無人駕駛汽車涉水安全問題分析及報警系統設計

鄭炳華

摘 要：本文首先介紹了無人駕駛汽車的使用特點，主要分為四個部分，文章緊接著分析了無人駕駛汽車涉水的安全問題，將不同的積水高度與車輛自身高度進行有效對比，盡可能防范無人駕駛汽車的涉水安全問題。文章闡述了無人駕駛汽車設計原理，將涉水安全問題有效融入設計原理當中，盡可能地分析當面對涉水安全問題無人駕駛汽車的運行過程。在文章最后介紹了無人駕駛汽車涉水報警系統設計。

關鍵詞：無人駕駛汽車;汽車涉水;行駛安全;問題分析;GPRS;車聯網;報警系統設計

1 引言

隨著我國經濟與社會的快速發展，汽車的持有量數量在飛速的增加，在一定程度上城市的發展速度并不能跟上人均車輛擁有數量，導致城市的路況在一定程度上變得十分緊張，城市交通面臨著巨大的壓力。隨著汽車技術的不斷前進發展，智能控制技術，人工智能技術以及體系，結構，視覺設計等融會貫通創造出無人駕駛汽車，在一定程度上可以更好地解決當前我國社會交通存在的不足之處。通過無人駕駛汽車技術的有效使用，在車輛內部安裝感應設備以及智能操控控制系統，進一步來獲取汽車在行駛過程當中的實際姿態，在一定程度上降低無人駕駛車輛的交通事故率，更好地提高自動駕駛的安全。在無人駕駛汽車的使用過程當中，往往會出現涉水問題。而無人駕駛汽車涉水安全問題以及報警系統設計在一定程度上是無人駕駛汽車相關技術前進發展的突破點。

2 無人駕駛汽車投入使用中較往常汽車的不同之處

無人駕駛汽車系統，有著高集中度的技術要求，主要包含信息自動化，通信信號以及車輛等多個專業的相關知識，各個專業的相關工作人員都需要嚴格按照無人駕駛汽車相關的質量要求開展一系列的設計工作，在一定程度上保證無人駕駛汽車在行駛過程中的安全性以及穩定性，更好的提升無人駕駛汽車各專業技術水平的前進發展。結合有關經濟知識，通過技術的前進發展，有效降低無人駕駛汽車的生產運營投資，更好的優化無人駕駛汽車乘客的服務滿意度。相對于往常駕駛員駕駛汽車相比，無人駕駛汽車有著以下不同之處：

（1）無人駕駛汽車的所有線路必須完全封閉，在一些無人駕駛區域有效地設置一些障礙物，避免發生交通事故。

（2）無人駕駛汽車系統需要盡可能地與控制中心保持通信暢通，往往采用的通信技術，應該是多重冗余技術，保證無人駕駛汽車在駕駛過程當中遇見眾多的路況，也能夠保證其自身的駕駛安全，在一定程度上提高無人駕駛汽車系統的安全性能。

（3）無人駕駛汽車在一定程度上需要更好的控制系統，保證無人駕駛汽車可以有著自動預檢的功能。一旦無人駕駛汽車出現不同程度的安全故障，則在第一時間內進行報警處理。不僅如此，無人駕駛汽車還需要通過多重控制的方式，有效的對車輛內部環境進行合理優化調整。

（4）根據相關工作人員的工作經驗來看，無人駕駛汽車系統首先應該采取穩定性以及安全性更高的移動閉塞系統，盡可能的在保證無人駕駛汽車安全行駛的過程當中，可以更短的說短通信時間，在一定程度上保證無人駕駛汽車與其所擁有者之間的溝通交流及時并且準確[1]。不僅如此無人駕駛汽車還需要其自身有著可靠的應急運行方式，一旦無人駕駛汽車的操作出現不同程度的問題，則依舊可以依靠手工調整去改變當前駕駛狀態，盡可能的避免由于無人駕駛汽車出現故障而發生交通意外的可能。

3 無人駕駛汽車涉水安全問題

在無人駕駛汽車駕駛過程當中，往往會遇到多雨季節時自動駕駛，有時候會有很大的降雨量，導致地面上全都是積水。并不是所有的城市下水道排水能力都能夠足以應付暴雨時期，在實際駕駛過程當中，人們不得不擔心無人駕駛汽車涉水的安全問題。根據相關駕駛人員的實際涉水經驗可以知道，合理的判斷車輛涉水深度，在一定程度上可以有效解決雨季城市路面積水無人駕駛汽車的安全問題[2]。

3.1 涉水深度第一條安全線：車輪半高高度

在無人駕駛汽車涉水深度相關的安全線對比依據，首先需要判斷涉水深度與車輪半高高度之間的高度差。對于一些司機來說，如果汽車的涉水深度在車輪半高高度之下，那么則可以較為安全地直接通過涉水區域。

3.2 涉水深度第二條預警線：門框離地高度

在無人駕駛汽車涉水深度相關的安全線對比依據，其次需判斷涉水深度與門框離地高度之間的高度差。如果發現涉水深度接近或者超過了門框離地高度，那么司機則需要謹慎的通過涉水路面，避免車輛有可能發生進水的可能，在一定程度上杜絕由于進水而導致車內不同設備發生安全故障。

3.3 涉水深度第三條警戒線：排氣口高度

在無人駕駛汽車涉水深度相關安全線對比依據，最后需要判斷涉水深度與排氣口高度之間的高度差，如果相關人工作人員發現了積水深度在一定程度上接近或者超過了排氣口高度，那么司機人員則不能夠直接行駛，需要避免由于積水深度過高，而導致基因發動機熄火的可能性。不僅如此，如果汽車排氣壓力較小，甚至還有可能會導致路面積水倒灌進車內結構，在一定程度上對汽車內部造成永久性損害[3]。

4 無人駕駛汽車設計原理

汽車自動駕駛技術的實現是通過攝像頭采集路面情況的圖像，利用無人駕駛汽車系統的圖像分析功能，對當前行駛的路面信息作出有效的判斷，結合一系列的汽車安全行駛要求作出下一步汽車的有效指令，進一步改變無人駕駛汽車的行駛軌跡。在無人駕駛汽車面臨涉水安全問題的時候，往往會通過無人駕駛設計原理來向汽車內部反饋一系列的路面情況，根據路面情況的具體收集，計算機會做出有效的駕駛預測，更好的保證無人駕駛汽車的涉水安全問題[4]。具體實施步驟如下：

（1）合理使用高精度攝像頭收集當前形勢的路面信息。在路面有積水的情況下，高精度的攝像頭在一定程度上還可以檢測到路面積水的高度。將收集到的積水高度與車輪半高、門框離地高度及排氣口高度作對比，一旦發現積水高度超過正常無人駕駛汽車涉水的高度要求，則需要立馬將具體信息反饋到車輛控制中心。

（2）將收集到的路面信息匯總傳遞到汽車控制中心進一步調整優化將對應的指令數字化傳遞給汽車控制單元。車輛控制中心收到高密度攝像頭采集到的路面信息以及積水高度，盡可能地做出下一步無人駕駛汽車的行駛預判，盡可能的去無人駕駛汽車在行駛過程當中遭遇涉水安全問題[5]。

（3）車輛控制單元根據汽車控制中心發出的有效指令，合理的改變當前無人駕駛汽車行駛的狀態，通常情況下車輛控制單元會選擇使用深度神經網絡技術去實現，對于車輛的嚴格控制。有效實現無人駕駛汽車對于積水過高地段的安全規避行為。

5 無人駕駛汽車涉水報警系統設計

全球定位系統技術，監控裝置，雷達視覺計算以及人工智能相關技術是無人駕駛汽車系統中常用的重要關鍵技術，相關工作人員可以通過這些技術的合理使用，在一定程度上獲得無人駕駛汽車在行駛路程中所產生的一系列數據信息。例如盡可能的收集路面積水的高度與汽車自身部位的高度數據信息，通過對這些信息的加工處理，可以在一定程度上影響無人駕駛汽車的安全程度以及穩定程度。

（1）傳感器技術：傳感器技術的合理使用，在一定程度上可以保證操作人員與無人駕駛汽車的行駛軌跡進行無縫連接，而常見的傳感器技術主要包括距離傳感器以及圖像傳感器。在無人駕駛汽車當中常見的傳感器技術的運用主要體現在多攝像頭，單攝像頭，GPS定位裝置，以及多普勒雷達等。傳感器技術可以更好的將路面環境進行有效的收集，在一定程度上判斷當前路況是否滿足無人駕駛汽車的正常駕駛要求。

（2）車輛電子技術：汽車電子技術的合理使用可以提高無人駕駛汽車的安全性以及可靠性。在汽車電子技術合理使用當中所用到的中央處理器必須滿足，可以同時處理來自多個不同傳感器所收集的信息數據[6]。車輛電子技術的有效使用，可以將傳感器技術收集到的一系列關于路面積水的相關數據信息，進行有效的加工處理進一步對下一步無人駕駛汽車的運行模式優化調整，保證無人駕駛汽車的涉水安全問題得到有效解決。

（3）操作控制技術：操作控制技術，在一定程度上使相關工作人員通過計算機控制技術，將實際操作與反饋結果有效的聯系起來進一步改變無人駕駛汽車的行走軌距，在一定程度上通過遠程操控技術，保證無人駕駛汽車可以在一定程度上更好地代替傳統汽車駕駛，常見的無人駕駛汽車中使用操作控制技術的情況包括對收集到數據進行合理的有效分析，并建立相關的數據模型，在一定程度上根據模型判斷當前汽車的運行情況，并對汽車進行合理的優化調整。接收到車輛電子技術的具體指令，然后實現車輛的操作控制，在具體行動上規避汽車涉水安全問題[7]。

（4）網絡傳輸技術：網絡傳感技術在一定程度上體現著無人駕駛車輛之間的相互溝通交流以及無人駕駛車輛與衛星、天氣預報之間的有效聯絡。只有網絡傳輸技術的合理使用才能在一定程度上保證無人駕駛汽車行駛過程中的安全性，才有可能真正的辨別行駛道路路上可能會遇見的一系列阻礙，根據交通警示情況而進行合理的駕駛行為，更好地避免交通事故出現的可能[8]。基于無線通訊的車輛網技術越來越成熟，ZIGBEE、GPRS通訊已經在技術方案、成本控制、都已經實現市場化應用，而5G通訊更是為車聯網市場前景提供新的思路。通過網絡傳輸技術可以更好的在路面積水的時候接收到交通部門的相關信息，提前做好無人駕駛汽車的行駛路面規劃，在一定程度上可以更好地規避無人駕駛汽車的涉水安全問題[9]。

6 結語

無人駕駛汽車系統由于一系列科學技術的不斷結合優化，在一定程度上保證了無人駕駛汽車行駛過程中的安全性以及可靠性。就算是涉水安全問題也可以得到有效的解決，在一定程度上保障了無人駕駛汽車的通行效率以及安全性能。文章通過無人駕駛汽車涉水安全問題以及報警系統設計，闡述了無人駕駛汽車的優秀性能。

參考文獻：

[1]杜久富.汽車涉水導致發動機產生機械事故的原因及責任分析[J].陜西汽車2000（1）：46-48.

[2]朱則剛.雨天駕車涉水技巧[J].城市車輛，2007（11）：61-64.

[3]周朝霞辛志南侯憲春.如何進行涉水駕駛[J].商用汽車2001（8）：54-55.

[4]張麗李續武，呼瑋等.水位實時監測系統的設計與實現[J].航空計算技術200636（3）：25-28.

[5]王國偉.基于單片機的水情監測系統設計[D].南京：南京理工大學2012：62.

[6]張偉.基于ARM和GPRS的城市道路積水自動監測與預警系統設計[D].成都：成都理工大學2014：33.

[7]周偉東，李雋杰，邵宏亮.淺談轉向系統對車輛交通安全的影響和發展趨勢[J]凈月學刊，2017（5）：120-123.

[8]劉斌斌，劉萬偉，毛曉光，等.無人駕駛汽車決策系統的規則正確性驗證[J].計算機科學，2017，44（4）：72-74.

[9]程巖，李寶林.無人駕駛車輛光學傳感器自適應曝光算法研究[J].單片機與嵌人式系統應用，2017，17（11）：68-69.