汽車駕駛模擬技術(shù):讓車學(xué)得更好
2011-06-13 09:14:52 來源 : 科技日報??? 目前,世界很多發(fā)達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)達的汽車產(chǎn)業(yè),促進了智能模擬產(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系統(tǒng)、公安系統(tǒng)、科研院所、交通系統(tǒng)、教育系統(tǒng)的運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)實技術(shù)模擬零重力環(huán)境用來代替現(xiàn)在非標準的水下訓(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,要求人們利用先進的技術(shù)手段對駕駛員進行培訓(xùn),同時要求人們對“汽車—駕駛員—道路環(huán)境”閉環(huán)系統(tǒng)進行全面地研究,設(shè)計生產(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用的意義。由于它為人們實現(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,加強道路交通安全教育、增強公民的安全意識;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和促進作用。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,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世紀以來,虛擬現(xiàn)實技術(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)達國家已普遍運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劃總體專家組組長、同濟大學(xué)黨委副書記方守恩教授在接受記者采訪時表示:“在國內(nèi),人們早已明確意識到,應(yīng)用模擬加實車的組訓(xùn)模式取代全部實車的組訓(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)?!?/p>
??? 自2004年以來,國家相關(guān)管理部門相繼出臺了各項政策。在交通部《機動車駕駛培訓(xùn)機構(gòu)資格條件》中提出駕培機構(gòu)在開辦時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多個省市進入課改實驗階段,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。
??? 試驗結(jié)果表明,運用“智能模擬加實車”組訓(xùn)模式進行汽車駕駛教學(xué),可使實車訓(xùn)練效率提高3—5倍,在確保達到同等的訓(xùn)練效果的前提下,可比現(xiàn)行的訓(xùn)練時間減少30%的實車訓(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平臺上實現(xiàn)原來只有在專業(yè)圖形工作站上才能實現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實技術(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。在進行汽車駕駛教學(xué)時,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)實踐經(jīng)驗為基礎(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)驗和感性的成分較多,以支離破碎的知識為主。事實上,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)運用的局限性較大。
??? 因此,秦策強調(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、
??? 能被各個駕培機構(gòu)認可的駕駛培訓(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際危險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,運營駕駛員每年必須在模擬器上駕駛7小時,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?!?/p>
??? 他強調(diào),我國不僅要加強交通安全教育,而且要加強交通安全基礎(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)計等領(lǐng)域的應(yīng)用。
??? 為加快產(chǎn)業(yè)化進程,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)濟的不斷發(fā)展,節(jié)能減排、環(huán)境保護以及實現(xiàn)可持續(xù)越來越受到國家及全國人民的重視。社會文明進程的加速,強大的市場需求,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)達國家早已普遍運用。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。其性能代表當時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算機系統(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公司進行改進。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,被稱之為國家先進汽車駕駛模擬器NDAS。
??? 1993年美國交通部DOT招標建立美國的大型駕駛模擬器IOWA大學(xué)中標,現(xiàn)正在執(zhí)行中。
??? 1991年日本馬自達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。
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