基于駕駛行為的追尾避撞控制策略研究

劉林英

摘 要：隨著人們生活水平和科學技術水平的提高，各種現代化的技術和傳統的駕駛技術相結合，這在提升了駕駛體驗的同時，還有效地保證了行車安全。這種通過制動或換道來實現追尾避撞的系統，能夠滿足人們安全駕駛的需求。本文也是通過對汽車追尾碰撞過程、主動避撞系統以及駕駛員避撞行為的分析，總結追尾避撞的策略，希望能夠有一定的參考價值。

關鍵詞：駕駛行為;追尾避撞;避撞控制策略

0 前言

常見的汽車碰撞事故主要包括正面的碰撞、側面的碰撞以及追尾碰撞，其中汽車追尾碰撞是事故率最高的，這嚴重影響了居民的人身和財產安全和社會的穩定。為了減少追尾碰撞事故的發生，行業的專業和學者通過不斷的調研分析，總結影響追尾碰撞事故發生的主要因素。其中，駕駛員的駕駛行為近些年來受到越來越多的關注，學者也通過對駕駛員制動特征的分析，來研究駕駛員在面對事故前應當選擇的正常避撞策略。

1 汽車追尾碰撞過程和駕駛員避撞行為分析

1.1 汽車追尾碰撞過程分析

汽車在發生追尾碰撞后，通常會偏離原來的道路行駛，這時極有可能引發二次甚至是連環碰撞事故。因此，國內外的專家學者通過構建相關的數學模型來研究汽車的追尾碰撞，這也是研究的基礎。筆者在本文中以著名的二維碰撞模型為準，進而研究汽車碰撞后的數學解，通過相關系數的計算得出汽車表面材料的屬性、表面幾何形狀以及沖擊速度都會影響車輛碰撞中的能量損失。但只通過二維碰撞模型是沒有辦法通過兩車碰撞前的狀態得到碰撞力的大小的，還需要通過具體的自由度車輛碰撞模型解出碰撞沖量的大小，從而獲得碰撞力曲線，進行車與車之間的碰撞仿真，這是一個比較復雜的過程。

1.2 主動避撞系統和駕駛員的避撞行為分析

通過對網絡上資料的收集和整理，可以簡單地對駕駛員的避撞行為分類。即當駕駛員意識到有追尾危險時會采取哪種補救方式。大多數駕駛員會在第一時間采取換道避撞的策略，一小部分駕駛員會通過制動來避免事故，還有一部分駕駛員兩種方法都會采取。但只是一小部分數據統計，并不能充分地反映駕駛員的避撞行為。隨著科學技術的發展，主動避撞技術也投入使用，該技術能夠通過模擬駕駛員的避撞行為選擇來幫助駕駛員實現主動避撞。主動避撞系統是對具體的交通場景進行危險評估，并根據駕駛員的避撞行為特性來分析介入時間和方式。該系統是通過車載設備來檢測行車環境的，當檢測到危險目標后會對駕駛員報警。如果駕駛員未能及時采取行動，系統會根據事故的危險情況采取“模仿”駕駛員避撞行為的換道或者制動策略。

駕駛員在感知到有追尾碰撞危險時，最多采用制動和換道的避撞方式。相關專家學者曾對這兩種最常見的方式進行分析，即通過考慮駕駛員換道和制動避撞的行為特征，通過障礙物實驗得到駕駛員認為安全和存在危險的情況。在這一過程中，駕駛員的反應時間也是需要考慮的，即主動避撞系統需要在駕駛員得到報警信號后，為駕駛員預留出判斷危險和避撞操作的時間。系統選擇的報警信號和制動時機要符合駕駛員的避撞習慣，這樣才能不影響駕駛員的正常駕駛并被駕駛員接受。

2 追尾避撞控制策略分析

在汽車發生追尾碰撞時，駕駛員要及時保證車輛的穩定性、注意車輛軌跡的保持問題。可以通過橫擺角速度來分析車輛穩定性和軌跡保持的關系，因為橫擺角速度可以控制住二者，控制住橫擺角速度就可以在車輛被追尾碰撞后保證車輛的穩定性并保持車輛按照原有的軌跡行駛。

主動避撞系統執行的避撞策略也是在不影響駕駛員正常操作的基礎上進行的，系統會根據目標車輛和自車的運行狀態來判斷是否會發生危險，以及真正發生危險時的介入時間。我們可以通過相關專家學者整理的危險評估模型看出，駕駛員在行車的過程中，會根據目標車輛和自車的實時相對車距和車速來判斷行車的狀態，會出現兩種情況：行車安全、有碰撞危險時，系統判斷道路條件允許執行換道或制動策略。這時可以根據駕駛員的反應時間和采取的避撞方式來設置報警系統。當系統進入制動控制策略后，會根據內部參數進行判斷。當駕駛員采取相關措施避免追尾碰撞，那么系統會返回到信息監測并實時計算相關參數、判斷危險等級;如果駕駛員沒有采取相關措施，那么系統會通過報警系統來提示駕駛員當前有碰撞的危險。但若當駕駛員已經無法避免追尾碰撞時，系統會直接采取緊急制動策略。相關專家學者曾經通過設置真實交通場景來測試系統的避撞策略，實驗中應用到的車輛都裝配了速度和轉角傳感器、雷達和報警燈裝備。在進行換道碰撞實驗時，通過裝備的傳感器來確定換道時間，這時系統會根據駕駛員的反應時間、安全距離來計算換道的準確時機和軌跡，這樣能夠有效地避免追尾碰撞;在進行制動碰撞實驗時，也是通過裝備的傳感器來確定相鄰車道不允許換道的情況，這時系統根據駕駛員的反應時間分布，來設定駕駛員感受到報警到系統自動制動的時間，這樣能夠確保大多數的駕駛員可以主動避免追尾碰撞。

除了根據系統調整駕駛員行為外，交管部門也可以從深化駕校考核內容入手，提高駕駛員的安全意識。因為，不管是經驗比較豐富的專職司機，還是新上路的駕駛員，都要充分掌握道路安全駕駛的準則，并樹立正確的駕駛意識，這樣在能最大化地避免各種碰撞事故的發生。提升駕駛員的安全意識是一項長遠的任務，相關部門在深化考核培訓內容時，可以以道路交通為核心，以交通安全知識為基礎，用社會化、現代化的手段，全面展開道路安全教育。

3 結語

車輛追尾碰撞是比較常見的交通事故，為了保證人民財產安全，我國相關的專家學者通過實驗對影響行車安全的因素進行分析，其中駕駛員的駕駛行為直接關系到追尾避撞控制情況，制動避撞策略和換道避撞策略是駕駛員最長采用的避撞方式，主動避撞系統的使用也有效地保證了行車安全。通過對避撞系統實驗數據的整理分析得出：制動避撞策略能夠有效地避免中低速行車時的追尾碰撞危險、換道避撞策略能夠在極短時間內自主完成換道操作，這滿足了駕駛員對換道時機的要求。

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