道路交通安全风险智能感知技术及应用

道路交通安全风险道路交通安全风险道路交通安全风险道路交通安全风险智能感知技术及应用智能感知技术及应用智能感知技术及应用智能感知技术及应用陈艳艳陈艳艳陈艳艳陈艳艳[e-mail]北京工业大学交通研究中心北京工业大学交通研究中心北京工业大学交通研究中心北京工业大学交通研究中心北京工业大学交通研究中心北京工业大学交通研究中心北京工业大学交通研究中心北京工业大学交通研究中心2011.9.7汇报内容
1交通安全风险分析
2分阶段风险感知及控制
3感知技术的安全应用场景
4未来发展待解决问题第一部分交通安全风险分析1.1背景2008年汶川大地震死亡69225人，举国哀悼2010年，我国道路交通事故造成65225人死亡、2540755人受伤,直接财产损失9.3亿元全球每年有100万人在道路交通事故中遇全球每年有100万人在道路交通事故中遇难，在5至29岁年龄之间的人口当中，道路交通所导致的伤残已成为第二大致死原因我国的交通安全水平与发达国家有巨大差距。万车死亡率超过发达国家2-3倍。有效遏制交通事故是全人类共同面临的挑战联合国“2011—2020国际道路安全十年行动”项目宣言加深了对这种情况的认识，宣言提出要在十年间将全球道路交通事故死亡人数削减50%。它的实现将取决于中国这个人口大国在道路交通安全方面良性的持续发展。问题：交通事故风险来源是什么？风险可以避免吗？如何避免？交通事故是过失事件过失事件背后的主要原因是人的风险行为、判断失误、车辆故1.2事故的风险来源障及不合理的道路设计等我国近80%的事故是由人的主观风险（违章）行为或判断失误造成城区事故高发路段66违法穿行车行道(行人)违反交通信号(不明)机件故障（车）妨碍安全行车行为（非）违法横穿(非)违法转弯(非)违反交通信号(非)制动不当（非）路口事故原因分布路口事故原因分布路口事故原因分布路口事故原因分布（（（（责任人责任人责任人责任人））））11101905101520转向不当（机）制动不当（机）油门控制不当（机）未保持安全距离（机）违反交通信号(机)违法掉头（机）逆向行驶（机）不按规定让行（机）违法倒车（机）酒后驾车（机）违法变更车道（机）违法穿行车行道(行人)城区事故高发路段25%30%违法穿行车行道(行人)逆向行驶(非)违法横穿(非)路段事故原因分布路段事故原因分布路段事故原因分布路段事故原因分布（（（（责任人责任人责任人责任人））））15%01234567违法变更车道（机）不按规定让行（机）超速行驶（机）酒后驾车（机）违法超车（机）交通事故作为过失事件交通事故作为过失事件交通事故作为过失事件交通事故作为过失事件，，，，主要原因在于发生了交通主要原因在于发生了交通主要原因在于发生了交通主要原因在于发生了交通冲突且躲避不及冲突且躲避不及冲突且躲避不及冲突且躲避不及。。。。交通冲突是指机动车与其他用路者双方，若各按其原来的方向和速度行驶，则一定会发生碰撞事故。但由于其中一方采取了或制动，或转向或加速行驶1.3事故是可以避免的但由于其中一方采取了或制动，或转向或加速行驶等紧急避险措施避免了事故发生的事件。冲突的发生及最终演变为事故是由于人冲突的发生及最终演变为事故是由于人冲突的发生及最终演变为事故是由于人冲突的发生及最终演变为事故是由于人、、、、车车车车、、、、路多路多路多路多重风险条件下缺乏对风险的全面及时感知和及时预重风险条件下缺乏对风险的全面及时感知和及时预重风险条件下缺乏对风险的全面及时感知和及时预重风险条件下缺乏对风险的全面及时感知和及时预警警警警，，，，冲突出现时驾驶员对车辆难以实现快速操控避冲突出现时驾驶员对车辆难以实现快速操控避冲突出现时驾驶员对车辆难以实现快速操控避冲突出现时驾驶员对车辆难以实现快速操控避让让让让。。。。严重冲突严重冲突严重冲突严重冲突轻微冲突轻微冲突轻微冲突轻微冲突潜在冲突潜在冲突潜在冲突潜在冲突互不干扰的交通参与者互不干扰的交通参与者互不干扰的交通参与者互不干扰的交通参与者事故事故事故事故风险感知及控制措施风险感知及控制措施风险感知及控制措施风险感知及控制措施限速牌限速牌限速牌限速牌限速牌限速牌限速牌限速牌驾驶员主观风险行为驾驶员主观风险行为驾驶员主观风险行为驾驶员主观风险行为/违章行为违章行为违章行为违章行为事故风险原因事故风险原因事故风险原因事故风险原因危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌行人行人行人行人/非机动车主观风险行为非机动车主观风险行为非机动车主观风险行为非机动车主观风险行为人人人人1.3事故风险规避对策及效果车路协同车路协同车路协同车路协同车路协同车路协同车路协同车路协同危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌危险警示牌智能车辆智能车辆智能车辆智能车辆智能车辆智能车辆智能车辆智能车辆判断失误判断失误判断失误判断失误/躲避不及躲避不及躲避不及躲避不及车辆故障车辆故障车辆故障车辆故障执法执法执法执法执法执法执法执法//电子警察电子警察电子警察电子警察电子警察电子警察电子警察电子警察危险路段危险路段危险路段危险路段车车车车路路路路加强风险感知能力加强风险感知能力加强风险感知能力加强风险感知能力、、、、减少违章减少违章减少违章减少违章，，，，提高快速规避反应能力及伤害减轻提高快速规避反应能力及伤害减轻提高快速规避反应能力及伤害减轻提高快速规避反应能力及伤害减轻能力能力能力能力，，，，可有效降低事故风险可有效降低事故风险可有效降低事故风险可有效降低事故风险。。。。车路协同技术车路协同技术车路协同技术车路协同技术：：：：通过传感通过传感通过传感通过传感、、、、图像处理图像处理图像处理图像处理、、、、GPS等等等等智能感知技术，以及车辆与车辆车辆与车辆车辆与车辆车辆与车辆（（（（V2V）、）、）、）、车辆与基车辆与基车辆与基车辆与基础设施础设施础设施础设施（（（（V2I））））之间的通信之间的通信之间的通信之间的通信，，，，更早及更准确更早及更准确更早及更准确更早及更准确础设施础设施础设施础设施（（（（V2I））））之间的通信之间的通信之间的通信之间的通信，，，，更早及更准确更早及更准确更早及更准确更早及更准确地感知风险地感知风险地感知风险地感知风险，，，，并向驾驶员提供建议或发出并向驾驶员提供建议或发出并向驾驶员提供建议或发出并向驾驶员提供建议或发出危机情况警告危机情况警告危机情况警告危机情况警告，，，，辅以车辆主动避让控制辅以车辆主动避让控制辅以车辆主动避让控制辅以车辆主动避让控制，，，，从而有效减少或免除碰撞事件的发生从而有效减少或免除碰撞事件的发生从而有效减少或免除碰撞事件的发生从而有效减少或免除碰撞事件的发生。。。。风险警示系统将由静态风险警示系统将由静态风险警示系统将由静态风险警示系统将由静态、、、、单向通信向实时双向通信的转变单向通信向实时双向通信的转变单向通信向实时双向通信的转变单向通信向实时双向通信的转变，，，，提高主提高主提高主提高主动避险能力动避险能力动避险能力动避险能力。。。。改进传统方式施工区安全警示系统改进方式车路协作方式智能感知技术扩展了司机在危险情景下采取正确避险行为的可用时间及缩短了完时间及缩短了完成避撞反应、行为的时间，有效避免了冲突的发生各种安全技术事故减低效果第二部分分阶段风险感知及控制3.1感知对象分类分类分类分类内容内容内容内容移动物体位置路内各类交通参与者驾驶员违章行为疲劳驾驶、醉酒、超车驾驶行为驾车过程中驾驶员操纵车辆的动作如控制油门、换档、制动、踩离合、转向换档、制动、踩离合、转向运行参数速度、位置、方向、偏航角速度、加速度等车状胎压、烟火、行车记录道路线型及标线、标志、信号灯路面冰、雪、路面摩擦系数、坑漕环境温度、湿度、雨雪雾、光线、障碍物3.2感知手段分类分类分类分类内容内容内容内容移动物体位置车辆：GPS+电子地图行人：红外摄像机、超声、压力传感器、雷达驾驶员违章行为疲劳驾驶：图像识别和方向盘操纵力传感器超速：GPS驾驶行为视频传感器(不间断的测量并分析汽车与旁侧车道白线间的距离)、方向盘传感器、刹车传感器(监驾驶行为白线间的距离)、方向盘传感器、刹车传感器(监控脚踏板上的压力状况)等车状压力、温度、烟度等传感器道路激光、车速等传感器、图像识别或GPS路面车载红外、激光、视觉、振动等传感器环境路侧气象、视觉传感器3.3安全风险分阶段控制策略第三部分感知技术的安全应用场景应用情景1-违章感知预防智能酒精锁定系统车速限制系统应用情景2-事件预警基于车车、车路通信，系统结合卫星定位、DSRC、地图匹配等技术，当前方车辆发生事故时，事故车辆将事故的时间、地点、车道位置通过车车通信顺序传送到同一车道后面车辆，告知后面车辆及时变换车道及时进行避让；同时事故车路通过车路通信将事故信息传送到路侧RSE，发往后台管理中心报警。应用情景3-道路环境感知预警基于车路/车车/车人通信，感知道路环境风险（包括道路、周围车辆、行人/非机动车），并进行预警，应用情景4-疲劳驾驶感知预警一般情况下人们眼睛闭合的时间在一般情况下人们眼睛闭合的时间在一般情况下人们眼睛闭合的时间在一般情况下人们眼睛闭合的时间在0.12～～～～0.13s之间之间之间之间,驾驶时若眼驾驶时若眼驾驶时若眼驾驶时若眼睛闭合时间达到睛闭合时间达到睛闭合时间达到睛闭合时间达到0.15s就很容易发生交通事故就很容易发生交通事故就很容易发生交通事故就很容易发生交通事故应用情景5-安全辅助驾驶辅助驾驶辅助驾驶辅助驾驶系统基于车道的车车、车路通信，车辆以一定的频率向外广播信息，信息包括车辆ID、速度、位置、方向、偏航角速度、加速度等，同时接受其他车辆、路侧发出信息，结合自身传感器信息，对这些信息进行分析处理，帮助车辆的驾驶。追尾追尾追尾追尾、、、、对撞对撞对撞对撞、、、、变道变道变道变道、、、、车道偏离车道偏离车道偏离车道偏离、、、、超车超车超车超车、、、、盲点盲点盲点盲点预警预警预警预警及及及及操控可控操控可控操控可控操控可控性提高性提高性提高性提高应用情景5-智能气囊车顶传感器感知座位上人的形体，然后气囊充气到适当尺寸。IntelligentEnvironments26第四部分未来发展待解决问题车辆运行状况环境复杂、恶劣,车辆处于高速行驶状态，因此抗干扰强、功耗低、具有实时无线传输的车辆状态监控传感器有待进一步开发；技术需求4.1感知方式选择及技术进步待进一步开发；如何采用多传感器信息融合、人工智能等提高信息感知的准确性与鲁棒性仍需探索;复杂环境下交通标志标线与行人动态图像识别算法及移动物体准确定位方法需完善高可靠、低功耗、高精度的车载及路侧传感技术及设备研发是未来发展的重点4.2通信方式选择及网络构建无线移动通信用于实时性不高的大范围交通应用无线移动通信用于实时性不高的大范围交通应用无线移动通信用于实时性不高的大范围交通应用无线移动通信用于实时性不高的大范围交通应用短程通信用于实时性较高的交通应用短程通信用于实时性较高的交通应用短程通信用于实时性较高的交通应用短程通信用于实时性较高的交通应用，，，，如主动安全控制如主动安全控制如主动安全控制如主动安全控制；；；；DSRCGPSDSRCDSRCDSRC移动通信移动通信移动通信移动通信2G、、、、3GDSRC•车内车内车内车内：：：：蓝牙（BT：Bluetooth），Ultra-wideband(UWB)•车外通信车外通信车外通信车外通信：：：：2G,2.5G,3G,3.5G(cellularsystems),GPS,WiMAX•车路通信车路通信车路通信车路通信：：：：专用短程通信（DSRC），微波，红外，Wi-Fi•车车通信车车通信车车通信车车通信：：：：专用短程通信（DSRC），Microwave,Infrared高实时、抗干扰、灵活组网的移动无线通信技术是未来发展的保障4.3针对高风险人群、行为及事故形态的系统设计国名美国法国德国