充當著城市化發(fā)展的重要指標之一，然而交通基建并不能時刻滿足日益增長的交通需求，尤其是在發(fā)達的一二線城市中，在高峰小時中，龐大的機動車用戶群不僅使得城市干線路網(wǎng)的交通運行效率變得低下，為城市經(jīng)濟提升帶來了副作用，也帶來了愈發(fā)嚴重的交通安全事故問題。據(jù)世衛(wèi)組織統(tǒng)計，全球每年有135萬人因交通事故死亡，且死亡人數(shù)逐年遞增。中國公安部公布的2018年死亡人數(shù)達63194人，直接造成的經(jīng)濟財產(chǎn)損失就有13.8億元左右，其中四分之一的死亡人數(shù)來自于行人。無論是駕駛者還是行人的交通法規(guī)和交通安全的意識淡薄，都可能為自身和他人帶來生命安全的威脅，中國作為全球第一大人口國，不能要求和保證全體人員都時刻遵守交通安全規(guī)章制度來減少事故，因此交通工具-車輛，需要能識別潛在事故，并能在大多數(shù)情況避免事故，由此需要發(fā)展車輛自身的安全及預警技術(shù)。在這其中，無人駕駛車輛，可以認為是通過避免碰撞的方式達到全自動駕駛，因此又扮演了推動車輛自動駕駛發(fā)展的關(guān)鍵角色。

2國內(nèi)外自動駕駛發(fā)展情況

高級駕駛輔助系統(tǒng)（AdvancedDrivingAssistanceSystem）即為無人駕駛（也稱自動駕駛）的初步階段。在無人駕駛技術(shù)的現(xiàn)狀方面，國外早已于上個世紀70年代，由卡內(nèi)基·梅隆大學、斯坦福大學、麻省理工學院等高校先后加牽頭開展ADAS的研究，1986年梅賽德斯成功研制出全球首輛計算機控制的自動駕駛汽車，通過避免自身的事故來探索新的駕駛模式。2009年，谷歌公司開始研發(fā)無人駕駛技術(shù)，偏向于“一步到位”，直接研發(fā)L4級別的無人駕駛汽車。2013年，各大傳統(tǒng)汽車廠商包括奧迪、沃爾沃、寶馬、福特、日產(chǎn)等都紛紛開展無人駕駛汽車的發(fā)展布局。2015年特斯拉公司推出半自動駕駛系統(tǒng)Autopilot，首先將ADAS大規(guī)模商用并作為核心賣點。我國的無人駕駛技術(shù)由國防科技大學于上世紀80年代末開始研究，并于1992年成功研制出第一輛無人駕駛汽車，于2011年首次完成了286km的無人駕駛高速公路試驗。2015年，長安汽車、宇通集團、包括互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)百度公司均紛紛投入到自動駕駛的研究中。近幾年，以蔚來汽車為代表的新能源電動汽車品牌，將自動駕駛技術(shù)作為汽車產(chǎn)品的標準配置，作為核心賣點，形成與特斯拉汽車的競爭局面。

3自動駕駛技術(shù)實現(xiàn)

2020年，成熟的自動駕駛技術(shù)發(fā)展路線和各大廠商的陣營界限劃分已經(jīng)形成，但最終自動駕駛要實現(xiàn)完全全自動無人干預，相關(guān)技術(shù)還需要進行不斷的迭代和發(fā)展。根據(jù)WEVOLVER發(fā)布的《2020自動駕駛技術(shù)報告》中的解析，自動駕駛方案可以從感知、規(guī)劃、執(zhí)行三個層面來實現(xiàn)，而感知層面中配備的傳感器設(shè)備的是實現(xiàn)車輛主動安全的基礎(chǔ)，在執(zhí)行階段依靠避碰撞算法和規(guī)劃路徑來實現(xiàn)安全駕駛和自動駕駛的雙重功能。

3.1感知層面

傳統(tǒng)的車輛不能識別和感知在何種道路環(huán)境中行駛，駕駛員通過感官和經(jīng)驗來操作車輛，車輛自動駕駛首要解決的問題就是識別當前未知的行駛環(huán)境和條件，所以它需要先創(chuàng)建一個能將自身定位其中的環(huán)境地圖，通過傳感器和AI系統(tǒng)的幫助，實現(xiàn)同步定位和映射過程（SLAM，即時定位和地圖構(gòu)建）的輸入。根據(jù)各個傳感器的技術(shù)特點（無源和有源），將他們進行整合和設(shè)計在車輛的合適位置之上，來實現(xiàn)車輛對道路環(huán)境的全方位態(tài)勢感知，所以一輛要保證可靠性和安全性的自動駕駛車輛，需要配備多個傳感器，其中根據(jù)功能可劃分為測距和識別，測距包括了激光長距離探測雷達、毫米波中/短距離探測雷達、超聲波短距離探測雷達（聲納）等；識別包括了全景攝像頭、雙目/三目識別攝像頭、紅外探測雷達（夜視雷達）等。無源傳感器能夠探測環(huán)境中物體反射的現(xiàn)有能量，如光、輻射等。但在弱光環(huán)境下，由于沒有自己的傳播源，無源傳感器的性能將有所下降。但是對比有源傳感器能生成更高的數(shù)據(jù)量，因此無源傳感器一般用于識別功能，如汽車的雙目識別攝像頭生成的3D立體圖像信息，用于識別車輛、行人和車道線。有源傳感器一般依照TOF原理來感知道路條件，并且具有信號傳輸源、TOF原理用于測量信號源發(fā)射到目標反射回來的傳播時間，并且信號的發(fā)射頻率能影響探測的效率，因此，車輛有源傳感器需要選擇合適的波長，這樣才能才自動駕駛系統(tǒng)中實現(xiàn)更高的可靠性。

3.2規(guī)劃層面

車輛根據(jù)感知層面獲得的原始數(shù)據(jù)和環(huán)境地圖，自動駕駛系統(tǒng)需要通過同時定位與映射算法不停的構(gòu)建和更新實時地圖，保持跟蹤車輛的詳細定位信息，從而開始規(guī)劃點到點的對應(yīng)路徑。要實現(xiàn)上述功能，需要SLAM執(zhí)行定位和構(gòu)建地圖，同時為了提升SLAM的準確性，介入了傳感器融合，該方式通過組合多個傳感器數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫以實現(xiàn)信息的改進。之后車輛需要篩選提取出關(guān)鍵信息，并基于現(xiàn)有信息執(zhí)行任務(wù)，則需要利用機器學習算法——CNN（卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）、RNN（遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）、DRL（深度強化學習）。機器學習算法將根據(jù)經(jīng)典規(guī)劃方式進行更多的軌跡優(yōu)化，從而保證路徑規(guī)劃的精確性。

3.3執(zhí)行層面

車輛的電子控制單元即ECU將取代駕駛員操作，主動對車輛的電動或液壓執(zhí)行器執(zhí)行驅(qū)動命令，高端的自動駕駛車輛將擁有數(shù)十個ECU，該單元在負責控制車輛的同時，也將負責主動安全功能。

3.4車輛安全技術(shù)

一般的，應(yīng)用于車輛的安全技術(shù)可以被分為四個階段：第一級別為被動安全技術(shù)，此級別不能避免事故的發(fā)生，是作為碰撞發(fā)生時的被動安全反饋來降低事故造成的人員傷亡和損失。一般指駕駛員保護（汽車前、側(cè)或膝部安全氣囊，安全帶）、行人防碰撞保護（引擎蓋彈起裝置或于車頭底部加裝行人防卷入橫梁）、車輛自身保護（如豐田汽車的碰撞吸能設(shè)計，奧迪汽車的AI主動懸掛系統(tǒng)，抬起車輛減輕側(cè)面碰撞等）。第二級別為防碰撞預警技術(shù)，此級別的車輛可以主動探測到碰撞的發(fā)生并做出保護措施，例如安全帶主動收縮，即將碰撞提示與反饋等等。此級別可以預警危險，但并未排除風險。第三級別為主動安全技術(shù)，車輛基于第二級別中的手段后，駕駛員介入失效，還將主動協(xié)助剎車，在無法通過剎車化解危機時，車輛可以自動輔助變道。此外，在夜間還有智能感知識別方案，通過夜視系統(tǒng)，自適應(yīng)轉(zhuǎn)向大燈，給駕駛員呈現(xiàn)更為清晰的路況以降低事故風險。在該級別的車輛中，達到了L2自動駕駛級別。第四級別為主動式無人駕駛技術(shù)，即全自動駕駛，車輛通過全車傳感器實時感知周圍道路態(tài)勢，根據(jù)當前環(huán)境進行自動識別、判別分析來決定是否加速、減速、超車、甚至靠邊停車。此時的駕駛員從理論意義上不需要將注意力集中于道路上，車輛通過自助感知、分析、判斷來全部完成的駕駛行為，當然，這也包括全部的駕駛員、行人、的安全預判和化解。車輛可達到L3甚至更高的自動駕駛級別。判別分析來決定是否加速、減速、超車、甚至靠邊停車。此時的駕駛員從理論意義上不需要將注意力集中于道路上，車輛通過自助感知、分析、判斷來全部完成的駕駛行為，當然，這也包括全部的駕駛員、行人、的安全預判和化解。車輛可達到L3甚至更高的自動駕駛級別。在交通運輸部印發(fā)的《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確提出了要同步推動自動駕駛與車路協(xié)同技術(shù)的研發(fā)，鼓勵智慧公路與車輛之間形成更多的信息交互內(nèi)容，促進物理和虛擬空間的交通運輸活動不斷融合、交互，構(gòu)建更加智能的現(xiàn)代交通運輸體系。然而政策支持是一方面，車輛自動化研發(fā)與道路智慧化建設(shè)的協(xié)同發(fā)展還沒有形成完整的體系制度來做支撐，因此這需要政府、科技企業(yè)、車企、通訊企業(yè)等多方共同積極的參與和推動，形成一個良心循環(huán)的制度體系來保障城市智慧化進程，從而真正的推動人、車、路交通三要素有機結(jié)合，在更完善的交通感知環(huán)境中全方位保障三者在交通參與過程中的安全，助力車輛自動駕駛技術(shù)實現(xiàn)相應(yīng)的社會價值。

參考文獻：

[1]戴斌，聶一鳴，孫振平，安向京、地面無人駕駛技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用、汽車與安全，2012，03期、46-49頁.

[2]永井正夫、基于先進控制技術(shù)的車輛主動安全領(lǐng)域研究展望、汽車安全與節(jié)能學報，2010,1（1）、14-22頁.

作者:劉秀紅 姜圣 單位:江蘇省交通運輸廳公路事業(yè)發(fā)展中心 中國信息通信研究院