智能交通环境下基于ITS的汽车安全性研究

　　当今社会，汽车已成为一种必不可少的交通工具。人们在享受汽车带来的方便和快捷的同时，汽车交通事故已成为日益严峻的全球性社会问题。于是，人们开始把关注的目光投向汽车安全性研究，各种先进的汽车安全技术、设备和理念开始不断涌现。

　　1.汽车安全技术发展历程

　　从20世纪60年代开始，汽车安全便得到了各国政府和业界的广泛重视，汽车安全技术从此走上快速发展的道路。90年代以后，随着电子技术、控制技术、传感器技术和新材料在汽车产品中的广泛应用，汽车安全技术得到了更加迅猛的发展。现如今，汽车安全技术的研究已由单一安全技术的研发，向各种安全技术相融合协同的集成化、系统化和智能化方向发展。

　　集成化的汽车安全系统是将汽车的主动安全和被动安全技术融为一体，进行综合应用。汽车安全技术系统化，是以系统的观点将“人-车-环境”作为一个整体来考虑,使三者相互协调，达到各自性能的最佳匹配。智能化的汽车安全系统以现代探测技术、光电传感技术、计算机技术和自动控制技术为核心，具有特定的识别判断能力，能在各种复杂情况下自动协助驾驶员或自行控制汽车，确保行车安全。

　　越来越多高科技的融入使汽车的安全性大大加强，而带动整个交通运输现代化的智能交通系统正促使汽车安全性向着更加人性化和智能化的方向发展。

　　2.智能交通系统简介

　　随着我国汽车生产量和保有量的稳步增加，智能交通系统作为解决交通事故、交通堵塞、环境污染等交通问题的有力手段，受到了我国汽车制造和使用部门的高度重视。

　　智能交通系统(ITS)是将先进的信息技术、电子传感技术、数据通讯传输技术、电子控制技术和计算机处理技术等有效地综合运用于整个交通运输管理体系，并且把车辆、道路、使用者紧密地结合起来，建立起一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、高效、准确的综合运输管理系统。

　　智能交通系统是一个涉及众多领域的复杂工程应用系统，主要由以下部分组成：先进的交通管理系统、先进的交通信息服务系统、先进的车辆控制和安全系统、商用车辆运用系统、先进公共交通系统、自动化公路系统等。

　　3.基于ITS的汽车安全系统

　　目前，国外各大汽车生产商在各自政府的协调下正加大投入，全力研制开发与ITS相关的系统。这些系统将道路交通中“人—车—路—环境”等因素紧密地结合起来，能够有效改善汽车的安全性，预防交通事故的发生。

　　3.1基于ITS的汽车主动安全系统

　　汽车的主动安全是ITS中“先进的车辆控制和安全系统”的主要研究内容。基于ITS的汽车主动安全系统将“人-车-路-环境”作为一个整体进行考虑，利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶人员的感知能力，将感知技术获取的外界信息(如车速、其它障碍物距离等)传递给驾驶人员，同时在路况、车况及驾驶员等综合信息中辨识是否构成安全隐患，必要时发出预警信息，在紧急情况下能自动采取有效措施控制汽车，使汽车主动避开危险，保证行车安全，并最终实现自动驾驶。

　　该系统可分为三个层次：即智能预警系统，车辆辅助驾驶系统以及车辆自动驾驶系统。

　　智能预警系统利用各种传感器对车辆自身、周围环境及驾驶员状态等信息进行探测，通过与预先设定的标准进行比较，判别车辆是否处于危险状态及危险程度，必要时能够通过声、光等方式向驾驶员进行预警。目前该系统的主要研究有驾驶员状态监测系统、碰撞预警系统等。

　　车辆辅助驾驶系统是指对传感器探测到的各种信息进行分析、决策、规划，为驾驶员提出驾驶建议，或部分代替驾驶员控制操作车辆。主要研究有：自适应巡航控制系统、车道跟踪系统、泊车辅助系统等。目前研究较多的汽车主动避撞系统也属于这一层次。

　　车辆自动驾驶系统作为智能汽车技术发展的最高层次，由车载计算机全部自动地实现车辆操作功能。它在行使过程中能够做到自动导向、自动检测和回避障碍物，同时在自动公路上能够实现高速行驶。

　　3.2基于ITS的汽车被动安全系统

　　汽车主动安全技术的不断完善有效减少了交通事故的发生，但现实生活中仍不可避免地发生很多交通意外。因此为了尽量减少事故发生后乘员和行人的伤害程度，还需对汽车的被动安全进行研究。

　　目前，汽车的被动安全技术主要有：吸能车身和车门、智能安全气囊、乘员保护系统、行人保护系统、紧急门锁释放装置和灭火系统等。这些技术在一定程度上可以减少交通事故对乘员和行人的伤害。然而，在交通事故发生后对伤者进行及时救助，也是减少损失、降低伤害程度的有效措施。

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　　基于ITS的汽车被动安全系统是将车辆与ITS中先进的交通管理和交通信息系统相结合，通过安装在车辆上的GPS、传感器等装置，在发生交通事故后，将车辆所处位置、车辆受损情况及车内乘员情况等相关信息迅速记录下来，借助ITS构建的先进的信息网络平台，向交通事故紧急救援系统进行信息反馈，以便得到及时救助。该系统能够极大地提高事故的响应速度，有效降低受伤率和死亡率，从而提高行车安全性。

　　目前这一系统的研究成果主要有自动碰撞通知装置(ACN)，以及汽车智能“黑匣子”等。

　　自动碰撞通知装置能够在事故发生时自动感应车辆发生的撞击并当即传递碰撞脉冲信息到紧急调度中心和损伤中心。碰撞脉冲信息包括车速、冲击力方向、车辆位置、车辆型号、发动机转速、驾驶员是否系安全带等。紧急调度中心的计算机电子地图当即显示出事故地点。损伤中心根据上述数据预测伤员的损伤程度，并及时安排适当的救援力量。

　　汽车智能“黑匣子”除了能够客观地记录车辆发生事故前驾驶员的操作过程和种种反应外，由于内嵌有全球定位系统，交通事故处理部门还能对安装这一系统的车辆进行实时监控。一旦发生车祸，距离事故地点最近的交通事故处理中心可以在几秒钟内获取事故发生时的车速、车内乘客伤亡情况等信息，并依据这些信息迅速、合理地安排救援。

　　综上所述，本文构建了如图所示基于ITS的汽车安全系统框架。

　　4.结论

　　智能交通系统与汽车安全技术相结合已经成为当前汽车研究的一个热点，引起人们的广泛重视。本文通过对智能交通环境下汽车的主动安全和被动安全性进行研究，建立了基于ITS的汽车安全系统框架。