車路協同視角下的行人車輛碰撞風險識別與決策研究

趙懷福

摘要：隨著國民經濟水平的不斷提高，汽車數量逐年增長，在交通道路的安全方面，增加了行人和車輛之間的碰撞風險，為了使行人和車輛的碰撞風險能夠被準確的識別出來，提高預警效果，站在車路協同視角下，可通過風險區域的預判，對風險進行分析，識別碰撞風險，分級碰撞風險，以此對駕駛人起到提醒作用，采取有效的防碰撞措施。本文對車路協同在行人車輛碰撞風險識別和決策中的重要性進行了探討，分析了車路協同視角下行人車輛碰撞風險識別與決策的方案，合理規劃風險識別和預警決策流程，在直行狀態和換道情形中，準確的識別行人車輛碰撞風險。

關鍵詞：車路協同;行人車輛;碰撞風險;識別;決策

前言：道路交通系統中發生道路事故的風險始終存在，特別是行人作為慢行交通的參與者，缺少相應的保護措施，在駕駛人等因素的影響下，可引起道路交通事故，例如駕駛人違規、疲勞、分神等，均有可能在失誤操作下引發交通事故。在車路協同基礎上的行人車輛碰撞風險識別和決策中，車路協同技術取得了顯著的應用效果，有效的提高了道路交通的安全性，改善了交通擁堵的問題，是值得人們不斷探索和研究的一項先進技術手段。

一、車路協同在行人車輛碰撞風險識別和決策中的重要性

車路協同技術最初被提出是在特定的試驗場景中應用的，獲取車輛信息、路人信息、道路信息，以無線通信技術、傳感探測技術為應用基礎，在通信信息的交互和共享下，使基礎設施、車輛之間形成協同效果，提升道路交通的安全水平，交通擁堵問題得到有效緩解。車路協同技術能夠使車輛感知到周邊環境的具體情況，獲取精細的周邊環境信息，擴大了車輛對周邊環境的感知范圍，提高行人碰撞風險的識別準確性，以此強化預警的有效性，防止出現交通事故問題，降低行人和車輛之間的碰撞風險。在車路協同技術的應用中，車路信息相互互通共享，對多行駛狀態下的車輛和車輛障礙物的風險，形成了有效的識別效果，采取有效的控制措施、預警措施，實現對駕駛領域的安全輔助功能，在閾值比較法、模式識別法等方式應用下，識別和預測車輛與行人之間形成的碰撞風險。在主動汽車避撞報警方法和行人防碰撞系統等應用中，對制動操作進行自動執行或自動完成轉向執行，在系統的感應功能下，駕駛人主動的采取規避碰撞的動作措施，才能夠停止系統功能，預警精細程度更高，風險識別范圍更廣泛。利用車路協同技術對行人位置進行檢測，預測行人位置，獲取車輛信息，進行信息的共享整合，獲取人車沖突的區域，以此進行車輛報警，降低行人車輛的碰撞風險，及時識別風險，防范風險。由此可見，車輛協同在行人車輛碰撞風險識別和決策中有著重要意義，在風險識別、風險信息的獲取等各方面，有必要進行更進一步的深入研究，站在車路協同視角下識別行人車輛碰撞風險，并制定相關的決策，提高道路交通的安全性[1]。

二、車路協同視角下行人車輛碰撞風險識別與決策的方案

（一）風險識別和預警決策流程

基于車路協同的行人車輛碰撞風險識別和決策主要流程，是借助車路協同技術和信息采集技術等先進的技術手段，檢測信息，對車輛自身信息進行收集，采集周邊環境信息，通過信息的整合、分析，獲取充足的數據，用于后續的多行駛狀態下行人車輛碰撞風險識別和決策。對車輛行駛狀態進行判斷，對相應行駛狀態下的行人車輛碰撞風險識別算法進行調用，分級識別碰撞風險，判斷駕駛人當前的駕駛狀態，對駕駛人是否感知到風險進行推斷，確認駕駛人的風險感知后，進行一系列的處理。預警和避碰是通過階梯式雙重避碰模型應用來完成的，對風險狀態和駕駛人操作的情況進行模型搭建，實施有效的預警和避碰作業，根據風險區域內行人位置信息、車輛信息，判斷車輛和行人之間的相對距離，對風險等級進行分級識別，可劃分出以下四個不同的風險等級，分別是安全、提醒、危險、制動。按照上述規范流程進行車路協同下的行人車輛碰撞風險識別和決策，能夠使多行駛狀態下的風險識別力大大提高，制定有效的決策，保證行人和車輛之間的碰撞風險被準確識別出來，及時進行防范和處理[2]。

（二）直行狀態

處于直行狀態下的車輛在識別行人和車輛之間的碰撞風險時，要結合車路協同技術的應用，獲取車輛信息、道路信息、行人信息，對行人軌跡進行判斷，分析行人軌跡和車輛運動軌跡之間是否存在沖突性，若是行人和車輛之間的運動軌跡不沖突，則可以獲取最終的判定結果，認為行人和安全行車之間不構成危險性，若是二者之間存在著沖突的運動軌跡，則說明行人和車輛之間能在一定程度很多的風險，以此識別碰撞風險，預測車輛和行人的運動軌跡。對碰撞區域中車輛和行人之間的碰撞時間進行計算和分析，確定碰撞風險等級，在對碰撞風險區域進行劃分時，要在車前的保險杠中心點位置作為起點，選擇軸線，建立運動車輛坐標系，垂直車輛運動方向為X軸，平行于車輛當前速度方向為Y軸，準確的處理信息，將不必要的數據處理去除掉，降低系統工作量，提升風險反應時間。車輛運動方向和直行行駛的風險區域之間是平衡關系，在判定碰撞危險程度時，要結合行人和車輛之間運動軌跡的沖突性，判斷危險等級，根據車輛和行人之間的最近距離，分析風險，若是行人和車輛處于風險區域內距離小于提醒避碰距離，則說明當前行人在系統判定中為提醒等級，在預警系統的功能下，會對駕駛員發出提醒避碰消息，采取有效的避讓措施，防范碰撞風險。

（三）換道情形

車輛在行駛中的換道情形是短暫的換道行駛動作，通常是由于前方有不可移動的障礙物或其他原因引起的，與直道不同，換道行駛時，基于車路協同技術的應用風險識別，會自動判定行人和車輛的碰撞風險等級。若是所換車道上存在行人，結合行車車道的風險區域分析，若是行人和車輛之間的橫向距離屬于風險區域內，并且同時存在縱向距離過小，對比碰撞提醒距離和緊急制動距離之和，縱向距離不超出該范圍，則判定車輛不可換道，系統會發出提示，駕駛員可稍后再進行換道操作，并及時啟動預警制動機制，反之，則提醒駕駛員可換道。例如行人和目標行車車道風險區域之間距離短，處于風險區域內，縱向距離計算，要將緊急制動距離和避碰提醒距離加在一起，為行人和車輛的縱向距離，在結果分析中，判定換車道是否會對行車安全產生威脅，完成車輛換道之后，風險區域會進行再次劃分，判定風險，對碰撞風險的等級進行準確的判定。值得注意的是，緊急制動的起始距離與人工制動的起始距離相比，距離長度更短，因為人工制動具有主動性，是駕駛人的主動制動行為，要將駕駛員的反應時間增加在整體的制動時間中，緊急制動是一種系統制動，具有強行制動性，作用時間更短，比駕駛員的反應速度快[3]。

結論：綜上所述，車路協同技術應用在行人車輛碰撞風險識別方法決策中，作為一項先進技術，在特定實驗場景應用基礎之上，逐漸向著行人車輛碰撞風險識別和決策方面展開了深層次的探索，實現了行人和車輛之間的協同。車輛和基礎設施之間的協同，在車與車、車與路的通信的交互和共享中，促進道路交通安全水平的提高，起到緩解交通擁堵、保證行人車輛碰撞風險能夠被有效識別的作用。針對于車路協同技術的研究，仍舊要不斷進行，促進城市交通水平、安全性的不斷提升，保證人們的出行安全，提高交通運行的效率。

參考文獻：

[1]汪旭.基于車聯網的車輛碰撞分級預警研究[D].北京工業大學，2020.

[2]楊蒙蒙.車輛碰撞風險預測模型研究[D].新疆大學，2020.

[3]李璇.基于V2X技術的碰撞風險預警和路口通行輔助方法研究[D].吉林大學，2019.