无人驾驶汽车涉水安全问题分析及报警系统设计

郑炳华

摘 要：本文首先介绍了无人驾驶汽车的使用特点，主要分为四个部分，文章紧接着分析了无人驾驶汽车涉水的安全问题，将不同的积水高度与车辆自身高度进行有效对比，尽可能防范无人驾驶汽车的涉水安全问题。文章阐述了无人驾驶汽车设计原理，将涉水安全问题有效融入设计原理当中，尽可能地分析当面对涉水安全问题无人驾驶汽车的运行过程。在文章最后介绍了无人驾驶汽车涉水报警系统设计。

关键词：无人驾驶汽车;汽车涉水;行驶安全;问题分析;GPRS;车联网;报警系统设计

1 引言

随着我国经济与社会的快速发展，汽车的持有量数量在飞速的增加，在一定程度上城市的发展速度并不能跟上人均车辆拥有数量，导致城市的路况在一定程度上变得十分紧张，城市交通面临着巨大的压力。随着汽车技术的不断前进发展，智能控制技术，人工智能技术以及体系，结构，视觉设计等融会贯通创造出无人驾驶汽车，在一定程度上可以更好地解决当前我国社会交通存在的不足之处。通过无人驾驶汽车技术的有效使用，在车辆内部安装感应设备以及智能操控控制系统，进一步来获取汽车在行驶过程当中的实际姿态，在一定程度上降低无人驾驶车辆的交通事故率，更好地提高自动驾驶的安全。在无人驾驶汽车的使用过程当中，往往会出现涉水问题。而无人驾驶汽车涉水安全问题以及报警系统设计在一定程度上是无人驾驶汽车相关技术前进发展的突破点。

2 无人驾驶汽车投入使用中较往常汽车的不同之处

无人驾驶汽车系统，有着高集中度的技术要求，主要包含信息自动化，通信信号以及车辆等多个专业的相关知识，各个专业的相关工作人员都需要严格按照无人驾驶汽车相关的质量要求开展一系列的设计工作，在一定程度上保证无人驾驶汽车在行驶过程中的安全性以及稳定性，更好的提升无人驾驶汽车各专业技术水平的前进发展。结合有关经济知识，通过技术的前进发展，有效降低无人驾驶汽车的生产运营投资，更好的优化无人驾驶汽车乘客的服务满意度。相对于往常驾驶员驾驶汽车相比，无人驾驶汽车有着以下不同之处：

（1）无人驾驶汽车的所有线路必须完全封闭，在一些无人驾驶区域有效地设置一些障碍物，避免发生交通事故。

（2）无人驾驶汽车系统需要尽可能地与控制中心保持通信畅通，往往采用的通信技术，应该是多重冗余技术，保证无人驾驶汽车在驾驶过程当中遇见众多的路况，也能够保证其自身的驾驶安全，在一定程度上提高无人驾驶汽车系统的安全性能。

（3）无人驾驶汽车在一定程度上需要更好的控制系统，保证无人驾驶汽车可以有着自动预检的功能。一旦无人驾驶汽车出现不同程度的安全故障，则在第一时间内进行报警处理。不仅如此，无人驾驶汽车还需要通过多重控制的方式，有效的对车辆内部环境进行合理优化调整。

（4）根据相关工作人员的工作经验来看，无人驾驶汽车系统首先应该采取稳定性以及安全性更高的移动闭塞系统，尽可能的在保证无人驾驶汽车安全行驶的过程当中，可以更短的说短通信时间，在一定程度上保证无人驾驶汽车与其所拥有者之间的沟通交流及时并且准确[1]。不仅如此无人驾驶汽车还需要其自身有着可靠的应急运行方式，一旦无人驾驶汽车的操作出现不同程度的问题，则依旧可以依靠手工调整去改变当前驾驶状态，尽可能的避免由于无人驾驶汽车出现故障而发生交通意外的可能。

3 无人驾驶汽车涉水安全问题

在无人驾驶汽车驾驶过程当中，往往会遇到多雨季节时自动驾驶，有时候会有很大的降雨量，导致地面上全都是积水。并不是所有的城市下水道排水能力都能够足以应付暴雨时期，在实际驾驶过程当中，人们不得不担心无人驾驶汽车涉水的安全问题。根据相关驾驶人员的实际涉水经验可以知道，合理的判断车辆涉水深度，在一定程度上可以有效解决雨季城市路面积水无人驾驶汽车的安全问题[2]。

3.1 涉水深度第一条安全线：车轮半高高度

在无人驾驶汽车涉水深度相关的安全线对比依据，首先需要判断涉水深度与车轮半高高度之间的高度差。对于一些司机来说，如果汽车的涉水深度在车轮半高高度之下，那么则可以较为安全地直接通过涉水区域。

3.2 涉水深度第二条预警线：门框离地高度

在无人驾驶汽车涉水深度相关的安全线对比依据，其次需判断涉水深度与门框离地高度之间的高度差。如果发现涉水深度接近或者超过了门框离地高度，那么司机则需要谨慎的通过涉水路面，避免车辆有可能发生进水的可能，在一定程度上杜绝由于进水而导致车内不同设备发生安全故障。

3.3 涉水深度第三条警戒线：排气口高度

在无人驾驶汽车涉水深度相关安全线对比依据，最后需要判断涉水深度与排气口高度之间的高度差，如果相关人工作人员发现了积水深度在一定程度上接近或者超过了排气口高度，那么司机人员则不能够直接行驶，需要避免由于积水深度过高，而导致基因发动机熄火的可能性。不仅如此，如果汽车排气压力较小，甚至还有可能会导致路面积水倒灌进车内结构，在一定程度上对汽车内部造成永久性损害[3]。

4 无人驾驶汽车设计原理

汽车自动驾驶技术的实现是通过摄像头采集路面情况的图像，利用无人驾驶汽车系统的图像分析功能，对当前行驶的路面信息作出有效的判断，结合一系列的汽车安全行驶要求作出下一步汽车的有效指令，进一步改变无人驾驶汽车的行驶轨迹。在无人驾驶汽车面临涉水安全问题的时候，往往会通过无人驾驶设计原理来向汽车内部反馈一系列的路面情况，根据路面情况的具体收集，计算机会做出有效的驾驶预测，更好的保证无人驾驶汽车的涉水安全问题[4]。具体实施步骤如下：

（1）合理使用高精度摄像头收集当前形势的路面信息。在路面有积水的情况下，高精度的攝像头在一定程度上还可以检测到路面积水的高度。将收集到的积水高度与车轮半高、门框离地高度及排气口高度作对比，一旦发现积水高度超过正常无人驾驶汽车涉水的高度要求，则需要立马将具体信息反馈到车辆控制中心。

（2）将收集到的路面信息汇总传递到汽车控制中心进一步调整优化将对应的指令数字化传递给汽车控制单元。车辆控制中心收到高密度摄像头采集到的路面信息以及积水高度，尽可能地做出下一步无人驾驶汽车的行驶预判，尽可能的去无人驾驶汽车在行驶过程当中遭遇涉水安全问题[5]。

（3）车辆控制单元根据汽车控制中心发出的有效指令，合理的改变当前无人驾驶汽车行驶的状态，通常情况下车辆控制单元会选择使用深度神经网络技术去实现，对于车辆的严格控制。有效实现无人驾驶汽车对于积水过高地段的安全规避行为。

5 无人驾驶汽车涉水报警系统设计

全球定位系统技术，监控装置，雷达视觉计算以及人工智能相关技术是无人驾驶汽车系统中常用的重要关键技术，相关工作人员可以通过这些技术的合理使用，在一定程度上获得无人驾驶汽车在行驶路程中所产生的一系列数据信息。例如尽可能的收集路面积水的高度与汽车自身部位的高度数据信息，通过对这些信息的加工处理，可以在一定程度上影响无人驾驶汽车的安全程度以及稳定程度。

（1）传感器技术：传感器技术的合理使用，在一定程度上可以保证操作人员与无人驾驶汽车的行驶轨迹进行无缝连接，而常见的传感器技术主要包括距离传感器以及图像传感器。在无人驾驶汽车当中常见的传感器技术的运用主要体现在多摄像头，单摄像头，GPS定位装置，以及多普勒雷达等。传感器技术可以更好的将路面环境进行有效的收集，在一定程度上判断当前路况是否满足无人驾驶汽车的正常驾驶要求。

（2）车辆电子技术：汽车电子技术的合理使用可以提高无人驾驶汽车的安全性以及可靠性。在汽车电子技术合理使用当中所用到的中央处理器必须满足，可以同时处理来自多个不同传感器所收集的信息数据[6]。车辆电子技术的有效使用，可以将传感器技术收集到的一系列关于路面积水的相关数据信息，进行有效的加工处理进一步对下一步无人驾驶汽车的运行模式优化调整，保证无人驾驶汽车的涉水安全问题得到有效解决。

（3）操作控制技术：操作控制技术，在一定程度上使相关工作人员通过计算机控制技术，将实际操作与反馈结果有效的联系起来进一步改变无人驾驶汽车的行走轨距，在一定程度上通过远程操控技术，保证无人驾驶汽车可以在一定程度上更好地代替传统汽车驾驶，常见的无人驾驶汽车中使用操作控制技术的情况包括对收集到数据进行合理的有效分析，并建立相关的数据模型，在一定程度上根据模型判断当前汽车的运行情况，并对汽车进行合理的优化调整。接收到车辆电子技术的具体指令，然后实现车辆的操作控制，在具体行动上规避汽车涉水安全问题[7]。

（4）网络传输技术：网络传感技术在一定程度上体现着无人驾驶车辆之间的相互沟通交流以及无人驾驶车辆与卫星、天气预报之间的有效联络。只有网络传输技术的合理使用才能在一定程度上保证无人驾驶汽车行驶过程中的安全性，才有可能真正的辨别行驶道路路上可能会遇见的一系列阻碍，根据交通警示情况而进行合理的驾驶行为，更好地避免交通事故出现的可能[8]。基于无线通讯的车辆网技术越来越成熟，ZIGBEE、GPRS通訊已经在技术方案、成本控制、都已经实现市场化应用，而5G通讯更是为车联网市场前景提供新的思路。通过网络传输技术可以更好的在路面积水的时候接收到交通部门的相关信息，提前做好无人驾驶汽车的行驶路面规划，在一定程度上可以更好地规避无人驾驶汽车的涉水安全问题[9]。

6 结语

无人驾驶汽车系统由于一系列科学技术的不断结合优化，在一定程度上保证了无人驾驶汽车行驶过程中的安全性以及可靠性。就算是涉水安全问题也可以得到有效的解决，在一定程度上保障了无人驾驶汽车的通行效率以及安全性能。文章通过无人驾驶汽车涉水安全问题以及报警系统设计，阐述了无人驾驶汽车的优秀性能。

参考文献：

[1]杜久富.汽车涉水导致发动机产生机械事故的原因及责任分析[J].陕西汽车2000（1）：46-48.

[2]朱则刚.雨天驾车涉水技巧[J].城市车辆，2007（11）：61-64.

[3]周朝霞辛志南侯宪春.如何进行涉水驾驶[J].商用汽车2001（8）：54-55.

[4]张丽李续武，呼玮等.水位实时监测系统的设计与实现[J].航空计算技术200636（3）：25-28.

[5]王国伟.基于单片机的水情监测系统设计[D].南京：南京理工大学2012：62.

[6]张伟.基于ARM和GPRS的城市道路积水自动监测与预警系统设计[D].成都：成都理工大学2014：33.

[7]周伟东，李隽杰，邵宏亮.浅谈转向系统对车辆交通安全的影响和发展趋势[J]净月学刊，2017（5）：120-123.

[8]刘斌斌，刘万伟，毛晓光，等.无人驾驶汽车决策系统的规则正确性验证[J].计算机科学，2017，44（4）：72-74.

[9]程岩，李宝林.无人驾驶车辆光学传感器自适应曝光算法研究[J].单片机与嵌人式系统应用，2017，17（11）：68-69.