自动连接的车辆如何能够提高安全性并节省交通能源

连接巡航控制使用车辆到车辆的通信，让自动车辆一次响应多辆车，以节省能源和提高安全性。

美国密歇根大学的研究人员已经证明在公共道路上的有效性，即使只是一个自动化的车辆被人驾驶车辆中移动。

车对车通信或V2V是指汽车实时无线共享数据的能力，包括其速度和位置。连接巡航控制可以根据通过V2V获得的信息调整车辆的速度。它与自适应巡航控制的不同之处在于它可以跟踪更多的车辆，而不仅仅是前面的车辆。

公路上的测试显示了自动驾驶汽车和传统汽车之间的连接巡航控制和V2V如何在一个共同的交通场景中执行 - 由一辆汽车在其他几个汽车的头部引起的链条反应制动和重新加速。使用连接式巡航控制系统的自动驾驶车辆能够以人力驾驶员的汽车所需的G力减少60%。

从制动到加速的平稳过渡使配备V2V的自动车辆的能效提高了19%。它也超过了没有V2V运行的其他自动驾驶汽车的性能。结果最近发表在“ 运输研究 ”杂志上。

“使用V2V数据的自动驾驶汽车不仅性能更好，而且还可以营造更友好的环境，在这种情况下，很少有安全隐患可以进入交通状态，并且所有汽车都可以提高效率，”机械硕士副教授Gabor Orosz说。负责研究的工程师。

自动驾驶汽车即将到来，但在与人力车辆共用道路时将面临许多挑战。车载传感器无法看到拐角处或看到公共汽车和卡车。如果汽车突然出现在传感器视野内，那么自动驾驶汽车几乎没有时间做出响应，可能需要制动以避免潜在的碰撞 - 就像人类驾驶员一样。

同样，如果车辆前方有几辆车触发一连串制动，车载传感器只会告诉自动车在前方车辆踩刹车时做出响应。没有超越直接视线意味着在驾驶中遇到很多惊喜。

虽然经验丰富的驾驶员经常预见到潜在的安全隐患，无法顺利驾驶并保持安全，但如果车载传感器是其唯一的信息来源，自动驾驶汽车仍有很长的路要走。

“随着通用汽车，大众汽车和丰田等主要汽车制造商在新车上部署此类通讯设备，道路上将有大量汽车在未来几年内配备V2V通讯设备，”奥罗斯说。

“这些汽车中的大多数仍然是人为驱动的，但他们会广播他们的运动信息，如位置，速度和加速度。当自动驾驶汽车在路上遇到这些信号时，它可以随时获取这些V2V数据并查看交通状况超出车载传感器范围的情况。“

该研究小组在密歇根州东南部的公路上进行了一系列实验，自动驾驶汽车从前方接收了多达六辆人力车辆的运动信息。

在实验中，Orosz的团队记录了制动变得越来越严重的情况，同时沿着人力驱动的车辆连锁。当速度从55英里/小时降到几乎为零，然后再次达到55时，一些人大幅减速至0.8G，发送任何没有弯曲的东西飞向挡风玻璃。然而，基于V2V的自动驾驶算法保持了更稳定的速度曲线，在快速变化的交通涟漪中滑行。自动车辆的减速度保持低于0.3G，不会从满杯咖啡中溢出。

奥罗斯说：“V2V数据允许自动驾驶汽车预测一旦有人开始制动前方几辆车，前方车流量可能会减慢。” “基于V2V的连接式巡航控制装置可以减轻燃气并准备好早期刹车，在自动驾驶汽车经过走走停停的交通波浪时，可以避开重击。

“相比之下，基于传感器的自适应巡航控制装置只会在车辆立即开始制动后开始制动，在减速后的几秒钟内由V2V广播。在密集的车辆行驶中，这几秒钟是至关重要的“。

安全性和舒适性并不是自动驾驶汽车从附近的人力车驾驶V2V信息中获得的唯一好处。Orosz的小组还发现，与传统的基于传感器的算法相比，基于V2V的自动驾驶算法可以节省停止走走的流量。毕竟，更稳定的速度意味着制动浪费的能量更少，一加仑燃料或一包电池的里程更高。由于速度更加平稳，即使是采用自动驾驶汽车的人力驱动汽车也可以节省高达7%的能源。

该研究的标题是“人力驱动车辆中连接自动车辆设计的实验验证”。该研究由Mcity资助，这是一个由UM领导的公私合作伙伴关系，致力于加速先进的移动性车辆和技术。