自動化技術在汽車機械控制系統中的應用

張俊花

摘要：科學技術的不斷發展，推動了社會生活的變化和發展，尤其是近些年來，隨著國際市場的不斷擴大，中國與世界其他各國的經濟交流、技術交流日漸頻繁。隨著用戶需求的不斷升級，人工智能技術、自動化技術在各領域的應用逐漸廣泛，汽車領域的應用尤為顯著，自動化技術與汽車機械控制系統的結合不僅可以更大程度解放人類勞動力，而且可以顯著提高控制的安全性和準確性，進而確保汽車使用的安全。本文主要針對自動化技術在汽車機械控制系統中的應用進行分析探討，僅供參考。

關鍵詞：自動化技術;汽車機械控制系統;意義;應用;問題

中圖分類號：U466? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0214-02

0? 引言

經濟的發展以及科學技術的不斷進步推動力人們對于更高生活品質的追求，除居住環境的不斷優化改善外，對于汽車的使用體驗要求也在逐漸提高。多年來，交通事故時有發生，汽車操控的安全性問題逐漸引起人們的關注。在先進科學技術的輔助之下，進行控制系統的自動化升級是發展的必然選擇。在兩者進行結合的過程中，需要研究人員依據汽車實際的使用需求進行針對性的技術研究，以實現精準的技術改進。自動化技術輔助下的汽車自動操控系統可以實現用戶更高水平的駕駛自由以及更高水平的使用安全保障。

1? 自動化技術簡介

所謂“自動化技術”，即是一種脫離人工的操作技術，主要由兩部分構成，分別是中央控制系統和傳感器。在自動化技術使用的過程中，操作者只需要對于設備進行指令的下達，再通過復雜的傳感系統及交流系統就可以實現遠程設備的運行。在自動化技術的輔助之下，操作者可以避免直接進行復雜的操作流程，同時還可以進一步確保操作的精準性。在汽車的機械操控系統中，傳感器負責對于汽車的運行狀態進行監測，確保車輛運行的平穩性，以及對于出現的問題進行及時的判斷、調整，進而確保使用者的安全。而中央控制系統則一方面負責接受用戶的指令信息，另一方面進行信號的轉導，對于其下游的操作設備進行調控，通過建立完善的信息交流網絡，實現對不同運行模塊的協調，進而確保車輛的正常行駛。

2? 自動化技術在汽車機械控制系統中應用的意義

2.1 提高汽車使用的安全性

隨著私家車數量的不斷增加，以及人們生活壓力的增加，在汽車駕駛過程中，交通事故時有發生，除車輛本身的質量原因外，駕駛人員在危險發生前的預判，以及危險發生時的準確應對措施等主觀因素導致危險發生占到絕大多數，因而提高車輛使用過程中的安全性，簡化駕駛過程中駕駛員復雜的操作是提高車輛行駛安全性的重要舉措。自動化技術的使用就可以有效避免該問題的出現，自動化技術可以實現大幅降低使用者操作流程的目的，駕駛員只需要進行簡單的指令信號，就可以有效應對復雜的車輛運行環境。同時自動化技術在車輛機械控制系統中的應用還可以有效監控車輛運行的狀態，不僅可以及時預警可能發生的危險，而且可以進行自動化的調整，實現車輛運行安全性的有效提高。

2.2 節約車輛的維修成本

汽車屬于消耗品，在長期不正確的操作之下，以及未能有效進行問題檢測的情況下，就會導致車輛使用過程中安全隱患的堆積，甚至導致致命性傷亡等嚴重的后果。而自動化技術在車輛機械控制系統中的應用不僅可以有效監控車輛運行過程中的不正常狀態，對于車輛本身存在的細微問題也可以有效預警，及時提醒人們進行車輛的檢測，并且針對性的解決存在的安全隱患。加強車輛的日常檢測維護，就可以避免重大問題的出現，減少了使用者在車輛集中檢測以及車輛重大維修方面的花銷和時間，提高使用者車輛使用便捷性的同時，也增強了其使用的舒適感。

3? 自動化技術在汽車機械控制系統中的應用

當自動化技術與車輛機械控制系統進行結合時，就可以實現傳統汽車運行過程中眾多問題的有效解決。在機械控制系統內就可以實現眾多控制模塊與自動化技術的結合，具體分析如下：

3.1 信息的監測、反饋與處理

汽車在自動化技術的輔助之下，可以實現自主對于車輛運行狀態的監控，及時發現運行過程中影響車輛運行狀態的各種安全隱患，并且進行相應的處理。除進行有效的監控外，自動化技術的參與還可以進行運行狀態的反饋，方便使用者對于車輛有實時的了解，以便進行臨時運行路線、行駛狀態的改變。在及時監測，有效反饋的基礎上，自動化技術還可以進行使用者指令的有效執行。在實際運行過程中，車輛的運行狀態及模式還是需要使用者進行操控，當其接收到車輛自動運行系統的監測信息之后，可以對于車輛的云像狀態改變發出指令信息，該系統在接收到指令后，進行相應的處理。自動化技術和用戶雙方力量共同維持良好的車輛運行狀態。

3.2 機械系統的高效控制

在車輛運行過程中，容易受到多方因素的影響，除外環境因素外，駕駛員自身的駕駛狀態更容易影響車輛的運行效果。而駕駛員作為車輛運行的直接操控者，其面對危險時的處理直接關系到車輛使用的安全性。尤其是面對一些突發情況，駕駛員在應激狀態下難以及時做出處理，或者在醉酒、疲勞駕駛的狀態下，難以實現有效的應對處理，因而導致眾多交通隱患的存在。但自動化技術的使用可以大幅度降低此類危險發生的概率，有效提高車輛控制的效率。當發生突發危險時，一方面駕駛員可以進行簡單的操作，進而啟動一系列復雜的車輛應對改變，實現降低危險度目的;另一方面，當駕駛員來不及進行相關操作時，車輛可以自動啟動相應的應對預案，最大限度保證乘車人員的生命安全。此外，一些智能點火技術、燃油智能化控制技術等也可以有效提高使用的便捷性，進而提高機械系統的高效控制。

3.3 自動化配電

汽車在運行的過程中，主要依靠車輛自帶的電池進行相應的供電工作。但是由于其體積的限制，因而能夠提供的電量有限。而車輛的供電質量直接關系到車輛運行的平穩性，因為在進行車輛控制系統的自動化升級過程中，加強供電操控方面的自動化調配十分必要。在車輛實際工作過程中，由于線路十分復雜，并且不同負荷的線路對于電量的需求量也不盡相同，如果簡單的進行統一電量的供應，不僅不利于線路的工作，而且容易造成電量的浪費。將自動化技術與車載電池配電設備進行結合，可以實現對于線路運行狀態的有效監控，進而實現不同電阻線路的合理電量分配，提高汽車量供應的合理性，降低不必要的浪費，延長車載電池的使用年限，積極響應國家“綠色發展”的新理念。

3.4 環境感知技術以及智能決策技術

環境感知技術就是通過攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等傳感器通過特殊的通信系統來將汽車行駛過程中的情況進行監測和反饋，從而幫助車輛駕駛員進行決策工作。一般來說，目前應用面比較廣的環境感知方案有谷歌和百度合作的激光雷達感知技術方案、蘋果等多個公司合作的多傳感器感知方案、特斯拉等多個公司合作研發的攝像頭感知方案。近年來因為機器學習技術的發展，在深度學習下感知技術已經有了非常好的發展，特別是激光雷達這一感知技術，擁有非常好的分辨率和精確度。而目前通過全球導航系統，各公司相繼開發了自動導航的高精準度地圖，從而幫助汽車行駛過程中能夠精準導航。智能決策技術就是通過環境感知技術傳輸回來的路況、行駛、其他車輛等信息，在綜合安全、舒適、快捷的原則下作出相應的決策。一般來說，在目前智能網聯交通系統中有兩大智能決策方案，第一就是基于規則的方案，雖然該方案的決策較為合理，但是因為其架構過程太過于復雜，需要有上千個輸入模塊，這也使得一旦出現紕漏其就決策就不再合理，穩定性不強。其次就是終端到終端的決策方式，這種方式能夠學習人們的行為習慣，并作出貼合人們生活習慣的決策，這個方式目前是智能決策技術的研究重點。

4? 自動化技術在汽車機械控制系統中應用存在的問題

前文中對于自動化技術與車輛機械控制系統中各操控部分的結合進行了簡要的介紹，了解到自動化技術在車輛機械操控系統中的應用對于提高車輛的運行狀態、提高車輛使用安全性等眾多放面具有重要意義，但是在實際運行過程中，除外有上述優點外，仍然暴露出一些使用過程中的問題，具體的分析如下：

4.1 自動化系統后期維護成本高

自動化系統是近些年先進科學技術與汽車行業結合發展的產物之一，即使在使用過程中可以有效降低車輛維護工作的花銷，但是由于自動化系統尚且處于發展的初級階段，尚未建立起完善的維護系統，并且其維護技術也尚未成熟，如果過分依賴外國維護技術，則會造成大量的系統維護開銷。在進行系統維護升級的過程中，除要依靠先進的檢測技術外，還要有專業的檢測設備，而這兩者在當前的國內市場中尚未普及，用戶在進行系統維護時，只能到指定的地點才能實現，并且需要支付高額的檢測費用。多方面實際情況的限制，成為自動化技術在汽車機械控制系統中難以廣泛展開的重要阻礙。

4.2 缺乏專業技術人才

車輛的自動化升級可以大幅提升用戶的使用體驗，但是會增加檢測和維修過程中工作人員的壓力。由于該技術屬于新興技術，因而在國內市場中，掌握完善的、自動化系統檢測技術的工作人員數量極其有限。當無法對于自動化系統進行升級、檢測時，就會導致系統使用效果的下降，難以達到預期的效果，或者是由于技術等級的限制，導致對于車輛運行過程中的新發問題檢測效果不佳，進而影響車輛使用安全性的提高，以及用戶使用感的提高。而即使是從現階段開始進行專業人才的培養，也需要經歷較長的培養周期，短時間難以實現大范圍的技術普及，進而也難以實現自動化技術與車輛機械控制系統結合的大范圍推廣。

4.3 靈活性較差

即使自動化技術的使用是為了提高車輛使用的安全性，簡化駕駛人員復雜的操作，但是在實際應用過程中，自動化程序中可以預設的危險處理措施，以及車輛對于突發事件的處理應對程序的設定等數量有限，或者是過于系統化，當面對變化較大、較為復雜的實際情況時，車輛的自動化系統難以進行優化的處理方案設定。或者是由于自動化系統在設置時的程序過于死板，導致系統處于危險及實際情況的判斷不夠準確，進而導致預設方案難以實現針對性的問題解決。問題解決效率低下，效果欠佳。

5? 結束語

綜上所述，自動化技術在汽車機械控制系統中的應用是發展的必然，對于提高車輛運行的安全性，簡化復雜的操作等眾多方面具有深遠影響，但是在現階段的使用過程仍然暴露出一些限制該技術進一步發展的問題，只有積極進行技術升級完善，突破現有的技術瓶頸，加強人才培養，才能努力實現技術的推廣普及，提高自動化技術與車輛機械控制系統的結合效果，實現更加優質的汽車行業發展效果。

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