编者按：在赛文交通网荟萃河北省智能交通协会组织的“2024河北省智能交通论坛”中，北京航空航天大学锤真金不怕火、博士生导师鲁光泉共享了《跨场景碰撞风险长入度量方法》主题回报。
回报最初先容了交通安全商量的布景，指出数字化转型为交通安全商量带来了新机遇，可基于全样本、高精度的轨迹数据来鼎新安全评价方法；随后分别陈诉了动态物体、固定物体和管控信息等不同场景下的风险量化方法，以及针对不同驾驶活动的风险分析；终末训导了基于风险场表面的不同场景下的安全评价方法和仿真测试平台。
一、商量布景
安全和着力一直是交通中最主要的两个方向。安全是硬拘谨，近几年，我邦交通安全在各式步伐的保险下得到了很好的改善，但与一些先进国度比拟，还有较大差距，交通安全使命还有好多问题需要惩处。
要惩处交通安全问题，进步交通安全水平，最初需要对交通安全状态进行准确的评价。传统的安全评价大多接工作故数据，但事故数据存在样本量小、采样周期长的问题。
其后出现了交通冲破技艺，使用冲破数据来进行安全评价，然则此类方法宽绰存在一个问题，即大多数安全评价方针与场景密切联系，如在跟驰模子中使用了车头时距等方针，但在换谈历程的交叉口中这些方针并不适用；用PET等方针常常只适用于有冲破点的场景，如部分车辆距离较近，但莫得观念的冲破点，可能处于一种不安全状态，PET却评价不了这种风险状态。
因此，怎么进行评价安全？能否找到一种方法来进行不同场景下的长入评价，好意思满评价方针的长入，使得不同场景下的安全状态也可进行横向的对比，是咱们使命的初志。
收获于数字化转型带来的各式机遇，如今咱们莽撞通过不同的拓荒、要害得回各种丰富的交通讯息，至极是车辆的及时轨迹运行数据。怎么基于全样本、高精度的轨迹数据来鼎新友通安全评价方法，是面前使命需要辩论的病笃问题。
二、跨场景的行车风险量化
场论为不依赖场景的风险量化提供了依据。要全体形色车辆运行空间的风险气象，并将其映射在二维空间当中，如果是跟驰车辆，可使用能源学方法在一维空间中进行形色，但这种方法在二维空间中就显得十分复杂。因此，咱们引入了基于场的方法来量化风险。
最初先容不依赖场景的行车风险长入量化方法。在量化风险中，最初先容一个基本表面，即风险动态均衡表面，指东谈主在开车的历程当中或在作念有蓄意时，实质是可以接受一些风险水平，而况在长期教训积聚中，这个风险水平基本固定不变，这即是风险动态均衡表面。
换言之，即是在通盘这个词有蓄意历程当中，驾驶东谈主会笔据嗅觉到的风险水平对活动进行休养。但这就带来一个问题，即怎么评价嗅觉到的风险水平。
咱们基于该表面来进行风险的量化。先举一个比拟简便的例子，假如在一个篝火晚会中有各式各样的火堆，全球在开通历程中势必不会跑到火堆里，这是因为火堆会对东谈主们的开通产生拘谨，即东谈主们所能观念嗅觉到火堆所带来的风险。同期，如果抬着火炬在奔波时也不会与他东谈主碰撞到一谈，这是由于在开通历程中，东谈主们会评估他东谈主开通所带来的风险。
基于这一想法，咱们将交通中的各式成分作为一个产生风险的源，这些风险源会变成一个风险场，干涉风险场的车辆在不同的位置所承受的风险不同。
基于该想想，如果某个空间在某个时辰段被某个物体占用，那么此空间在该时辰段内的风险即是1，如果其他车辆干涉到这个空间就会发生碰撞，是以该风险场中风险的最大值为1。
同期，跟着于产生风险物体的距离加多，它对其他物体的作用就越小，风险作用就会衰减，故每个产生风险的物体均以其本人为中心，跟着距离产生衰减。在此基础上，咱们将每一个物体产生的风险进行重叠，变成了一个圆善的风险场。
产生风险的交通元素可以分为三类，即动态物体、固定物体和交通管控信息。
关于动态物体产生的风险，最典型的即是开通车辆。对每个开通的物体建树一个风险函数，则该风险函数以该物体为中心，与其相对距离越近风险越大，即与其空间距离越远，其产生的风险衰减就越多。同期，辩论到车辆开通速率的影响，速率越高风险越大，泊车时保留作为静态拦阻物的风险。
若将开通物体的速率取为零，实质上就变成了一个固定的物体，如护栏、分隔带，甚而是边际建筑物等，齐可以看成固定物体，其量化方法与开通物体一致。
此外，交通管控信息也可作为一种风险。在商量历程中咱们发现，管控信息带来的风险与固定物、开通车辆带来的风险不同，固定物和开通车辆带来的碰撞风险是一定要幸免的，但管控信息带来的更多的是不法风险，莫得平直性挫伤，如一些司机或然会压实线，但如果实线的场所是一个断绝墩，那么司机势必会遁藏。因此，管控风险在对驾驶东谈主的影响方面，与物体带来的风险有所不同。
信号灯带来的风险雷同也可以和前边一样进行量化，咱们假定信号灯在泊车线位置产生一个造谣的物体，在空间上，距离泊车线越近，风险越大，其产生的风险场随信号周期动态变化。红灯时间的风险较容易意会，风险为1；而绿灯时间可以通行，则风险是0。
比拟费劲的是黄灯时间的风险量化问题。车辆在开通历程中，在不同位置时，部分驾驶东谈主会出现闯黄灯的活动；且黄灯剩余时辰越短，通过车辆数越少，风险越大，基于宽绰数据分析，咱们建树了随信号灯动态变化的风险量化方法。
最终，咱们在一个框架下进行风险量化，开通物体、固定物体、管控信息齐会对周围车辆的开通会产生风险拘谨，而不同物体产生的风险拘谨怎么重叠在一谈？我提供一个最简便的重叠想路：假如一个 10米的护栏，它产生的风险应该等于连气儿在一谈的2个5米护栏所产生的风险，咱们礼聘的重叠方式要保险两种护栏方式生成的风险场成果是一致的。
在此基础上，可以通过坐标变化将通盘成分产生的风险场改动至长入坐标系，同期，通过取最大值的方式重叠构建交通环境风险场。
三、基于风险场的驾驶活动瓦解
东谈主的驾驶活动主要分为两方面：一方面是空间轨迹蓄意活动，即蓄意一个空间的轨迹，如左转或右转按什么样的空间弧线行驶。另一方面是笔据嗅觉到的风险来休养速率，即速率蓄意。
笔据预瞄表面和风险均衡表面，在风险量化的基础上，包括跟驰、换谈或是交叉口等场景，可以作念出长入的驾驶活动模子。
在跟驰活动中，前车在行驶时，后车在握住休养速率，其想法是使前车所产生的风险对后车的影响，偶合是守望接受的值。将基于风险场形色的跟驰历程和传统的跟驰模子比拟，成果是比拟可以的。
咱们将上述逻辑期骗在换谈上也得到了雷同的成果，且跟驰和换谈的风险水平疏通，取的是一样的值，即车辆在跟驰和换谈时，基本处于固定的安全水平。
在有信号交叉口中，咱们用雷同的逻辑建树了车辆在在黄灯时间通行的模子，准确形色了车辆闯黄灯活动，并从风险动态均衡的角度对其活动机理进行了瓦解。
在无信号交叉口中，也雷同期骗疏通的逻辑对车辆开通活动进行了形色。如下图所示，咱们对比了用模子形色的开通历程和实测的开通数据，标明用该逻辑框架雷同可以形色车辆在无信号交叉口的开通历程。
四、基于风险场表面的安全评价方法
通过将上述说起的模子方法期骗在跨场景的安全评价，构建针对驾驶活动的安全评价方法，可好意思满对每辆车、每个时刻所承受的风险评价。如斯一来，如果莽撞使用雷达或视频，全样腹地蚁集到这些车辆的开通轨迹，就莽撞对这些轨迹中的每一辆车、每一时刻所承受的风险水平进行量化。
同期，莽撞绘图出通盘这个词空间中车辆碰撞风险的热力求。再进一步，可以关于不同交叉口进行安全性评价。
最初针对通盘开通物体，包括周围固定物所产生的风险水平建树一个风险场，可以得到车辆在该场中的所处位置及承受风险水平，最终通过使用全样本、高精度、高准确性数据，好意思满每辆车开通历程的及时风险评价。
通过长入的风险表面，跨场景好意思满对这些开通历程风险的长入量化，包括跟驰活动和换谈活动，天然场景不同，但其风险量化齐是相对一致，惩处了不同场景下风险量化的可比性问题。
底下第一张图中展示了关于每辆车在开通历程中寥落产生的潜在风险，第二个图是方向车辆所处环境周围产生的风险，莽撞得到方向车瞬时所承受的风险水平。上述方法，莽撞好意思满对每辆车、每一时刻风险水平的计较与可视化。
该方法克服了一些独特场景下传统安全评价方针的局限。如跟驰场景中， TTC只辩论相对速率，未辩论整个速率，但车头时距又只辩论整个速率，不辩论相对速率，而咱们提倡了风险量化方法，克服了上述问题。
PET辩论时辰的接近进程，能惩处有观念冲破点的场景，但如果两车莫得冲破点，但靠得比拟近，天然风险也较高，但用PET方针无法使用。而咱们提倡的风险场方法可以好意思满跨场景、全历程量化。
车辆承受的瞬时风险量化。车辆开通历程中的瞬时风险，可以笔据车辆不同位置在风险场中对应的风险，进行具体量化，但对车辆全体来说，一般取该车受到的最大风险点作为车辆的风险。
交叉口全体安全评价。通过量化待评估周期内通盘车辆的瞬时风险，可以罗致顺应的重叠方式对交叉口平面的风险进行量化，得到评估周期时辰内交叉口平面的风险散布。如信号交叉口的一个信号周期，将通盘车辆全体承受的风险进行统计归一，即可得到通盘这个词交叉口每个空间点的风险水平。
K-means风险等第分手。或然候，咱们关爱的并不是风险的具体值，而是风险水平的相对性，是以需要对风险等第进行分手。咱们可以用K-means聚类方法对风险等第进行分类，比如分四级或三级。
多个交叉口安全评价。在得到风险水平的全体散布后，可使用极值表面、概率统计学等方法分析发惹事故的可能性和概率，并进行相应的比拟。
五、交通仿真与评估测试平台
1.微不雅交通仿真软件。咱们自主开发了一套模子、算法，具有完全自主学问产权的微不雅交通仿真软件，可对智能车辆的感知、有蓄意、实施历程进行仿真，通过外设将驾驶东谈主的驾驶操作输入到模拟器中可好意思满自动驾驶与东谈主工驾驶的混行测试。莽撞模拟直行和左转同期放行的时候，出现的左转车辆抢行的活动，愈加逼近信得过的交通历程。
2.交通活动模拟集群系统。将多个可寥落运行的模拟器连气儿在团结场景下，变成了包括行东谈主、自行车、汽车的交通模拟集群系统，包含驾驶模拟器、行东谈主模拟器、自行车模拟器、电动自行车模拟器等，系统可在团结造谣仿真场景下好意思满多种类型交通参与者的及时交互。这些模拟主如果在作念交通遐想的历程中的前期安全评价和活动分析。
3.车路协同实车测试平台。2013年，咱们就初始进行车路协同的商量。如今亦然将其联结起来，进行车路协同驱散方面的评价，开发了车路协同实车测试平台，包括三个主要硬件子系统：车辆状态信息蚁集子系统、车车通讯子系统、车速驱散子系统，领有一套自主开发的车车协同驱散软件，具备车车协同自符合巡航驱散、车车协同交叉口避撞驱散、车车协同换谈与盲区危机预警等功能，可用于虚实联结仿真测评。
