1ABS紧急制动系统防撞策略自动紧急制动系统(AEB)是一项重要的主动安全技术。当它检测到车辆前方有碰撞危险时，通过声音和图像的方式向驾驶员发出警告，提醒驾驶员采取措施避免碰撞。如果驾驶员没有及时对警告信号做出正确反应，碰撞危险变得非常紧急，系统可以通过自动制动来避免碰撞或降低碰撞程度。AEB系统具有巨大的安全潜力。欧洲-NCAP研究表明，AEB可以避免27%的交通事故，同时可以大大降低碰撞事故中人的受伤程度。因此，AEB一直受到各国政府和评估机构的高度重视。自2014年以来，欧洲-NCAP已将AEB场地测试结果纳入车辆安全评估系统，欧洲经委会也发布了AEB法规。在法规和标准的推动下，AEB已经成为主动安全技术的研究热点。国外对AEB的研究很多。基于日本交通事故的统计数据，开发了一种三级制动的防撞策略。基于职业驾驶员紧急制动的特点，研究了AEB的干预策略。详细分析了AEB系统的技术要求、成本和安全效益。一些成熟的AEB产品已经进入市场，如沃尔沃的城市安全系统。但由于不同国家和地区的交通环境不同，驾驶员的驾驶习惯差异较大，因此国外现有的研究成果并不能直接应用于我国。然而，国内对AEB的研究很少，没有成熟的研究成果。因此，本文着重研究建立适合中国特殊交通条件的AEB系统避碰策略。首先通过可视化行车记录仪采集真实的交通状况，并对采集到的状况进行筛选分类，得到典型的危险状况。然后对典型危险工况下驾驶员的紧急制动行为进行分析，再根据驾驶员紧急制动行为分析结果建立风险估计模型和防撞策略。最后，通过预扫描建模仿真验证了所提出的AEB避碰策略。收集真实的交通状况，获取中国真实的交通状况和驾驶员行为，是开发适合中国国情的AEB系统防撞策略的前提。出租车具有运营时间长、运行道路覆盖面广的特点，特别适合快速获取真实的交通状况。自2008年以来，研究小组通过在几辆出租车和警车上安装VDR，收集了上海嘉定区的真实交通场景。VDR内置摄像头，记录车辆前视的道路交通图像，其他信息如车速、纵向和横向加速度等也有记录。本文使用的VDR是在纵向或横向加速度的绝对值大于0.4g时触发的，只记录触发前的15s和触发后的5s。2驾驶员紧急制动行为特征的提取通过VDR采集共获得约4000个触发工况。对这些数据进行人工筛选后，剔除没有碰撞危险的工况，最终得到8起事故，1200个危险工况。然后通过主观评价对这1200种危险工况的危险程度进行分级，选出危险程度高的430种工况，并按照NHTSA提出的37种预碰撞场景进行分类。典型的6类危险工况有303种，占全部危险工况的70%。本文利用这303种危险工况来分析驾驶员的行为。在这303种危险工况下，所有司机都采取刹车来避免碰撞。提取紧急制动过程中车辆平均减速度的绝对值，并进行高斯拟合。紧急制动过程中车辆平均减速度的绝对值的平均值为2.77m/s，标准差为1.01m/s，因此可以认为95%的驾驶员在紧急制动过程中平均制动减速度小于4.43m/s( 1.64)，说明驾驶员通常难以充分发挥车辆的制动潜力。此外，分析了紧急制动开始时驾驶员的TTC(碰撞时间)值。这里，th 实际上，由于制动响应延迟的影响，驾驶员应该比本文获得的时间更早地开始紧急制动。但为了分析方便，将制动延迟时间归为驾驶员的反应时间，不作为单独的因素进行分析。TTC是指在同一路径上同方向行驶的两辆车保持当前速度直至发生碰撞所需的时间，方便准确的进行数据提取。当计算紧急制动开始时驾驶员的TTC值时，仅选择前车的减速条件。同时，由于用于工况采集的车辆行驶里程主要集中在城市，所有危险工况基本都分布在40km/h以下，因此只选取40km/h以下的数据进行分析。驾驶员的制动行为与TTC (TTC)的倒数密切相关。因此，本文选择TTC代替TTC，最终得出驾驶员紧急制动开始时TTC与车速的关系。同时对数据进行线性拟合，得到90%的预测区间。其中，50%的线是通过线性拟合得到的，当TTC到达这条线时，可以认为约有50%的驾驶员进行了紧急制动操作。可以看出，驾驶员紧急制动开始时的TTC值并不是一个固定值，而是与自己车辆的速度有一定的关系，与这一点得出的结论是一致的。由5%线和95%线包围的区域是驾驶员紧急制动开始时TTC值的90%预测区间。95%线表示当TTC达到该曲线所代表的值时，估计大约95%的驾驶员已经采取了制动。而5%线表示当TTC达到该曲线所示的值时，只有大约5%的驾驶员进行紧急制动操作。EB防撞策略研究3.1 3AEB干预策略将驾驶员所处的交通环境按照危险程度分为-5个区域(0表示没有碰撞危险，1表示碰撞不可避免)。当在该区域时，AEB系统没有检测到碰撞的危险，并且系统没有动作。当在该区域时，AEB系统检测到碰撞的危险，但危险程度较低。该系统使用基于图像的提示性警告来提醒驾驶员注意危险。在该区域，危险等级上升到高等级，然后系统向驾驶员发出碰撞警告，提醒驾驶员碰撞即将发生，并同时使用声音和图像警告。在该区域，碰撞风险非常高，系统在发出碰撞警告的同时使用部分制动。在该区域时，碰撞的危险性极高，碰撞迫在眉睫甚至不可避免。AEB系统采用全制动。传统的AEB系统仅在危险等级高时给出早期警告，即仅是碰撞警告，通常是简单的闪光或蜂鸣器。这些消息是二进制的，包含较少的危险信息，留给驾驶员的时间很短。根据这些信息，驾驶员通常很难在短时间内做出正确的判断和反应。研究表明，当检测到碰撞危险，但危险程度不高时，应给予驾驶员提示性警告，告诉驾驶员危险类型、危险位置等更具体的信息。因此，本文采用了暗示预警和碰撞预警两级预警策略。本文假设路面摩擦系数为0.8，即车辆完全制动时所能达到的最大制动减速度为-0.8g.部分制动时制动力为38%，部分制动时制动减速度约为-0.3g 3.2风险估计模型的建立TTC-1在本文中主要用于风险等级的判断和风险区域的划分。当TTC-1值高于95%线时，危险等级极高，进入危险区域。考虑到当车辆速度较高时，驾驶员在危险区域通过转向操作避免碰撞的倾向增加，AEB系统采用碰撞预警，本文采用声音和图像的联合预警。采用声音和图像联合预警时，驾驶员的平均反应时间为0.90秒。为保守起见，本文中区域前1.0s设置的区域为高风险区域，即区域。在该区域，系统使用基于图像的提示警告。研究结论 然而，基于TTC的危险判别方法仅适用于相对高速的情况。对于近距离稳定跟车情况，即两车间距较小但相对速度较小甚至为零时，如果前车突然刹车，后车将有追尾的危险。这种危险是潜在的，基于TTC的算法无法识别它。为了考虑这种近距离稳定跟车条件，最常用的方法是引入THW(time-headway)，即两车相对距离除以跟车速度。然而，THW不是一个与碰撞风险直接相关的量。当驾驶员在下列条件下选择THW值时，会受到许多因素的影响，如地区、前方车辆类型等。因此，使用THW无法准确估计危险程度。4.模拟和验证：一些国际组织已经引入了AEB测试方法，如ADAC、AEBGroup、ASSESS等。ADAC的测试方法是欧洲-NCAP推荐的。本文通过仿真分析验证了AEB避碰算法的有效性。AEB的有效性测试方法主要分为四种工况：匀速低速行驶、匀速减速、匀速减速至停止和静止。使用PreScan软件来建立这些测试场景，并选择PreScan自己的雷达模型来探测车辆前方的障碍物。探测距离为150m，采样频率为100Hz。仿真过程中实时输出车速、报警信号、制动压力等信息。限于篇幅，本文仅详述高速测试B1的仿真结果。在这次测试中，车辆以恒定的速度接近缓慢移动的前车。测试开始时车速100km/h，前车车速60km/h，两车距离200m。测试开始时，两辆车之间的相对距离为200米。由于本文使用的雷达探测距离为150m，因此无法探测到目标。此时，相对距离被设置为150m，TTC值被设置为15s。4.7s时，雷达检测到目标物体，由于车速高于前车，相对距离和TTC值逐渐减小。不过，此时并未检测到危险，处于安全区域。在14.17秒，当进入危险区域时，AEB系统向驾驶员发出预警。但由于车辆没有制动，两车仍以恒定的相对速度接近，相对距离和TTC值继续减小。16.82秒，进入危险区域时，系统会向驾驶员发出碰撞预警。17.83s，进入危险区域，AEB系统在38%制动压力(67MPa)下开始部分制动，相对速度下降，但相对距离和TTC值继续下降。18.62s，进入危险区域时，系统开始全制动(150MPa)，TTC继续减小，18.83s达到最小值0.8s，19.62s相对速度降至0，相对距离达到最小值2.68m，成功避碰。完全制动后，碰撞风险逐渐降低，危险区从到逐渐变化。从仿真结果可以看出，所研究的AEB避碰策略可以完全避免在ADAC B1、B2、B3测试条件下的碰撞。在测试条件B4下，它可以在20、30和40km/h3的车速下避免碰撞。当车速为70km/h时，不能避免碰撞，但可以降低碰撞速度39.4 km/h结论基于典型危险工况，提取典型危险工况下驾驶员紧急制动行为特征，得到驾驶员平均制动减速度和紧急制动开始时间TTC值。根据这两个参数，建立了基于TTC和期望减速度areq的风险估计模型。然后，根据风险估计模型，将行驶工况划分为危险区域，制定AEB的避碰策略。该策略根据危险程度的增加，按照“无动作-基于图像的提示预警-基于图像和声音的碰撞预警-部分制动-完全制动”的顺序进行干预。最后，通过预扫描仿真建模，根据ADAC提出的AEB有效性测试方法，对所开发的AEB避碰策略进行了验证。仿真结果表明，所提出的AEB避碰策略具有较好的适应性 然而，本文仅对AEB系统的避碰性能进行了仿真验证，并未对提示预警和碰撞预警的效果以及用户接受度进行验证。后续研究将用主观评价实验来验证所开发的预警策略的干预时间和人机界面。同时，还计划利用驾驶模拟器或实车实验来验证本文所研究的AEB算法。2车辆紧急制动原因分析列车正线运行时，在列车紧急制动回路上串联有安全保护的车辆系统和信号系统的节点电路。一旦紧急制动回路失去动力，列车将失去牵引力并实施紧急制动，直到列车停止。深圳地铁1号线开通以来，列车出站时在列车正线上出现紧急制动现象。退库检查信号有两种：故障码为140，识别码为3的ATP系统(以下简称“紧系统140-3”)和故障码为140的ATP系统(以下简称“紧系统140”)。此类故障的发生给正线列车的运营和服务带来了严重影响。同时，最终的结果体现在车辆紧急制动回路断电，车辆与信号的接口边界比较模糊，导致两个系统的责任划分不清。1车辆紧急制动电路原理及故障信息：继电器02K01(43/44)、02K10(73/74)、02K09(33/34)、02A01-S11(自动折返时04K03(33/44)、04a06 (K6、ATP的K7继电器)车辆紧急制动电路继电器02K01、02K10、02K09、02A0-S11(自动折返时04K03)或紧急记录从故障前384毫秒到故障后256毫秒的环境变量。车辆故障信息环境变量中继电器04A06 (K6，ATP的K7继电器)，02K88，02V05或车辆紧急制动电路接触电路故障引起的紧急制动，常用制动(20313行)，快速制动(20314行)，紧急制动(20312行)为“0”和“1”。记录从故障前384毫秒到故障后256毫秒的环境变量。因此，如果发生代码140-3紧急制动，并且车辆故障数据记录中的紧急制动、快速制动和常用制动同时为“1”，则可以判断为车辆设备引起的紧急制动。如果车辆故障数据记录中只有紧急制动为“1”，而快速制动和常用制动为“0”，则车辆设备和信号设备都可能是紧急制动的原因。2代码故障的统计分析通过对2007年至2009年代码140/140-3故障的统计分析，笔者发现：1)代码140/140-3故障与列车、特定时间段没有特定关系。2)代码140/140-3的故障发生在列车低速运行时，大部分发生在列车即将出站时。除罗湖站外，所有车站均无集中分布。3)当代码140-3故障发生时，车辆故障信息的环境变量只包括紧急制动，不包括常用制动和快速制动。故障原因不在车辆系统。4)代码140/140-3故障(或不明原因的低速紧急制动)发生在除URM(无ATP保护的手动驾驶)模式以外的所有模式中，ATO模式是最常见的模式。该故障很可能是由信号系统触发的。5) ATP必须重启140-3，运行两个轨道信号后才能收到速度码；紧急140不需要重启ATP。在运行两个轨道信号后，您可以接收速度代码。6)根据上述特征和140/140-3号代码紧急制动故障的相关记录，可以知道在以下情况下容易发生此类故障：列车二次标杆(低速)；折返的列车刚刚启动；出站的火车刚刚启动。 3代码紧急制动信号的定义根据上述统计分析和试验线的模拟，并与信号供应商核实后，代码140/140-3紧急制动信号定义如下：1)收紧140-3的定义：ATP监测车辆紧急制动回流线20312的电压信号，信号系统中某两回路作出判断。当紧急制动回读的两个信号不一致或在一个采集周期内检测到紧急制动回路电压跳变时，发现列车启动时，车载ATP触发代码为“140”的紧急制动，通常称为“140带3”收紧。2)140的定义：ATP监测车辆紧急制动回路20312的电压信号。当两个电压信号中都没有紧急制动回读信号时，ATP记录紧急制动故障信息。同时，ATP通过04A06 (K6，ATP的K7继电器)断开车辆应急电路。4紧急制动的电路改进为了明确代码140-3紧急制动故障车辆部门与信号部门的接口责任，对车辆紧急制动原理图中的电路进行了改进。02K88和它下面的二极管移到电路中的K6X2/6。在电路中，车辆和信号触点完全分离，监测点X113-325和X113-318移到K6和K7触点上方的位置。如果因为车辆原因紧急制动，即K6X2/6以上电路断开。列车发生紧急制动后，监测到信号断开后，信号会跟随并触发紧急制动。如果紧急制动由信号触发，即K6和K7触点断开，则列车将紧急制动，但信号不会监控这种断开。这种紧急制动不需要信号缓解，信号HMI上也不会出现紧急制动图标。5结束语：故障排除指南规定了司机的处理方法，节省了乘务人员处理此故障的时间，保证了列车的正点运行。同时，通过改进紧急制动回路的电路，明确了车辆系统和信号系统的职责及其各自的范围，减少了双方的接口。代码140-3紧急制动是信号系统故障，代码140紧急制动是车辆紧急电路问题。