对于面向汽车主动安全的驾驶行为的探讨
2016-01-04何耀华
何耀华
摘 要:汽车安全分为主动安全和被动安全防御两个方面,跟传统的被动安全防御相比,汽车主动安全防御的目的就是帮助司机能有效控制好车辆,防止事故的发生。本文将从汽车主动安全的机理出发,分析汽车主动安全下的驾驶行为过程,从而分析汽车主动安全驾驶行为模式,将环境、驾驶人、汽车三个因素考虑在一起,从而得出一个更为安全的汽车主动安全行为模式。
关键词:汽车主动安全 驾驶过程 驾驶行为
中图分类号:U463 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)10(a)-0140-02
汽车安全防御主要有主动安全防御和被动安全防御两个方面,主动安全防御主要是指在事故发生之前能通过积极的主动的技术性措施或者手段将事故发生率降低到最低,即在可能性事故驾驶行为发生时就能被及时地制止;被动性安全防御主要是指在事故发生之后为了降低伤害和损失而采取的防御措施。可见,主动性安全防御对于汽车安全非常重要,是汽车安全防御的重要环节和手段。下面主要探讨汽车主动安全下的驾驶行为。
1 汽车主动安全的机理
前面已经提到,汽车安全分为主动安全和被动安全防御两个方面,跟传统的被动安全防御相比,汽车主动安全防御的目的就是帮助司机能有效控制好车辆,防止事故的发生。在汽车安全防御中,主要包括四个防御阶段,即:预防阶段、回避阶段、碰撞安全操作阶段、救援阶段。其中汽车主动安全就是前面两个阶段的总和。而后面的碰撞安全操作阶段和救援阶段就是被动安全防御过程。汽车主动安全系统设计主要包括LDWS(偏离车道警报系统)、TCS(牵引力控制系统)、EBD(电子制动力分配)、ABS(防锁死制动系统)等等。通过这些设计系统主要确保汽车行驶过程的稳定性,避免可能性车祸事故的产生。除了这些,还有如后窗除雾设计、前后雾灯设计、高位刹车灯设计、胎压监控设计、倒车影像设计、自动感应大灯设计、驱动防滑控制系统设计、HUD抬头显示系统设计、LNVS夜视系统设计、卫星导航与车距控制系统设计等等主动安全技术设计。随着汽车业的发展和科技的进步,汽车主动安全技术也在不断的完善和发展,将有越来越多的主动安全技术设计开发出来并得以应用,以促进汽车安全性能的大大提升。
2 汽车主动安全下的驾驶行为
在汽车安全中,除了车辆各方面安全性能的保障之外,最关键的应该是驾驶员的驾驶行为了。汽车主动安全性能提升不单单包括车辆的安全性能,还包括驾驶员生理、驾驶技能以及心理等方面的状况,同时汽车行驶中的一些外部环境状况如交通状况、路况、其他驾驶员交规意识等也会对汽车安全性能产生一定的影响。车辆、驾驶行为、驾驶环境三个方面的因素共同影响着汽车主动安全的实现,三个因素相辅相成、彼此交错。而其中驾驶员的驾驶行为是汽车最为直接的操纵者,其对汽车的运行轨迹有着直接的、决定性的作用,驾驶员的驾驶行为是汽车主动安全中最为重要的因素。下面将主要探讨汽车主动安全下的驾驶行为。
驾驶员在驾驶过程中,首先需要对各种信息进行处理,如道路信息、车辆信息、路边指示信息等等,通过对这些信息观察,驾驶员会对这些信息进行快速的判断和处理,从而影响到其驾驶行为的决策。总之,驾驶员的驾驶过程是感知信息-决策判断-动作反馈之间不断反复的过程。感知信息就是驾驶员对车辆及外部环境等相关的信息进行感知,通过自己的触觉、视觉、听觉等各种感官去获取如道路状况信息、车辆状况信息、路边指示状况信息等信息;决策判断就是对所感知的信息进行处理并判断和决策出自己下一步的驾驶行为,驾驶员在获取信息之后,根据自身的驾驶经验和各种交通法规对信息进行处理,并反射到自己的驾驶行为决策上去,以决定下一步动作是应该加速或减速,是右转或是左转,即通过这些驾驶行为来确保自身及其车辆的安全;动作反馈就是在决策之后对自己所要进行驾驶行为进行执行和反馈。整个驾驶过程就是感知信息-决策判断-动作反馈三个环节相互交替的过程。其中,信息感知是整个驾驶过程的基础,只有驾驶员对各种外部信息和车辆信息进行有效的正确的感知和理解、分析之后,驾驶员才回做出正确的判断和决策,才会指引着正确的安全的驾驶行为,以确保汽车的安全性。因此,在汽车主动安全设计中,其必须提前预设好各类常见的汽车内外环境信息以及驾驶员所采取的驾驶行为,即对驾驶员行为意图的预知。这种驾驶行为意图的预知在汽车主动安全中起着决定性的作用,其就是在信息感知之后汽车驾驶行为决策及执行之前,必须对其驾驶意图进行预判。总之,驾驶员驾驶行为过程包括三个阶段,即:信息感知、判断决策、行为执行。
3 汽车主动安全行为模式的构建
在汽车主动安全中,驾驶意图跟驾驶员驾驶行为是彼此作用的,某种驾驶意图将影响驾驶员的驾驶行为,同时驾驶行为对驾驶意图也会产生一定的反作用,即影响下一步的驾驶意图。因此,在整个驾驶过程中,必须建立一套以驾驶行为为中心的汽车主动安全行为模式。这种驾驶行为模式应该包括以上三个因素:驾驶员、环境、汽车。这三个元素相铺相成,彼此影响。驾驶员在驾驶过程(信息感知、判断决策、行为执行)中,其安全性势必受到此三个因素的影响。三个因素之间不断地进行着信息交换,因此,通过在汽车内部安装可以搜集汽车在各种状态下的信息及其外部环境信息的装置,如使用合理的驾驶员模型,利用驾驶员模型所产生的数据对驾驶员驾驶习惯和方式进行分析进而对驾驶员的驾驶意图进行分析和判断,以致在一些可能事故之前,汽车提前对驾驶员进行危险预警和提示,从而防止事故的发生。其中,汽车主动安全行为模式图如图1所示。
通过图1可以知道,主动安全系统通过视觉传感器获知汽车外部信息,通过汽车传感器获知汽车行驶状态,智能算法通过汽车行驶状态得到驾驶员驾驶习惯的特征数据,将这些信息进行处理和分析,从而对下一步的汽车行为或者驾驶员驾驶行为进行判断,得出驾驶员驾驶意图,以将所判断的结果传达给驾驶员和车辆相关设备,出现危险时,汽车设备会进行预警,通过预警从而提示驾驶员下一步的驾驶行为,如有必要协助驾驶员或自主操作规避危险的发生。同时,驾驶员行为反过来通过汽车有效控制系统反馈出去,从而提示汽车行驶状态正常。如此循环反复,确保汽车的安全行驶。
综上所述,汽车主动安全防御的目的就是帮助司机能有效控制好车辆,防止事故的发生。汽车主动安全就是以“驾驶员驾驶行为”为中心的。汽车主动安全性能提升不单单包括车辆的安全性能,还包括驾驶员生理、驾驶技能以及心理等方面的状况,同时汽车行驶中的一些外部环境状况如交通状况、路况、其他驾驶员交规意识等也会对汽车安全性能产生一定的影响。车辆、驾驶行为、驾驶环境三个方面的因素共同影响着汽车主动安全的实现,三个因素相辅相成、彼此交错。驾驶员驾驶行为过程包括信息感知、判断决策、行为执行三个阶段,通过对这三个阶段的系统设计,从而设计出汽车主动安全驾驶行为模式,整个模式中,将汽车、驾驶人、外部环境三个相互关系的因素进行统筹分析和考虑,利用驾驶人驾驶意图预判,根据预判的结果,汽车控制设备采取相应的措施提示和预警着驾驶人的下一步行为,从而防止可能事故的发生。
参考文献
[1] 廖传锦.以人为中心的汽车主动安全预警信息系统研究[D].重庆:重庆大学,2005.
[2] Zong Chang-Fu,Yang Xiao,Wang Chang,et al.Driving intentionsidentification and behaviors prediction in car lane change[J].Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2014(39): 27-32.
[3] 吴沫,安向京,贺汉根.基于视觉的车道跑偏检测方法研究及仿真[J].中国图像图形学报,2013,12(1):110-115.
[4] Godthelp H,Milgram P,Blaauw G.J.The development of a time –related measuretodescribe driverstrategy[J].HumanFactors,2014,26(3):257-268.
[5] 石坚.人-车-路综合环境下主动安全性模拟系统的研究[D].上海:上海交通大学,2000.
[6] 张德喜,周予生.MATLAB语言程序设计教程[M].北京:中国铁道出版社,2012:128-149.
[7] 常巍,谢光军,黄朝峰.MATLAB R2007基础与提高[M].北京:电子工业出版社,2014:1-209.