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智能驾驶在新能源汽车中的应用浅析

2018-11-29

汽车实用技术 2018年4期
关键词:司机新能源速度

彭 亮

(山西交通职业技术学院,山西 太原 030031)

引言

“模拟驾驶”是一项非常复杂的技术任务,这其中包了1600多个单独的任务单元,和超过五个水平的行为界面。驱动程序需要同时控制车辆,调整速度和运行轨迹,处理危害性场景,评估目标实现的可能,并作出决定战略决策(如GPS导航)。Groeger(2000)等人的研究认为人类驾驶员的行为非常有针对性,司机在驾驶中存在有多重目标(安全,速度,经济等),在任何一个点时间可能会存在驾驶冲突。司机需要评估这些冲突,并计划他们的驾驶行为。随着雾霾天气的逐步加重和我国铁腕治霾 的政策驱动,许多司机又有一个新的目标出现——“绿色环保”。迄今为止,人机工程学研究在交通运输等重点应用领域已经相当成熟,已经可以适当的提高车辆安全性能和设备驱动效率,而现在应该符合人体工程学的基础上开展有助于鼓励发展绿色驾驶行为的系统。 Peden和 Sminkey(2004)的研究显示:兼顾安全和环境问题对于公路运输是十分重要的,每年因为造成的运输死亡率占到全球的2.1%,而因为汽车驾驶造成的温室气体排放占到了全球温室气体总排放量的近20%。显然,在人体工程学基础上进行绿色驾驶和新能源汽车的研究对于智能驾驶技术的提升和全球环境问题具有重要的现实意义。

1 智能驾驶技术的核心——安全驾驶速度

调研近年来的SCI 和EI数据库中的相关技术研究报告,尤其是 Haworth,Symmons(2001);Taylor(2002);Wahlberg(2006);Aarts(2016)和 van Schagen(2016)等人的研究,我们可以发现:过度的驾驶速度成为崩溃风险和最大严重性崩溃的预测指标。英国道路交通事故中的15%是由于超过了限制速度或驾驶太快 ,这也被确定为2015年交通事故造成的因素。Taylor等人(2000)研究显示,速度每降低1km/h,事故就会减少 5%。还有人提出:事故频率(无论致命,严重还是轻微)随着驾驶速度增加而增加。换句话说,平均速度增加10%会致使伤害事故的发生频率增加26%。这个只考虑KSI(死亡或重伤)。当考虑轻微时,这个值将增加到30%、某中国地区一个的事故统计中显示,速度因素造成致命的事故所占所有道路事故死亡人数的28%。

值得注意的是,问题的重点一定是在于速度过快,而在于不合适道路或条件的速度。事实上,实现公路、高速公路道路条件与速度适量相关联,实际上可以使得在道路交通事故方面更安全。尽管如此,速度(即打破速度限制)仍然是及其危险的,特别是在城市环境中,使用自行车道路人数较多。HaworthSymmons(2001)引证的证据表明一名行人以50公里/小时的撞击速度受到致命伤害大约是30公里/小时冲击速度的十倍。尤其是目前以mobike和ofo为代表的共享单车风行城市,所以适当的行驶速度至关重要。速度的各种参数(即平均速度,速度分布-速度轮廓,巡航速度,标准偏差和自由速度)通常在考虑事故频率时预测使用。这些将成为有关今后继续讨论和对比安全驾驶技术,与绿色驾驶的重要组成部分。

2 绿色驾驶背景下的新能源车的技术诞生

随着我国雾霾防治政策的逐步出台,新能源汽车成为目前防污治霾的重要举措。而对应新能源汽车的重要步骤便是绿色驾驶技术的进一步提升。令人惊讶的是,在我们的回顾中,我们发现相对驾驶速度和感受研究来讲,较少的学者关注驾驶风格对燃油经济性的影响。

绿色驾驶的概念的核心是:司机关键的可控因素是油耗和排放。van derVoort等人(2001)和 Water(1980)研究表明,如果司机只要求汽车稳定驾驶(他们通常将此解释为开车较慢)经济上可以将燃油消耗降低10-15%。事实上,Anable和Bristow(2007)研究显示如果在英国的高速公路双车道上实施70公里/小时限速估计每年可以节省大约1兆吨的碳。将速度限制降低到 60英里/小时将几乎翻倍节省到 1.88兆吨。一般来说,这是认为的燃油效率最高在 60到 80公里/小时之间。

目前国内外普遍认同的绿色驾驶的共识如下:1)提前计划,以避免车辆突然停止;2)使用适中的发动机速度和稳定的均匀油门速度;3)尽快更换齿轮使用积极加速;4)避免剧烈制动;5)使用发动机制动以平稳减速。这些主要的绿色驾驶要求,和新能源汽车性能达到了极好的匹配,新能源汽车,尤其是以 BYD等国产自主品牌为代表的车型,均具有很好的绿色驾驶基础,这对于智能驾驶技术的进一步拓宽十分重要。

3 “安全+绿色”智能驾驶技术——以“Foot-LITE”为例

“Foot-LITE”(源www.foot-lite.net.)是目前西方国家建立的一个多学科联盟项目,其目的旨在建立一个鼓励司机开车更安全的制度,并通过车上的建议驱动燃料、调整车内适应单元。该系统包括两个方面:车载接口,它提供驾驶风格的实时反馈和后驾驶组成更长期的建议和信息。车内模块,连接到车载诊断系统并使用额外监测传感器以提供有关元件的反馈(如速度,加速度,档位使用,车道位置和车头时距)。

在“Foot-LITE”中旅程数据可以离线下载,基于网络的系统更详细的分析和链接到驱动程序训练模块。“Foot-LITE”首先是一个咨询系统,提供信息和在不干预的情况下反馈驾驶员的行为(涉及安全和绿色驾)方面,目的是改善这两方面的行为,并鼓励已经设定好的绿色信息系统,这样被称为SD驾驶(Smart Driving)。为了实现这个目标,第一个目标是确定与安全有关的驾驶员安全行为和绿色驾驶,以确定在这些目标之是否有任何冲突间,并为司机建立信息需求。换句话说,对于“Foot-LITE”系统,我们需要通过“智能”驾驶技术进行实现。

“Foot-LITE”项目开始目标是为智能驾驶建立这样的基准(涉及安全和绿色驾),并进一步开发和规范“Foot-LITE”的工作系统或甚至任何这样的系统奠定基础。将安全和绿色驾驶的独立的两个目标重叠在一起,在驱动程序中两者相互竞争并讨论司机的信息需求,包括驾驶的积极和消极方面的总结车载信息系统(IVIS),例如卫星导航,SIRI助手,智能速度适应等与Foot-LITE有关的原型绿色驾驶工具作为一项重要的研究关键技术,目前“绿色人体工程学”越来越受欢迎(如最近形成的英国人体工程学和人为因素研究所),我们希望通过这篇论文的阐述能够为环境和人体工程学问题关键领域提供一定的参考价值。

4 结论

通过以上分析我们可以看出,智能驾驶风格(如“Foot-LITE”系统)需要进行进一步的实验验证,“绿色和安全的智能驾驶系统”不仅有助于安全驾驶而且还有生态驾驶。更具体地说,任何提议的智能驾驶定义界面:必须能够显示所需行为,同时避免增加负面影响,如司机分心。智能驾驶技术融入新能源汽车对于增加和提升用户体验具有重要的时代意义,打造适合时代发展的新能源汽车,“智能”对应“互联网+”的时代主题,而绿色和安全则是用户使用和国家发展的必然趋势。

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