应用车联网技术的自动驾驶公交车的设计探讨

丘源 丁小刚

1.广西壮族自治区汽车内燃机质量检验站 广西柳州市 545006 2.上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007

1 车联网技术

1.1 车联网的内涵

车联网技术是随着通信技术和信息技术不断发展而产生的一种新型的技术，直到现在也没有一种定义来描述车联网技术。车联网技术是利用现代先进的信息处理技术对车辆的动态进行监控并在车辆的行驶中提供综合性服务，通俗来说的话就是车联网通过对车辆的信息进行收集，为车辆提供安全、有效的信息服务，防止产生交通事故，维护交通的稳定。车联网主要应用的技术有无线射频识别技术、通信技术、自动识别技术。

1.2 车联网的构成结构

车联网是物联网的一部分，是物联网在交通领域的具体应用，所以车联网的构成与物联网的构成有很大的相似之处，一般来说可分为感知层、应用层和网络层三大部分。

感知层：感知层是车联网技术的基础，感知层的主要功能是通过对车辆和交通进行感知，从而获取车辆和交通的信息，再通过无线传感技术和定位导航技术将车辆行驶的交通状况、地形状况、天气状况进行分析，再将这些信息与车辆的行驶状况和人与车、车与车的情况进行整合，统一发送到网络层，为应用层提供详细而具体的车辆信息和路况信息。

网络层：网络层是车联网技术的过渡段，网络层将感知层获取的信息进行更为详细的整合，为向应用层的传输做准备。网络层主要应用网络技术和远距离通信功能将用户的车辆信息和路况信息进行网络备份，并在备份后将这些信息传输到应用层。这些车辆和交通信息通常是通过广电网络、电信网络、互联网络和交通信息网络进行传输和备份的，具有很强的严密性和安全性。

应用层：应用层是车联网技术的应用部分，应用层通过使用人机相互通信的技术将车辆的信息进行获取，获取之后再进分类处理，为车辆的安全行驶提供保障。应用层只会对车辆信息、车辆行驶的路况信息、车辆的状态信息和互联网信息进行获取，并把收集到的资料进行网络化的管理，实现对车辆安全和道路安全的控制，为人们和企业的安全提供了保障。

1.3 车联网技术的优点

车联网技术是一种新型的技术，是在互联网技术和物联网技术相互配合下形成的，所以车联网技术在拥有互联网技术和物联网技术特点的同时，也有着自己独特的优点。这些优点具体有以下这几个方面：

（1）车联网技术的网络有着独特的结构，这种结构就是拓扑结构，这种结构最大的优点就是“敏感”，也就是拓扑结构在收到外界的刺激时能迅速的做出反应，并且这种结构的环境适应性很强，能在外界环境发生改变时改变接入方式，以便在新刺激下做出反应。

（2）车联网技术有很强的监控能力，能对车辆的运行和路况的改变进行实时监控，来获取车辆运行的路线和道路的情况，进而对车辆的行驶做出正确的引导，但是这种实时监控的情况只能发生在已经铺设好车联网网络的公路上。

（3）车联网的服务形式很多，能满足车辆的各种情况，并且应用范围也很广，不仅能为车主提供车辆和道路信息，也能在车主休息时提供休闲娱乐的服务，让车主在驾车劳顿时得到放松，以防止事故的产生。

（4）车联网技术具有很强的稳定性和实时性。在很多的定位系统中，对车辆进行定位受到地形和车辆的制约，不能对车辆和交通的信息做出实时的监控，比如在山地上，因为受到山地地势高和网络差的影响，传统的定位系统无法对车辆进行实时的引导，容易造成交通事故。但是车联网技术不同，它是互联网技术和物联网技术的结合体，能有效的克服地形和网络的影响，为车主提供实时的监控和引导。

2 车联网技术和公交车自动驾驶

2.1 车联网技术和公交车自动驾驶的联系

汽车的自动驾驶技术是近些年来新发展的技术，自动驾驶技术是通过电脑进行操控车辆的技术，这种技术突破了人工驾驶的局限，省去了人对车辆的操控。车联网技术的主要目标就是实现车辆的无人驾驶，所以车联网技术是自动驾驶技术的因，自动驾驶技术是车联网技术的果。虽然国内该技术在自动驾驶领域的应用才刚起步，但是在国外该技术已经比较成熟。因为车联网技术具有天气预测、车辆和路况监控的功能，所以该技术可以帮助实现车辆的无人驾驶。

2.2 公交车无人驾驶实现的可能性

公交车凭借其载客多、乘坐方便、乘坐成本低等特点在我国使用频繁，成为人们出行的首选交通工具。但公交车的行车时间比较长，容易造成驾驶员疲劳驾驶，所以有必要实现公交车的自动驾驶。将车联网技术和公交车结合起来，能让公交车进行实时的路况分析和对停车点进行准确的定位，可防止驾驶员枯燥疲劳驾驶带来的事故，也能为乘客提供准确的乘坐时间等信息。因为公交车的行车路线的停留地点是固定的，所以在公交车上使用车联网技术比私家车上使用车联网技术更加简便，也能减少资源的消耗，保障公交车运营公司的利益。

3 公交车实现自动驾驶的方法

对公交车的自动驾驶设计方案是一个复杂的过程，因为对公交车的信息和状况进行分析是比较困难的。如果想要实现公交车的自动驾驶就要满足三个条件：数据的采集、信息的处理和决策的制定。这三种方法的目的是通过雷达和卫星对车辆进行定位，通过控制系统分析出车辆的行驶信息，并在将车辆的行驶路线传输给司机，为车辆的行驶提供方便。

3.1 数据的采集

数据的采集是基础，可以通过GPS或北斗卫星导航系统以及雷达进行数据的采集。

GPS或北斗系统：GPS全球定位系统是世界上现行的最完善使用最广泛的定位系统。GPS系统的终端是实现公交车自动驾驶的关键设备。北斗系统为我国研发的定位系统，可作为替代方案。

雷达：雷达是进行信息接受的重要设备，因为接受信息种类的不同，雷达被分为很多种，现在最常用的雷达是激光雷达和毫米波雷达。和普通的监控设备相比，雷达具有高精度、远距离、受天气状况影响小等特点。并且激光雷达和毫米波雷达都能接收到1-10毫米的无线电波，能有效的解决信息遗漏的问题，所以在进行信息接收时雷达必不可少。

3.2 信息的处理

在进行公交车信息的收集之后就要对所收集到的信息进行处理，进行处理的数据主要有三种：车辆状况、道路状况和固定停车点的信息。通过对这三种信息的分析，总结出公交车的车辆情况和行驶路线，为自动行驶规划路线。

3.3 决策的制定

在进行数据的分析以后就要将数据传输到终端中，通过终端对这些信息做出决策，终端所做的决策点一般有以下三种：

（1）通过对车辆大小和交通状况的分析进行车速和车距的调整，防止公交车与其他车辆和路上的行人发生碰撞。

（2）通过对路况进行分析，实现车辆的规范行驶。比如在遇到红路灯时，终端通过对红路灯进行分析，引导公交车遵守交通规则，来保障车辆和行人的安全。

（3）将公交车平时的路线传输到终端中，通过终端对行驶的线路进行分析，引导着公交车顺着原定的线路形式，并能在规定的停车点停车，方便乘客的乘坐。

虽然终端大部分的时间都是在进行三种情况的决策，但道路状况非常复杂，车辆和道路的状况也频频出现变化，这就会产生很多意料之外的状况。所以终端在进行车辆的决策时应该能根据实际的状况，综合运用人工智能等各种先进技术进行实时合理的决策，保障公交车自动驾驶的可行性和安全性。

4 结语

车联网技术虽然是一种新型的技术，但是它有很强的可行性，并且利用车联网技术实现智能交通的方案在未来将有很大的发展空间。因为车联网能实时的监控车辆状况，根据环境改变接入环境因素处理策略，受到外界刺激能及时做出反应，服务多元化和稳定性高等特点，所以车联网技术在车辆的自动驾驶领域应用越来越广泛。公交车在现代社会中的应用越来越多，逐渐成为人们出行的主要交通工具，所以实现公交车的自动驾驶有重大意义。我们有理由相信，随着5G技术和人工智能技术的发展，车联网技术将进一步得到发展，实现公交车自动驾驶的时代将不再遥远。