3.1 感知对象
分类 移动物体位置 驾驶员违章行为
驾驶行为
运行参数 车状 道路 路面 环境
内容 路内各类交通参与者 疲劳驾驶、醉酒、超车
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
速度、位置、方向、偏航角速度、加速度等 胎压、烟火、行车记录
线型及标线、标志、信号灯 冰、雪、路面摩擦系数、坑漕 温度、湿度、雨雪雾、光线、障碍物
6
违法穿行车行道(行人)
19
违法变更车道（机）
酒后驾车（机）
违法倒车（机）
不按规定让行（机）
10
逆向行驶（机）
违法掉头（机）
违反交通信号(机)
未保持安全距离（机）
11
油门控制不当（机）
制动不当（机）
转向不当（机）
0
5
10
15
20
城区事故高发路段
违法横穿(非) 逆向行驶(非) 违法穿行车行道(行人) 违法超车（机） 酒后驾车（机） 超速行驶（机） 不按规定让行（机） 违法变更车道（机）
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0. 12～0. 13 s 之间, 驾驶时若眼 睛闭合时间达到0. 15 s 就很容易发生交通事故
应用情景5-安全辅助驾驶系统
冲突的发生及最终演变为事故是由于人、车、路多 重风险条件下缺乏对风险的全面及时感知和及时预 警，冲突出现时驾驶员对车辆难以实现快速操控避 让。
严重冲突
事故
轻微冲突
潜在冲突
互不干扰的交通参与者
1.3 事故风险规避对策及效果
事故风险原因
驾驶员主观风险行为/违章行为
人
行人/非机动车主观风险行为
判断失误/躲避不及
道路交通安全风险 智能感知技术及应用
陈艳艳
cdyan@ 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
车
车辆故障
路
危险路段
风险感知及控制措施
限速牌 危险警示牌 执法/电子警察 智能车辆 车路协同
加强风险感知能力、减少违章，提高快速规避反应能力及伤害减轻 能力，可有效降低事故风险。
车路协同技术： 通过传感、图像处理、GPS等智能感知技 术，以及车辆与车辆（V2V）、车辆与基 础设施（V2I）之间的通信，更早及更准确 地感知风险，并向驾驶员提供建议或发出 危机情况警告，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。
Intelligent Environments
26
第四部分 未来发展待解决问题
4.1感知方式选择及技术进步
技术需求
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；
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
4.5 安全效果评价技术
报警漏报率及准确率 事故数 冲突数 风险感知及行为时间 速度降低 行为（遵章率）变化
仿真实验平台 驾驶模拟舱
4.6 标准
设备 通讯协议 系统设计参数
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？
1.2 事故的风险来源
交通事故是过失事件
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、对撞、变道、车道偏离、超车、盲点预警及操控可控性提高
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。
压力、温度、烟度等传感器
激光、车速等传感器、图像识别或GPS
车载红外、激光、视觉、振动等传感器
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。
高风险行为
与机动车相关的事故
与非机动车相关的事故 与行人相关的事故
高风险事故形态
60%
事故数
50%
死亡人数
40%
受伤人数
30%
20%
10%
0%
撞 相 面
撞 相 面
撞 相 随
擦 刮 向
物 定 固
擦 刮 向
压 碾
车 翻
辆 车 止
他 其
侧
正
尾
同
撞
对
静 撞
高风险地点
根据我国安全风险情况，系统设计应确定重点感 知对象、感知方式、感知地点、预警内容、阈值
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 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
路口事故原因分布（责任人）
制动不当（非）
违反交通信号(非)
违法转弯(非)
违法横穿(非)
6
妨碍安全行车行为（非）
机件故障（车）
违反交通信号(不明)
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
高风险人群
国名
美国 法国 德国 英国 中国
行人与骑自行车 人占事故死亡总 13.4%
人数比例
13.6% 21.6% 25.1% >40%
不同出行主体道路交通事故死亡情况对比 (2006年－2009年北京城区）
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 短程通信用于实时性较高的交通应用，如主动安全控制；
Hale Waihona Puke GPS移动通信 2G、3G
DSRC
DSRC
DSRC
DSRC
DSRC
•车内ಈԺ：蓝牙（BT：Bluetooth），Ultra-wideband (UWB) •车外通信：2G, 2.5G, 3G, 3.5G (cellular systems), GPS, WiMAX •车路通信：专用短程通信（DSRC），微波，红外，Wi-Fi •车车通信：专用短程通信（DSRC），Microwave, Infrared
3.2 感知手段
分类 移动物体位置 驾驶员违章行为
驾驶行为
车状 道路 路面 环境
内容
车辆：GPS +电子地图 行人：红外摄像机、超声、压力传感器、雷达 疲劳驾驶：图像识别和方向盘操纵力传感器 超速：GPS 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 控脚踏板上的压力状况) 等
风险警示系统将由静态、单向通信向实时双向通信的转变，提高主 动避险能力。
施工区安全警示系统
传统 方式
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 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
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 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
4.4 复杂情境下的信息处理及决策技术
复杂的道路环境 种类繁多的冲突类型 准确判断、预警至关重要
机动车—机动车事故 机动车—自行车事故
4.4 复杂情境下的信息处理及决策技术
实时信息感知 冲突预测 预警 行动决策 预测及决策因素：车辆性能、司机心生理等条 件、冲突种类、环境风险程度 预测及决策技术：信息融合+人工智能（模糊 逻辑+神经网络）+离线仿真+并行高速运算
0
路段事故原因分布（责任人）
15%
1
2
3
4
30% 25%
5
6
7
1.3 事故是可以避免的
交通事故作为过失事件，主要原因在于发生了交通 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 等紧急避险措施避免了事故发生的事件。