美国DOT:V2X在公共交通中的应用

日前，美国交通运输部与巴特尔Battelle公司针对“公共交通安全优化设计”项目联合推出了一个关于该项目最新进展的总结报告，报告中对以上项目近期获得的最新进展进行了详细阐述。其中，该“公共交通安全优化设计”项目的主要目的就是为了研发设计一种可以用于公共交通的安全性应用，从而实现车辆与车辆之间以及车辆与设施之间的交流通信功能，其最终目的就是为了进一步提高公共交通以及行人的安全。

以上“公共交通安全优化设计”项目作为美国交通运输部安全示范试点部署项目中的一部分，其通信频率主要采用的5.9GHz的频率带宽。其中，以上5.9GHz的带宽正是美国国家公路交通安全管理局支持推出的无线短程通信专用带宽。

　　配备几种基本系统

　　在以上“公共交通安全优化设计”项目中，美国交通运输部与巴特尔公司分别为3辆来自于密歇根大学的公共汽车安装配备了三种基本的碰撞避免预警系统，其中分别为车辆前方碰撞预警系统、紧急电子刹车预警车灯以及曲线速度预警系统。除此之外，美国公共交通管理部门还提出了两种关注度最高的车辆预警系统，其中分别为交通路口人行横道行人警示系统和其他车辆在公共交通前方右转的预警系统。

　　◆车辆前方碰撞预警系统。该系统是一种应用于车辆与车辆之间的通信技术，在公共汽车车辆尾部的同一车道内出现同样配备有该系统的车辆时，该系统会及时地通知并警示驾驶员。通过该系统的应用可以有效地降低车辆追尾事故的发生数量。

◆紧急电子刹车预警车灯。该系统同样是一种应用于车辆与车辆之间的通信技术，在公共汽车同一车道或相邻车道前方的车辆发生紧急刹车时，系统会通知并警示驾驶员。该系统在驾驶员因其他车辆或大雾大雨等恶劣天气影响而发生视线受阻时作用最明显。

◆曲线行驶速度预警系统。该系统是一种应用于车辆与设施之间的通信技术，在公共汽车接近或进入到弯道时，如果系统发现车辆行驶速度过快从而影响驾驶安全性时，那么此时系统将会通知并警示驾驶员。由于该系统必须依靠路边的某些设备才能正常工作，因此其设计应用范围仅局限在了某些特定的设计区域。

◆交通路口人行横道行人警示系统。该系统同样是一种应用于车辆与设施之间的通信技术，在车辆进行右转或左转时如果系统发现人行横道上有行人处在了车辆的行驶路线范围内，那么系统就会触发。该系统的触发可以通过两种方式，其一就是行人可以通过路口设置的触发按钮来主动触发该系统以警示车辆驾驶员；此外该系统还配备有一个微波运动探测器，在该探测器检测到人行横道上有行人时也会触发该系统工作。相应的以上系统的警示信号被分为了两种厉害等级：一种是系统触发开关被主动触发时会产生一种普通警示作用的信号；另外一种就是在系统探测器真正探测到人行横道上有行人通行时会产生一种紧急警示信号。通过以上警示信号就可以为公共汽车驾驶员提供可靠的参考信息。

◆其他车辆在公共汽车前方右转的预警系统。该系统是一种应用于车辆与车辆之间的通信技术，在公共汽车从公交站启动且车辆前方出现其他车辆进行超车右转时系统会向公共汽车驾驶员发出警示信号。该系统也包括两种厉害等级的警示信号：一种是在其他车辆超车行驶至公共汽车一侧时系统会发出普通警示信号；另外一种是在其他车辆超车行驶至公共汽车的前方时系统则会发出紧急警示信号。

除以上介绍的公共汽车安全应用外，该“公共交通安全优化设计”项目还进行了以下设计工作：

◆公共汽车车载设备

此次项目中的公共汽车还配备有电装集团的miniWSU无线安全组件，该电装miniWSU无线安全组件采用了一个短距离微波通讯无线电，该无线电可以通过频率为5.9GHz的短距离微波通讯专用频率接收和发送基本安全信息（BasicSafetyMessages，BSMs）。以上电装miniWSU无线安全组件、项目研究车辆以及路边的测试设备均符合电气电子工程师协会（IEEE）的802.11p和1609.2标准，同时还满足美国机动车工程师协会的国际J2735信息标准。

◆人行横道运动传感器。在以上交通路口人行横道行人警示系统中采用的正是MSSEDCOSmartWalkXP人行横道运动传感器。该人行横道运动传感器被安装在了现有电线杆上，同时其建议安装高度为10英尺-12英尺，此外该传感器还采用了多普勒微波探测技术分析微处理器。

◆数据采集系统。在以上“公共交通安全优化设计”项目中，由密歇根大学交通运输研究所研发的数据采集系统被用来采集数据。其中需要采集的数据主要包括车辆CAN总线中的数据、4个摄像机镜头的数据、1个位置传感器中的数据以及基本安全应用中的数据。

　　结论

　　以上“公共交通安全优化设计”系统进行了为期8个月的测试工作，其中在测试中系统每天正常工作12小时。从以上项目研究结果中可以得到以下结论：

1、“公共交通安全优化设计”系统中的总线软件可以保证提供给公共汽车驾驶员的警示信息的时效性。

2、公共汽车驾驶员也表示可以接受以上“公共交通安全优化设计”系统。

3、交通路口人行横道行人警示系统的预警报错率较高主要是受到系统中GPS定位系统和行人探测器性能的限制。

4、其他车辆在公共交通前方右转的预警系统的预警报错率较高主要是受到系统中GPS定位系统性能的限制。

5、广域增强技术虽然可以提高车辆GPS定位系统的精度，但是其精度仍然不能满足以上交通路口人行横道行人警示系统和其他车辆在公共交通前方右转的预警系统的应用。一般的车道宽度为3.35米，因此就需要GPS定位系统的精度可以达到1.675米，而该精度的定位系统仅仅通过广域增强技术是无法实现的。为了实现以上更高的定位精度，未来新系统的研发应当采用更加先进更加精确的定位技术，如差分GPS定位技术等。

6、多普勒微波探测人行横道运动传感器性能仍然无法满足以上交通路口人行横道行人警示系统的要求。在未来新系统的研发应当采用更加先进的高速成像技术，只有这样才能满足系统的需求。

7、短距离微波无线电通讯技术能够满足以上系统的需求，截止至目前该系统未发现关于短距离微波无线电通讯技术的任何问题。

8、该系统的阶段性短期改进达到了预期的效果。