Библиографическое описание:

Синицина Н. В. Активная автомобильная система, способствующая безаварийному вождению // Молодой ученый. — 2016. — №22.2. — С. 51-53.



Предлагается автомобильная система, снижающая вероятность дорожно-транспортных происшествий за счет анализа окружающей обстановки и корректировки поведения транспортного средства. Анализ осуществляется с помощью датчиков, расположенных по периметру транспортного средства, и система на основе нечеткой логики выдает сигнал о корректировке движения транспортного средства при необходимости.

Ключевые слова: дорожно-транспортное происшествие, безопасность на дороге, активная автомобильная система безопасности, нечеткая логика.

Безопасность дорожного движения  актуальная проблема современного общества. Количество транспортных средств во всем мире постоянно увеличивается, Россия не исключение. На 1 января 2016 года автопарк России составляет 40 млн 900 тысяч легковушек. Таким образом, обеспечение безопасности на дороге становится одной из важнейших проблем.

С января по апрель 2016 года только в России произошло 43 890 дорожно-транспортных происшествий (ДТП). В автомобильных авариях погибло 4926 человек и пострадало 55749 человек. Самыми распространенными авариями в России за январь-апрель 2016 года стали столкновения автотранспорта (18582 ДТП), на втором месте по частоте оказался наезд на пешеходов (14834 ДТП), а на третьем наезд на препятствие (2877 ДТП). Главной же причиной ДТП в России ГИББД считает нарушения правил дорожного движения [1].

Безопасность движения на автомобильных дорогах обусловлена уровнем подготовки и мастерства водителей, техническим состоянием автомобилей, степенью насыщенности дорог средствами регулирования. В свою очередь, каждый из этих факторов находится в прямой зависимости от экономических возможностей государства. Вот почему во многих странах стандартизация требований к элементам дорожной сети, конструкции транспортных средств и участию человека в процессе дорожного движения происходит в основном за счет совершенствования системы активной безопасности.

Активная безопасность автомобиля — свойство транспортного средства, которое позволяет водителю предотвратить ДТП. При анализе окружающей обстановки используется следующая информация:

- наличие объектов вокруг данного транспортного средства,

- места расположения этих объектов,

- скорость и расстояния до них,

- вид объекта (человек или другое транспортное средство) [2].

Для формирования управляющих воздействийна изменение показателей движения автомобиля предлагается ввести коэффициенты ограничения движения Ki, где i=1…4, характеризующие направление движения транспортного средства вперед, назад, влево, вправо соответственно. При использовании таких коэффициентов скорость движения Vi в том или ином направлении будет формироваться следующим образом:

Vi = V0i*Ki,

где V0i — скорость (вектор скорости) в i-ом направлении, задаваемая водителем.

Для снижения вероятности столкновения значения коэффициентов должны формироваться следующим образом: 0 — если движение в этом направлении необходимо запретить, 1 — если движение не должно измениться, 0…1 — если необходимо замедлить движение и больше 1 — если необходимо ускорить движение [3].

Для формирования коэффициентов предлагается использовать систему управления, основанную на нечеткой логике. По сравнению с реализацией нейросетевого подхода система, основанная на нечеткой логике, имеет ряд преимуществ — ввиду оперирования нечеткими понятиями учитывает неоднозначность поступающих исходных данных, в частности информации о наличии и положении объектов, их скорости. Достоверность классификации определяется показателем степени принадлежности лингвистической переменной (ЛП) к тому или иному лингвистическому высказыванию (ЛВ).

В качестве исходных данных система нечеткого логического вывода СНЛВ использует полученную совокупность сигналов с датчиков, расположенных по периметру транспортного средства. В частности, сигнал о расстоянии до объектов, расположенных вокруг данного транспортного средства.

Общий вид системы нечеткого логического вывода представлен на рисунке 1. Нужно отметить, что в рассматриваемой системе отсутствует блок дефаззификатора, так как выход системы представлен лингвистической переменной.

Рис. 1 — Общий вид системы нечеткого логического вывода

Для задания структуры СНЛВ необходимо определить: входные и выходные ЛП; функции принадлежности (ФП) для каждого из ЛВ, значения которых могут принимать ЛП; правила нечетких продукций.

Рассмотрим отдельно сигналы с датчиков только о расстоянии данного ТС до объектов, находящихся вокруг.

Входными данными являются показания с датчиков: Sп — расстояние до объекта впереди данного ТС;Sз — расстояние до объекта сзади данного ТС;Sл — расстояние до объекта слева данного ТС;Sпр — расстояние до объекта справа данного ТС.

Функции принадлежности для входных данных имеют следующий вид (рис. 2):

Рис. 2 — Функции принадлежности для входных данных

Если расстояние спереди или сзади ТС становится меньше 2 м, вероятность возникновения дорожно-транспортного средства увеличивается. Если расстояние спереди или сзади ТС больше 3 м, вероятность возникновения дорожно-транспортного средства достаточно мала. Если расстояние слева или справа ТС становится меньше 0,5 м, вероятность возникновения дорожно-транспортного средства увеличивается. Если расстояние слева или справа ТС больше 1 м, вероятность возникновения дорожно-транспортного средства достаточно мала.

Часть правил нечетких продукций СНЛВ для корректировки поведения ТС представлена в табл. 1.

Таблица 1

Базаправил нечетких продукций СНЛВ для корректировки поведения ТС

правила

Sп, м

Sз, м

Sл, м

Sпр, м

Решение

1

больше 3

больше 3

больше 1

больше 1

Кi=1, i=1..4

2

больше 3

больше 3

больше 1

меньше 0,5

К1= К23=1, К4=0

3

больше 3

больше 3

меньше 0,5

больше 1

К1= К24=1, К3=0

4

больше 3

меньше 2

больше 1

больше 1

К1= К34=1, К2=0

5

меньше 2

больше 3

больше 1

больше 1

К1=0, К2= К34=1

6

больше 3

больше 3

меньше 0,5

меньше 0,5

К12=1, К3=0, К4=0

7

больше 3

меньше 2

меньше 0,5

меньше 0,5

К1=1, К2=0, К3=0, К4=0

8

меньше 2

больше 3

меньше 0,5

меньше 0,5

К1=0, К2=1, К3=0, К4=0

Таким образом, например, при сложной дорожной обстановке, когда внимание водителя ослабляется из-за монотонности вождения система, учитывает текущие параметры движения транспортного средства, а также окружающую обстановку и осуществляет управление путем формирования управляющих воздействий на изменение параметров движения транспортного средства. Использование данной системы с формированием управляющих воздействий позволит снизить вероятность возникновения ряда ДТП в несколько раз.

Литература:

  1. http://www.gibdd.ru/stat/
  2. Чекан Н. В. Автомобильная бортовая интеллектуальная система для повышения безопасности транспортных средств. //СБОРНИК работ победителей отборочного тура Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества студентов вузов «ЭВРИКА» — Новочеркасск. 2012. С. 119–122.
  3. Варнавский А. Н. Чекан Н. В. Имитационное моделирование столкновения автомобиля с пешеходом при различных способах управления автомобилем //Автоматизация в промышленности. — 2012, № 7. — С. 29–33.
Основные термины (генерируются автоматически): транспортного средства, движения транспортного средства, возникновения дорожно-транспортного средства, вероятность возникновения дорожно-транспортного, периметру транспортного средства, нечеткого логического вывода, дорожного движения, автомобильная система, поведения транспортного средства, системы нечеткого логического, корректировке движения транспортного, свойство транспортного средства, вид системы нечеткого, направление движения транспортного, параметры движения транспортного, параметров движения транспортного, Общий вид системы, возникновения ряда ДТП, коэффициентов скорость движения, вероятность дорожно-транспортных происшествий.

Ключевые слова

дорожно-транспортное происшествие, нечеткая логика, безопасность на дороге, активная автомобильная система безопасности

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос