车路协同视角下的行人车辆碰撞风险识别与决策研究

赵怀福

摘要：随着国民经济水平的不断提高，汽车数量逐年增长，在交通道路的安全方面，增加了行人和车辆之间的碰撞风险，为了使行人和车辆的碰撞风险能够被准确的识别出来，提高预警效果，站在车路协同视角下，可通过风险区域的预判，对风险进行分析，识别碰撞风险，分级碰撞风险，以此对驾驶人起到提醒作用，采取有效的防碰撞措施。本文对车路协同在行人车辆碰撞风险识别和决策中的重要性进行了探讨，分析了车路协同视角下行人车辆碰撞风险识别与决策的方案，合理规划风险识别和预警决策流程，在直行状态和换道情形中，准确的识别行人车辆碰撞风险。

关键词：车路协同;行人车辆;碰撞风险;识别;决策

前言：道路交通系统中发生道路事故的风险始终存在，特别是行人作为慢行交通的参与者，缺少相应的保护措施，在驾驶人等因素的影响下，可引起道路交通事故，例如驾驶人违规、疲劳、分神等，均有可能在失误操作下引发交通事故。在车路协同基础上的行人车辆碰撞风险识别和决策中，车路协同技术取得了显著的应用效果，有效的提高了道路交通的安全性，改善了交通拥堵的问题，是值得人们不断探索和研究的一项先进技术手段。

一、车路协同在行人车辆碰撞风险识别和决策中的重要性

车路协同技术最初被提出是在特定的试验场景中应用的，获取车辆信息、路人信息、道路信息，以无线通信技术、传感探测技术为应用基础，在通信信息的交互和共享下，使基础设施、车辆之间形成协同效果，提升道路交通的安全水平，交通拥堵问题得到有效缓解。车路协同技术能够使车辆感知到周边环境的具体情况，获取精细的周边环境信息，扩大了车辆对周边环境的感知范围，提高行人碰撞风险的识别准确性，以此强化预警的有效性，防止出现交通事故问题，降低行人和车辆之间的碰撞风险。在车路协同技术的应用中，车路信息相互互通共享，对多行驶状态下的车辆和车辆障碍物的风险，形成了有效的识别效果，采取有效的控制措施、预警措施，实现对驾驶领域的安全辅助功能，在阈值比较法、模式识别法等方式应用下，识别和预测车辆与行人之间形成的碰撞风险。在主动汽车避撞报警方法和行人防碰撞系统等应用中，对制动操作进行自动执行或自动完成转向执行，在系统的感应功能下，驾驶人主动的采取规避碰撞的动作措施，才能够停止系统功能，预警精细程度更高，风险识别范围更广泛。利用车路协同技术对行人位置进行检测，预测行人位置，获取车辆信息，进行信息的共享整合，获取人车冲突的区域，以此进行车辆报警，降低行人车辆的碰撞风险，及时识别风险，防范风险。由此可见，车辆协同在行人车辆碰撞风险识别和决策中有着重要意义，在风险识别、风险信息的获取等各方面，有必要进行更进一步的深入研究，站在车路协同视角下识别行人车辆碰撞风险，并制定相关的决策，提高道路交通的安全性[1]。

二、车路协同视角下行人车辆碰撞风险识别与决策的方案

（一）风险识别和预警决策流程

基于车路协同的行人车辆碰撞风险识别和决策主要流程，是借助车路协同技术和信息采集技术等先进的技术手段，检测信息，对车辆自身信息进行收集，采集周边环境信息，通过信息的整合、分析，获取充足的数据，用于后续的多行驶状态下行人车辆碰撞风险识别和决策。对车辆行驶状态进行判断，对相应行驶状态下的行人车辆碰撞风险识别算法进行调用，分级识别碰撞风险，判断驾驶人当前的驾驶状态，对驾驶人是否感知到风险进行推断，确认驾驶人的风险感知后，进行一系列的处理。预警和避碰是通过阶梯式双重避碰模型应用来完成的，对风险状态和驾驶人操作的情况进行模型搭建，实施有效的预警和避碰作业，根据风险区域内行人位置信息、车辆信息，判断车辆和行人之间的相对距离，对风险等级进行分级识别，可划分出以下四个不同的风险等级，分别是安全、提醒、危险、制动。按照上述规范流程进行车路协同下的行人车辆碰撞风险识别和决策，能够使多行驶状态下的风险识别力大大提高，制定有效的决策，保证行人和车辆之间的碰撞风险被准确识别出来，及时进行防范和处理[2]。

（二）直行状态

处于直行状态下的车辆在识别行人和车辆之间的碰撞风险时，要结合车路协同技术的应用，获取车辆信息、道路信息、行人信息，对行人轨迹进行判断，分析行人轨迹和车辆运动轨迹之间是否存在冲突性，若是行人和车辆之间的运动轨迹不冲突，则可以获取最终的判定结果，认为行人和安全行车之间不构成危险性，若是二者之间存在着冲突的运动轨迹，则说明行人和车辆之间能在一定程度很多的风险，以此识别碰撞风险，预测车辆和行人的运动轨迹。对碰撞区域中车辆和行人之间的碰撞时间进行计算和分析，确定碰撞风险等级，在对碰撞风险区域进行划分时，要在车前的保险杠中心点位置作为起点，选择轴线，建立运动车辆坐标系，垂直车辆运动方向为X轴，平行于车辆当前速度方向为Y轴，准确的处理信息，将不必要的数据处理去除掉，降低系统工作量，提升风险反应时间。车辆运动方向和直行行驶的风险区域之间是平衡关系，在判定碰撞危险程度时，要结合行人和车辆之间运动轨迹的冲突性，判断危险等级，根据车辆和行人之间的最近距离，分析风险，若是行人和车辆处于风险区域内距离小于提醒避碰距离，则说明当前行人在系统判定中为提醒等级，在预警系统的功能下，会对驾驶员发出提醒避碰消息，采取有效的避让措施，防范碰撞风险。

（三）换道情形

车辆在行驶中的换道情形是短暂的换道行驶动作，通常是由于前方有不可移动的障碍物或其他原因引起的，与直道不同，换道行驶时，基于车路协同技术的应用风险识别，会自动判定行人和车辆的碰撞风险等级。若是所换车道上存在行人，结合行车车道的风险区域分析，若是行人和车辆之间的横向距离属于风险区域内，并且同时存在纵向距离过小，对比碰撞提醒距离和紧急制动距离之和，纵向距离不超出该范围，则判定车辆不可换道，系统会发出提示，驾驶员可稍后再进行换道操作，并及时启动预警制动机制，反之，则提醒驾驶员可换道。例如行人和目标行车车道风险区域之间距离短，处于风险区域内，纵向距离计算，要将紧急制动距离和避碰提醒距离加在一起，为行人和车辆的纵向距离，在结果分析中，判定换车道是否会对行车安全产生威胁，完成车辆换道之后，风险区域会进行再次划分，判定风险，对碰撞风险的等级进行准确的判定。值得注意的是，紧急制动的起始距离与人工制动的起始距离相比，距离长度更短，因为人工制动具有主动性，是驾驶人的主动制动行为，要将驾驶员的反应时间增加在整体的制动时间中，紧急制动是一种系统制动，具有强行制动性，作用时间更短，比驾驶员的反应速度快[3]。

结论：综上所述，车路协同技术应用在行人车辆碰撞风险识别方法决策中，作为一项先进技术，在特定实验场景应用基础之上，逐渐向着行人车辆碰撞风险识别和决策方面展开了深层次的探索，实现了行人和车辆之间的协同。车辆和基础设施之间的协同，在车与车、车与路的通信的交互和共享中，促进道路交通安全水平的提高，起到缓解交通拥堵、保证行人车辆碰撞风险能够被有效识别的作用。针对于车路协同技术的研究，仍旧要不断进行，促进城市交通水平、安全性的不断提升，保证人们的出行安全，提高交通运行的效率。

参考文献：

[1]汪旭.基于车联网的车辆碰撞分级预警研究[D].北京工业大学，2020.

[2]杨蒙蒙.车辆碰撞风险预测模型研究[D].新疆大学，2020.

[3]李璇.基于V2X技術的碰撞风险预警和路口通行辅助方法研究[D].吉林大学，2019.