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高速公路車輛追尾預(yù)警系統(tǒng)及車輛主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
董先凱 2010/3/13
（接上頁）制動(dòng)距離簡(jiǎn)化為：
因此，可以得到車頭間距變化量：
如果 ，則發(fā)生追尾事故。
綜合跟馳中駕駛員的反應(yīng)——刺激模型式(2)與車輛制動(dòng)距離模型式(5)，根據(jù)以往高速公路追尾事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析其駕駛員與車輛所占事故的構(gòu)成比重，從而分別賦予其權(quán)重系數(shù) ，在未知的情況下，根據(jù)2002年高速公路事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可取 ，可得
公式(6)即為車輛安全制動(dòng)距離的計(jì)算函數(shù)，所得值與采集到的實(shí)時(shí)車間距離之差就是車輛是否采取報(bào)警的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。如果 ，則報(bào)警；如果 則不報(bào)警，并返回上一層重新輸入數(shù)據(jù)及計(jì)算。
4車輛追尾預(yù)警系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)
通過以上車輛追尾事故的成因分析與預(yù)警函數(shù)的建立，可以利用先進(jìn)的GIS與GPS技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形圖像顯示技術(shù)等科技手段，建立一個(gè)系統(tǒng)的預(yù)警框架(見圖1)，對(duì)追尾系統(tǒng)的人一機(jī)一環(huán)境進(jìn)行分析與管理。
車輛追尾預(yù)警系統(tǒng)從功能上可分為五大子系統(tǒng)：
(1)數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)口1。該系統(tǒng)對(duì)追尾信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、分析。它包括：①GIS數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)，按照預(yù)設(shè)的格式存儲(chǔ)與路網(wǎng)有關(guān)的數(shù)字地圖信息，使計(jì)算機(jī)能夠處理與地圖有關(guān)的功能，它是整個(gè)車輛追尾預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)；②駕駛員特征管理子系統(tǒng)；③車輛特征管理子系統(tǒng)。由于駕駛員以及車輛的不同，駕駛員特征管理子系統(tǒng)及車輛特征管理子系統(tǒng)可以設(shè)置為開放式人機(jī)交互界面，由駕駛員根據(jù)自身?xiàng)l件及車輛狀況設(shè)置參數(shù)。
(2)GPS車輛定位子系統(tǒng)。車輛GPS系統(tǒng)由車載接收、顯示系統(tǒng)和無線電通訊系統(tǒng)以及地面控制中心等組成。車載終端安裝的GPS接收機(jī)只要接收到四顆以上衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，經(jīng)過計(jì)算處理就可報(bào)告GPS接收機(jī)的位置、時(shí)間和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過三角定位原理計(jì)算出車輛當(dāng)前所處的經(jīng)度、緯度、時(shí)間、速度和航向。駕車人可根據(jù)車載顯示器上顯示的交通安全狀況，及時(shí)采取合理的交通行為。
(3)電子地圖匹配子系統(tǒng)。將定位系統(tǒng)輸出的位置估計(jì)與地圖數(shù)據(jù)庫提供的道路位置信息進(jìn)行比較，并通過適當(dāng)?shù)哪Ｊ狡ヅ浜妥R(shí)別過程確定車輛當(dāng)前的行駛路段
及在路段中的準(zhǔn)確位置，從而提高定位的精度。
(4)無線通信子系統(tǒng)。可接受實(shí)時(shí)交通信息廣播，使駕駛員及時(shí)掌握最新的交通信息，同時(shí)還可將車輛狀況報(bào)告給交通控制中心，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、求助和通信功能，
能有效杜絕后續(xù)追尾事故，預(yù)防事故惡化。
(5)車輛報(bào)警子系統(tǒng)。包括信息采集輸入子系統(tǒng)、信息分析子系統(tǒng)、處理結(jié)果輸出子系統(tǒng)、信號(hào)報(bào)警子系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用預(yù)警函數(shù)式
(6)，對(duì)車輛安全進(jìn)行定量分析和預(yù)報(bào)，它是整個(gè)車輛追尾預(yù)警系統(tǒng)的靈魂。
5追尾預(yù)警系統(tǒng)流程圖
車輛報(bào)警系統(tǒng)的工作原理是：根據(jù)GIS／GPS采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及駕駛員與車輛的特征數(shù)據(jù)，通過車輛追尾報(bào)警函數(shù)計(jì)算，對(duì)當(dāng)前的行車安全狀態(tài)進(jìn)行判斷處理，并給出處理結(jié)果。其車輛追尾報(bào)警主程序設(shè)計(jì)流程.
6結(jié)語
車輛控制及安全系統(tǒng)例是智能交通系統(tǒng)建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)內(nèi)容，而我國(guó)高速公路交通安全不容樂觀，且追尾事故危害性大。論文分析了高速公路車輛追尾事故的原因，研究了車輛安全制動(dòng)距離，綜合駕駛員跟馳與車輛制動(dòng)模型圖2車輛追尾報(bào)警流程圖得到安全距離函數(shù)，對(duì)基于GIS／GPS的高速公路車輛追尾預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行了研究。系統(tǒng)以全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等主要技術(shù)為支撐，能更好地預(yù)防高速公路車輛追尾事件，對(duì)減少車輛追尾事故的發(fā)生有很積極的意義，有利于提高高速公路交通安全水平。
車輛主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能與電控原理
當(dāng)轎車高速行駛時(shí)，如果駕駛員突然進(jìn)行轉(zhuǎn)彎或采取避讓動(dòng)作，常常會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故。因?yàn)榇蟛糠竹{駛員在轎車出現(xiàn)可能會(huì)危及自身及其他交通參與者的側(cè)向打滑時(shí)，由于人的感應(yīng)能力的局限性，無法對(duì)轎車的這種行駛不穩(wěn)定狀態(tài)做出及時(shí)有效的反應(yīng)。針對(duì)這種汽車主動(dòng)安全性方面的要求，德國(guó)知名的汽車制造商和零部件供應(yīng) 商正在研發(fā)所謂的“主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”。該統(tǒng)能夠在上述緊急狀況發(fā)生時(shí)，根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的轎車行駛穩(wěn)定性方面的數(shù)據(jù)，接替駕駛員而自動(dòng)地對(duì)轎車施加經(jīng)過精確計(jì)算的反向轉(zhuǎn)向操作，使轎車保持穩(wěn)定的行駛狀態(tài)，避免惡性交通事故的發(fā)生。寶馬公司計(jì)劃在2003年推出的新一代5系列轎車，并選裝其與世界著名的汽車部件提供商Bosch和zF公司聯(lián)合開發(fā)的“主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”。與通常的轉(zhuǎn)向裝置不同，在主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，機(jī)械式轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向柱被分成兩部分，在轉(zhuǎn)向柱的中間部位
有一個(gè)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用該機(jī)構(gòu)，主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的電動(dòng)馬達(dá)，能夠以獨(dú)立于駕駛員的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操作，對(duì)轎車的兩個(gè)前輪(轉(zhuǎn)向輪]產(chǎn)生一個(gè)附加的或減小的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)角。眾所周知，電子行車穩(wěn)定控制系統(tǒng)E S P具有（未完，下一頁）
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