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汽车工程手册:驾驶人与汽车系统

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:在“驾驶人—汽车”的人—机系统和在必要的相互作用中,这是一个在概念层面上、在总系统定义的边界以内的任务分配。由于这个原因,在下面首先要考察驾驶人在驾驶汽车时的基本任务;在第二步,在驾驶人—汽车相互作用的潜力下考察“驾驶人—汽车—环境”系统。3)驾驶人监视。利用相应的传感装置感知或驾驶人的感知,在理想情况可形成合适的状态意识。重要的是要实现驾驶人期盼的系统性能。

汽车工程手册:驾驶人与汽车系统

除了将汽车上的各工程部件(系统)联网得到的经济好处外,从人—机相互作用的角度,功能性的联网特别重要。功能性联网就是设计一个总系统,它不是与汽车的逐个连接或独立检测,而是对总的系统的描述和驾驶人对汽车性能、与行驶状态有关的辅助系统和当时的环境状况的整体了解与经历。为此需要一个能实现这些功能的管理系统,以避免各系统(或各功能)出现矛盾的结果或防止对处于减轻负担或危急中的驾驶人提出过分要求。信息的工程联网是一个必要前提,但要使系统适应这种状态还是不够的。工程和功能联网与相应的一些辅助功能的结合才是接受系统的关键

在“驾驶人—汽车”的人—机系统和在必要的相互作用中,这是一个在概念层面上、在总系统定义的边界以内的任务分配。这些涉及接收和评定总系统环境信息和总系统过程信息,并由此得到工程系统和驾驶人相互配合中的反应。这也适用于在总的系统设计中不断建立最佳的信息流。由于这个原因,在下面首先要考察驾驶人在驾驶汽车时的基本任务;在第二步,在驾驶人—汽车相互作用的潜力下考察“驾驶人—汽车—环境”系统。这些潜力还提供了在汽车上可能使用的一些辅助系统的插入点。

驾驶汽车的基本任务主要可分三个核心任务:

1)导航。

2)纵向引导。

3)横向引导。

在导航情况下,从起始点到目的地的行驶要解决一些重要任务。其中主要是选择推荐的、到达目的地的规划路径任务。在纵向引导汽车时,除了如速度控制的主要任务外,还要观察在交通流中与前面汽车的距离保持。在横向引导汽车时特别要注意车道保持或车道变换问题。按纵向和横向引导汽车的组合行驶方式可以稳定汽车行驶。同时,为可靠驾驶汽车,必须保证相应的次要任务。除接通照明、操纵风窗玻璃刮水器和转向灯外,经常要解决其他一些任务,如空调、通风、系统故障监控或听收音机、打电话等。

在设计汽车的人—机相互作用中,重要的是支持和保证完成主要任务。但次要任务对安全、有效地操控汽车同样十分重要。辅助和专门感知对安全性没有负面影响的第三位的任务显然是一个额外的增值的任务。为提升安全性和舒适性,一如既往地已经和正在研究和开发一些支持系统和辅助系统。为此,在下面要考察一些基本任务和相应的基本功能。

实现性能好的辅助系统的目标特别重要的是要考虑独立的辅助(图8.6-1)。驾驶人模型包括:

1)状况分析。

2)任务分析。

3)驾驶人监视。

4)驾驶人反应(信息、辅助、接收)。(www.xing528.com)

在这些关联中驾驶人模型的长期目标是开发“不假思索的”“自主意识,以辅助驾驶人”。

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图8.6-1 未来的避免交通事故的辅助系统

在很多文献中经常将驾驶人模型细分为状态检测、状态分析、状态评估、行动选择和行动执行。在状态检测和状态分析方面主要检测汽车环境状态,可由技术上的传感装置或驾驶人完成。利用相应的传感装置感知或驾驶人的感知,在理想情况可形成合适的状态意识。状态评估和由此得到的状态反应可以由工程系统(如预碰撞识别、碰撞减轻),也可直接由驾驶人完成。行动执行可以是自动地或部分自动地,也可以是助力地(如伺服转向)完成。

在实现辅助系统辅助或在自动或部分自动干预时要保证驾驶人适当参与。重要的是要实现驾驶人期盼的系统性能。在所有的活动和系统反应中要保证驾驶人处于系统的闭环中。为此,系统没有必要刚性耦合,很多情况可想象为工程系统和驾驶人之间的动态分配。按当时驾驶人耦合的紧密程度,可以作出分层次的反应。困难在于在危急情况下与驾驶人的耦合要快,而且要正确和相适应。如在所有的自动化装置中存在着状态意识降低的危险,在复杂的任务中也是如此。之所以出现这种情况是因为在危急情况不能主动控制,因为不知道当时的过程状态。在这之前发生的情况常常是由于驾驶人的“无聊”而与系统“断开”。这表示在系统和汽车之间的耦合中,辅助系统的功能要保证与驾驶人耦合。这可能是一个很好的动态耦合,是与驾驶人紧密的耦合,或也是一个与高度自动化功能较松散的耦合。这时不能不考虑危险的动态平衡,即由于对危险的不断防范而补偿安全功能和辅助功能。

在Rasmussen的研究[3,4]中,按相应的功能配置,认为应重视人的认知能力和应用能力,如:

1)感觉运动能力。

2)基本的调节行为。

3)基本的知识状况。

其中部分的能力和行为由工程系统承担。这里要考虑工程系统的“状态意识”,它对人—机相互作用有重要意义。如利用“夜视系统”感知的工程参数和由此得到的信息传递给驾驶人,引起他的相应的感觉运动能力。

特别要考察在所用的工程技术视野范围传递的重大信息。下面以实例列举监视系统和语音系统的输入、输出。

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