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AEBS对运行车辆行人碰撞防控功能的研究

2023-05-24 09:51:04

 AEBS是国际公认的防止碰撞事故的最优技术选择,对切实保护人民群众生命财产安全、提升我国交通运输安全技术水平具有重要意义。推动营运车辆AEBS技术运用,是落实国家政策、履行行业管理职责的重要措施。公路院汽运中心研究人员从法规要求、系统功能、测试工况等方面对该技术进行深入剖析,为产品开发、行业应用和测试评价提供了借鉴。


AEBS对运行车辆行人碰撞防控功能的研究(图1)


  据世界卫生组织统计,每年全球约有120万人死于道路交通事故,其中46%为步行者、骑自行车者或者两轮机动车使用者,这一比例在发展中国家更高。我国也存在较多的人车混行路况,营运车辆碰撞行人或者非机动车,其结果非死即伤,每年仅死亡人数就达4000人以上,造成极其严重的人员伤亡和财产损失。

  运用科技手段,着力解决营运车辆碰撞行人事故,对于切实保护人民群众生命财产安全、提升我国交通运输安全技术水平、建设人民满意交通强国具有重要的现实和长远意义。结合我国交通运输安全实际需求和落实道路运输安全生产要求,公路院汽运中心制定实施了JT/T1242《营运车辆自动紧急制动系统性能要求和测试规程》标准,从目标检测区域、碰撞预警、紧急制动、车内通信和车路通信等方面提出了功能要求和对应的测试规程,其中包括针对行人碰撞防控相关功能要求。


一、AEBS工作策略分析

  AEBS检测到目标物后向驾驶员提示,判定存在碰撞危险后发出预警信号,判定碰撞无法避免后自动进行紧急制动。表1列出了感知识别、预警、减速、紧急制动、制动结束的时刻。

AEBS对运行车辆行人碰撞防控功能的研究(图2)

表1 预警级别及方式时刻表

  T0是检测到目标物提示(仅仅是感知并识别,而不预警),跟踪判定是否存在有安全风险的目标;T1是第一级预警时刻,判定存在潜在的碰撞风险,风险等级较低,为了避免过早预警产生的频繁预警、误报等问题,T1不应过早;T2是第二级预警时刻,判定存在碰撞风险,风险等级较高,可以减速;T3是自动紧急制动时刻,判定碰撞无法避免,风险等级最高,减速至停止;T4是发生碰撞或者制动结束的时刻。在预警阶段,驾驶员是控制车辆主体,二级预警阶段AEBS可以制动减速,但不应是紧急制动。预警阶段减速可减轻紧急制动的强度,同时对后车也有提示作用,及时响应避免追尾。

  根据AEBS策略研究,JT/T 1242标准对预警和制动相关指标进行了规定。

(1)针对预警指标,TTC大于4.4 s,AEBS不应发出碰撞预警,一级碰撞预警应在紧急制动阶段1.4 s前产生,二级碰撞预警应在紧急制动阶段0.8 s前产生,对应表1,T4-T1≤ 4.4s,T3-T1≥1.4s,T3-T2≥0.8s。

(2)针对减速量指标,限制了预警阶段的减速量,要求预警阶段自车减速量不应超过15 km/h与总减速量30%两者间的最大值。

(3)针对紧急制动指标,要求紧急制动阶段不应在TTC或ETTC大于或等于3 s前开始,对应表1,T4-T3≤3s。紧急制动的制动减速度应≥4m/s2


二、AEBS行人横穿防撞测试工况研究

  对标准JT/T1242中7.4.7行人测试工况进行实际使用工况还原,实际使用工况为行人跨过临车道进入自车道工况;根据标准要求,自车车速自车速度为60 km/h,行人速度为8km/h,行人与预碰撞点L相距6m,自车与预碰撞点L相距60m(标准行人检测最小距离要求);以车道宽度3.75m,AEBS二级预警阶段减速量为5km/h,紧急制动阶段减速度为15km/h,紧急制动阶段自车平均制动减速度a=5m/s2为例, AEBS行人跨过临车道进入自车道工况过程如图1所示。

AEBS对运行车辆行人碰撞防控功能的研究(图3)

图1 行人跨过临车道进入自车道工况示例

  T0—T4时刻自车和行人的状态参数具体测算结果见表2。

AEBS对运行车辆行人碰撞防控功能的研究(图4)

表2  AEBS行人工况测算结果

  从工况代表性来看,JT/T 1242行人测试工况借鉴了欧洲NCAP远端行人横穿测试工况,结合了我国交通特点,兼顾了高速公路和城市道路营运车辆行驶特征,即远端测试工况对应行人跨过一条车道进入自车车道的危险场景,能够充分测试AEBS系统从预警到紧急制动的全部性能。实际情况当安全距离不足时,不需要也来不及经历从预警到紧急制动全部环节,如“鬼探头”行人突然近距离窜出,AEBS系统可能直接进入紧急制动环节。

  从策略合理性来看,行人进入临车道后应被感知并识别,判定存在潜在危险后可进行一级预警,如行人继续前行,风险程度加大,系统判定后进行二级预警,二级预警阶段行人进入自车车道,系统判定碰撞无法避免,则启动自动紧急制动状态,并应能确保驾驶员对制动踏板的操作不影响AEBS的最优制动效果。如果行人横穿过程中发现自车通过并在临车道内停步,即行人明确不进入自车车道的意图,系统应能重新判定风险等级,并做出是否减速通过或者紧急制动的正确响应。

  从科技创新角度看,新技术应用也是科技创新的重要组成部分,不期望通过一项技术解决一切问题,而是在“有限时空、有限要素、有限工况、有限条件”下逐步推广运用。AEBS在标准规定的条件下测试评价,在说明书明确的条件下应用,在规定工况的条件下起到有效作用,就能够推动交通运输安全和高质量发展。



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