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高速公路复杂路况下智能网联车辆辅助驾驶对减少人为失误的效果评估

赛文交通网  · 公众号  ·  · 2025-01-21 16:44

正文

高雪 | 作者

YGG | 编辑

包图网 | 封面来源
在当今交通领域,高速公路作为重要的交通基础设施,其交通流量持续增长,路况也愈发复杂。传统的驾驶方式在面对这些复杂路况时,人为失误成为导致交通事故的主要因素之一。智能网联车辆辅助驾驶技术的出现,为减少人为失误、提升高速公路行车安全提供了新的解决方案。

据相关数据显示,在高速公路上,因人为失误引发的交通事故占比高达70%以上。
这些人为失误包括疲劳驾驶、注意力不集中、超速行驶、违规变道等。例如,疲劳驾驶会导致驾驶员反应迟钝,对突发情况的应对能力大幅下降。
当驾驶员处于疲劳状态时,其平均反应时间可能会从正常的0.5秒延长至2秒以上,这在高速行驶的情况下,车辆会多行驶数十米的距离,大大增加了发生碰撞事故的风险。
而注意力不集中,如驾驶员在驾驶过程中使用手机、与乘客聊天等行为,会使其对道路情况的关注度降低,无法及时察觉潜在的危险。据统计,因驾驶员注意力不集中导致的事故中,约有30%是由于使用手机引起的。

智能网联车辆辅助驾驶系统集成了先进的传感器、通信、计算和控制等技术,能够实时感知车辆周围的环境信息,对驾驶员的操作进行监测和辅助,并在必要时自动采取措施,从而有效减少人为失误的发生。例如,自适应巡航控制系统可以根据前车的速度和距离自动调整车速,保持安全的跟车距离,减轻驾驶员的驾驶负担,避免因驾驶员对车距判断失误或超速行驶而引发的追尾事故。车道保持辅助系统则通过摄像头或传感器识别车道线,当车辆偏离车道时,系统会及时发出警报或自动纠正方向,防止车辆因驾驶员疏忽而偏离车道,与其他车辆或障碍物发生碰撞。
0 1
高速公路复杂路况及人为失误分析
(一)高速公路复杂路况类型解析

在恶劣天气条件下,如暴雨天气中,路面湿滑增加了制动距离,视线受阻严重影响了路况感知;大雾天气下的低能见度则大幅提升了事故发生的概率,容易引发连环追尾事件;而冰雪天气里,轮胎附着力下降使得操控难度显著增加,同时低温环境下机械故障的风险也不容忽视。特殊路段同样充满挑战。
表1:恶劣天气对高速公路驾驶的影响
隧道内光线的突然变化会造成视觉“盲区”,封闭的空间一旦发生事故将极大增加救援难度;桥梁上冬季结冰以及横风的影响都会干扰行驶稳定性;至于弯道与陡坡,则需要更加精确的操作来对抗离心力和刹车过热的问题。
表2:特殊路段对高速公路驾驶的影响
最后,在交通拥堵的情况下,车辆之间的间距缩小,频繁的加减速和变道操作不仅增加了事故风险,而且长时间处于这种状态下会导致驾驶员疲劳和情绪烦躁,从而进一步加剧违规行为的发生。

表3:交通拥堵对高速公路驾驶的影响
(二)人为失误在高速公路驾驶中的常见类型

当谈及人为失误时,注意力不集中是最为普遍的现象之一。例如,分心驾驶——尤其是使用手机——可以将事故风险提高至原来的23倍之多;而疲劳驾驶同样危险,它可以使事故发生率翻倍。
此外,操作不当也是不可忽视的因素,超速行驶、急刹车或错误换挡等行为均会大大增加事故的可能性。决策失误同样不容小觑,比如在超车、变换车道或判断跟车距离方面出现差错,这些看似微不足道的选择失误却常常带来严重的后果。根据统计数据,约有70%的道路交通事故是由驾驶员的不当决策引起的。因此,无论是从个人安全还是公共利益的角度来看,减少人为失误对于提升道路安全至关重要。

表4:人为失误对高速公路驾驶的影响
0 2
智能网联车辆辅助驾驶技术原理
在探讨智能网联车辆辅助驾驶技术,如何有效减少人为失误之前,有必要深入了解这些系统的工作机制。本章节将详细介绍四种关键技术——自适应巡航控制(ACC)、车道保持辅助(LKA)、自动紧急制动(AEB)以及盲点监测(BSM),它们各自通过不同的方式,提升了行车的安全性和舒适性。

(一)自适应巡航控制(ACC)

自适应巡航控制系统(AdaptiveCruiseControl,ACC)是一项旨在提升长途驾驶体验的技术。它不仅能够维持预设的速度行驶,还能根据前方车辆的速度变化,自动调整本车速度,确保始终保持安全的跟车距离。当遇到交通流量较大或前车突然减速时,ACC会迅速做出反应,平滑地降低车速;而在前方道路畅通无阻时,则可以恢复到设定的速度。
研究表明,在正常驾驶条件下,使用ACC可以减少驾驶员高达40%的操作频率。此外,该系统还具备一定的预见性,能够在潜在危险发生前提前采取措施,从而显著提高了驾驶的舒适性和安全性。

(二)车道保持辅助(LKA)

车道保持辅助系统(LaneKeepingAssist,LKA)作为另一项重要的主动安全特性,利用前置摄像头实时监控车道标记,并在检测到车辆即将偏离车道时,及时发出警告或自动纠正方向。LKA不仅能帮助驾驶员避免无意间驶出车道,还能在驾驶员分心或疲劳的情况下,提供额外的安全保障。据统计,LKA系统的介入可以在90%以上的车道偏离事件中防止事故的发生。这项技术的应用,不仅减少了因车道偏离而引发的交通事故,同时也减轻了驾驶员的心理负担,使他们能够在更加放松的状态下完成旅程。

(三)自动紧急制动(AEB)

自动紧急制动系统(AutonomousEmergencyBraking,AEB)是现代汽车中最引人注目的安全进步之一。它集成了多种传感器,包括但不限于雷达、激光雷达和摄像头,以构建一个全面的环境感知体系。一旦检测到可能发生的碰撞,AEB会在几毫秒内作出响应,启动制动装置,尽可能地避免碰撞或至少减轻其严重程度。实验数据显示,装备有AEB系统的车辆,在城市环境中可减少约38%的追尾事故。更重要的是,即使是在夜间或恶劣天气条件下,AEB依然表现出色,为驾驶员提供了全天候的安全保护。这种即时性的防护措施,极大地增强了驾驶员的信心,也为乘客带来了更高的安全感。

(四)盲点监测(BSM)

盲点监测系统(BlindSpotMonitoring,BSM)专注于解决传统后视镜存在的视觉盲区问题。通过安装于车辆后保险杠内的微波雷达传感器,BSM可以持续监测车辆两侧后方三米至八米范围内的其他车辆。一旦发现有车辆进入盲区,系统便会立即通过视觉或听觉信号提醒驾驶员注意。据估计,BSM的应用,能够降低大约15%的变道相关事故。这不仅是因为它有效地填补了驾驶员视野中的空白区域,更在于它促使驾驶员在进行任何变道操作前,更加谨慎地检查周围环境。随着技术的进步,未来的BSM可能会集成更多功能,例如自动转向辅助,进一步提高驾驶的安全性。

综上,智能网联车辆辅助驾驶技术,通过整合先进的传感技术和智能算法,实现了对复杂路况的有效应对。无论是面对突如其来的交通状况、还是驾驶员自身的疏忽大意,这些系统都能够及时介入,提供必要的支持与保护。随着技术的不断发展和完善,我们有理由相信,未来道路上的每一次出行,都将变得更加安全可靠。
0 3
智能网联车辆辅助驾驶减少人为失误的效果评估
(一)评估指标设定

为了全面评价智能网联车辆辅助驾驶系统,在减少人为失误方面的作用,我们设定了三个关键评估指标:事故发生率降低率、人为失误纠正率以及驾驶员疲劳减轻程度。首先,事故发生率降低率衡量的是安装了智能网联车辆辅助驾驶系统的车辆,在面对复杂路况时,其事故发生的频率,是否显著低于未安装此类系统的传统汽车。根据相关研究,装备了高级驾驶辅助系统(ADAS)的车辆,能够将事故风险降低大约38%,尤其是在城市环境中。其次,人为失误纠正率关注各辅助驾驶功能,对不同类型的误操作、或判断错误所具有的纠正效果。例如,车道保持辅助(LKA)能够在90%以上的车道偏离事件中防止事故的发生,而自动紧急制动(AEB)则能在城市环境中,减少约38%的追尾事故。最后,驾驶员疲劳减轻程度,反映了智能网联车辆辅助驾驶技术,如何帮助缓解长时间驾驶带来的疲惫感。研究表明,超过50%的交通事故,是由驾驶员意识不清晰造成的,而智能驾驶辅助系统可以通过监控驾驶员的状态来发出预警,从而避免潜在的风险。

(二)数据获取与分析方法

为了准确捕捉智能网联车辆辅助驾驶系统的表现,我们采取了实际道路测试数据收集、与模拟仿真实验相结合的方法。一方面,选择具有代表性的复杂路况路段进行实测,如暴雨天气下的高速公路、大雾笼罩的城市快速路,以及交通拥堵严重的市中心区域等,记录下车辆行驶状态及其周围环境的信息。这些真实的测试,不仅考验了系统的稳定性和可靠性,还提供了宝贵的第一手资料用于后续分析。另一方面,通过构建虚拟场景,模拟各种极端条件下的驾驶情境,包括但不限于恶劣天气和复杂的交通状况,并设计详细的测试场景,以验证各个辅助驾驶功能的有效性。模拟仿真测试允许研究人员探索现实中难以再现的情况,确保所有可能的影响因素都被考虑进去。数据分析阶段采用了统计分析、对比分析和相关性分析等多种手段,旨在从海量的数据中,提炼出有价值的信息,揭示智能网联车辆辅助驾驶系统在不同条件下工作的规律性和独特优势。

(三)效果评估结果

综合上述两种数据来源的结果显示,在恶劣天气、特殊路段和交通拥堵情况下,智能网联车辆辅助驾驶系统,确实发挥了重要作用,显著降低了事故发生率。例如,在暴雨天气条件下,由于路面湿滑增加了制动距离,视线受阻影响路况感知,但配备了智能网联车辆辅助驾驶系统的车辆,却能更好地应对这样的挑战。再比如,在隧道内光线突然变化导致视觉“盲区”的时候,智能网联车辆辅助驾驶系统可以迅速调整,保证行车安全。此外,对于那些容易引发连环追尾的大雾天气,智能网联车辆辅助驾驶系统,也展现出了强大的适应能力。具体到不同的辅助驾驶功能上,自适应巡航控制(ACC)改善了跟车距离的判断,减少了因跟车过近而导致的碰撞风险;车道保持辅助(LKA)有效减少了车道偏离失误,提升了行车的安全性;自动紧急制动(AEB)则是在遇到突发危险时的最后一道防线,尽可能地避免或减轻碰撞后果;盲点监测(BSM)提高了变道的安全性,降低了侧方碰撞的可能性。总之,智能网联车辆辅助驾驶系统不仅为驾驶员提供了额外的安全保障,也为整个社会带来了更加高效、环保的道路交通环境。

表5:智能网联车辆辅助驾驶减少人为失误的效果评估
0 4
案例实证分析
案例一:某品牌智能网联汽车的应用

为了更直观地理解智能网联车辆辅助驾驶系统,如何在实际应用中减少人为失误,我们选取了一款配备了先进自适应巡航控制(ACC)、车道保持辅助(LKA)、自动紧急制动(AEB)以及盲点监测(BSM)功能的智能网联汽车作为研究对象。这款车型不仅代表了当前市场上智能网联技术的顶尖水平,而且其丰富的传感器配置和强大的计算能力,为实现高水平的自动驾驶,提供了坚实的基础。一次长途行驶测试中,该车经历了包括暴雨天气在内的多种复杂路况,期间驾驶员出现了几次注意力分散的情况。例如,在一次高速公路上行驶时,前方突然出现了一辆缓慢行驶的大货车,此时驾驶员未能及时注意到这一变化。然而,得益于车辆装备的AEB系统,它迅速识别出潜在的碰撞风险,并在毫秒级的时间内启动了紧急制动,成功避免了一场可能发生的追尾事故。同样,在进入隧道后光线急剧变化的情况下,LKA系统发挥了重要作用,确保车辆稳定地保持在车道中央行驶,防止了因视觉“盲区”导致的方向失控。此外,当车辆准备从右侧超车时,BSM系统检测到后方快速接近的小轿车,并及时向驾驶员发出了警示信号,使得后者能够安全完成变道动作。通过这些实例可以看出,智能网联车辆辅助驾驶系统,不仅能够在关键时刻提供有效的干预措施,还极大地增强了行车的安全性和舒适度。

案例二:多辆智能网联汽车的对比分析

为进一步探讨不同品牌智能网联汽车,在减少人为失误方面的表现差异,我们将目光投向了三款分别来自不同制造商的车型——A品牌、B品牌和C品牌。这三款车型均搭载了类似的辅助驾驶功能,但在具体的技术实现上各有千秋。以ACC为例,A品牌的车辆采用了双目摄像头与毫米波雷达融合感知方案,而B品牌则侧重于单目摄像头加激光雷达组合;至于C品牌,它选择了更高分辨率的摄像头,配合先进的AI算法进行目标识别。为了公平比较,所有测试都在同一段包含急弯、上下坡以及交通流量较大的城市道路上进行。结果显示,尽管三者都能有效维持设定速度,并保持适当跟车间距,但C品牌由于其卓越的目标检测精度,在处理复杂交通流时,显得更加游刃有余。特别是在遇到行人横穿马路、或非机动车突然切入车道等突发状况时,C品牌的AEB反应更快、准确性更高,从而更好地保障了行人和其他道路使用者的安全。

与此同时,B品牌凭借其独特的激光雷达技术,在夜间或低光照条件下表现出色,能够清晰地捕捉到周围环境细节,减少了因视线不良引发的风险。相比之下,A品牌虽然整体性能均衡,但在某些特定场景下的表现略逊一筹。通过对上述案例的研究发现,尽管各品牌智能网联汽车,都致力于提升驾驶安全性,但由于所采用的核心技术和算法存在差异,因此它们在应对复杂路况、及减少人为失误的效果上,也呈现出明显的区别。这种差异不仅反映了各企业,在技术研发上的侧重点不同,也为消费者选择最适合自己的产品提供了参考依据。
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结论
智能网联车辆辅助驾驶技术,在高速公路复杂路况下对减少人为失误展现出显著效果,但目前仍面临技术、法律和社会接受度等方面的挑战。未来,随着技术进步和政策完善,该技术有望实现更高级别的自动化和智能化,为人们的出行提供更加安全、便捷、舒适的保障。尽管已取得一定成果,但在实际应用中仍存在一些问题,包括传感器精度、系统稳定性和兼容性、法律法规不完善,以及社会接受度不足等。
为了推动这一领域的发展,政府、企业和社会各界需共同努力,加强技术研发支持、完善法律法规框架、提高公众认知水平,从而促进智能网联车辆辅助驾驶技术更好地服务于社会。

参考文献

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