汽車駕駛模擬技術(shù)：讓車學(xué)得更好

發(fā)布時(shí)間:11-06-02 關(guān)注次數(shù)：

　目前，世界很多發(fā)達(dá)國家已將駕駛模擬器普遍用于汽車研發(fā)、駕駛培訓(xùn)和教育研究。美國等西方國家高度發(fā)達(dá)的汽車產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)了智能模擬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，僅美國專業(yè)從事智能模擬產(chǎn)業(yè)的L3公司，在2010年的產(chǎn)值就達(dá)到了189億美元。

　　我國智能模擬技術(shù)主要應(yīng)用于高校，駕駛模擬器在我國軍隊(duì)系統(tǒng)、公安系統(tǒng)、科研院所、交通系統(tǒng)、教育系統(tǒng)的運(yùn)用也日漸深入和廣泛，例如軍事與航天領(lǐng)域的模擬訓(xùn)練，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬零重力環(huán)境用來代替現(xiàn)在非標(biāo)準(zhǔn)的水下訓(xùn)練宇航員的方法等。公安部目前正在考慮在新駕駛員考試過程中引入模擬器作為必考內(nèi)容。

　　駕駛模擬器積極推進(jìn)駕駛技能考核

　　近來頻發(fā)的交通事故表明，我國交通安全形勢不容樂觀，交通安全壓力巨大，需要采取綜合措施來緩解交通安全壓力，改善交通安全狀況。那么，怎樣降低交通事故數(shù)量？

　　公路交通呈現(xiàn)出車輛高速化、車流密集化、駕駛員非職業(yè)化的特點(diǎn)，要求人們利用先進(jìn)的技術(shù)手段對駕駛員進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)要求人們對“汽車—駕駛員—道路環(huán)境”閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行全面地研究，設(shè)計(jì)生產(chǎn)安全、舒適、易操作的汽車。

　　因此，汽車駕駛模擬器的研究具有理論和實(shí)用的意義。由于它為人們實(shí)現(xiàn)了安全、可靠的情景式仿真操練平臺，其研究開發(fā)的誘人前景愈加令人心馳神往。

　　北京宣愛智能模擬技術(shù)有限公司總裁秦策認(rèn)為，改善我國交通安全狀況可以從人、車、環(huán)境和技能等四個方面考慮：一，加強(qiáng)道路交通安全教育、增強(qiáng)公民的安全意識；二，提高汽車的安全性；三，提高道路安全性，改善道路交通環(huán)境；四，健全駕駛技能水平考核制度。建立和完善駕駛員駕駛技能考核制度，是當(dāng)前亟待解決的問題。在這方面，駕駛模擬器能夠起到積極的推進(jìn)和促進(jìn)作用。作為非常有效的研究工具，駕駛模擬器可以系統(tǒng)地研究駕駛行為和駕駛中出現(xiàn)的問題，以便在教育培訓(xùn)中有效避免類似事故的發(fā)生。

　　同時(shí)，駕駛模擬器也完全可以作為駕駛技能考核工具，應(yīng)用于培訓(xùn)及相關(guān)技能的考核。

　　駕駛模擬技術(shù)培訓(xùn)是大勢所趨

　　20世紀(jì)以來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的提出和發(fā)展為汽車駕駛模擬器的研究和開發(fā)提供了新的手段。駕駛模擬器也繼由最初運(yùn)用于航空駕駛訓(xùn)練之后，被迅速應(yīng)用到汽車訓(xùn)練中。

　　目前發(fā)達(dá)國家已普遍運(yùn)用汽車駕駛模擬器作為培訓(xùn)工具。日本政府在1970年以正式法律規(guī)定，汽車駕駛培訓(xùn)學(xué)校必須裝備汽車駕駛模擬器；美國在20世紀(jì)70年代中期就有500多所汽車駕駛學(xué)校裝備了汽車駕駛模擬訓(xùn)練器。

　　國家道路交通安全科技行動計(jì)劃總體專家組組長、同濟(jì)大學(xué)黨委副書記方守恩教授在接受記者采訪時(shí)表示：“在國內(nèi)，人們早已明確意識到，應(yīng)用模擬加實(shí)車的組訓(xùn)模式取代全部實(shí)車的組訓(xùn)模式，是汽車駕駛教學(xué)改革的必然趨勢。自20世紀(jì)80年代初首批制式的模擬設(shè)備投入汽車駕駛教學(xué)以來，在全國范圍內(nèi)，社會不斷宣傳推廣，政策持續(xù)。”

　　自2004年以來，國家相關(guān)管理部門相繼出臺了各項(xiàng)政策。在交通部《機(jī)動車駕駛培訓(xùn)機(jī)構(gòu)資格條件》中提出駕培機(jī)構(gòu)在開辦時(shí)配備駕駛模擬器作為可選配置之一。國內(nèi)一些省市也相繼出臺政策，有的已經(jīng)把配備駕駛模擬器作為開業(yè)的必備條件。此外，自2004年開始，教育部已開始啟動高中階段課程改革，到目前為止全國已有20多個省市進(jìn)入課改實(shí)驗(yàn)階段，汽車駕駛模擬器已經(jīng)列入部分學(xué)校選修課程。

　　傳統(tǒng)汽車駕駛模式技術(shù)滯后

　　同造價(jià)昂貴、仿真性能全面的科研型駕駛模擬器相比，目前我國汽車駕駛訓(xùn)練模擬器主要面向安全教育和駕駛訓(xùn)練。

　　試驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)用“智能模擬加實(shí)車”組訓(xùn)模式進(jìn)行汽車駕駛教學(xué)，可使實(shí)車訓(xùn)練效率提高3—5倍，在確保達(dá)到同等的訓(xùn)練效果的前提下，可比現(xiàn)行的訓(xùn)練時(shí)間減少30%的實(shí)車訓(xùn)練。并且，隨著視景技術(shù)的成熟和硬件成本的降低，汽車駕駛模擬器能在成本較低的微機(jī)平臺上實(shí)現(xiàn)原來只有在專業(yè)圖形工作站上才能實(shí)現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。為此，面向交通安全的駕駛模擬器將迎來很好的發(fā)展機(jī)遇。

　　研究結(jié)果表明，汽車駕駛行為具有復(fù)雜性、模糊性、自學(xué)習(xí)性、相關(guān)性等多種特征。在進(jìn)行汽車駕駛教學(xué)時(shí)，需要特別注重培養(yǎng)學(xué)員的系統(tǒng)性和預(yù)見性的思維習(xí)慣?？梢姡囻{駛技能是不可以量化的，也并非通過簡單的培訓(xùn)就可以獲得。

　　然而，傳統(tǒng)的汽車駕駛培訓(xùn)模式大都以教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，是在總結(jié)和概括的過程中形成的，都屬于歸納式的培訓(xùn)模式。在這種培訓(xùn)模式中，經(jīng)驗(yàn)和感性的成分較多，以支離破碎的知識為主。事實(shí)上，傳統(tǒng)教學(xué)知識結(jié)構(gòu)的線性化，限制了多層次、多角度地獲得知識信息，沒有構(gòu)成系統(tǒng)化和概括化的教學(xué)體系，教學(xué)運(yùn)用的局限性較大。

　　因此，秦策強(qiáng)調(diào)，通過新型高智能的駕駛模擬器教學(xué)方法研究，我們可以探索一條嶄新的、能被各個駕培機(jī)構(gòu)認(rèn)可的駕駛培訓(xùn)教學(xué)模式，增加科技培訓(xùn)含量，改善教學(xué)環(huán)境，提高培訓(xùn)質(zhì)量，降低教學(xué)成本，減少廢氣排放，并向全社會推廣。

　　秦策介紹說，目前，國內(nèi)的高端科研型駕駛模擬器已初具規(guī)模，與國外的駕駛模擬器性能比較接近。在國內(nèi)，一些公司開發(fā)了汽車駕駛訓(xùn)練模擬器。但與國際先進(jìn)水平相比，有較大差距。

　　模擬是未來駕駛培訓(xùn)核心

　　方守恩告訴記者：“用于教育培訓(xùn)的普通駕駛模擬器在我國將有較好的發(fā)展前景，它的廣泛使用將有效幫助駕駛員在實(shí)際危險(xiǎn)狀況下做出正確反映和采取正確措施，大幅度減少和避免交通事故的發(fā)生，緩解并改善交通安全的壓力和狀況。在歐洲，有法律規(guī)定，運(yùn)營駕駛員每年必須在模擬器上駕駛7小時(shí)，以訓(xùn)練應(yīng)對突發(fā)交通狀況的技能，保證交通安全。我國也應(yīng)該采取類似的措施來推動駕駛模擬器的廣泛應(yīng)用。”

　　他強(qiáng)調(diào)，我國不僅要加強(qiáng)交通安全教育，而且要加強(qiáng)交通安全基礎(chǔ)研究，特別是人的交通行為的研究。一些法律條文、車輛的設(shè)計(jì)都應(yīng)符合我國交通參與者的交通行為特征，才能起到原來設(shè)想的效果。駕駛模擬器是人對交通行為研究的主要手段之一，應(yīng)加快駕駛模擬器在教育、科研和道路設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　為加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，國內(nèi)企業(yè)正在積極行動，如宣愛智能正在致力成為中國智能模擬技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最具市場號召力和持續(xù)增長性的整體解決方案專業(yè)提供商。方守恩表示，隨著中國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)越來越受到國家及全國人民的重視。社會文明進(jìn)程的加速，強(qiáng)大的市場需求，有力的政策支持，宣告汽車駕駛模擬器行業(yè)發(fā)展前景廣闊。

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　　駕駛模擬器發(fā)展大事記

　　在國外，汽車駕駛模擬器的研究開發(fā)較早。汽車駕駛模擬器作為培訓(xùn)工具在發(fā)達(dá)國家早已普遍運(yùn)用。日本政府在1970年就以正式法律規(guī)定，汽車駕駛學(xué)校必須裝備汽車駕駛模擬器美國在上一世紀(jì)70年代中期就有500多所汽車駕駛學(xué)校裝備了汽車駕駛模擬訓(xùn)練器。大多數(shù)歐洲國家也相繼制定了使用汽車駕駛訓(xùn)練模擬器的法規(guī)。

　　開發(fā)型駕駛模擬器現(xiàn)已成為研究汽車性能、探索人—車—路系統(tǒng)相互關(guān)系的主要工具，受到了汽車工程領(lǐng)域內(nèi)的極大關(guān)注。上一世紀(jì)80年代以來，德國、瑞典、日本、美國的各大汽車廠家都分別建立了開發(fā)型汽車駕駛模擬器。

　　德國奔馳公司于1985年建成的6自由度汽車駕駛模擬器。其性能代表當(dāng)時(shí)汽車駕駛模擬器技術(shù)的最高水平。

　　1989年，德國大眾汽車公司則更新了原有駕駛模擬器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和視景生成系統(tǒng)，并用于新產(chǎn)品的研制中。

　　在80年代，瑞典VDI公司也投資建成了汽車駕駛模擬器，用于瑞典車輛和交通系統(tǒng)的研究與開發(fā)。

　　美國GM汽車公司1989年開始研制開發(fā)型模擬器。至今為止已經(jīng)開發(fā)出第二代產(chǎn)品。其性能指標(biāo)居世界領(lǐng)先水平。

　　1993年美國FORD汽車公司也開始研制自己的開發(fā)型駕駛模擬器。

　　美國依阿華車輛中心于1993年就啟用1300萬美元來開發(fā)汽車駕駛模擬系統(tǒng)。1996年又增加投資3000萬美元由TRW公司進(jìn)行改進(jìn)。作為研究高速公路及車輛系統(tǒng)的國家研究基地的一部分，被稱之為國家先進(jìn)汽車駕駛模擬器NDAS.

　　1993年美國交通部DOT招標(biāo)建立美國的大型駕駛模擬器IOWA大學(xué)中標(biāo)，現(xiàn)正在執(zhí)行中。

　　1991年日本馬自達(dá)公司興建了跑車型開發(fā)型駕駛模擬器。

　　1995年日本汽車研究所JARI也建成了帶有體感模擬系統(tǒng)的駕駛模擬器。