基于车路协同技术的电动公交车行驶安全评价系统构建文献综述

 2022-03-04 23:19:43

1前言

从最早期的车载信息开始,车辆具备基本的联网能力到当前智能网联阶段,通过V2X技术车路实现协同,车路协同在智慧交通领域发挥着不可替代的作用,智能网联汽车作为未来汽车产业的发展趋势和方向得到了国家的高度重视。我国普遍采纳的车路协同的定义为:借助新一代无线通信技术与移动互联网技术,将出行者(人)、运载工具(车)和道路基础设施(路)有机结合起来,形成人、车、路一体化的交通协同系统[1]。安全、高效、可持续作为当前交通领域特别是新能源系列发展必须解决的问题,本课题是基于车联网技术对电动公交车进行安全管理的课题,考虑到电动公交车的日益普及性与运行过程中动力电池组、电控系统故障带来的安全隐患,基于车路协同技术、车路技术状态数据,通过资源整合、数据集中、综合应用等手段[2],旨在构建一种公交车行驶安全评价系统来实现公交车和控制中心之间的有效交流和控制、保证交通安全十分有必要。具体来说,就是通过车路协同实现的技术方法,在全方位实现电动公交车制动性、动力性、电池安全性等相关参数动态交通信息采集与融合的基础上,实现安全评价系统对采集参数所对应的车况信息的接收、研究分析、进而对车辆行驶状态做出评价、提出安全预警等级结果。公交车行驶安全评价系统的构建在于实现对电动公交车安全方面全面、客观的评价,可以提高车辆故障预判准确度,不断提升公交车安全评价能力、安全保障能力和故障预防能力,从被动防护转向主动防护,对实现车辆安全管理提质增效有重大积极意义。

2国内外研究现状

2.1国外研究现状

2.1.1 美国

美国在1998年开始将交通安全调整为ITS的主要内容,于2004年启动车路集成系统(VII,Vehicle-Infrastructure Integration)研究计划,确定了未来实现车路、车车实时交互、安全让行与避碰以及自动驾驶应用的蓝图[3];基于安全的 DSRC 车车通信(V2V,Vehicle to Vehicle) 技术于2017年取得初步成果并建立了典型应用[4],如车路合作系统(CVHAS, Cooperative Vehicle-Highway Automation Systems)通过避免碰撞与改善基于基础设施的合作来增强安全、运营车辆信息系统及网络(CVISN,Commercial Vehicle Information Systems and Networks)实现各州间营运车辆的数据共享与安全标准的实施效能。同时,美国作为最先发展电动汽车的国家之一[5],其关于电动汽车的安全评价指标体系较为完善与先进,侧重电动汽车电池系统标准方面与充电基础设施性能方面的研究。

2.1.2 欧洲

2003 年 9 月,欧洲 ITS 组织 ERTICO 提出了电子安全(e Safety ,Electronic Safety)的概念,标志着欧洲车路协同系统的研究正式启动[6],e Safety 的主要目标在于充分利用信息交流技术(ICT,Information and Communication Technology)并以其为基础加快交通安全系统的开发与集成应用,为提高道路安全系数、深化V2X 通信服务方面的研究提供全面的解决方案,涉及的重点项目有侧重于自动控制相关研究的基于车车通信、车路通信的车路协同系统 CVIS(Commercial Vehicle Information Systems);侧重于车载一体化集成方面研究的面向智能安全的动态车路协同 Safe Spot;聚焦于车路通信及交通安全信息方面研究的基于合作的智能安全道路系统 Coopers;专注于车车通信的实地测试与系统性安全标准工作开展的CAR2CAR[4]等。

2.1.3 日本

日本开展的与车路协同技术相关的项目包括先进安全车辆(ASV , Advanced Safety Vehicle)项目、驾驶安全支持系统(DSSS , Driving Safety Support System)项目、智能公路(Smart-way)项目[7]和面向21世纪的交通管理系统(UTMS21,Universal Traffic Management System for the 21st century)项目。项目研究的重点在于依托各种先进的通信系统和车载系统,集成现有的应用系统,通过车路协同改善道路安全。日本的新能源汽车产业发展较快,以发展混合动力等可行性更高的技术为主。就远程监控来说,新能源汽车可以看成信息通讯的一个终端,日本采用将车载网络、互联网、电网“三网融合”的技术方案[8],通过整合城市交通运输系统与信息通讯来建设完整的城市汽车网络,把所有新能源汽车合并到城市交通管理体系中,以实现车辆远程监控与交通管制相结合的功能[9]

2.2国内研究现状

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