无人驾驶汽车:新的交通安全问题解决途径
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作者: 赵阳
摘要：随着经济的飞速发展，交通安全问题已经成为当今社会的第一公害。本文通过对交通事故发生原因的数据进行分析，得出驾驶员是交通事故的主要原因。继而文章简单介绍了无人驾驶车的工作原理，指出由于无人驾驶汽车剔除了人这一不稳定因素，并且拥有比人更为迅捷的反应决策速度，因而能够避免绝大多数交通事故的发生。最后，文章提出无人驾驶汽车是解决交通安全以及其他一系列交通问题的重要途径。
关键词： 无人驾驶汽车交通安全智能驾驶
1、交通安全问题现状
汽车作为当今社会的主要交通工具，为人们的出行带来了极大的便利，大大增加了人类的活动范围，在人们的日常生活中起着不可忽视的作用。然而，曾几何时，汽车数量的剧增，导致了交通的拥堵，交通事故频繁发生。交通安全问题已经成为影响民生的首要问题之一，而交通事故也已经成为现代社会的第一公害。
中国经济快速畸形发展，汽车数量急剧增长，交通拥堵在一、二线城市中频繁发生，甚至三线城市也时有发生，北京更成为“首堵”之城。据测算，中国拥堵严重的15座城市因拥堵每天损失近10亿。车辆的增加同时也带来了交通事故的频发。世界卫生组织公布的资料显示，世界每年有120万人死于交通事故。英国卫报报导，世界平均每半分钟就发生一起交通事故。交通事故也急剧增加，原公安部副部长刘金国曾表示，中国交通事故死亡人数占全世界的16%左右，交通事故与死亡人数稳居世界第一。
2、事故诱因分析
中国的交通安全问题作为一个重要的民生问题，已成为“十二五”期间一个不容回避的课题。尽管国家采取了种种措施来减少交通事故，甚至加大对交通肇事者的刑罚力度，但是仍不能有效地解决问题。究其原因在于，人是车辆驾驶过程中的一个极不稳定的因素。酒后驾车无疑是交通事故的一大诱因，但是除此之外，长时间疲劳驾驶、驾驶员心情因素，乃至偶尔的失神都可能导致一场严重的交通事故。可以说，驾驶员是交通事故中最重要的影响因素。这一点可以从我国历年道路交通事故数据分析中得到证实。例如，2004年因驾驶员因素导致的交通事故占总数的89.8％，造成的死亡人数、受伤人数分别占到了总数的87.4％和90.6％，财产损失占全部损失的92%。此外，Erez Dagan等人的研究也表明：由各种原因引起的驾驶员注意力不集中是交通事故频发的重要原因，与驾驶员自身相关的交通事故中90%是由驾驶员注意力不集中造成的。在美国警察局统计的交通事故中，50%以上的事故是由于驾驶员注意力不集中而引起追尾碰撞和车道偏离。
3、无人驾驶汽车安全驾驶原理
随着科学技术的发展，无人驾驶汽车开始从实验室走向城市道路，为我们解决交通问题提供了一个新的思路。无人驾驶汽车，也被称为无人车、智能车，它采用视觉、激光雷达、超声传感器、微波雷达、GPS、里程计、磁罗盘等多种车载传感器来感知环境，并根据所获得的道路、车辆位置和障碍物信息控制车辆转向和速度，从而自主、安全、可靠地在特定环境下行驶。
无人驾驶汽车的主要工作原理分为环境感知和行为决策两部分。
环境感知主要包括车辆定位，车辆自身位姿感知和车辆周围环境感知三部分。车辆定位主要利用GPS、全球定位仪、地图匹配等技术来确定无人驾驶车辆自身的地理位置信息；车辆自身位姿感知主要用驱动电机、电子罗盘、倾角传感器、陀螺仪等传感器进行测量自身的速度、加速度、倾角、位置等信息；车辆周围环境感知以主动型测距传感器为主，被动型测距传感器为辅，主要利用光学、激光、微波、红外手段检测车辆周围的车辆、行人和道路等环境信息，并采用信息融合的方法构建车辆周围的世界模型。
行为决策包括路径规划，车辆控制两部分。路径规划模块根据传感器的信息，结合车辆的任务信息，对车辆的行进路径进行全局规划和局部规划；车辆控制根据处理器决定的方案控制车辆的驱动装置按照预定的路径行进。
相对于传统车辆，无人驾驶汽车利用计算机代替人来控制车辆，不仅不会疲劳，不会因为车外的景观和其他有吸引力的事物分心而导致交通事故，而且能够更加快速地探测和理解车辆周围的环境，迅速做出车辆的行为反应决策，避免交通事故的发生。德国Daimler-Benz公司曾于1992年发布一份研究报告指出，如果驾驶员能多0.5秒的警告时间，就可以避免至少60% 的追尾撞车事故、30% 的迎面撞车事故和50% 的路面相关事故;如果再多1秒的警告时间则90%的追尾事故可以避免。剔除了人这一危险因素以后，无人驾驶汽车可以避免绝大多数的交通事故。因此，通过发展无人驾驶汽车来增加交通安全性不仅是可行的，也是必要的。
4、结束语
无人驾驶汽车在交通安全问题方面着重要的研究价值和应用前景。美国国家高速公路交通安全部预测采用智能驾驶系统能防止37%-74%的交通事故，而且无人驾驶车辆能够大幅度提高公路的通行能力, 至少使现有高速公路的交通量增加1倍; 大量减少公路交通堵塞、拥挤, 降低汽车油耗, 可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25%～40% 左右; 大大提高了公路交通的安全性。因而，包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输的影响, 可能会超过洲际高速公路。利用高新技术发展具有自主驾驶功能的智能车辆是解决交通安全问题的关键手段之一。
参考文献：
[1] Evans, L. Traffic Safety. Science Serving Society, Bloomfield Hills, Mich. 2004.461
[2] Erez Dagan, Ofer Mano, Gideon P. Stein, and Amnon Shashua, Forward collision warning with a single camera, In IEEE Intelligent Vehicles Symposium, 2004, 59-65.
[3]Dean Pomerleau, Charles Thorpe, and Doug Pape et al., Run-off-road collision avoidance using IVHS countermeasures, National Highway Traffic Safety Administration, DOT HS 809 170, December 1999.
[4]National Transportation Safety Board, Special investigation report-highway vehicle vehicle-and infrastructure-based technology for the prevention of rear-end collisions. NTSB Number SIR-01/01, May 2001.
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