隨著交通運輸業的發展，大噸位重型商用運輸車以其運輸效率高、能耗低、單位運輸成本低等特點受到了用戶的青睞，最近幾十年來有了高速的發展。隨之而來的公路安全問題，引起了很多普通用戶、車輛制造商和車輛管理機構的高度重視。駕駛員協助系統DAS(Driver Assistance System)的出現及發展就受到了如歐聯盟委員會(the EU Commission)等機構的支持和鼓勵，本文在不涉及技術細節的情況下，就DAS的技術狀態和發展方向作的總體介紹。

　　一、駕駛員協助系統DAS簡介

　　最初安裝在乘用車和卡車上的助力制動系統，雖然全都是機械結構，我們通常也稱之為DAS。當然，目前這種說法在內容上已有了很大的變化，通常我們把電子控制車輛動力系統如防抱制動系統ABS（Anti-skid Brake System）和電子穩定系統ESP（Electronic Stability Program）等、車距控制系統如自適應巡航控制ACC（Adaptive Cruise Control）和車輛變道報警系統LDW（Lane Departure Warning）等都稱為DAS；另外我們也把報警、信息、視頻系統，如導航、夜視、路面識別等，以及為提高經濟性而開發的一些系統，如控制拖車和掛車匹配的耦合力系統、自動變速器控制系統等等也都稱為DAS；還有，我們也把主動安全系統和舒適系統，如安全氣囊、車輛雷達防撞和導航等系統都歸類為DAS。

　　DAS發展到目前為止，基本能夠實現對車輛各個部位的控制，這些控制系統種類和功能都很多。如果按各控制系統的功能劃分，大體可分為安全類、舒適類和經濟類，見圖1。其實各種類型的控制系統的功能很難有嚴格的區分。從宏觀經濟的觀點來看，安全性能越好的系統最終導致的結果是成本大大降低，所以從這個意義上來說，我們所說的駕駛員協助系統中的“協助”，并不是說所有的工作都是由協助系統自動完成，而是與駕駛員共同合作，以適應駕駛員的需要。DAS的目標就是協助駕駛員完成他的主要工作—開車，以減輕駕駛員的勞動強度。

　　駕駛車輛是一個很復雜的過程，對駕駛員來說，這個過程可劃分為開車主要任務和開車次要任務。圖2給出了駕駛員開車過程分解圖。當然這兩個過程是同時存在的，在駕駛員的大腦里開車過程有意識的成分，也有潛意識的成分，人們很難用語言來描述它。所以到目前為止，盡管人們對此過程作了大量深人的研究，并取得了很大的進展，然而仍然沒有人能夠成功定義出一個標準的、可用來模擬駕駛員開車過程的可用的模型。

　　DAS主要是由一個或多個傳感器構成的，如圖3所示。使用這些傳感器可以對車輛運行環境（如車輛間距）、車輛運行狀況（如車速）、駕駛員（如注意力）、人機接口MMI(man-Machine interface)等進行處理，通常這些控制都是由執行機構來完成動作，在圖3中用虛線表示，是因為只有當駕駛員主動干預時，他們才對車輛起作用。隨著DAS技術的發展，執行機構逐漸集成到人機交換系統MMI中，它對駕駛員作用在主動踏板、方向盤等操縱件上的觸覺起到反饋作用。

　　對DAS控制鏈來說，目前比較具有競爭性的有兩種。以車輛動力控制系統為例。分別為“駕駛員—車輛—行車環境”和“DAS—車輛—行車環境”。從“駕駛員—車輛—行車環境”大系統的觀點觀察，可以說車輛設計的首要任務是劃定“駕駛員一車輛”和“車輛－行車環境”兩條邊界。確定哪些功能由人實現，哪些功能由車輛提供，車輛要從環境中吸收哪些物質，環境要承受車輛的哪些副作用。隨著汽車技術的發展，就連避讓、辨認路標和道路跟蹤等等原來天經地義由人負責的功能都可以部分或全部由汽車承擔，這就出現了“DAS—車輛—行車環境”控制系統。如圖4所示。為了使車輛的安全性能達到最大，DAS在發展過程中遇到的最大的挑戰之一，就是在“駕駛員—車輛—行車環境”和“DAS—車輛—行車環境”兩種控制鏈之間找到合適的平衡點。按目前的技術狀態，在不久的將來，通過將駕駛員和DAS已經應用的技術和正在研發的技術結合在一起，這個“平衡點”是能夠找到的。

　　二、應用在商用車與乘用車上DAS的差別

　　對商用車與乘用車本身，存在著很大的差別。首先這兩種車型的使用要求和技術狀態不同，其次在經濟觀念上它們之間也存在著很大的差異。

　　從車輛動力學的觀點來看，商用車有較高重心高度、質量分配變化大、帶有掛車、較長的制動距離、較低的最高車速，所以他們對空氣動力學要求不是很高。同時，重型商用車都配備了標準備的電子控制助力制動系統EBS（Electronically controlled energy-assisted Brake System）,他們已經滿足了DAS對安全性能的基本需要。

　　在駕駛員看來，商用車占有的交通地位要比乘用車更高，因為商用車對車輛后部和副駕駛員側，缺乏直接觀察視野。另外，在重型商用車上裝用的一些系統，在乘用車上目前基本沒有應用或很少應用，然而在有些情況下這些系統能對DAS能起到很重要的作用，如附加緩速制動系統（緩速器）、空氣懸掛、附加冷卻系統、某些液壓系統等就是如此。還有一些在乘用車上應用較為廣泛的系統，如被動安全系統的安全氣囊等，在商用車應用不是很多。

　　乘用車的用戶大部分都是業主，所以他們更關心車的安全而商用車則是代表了資金的投資，最原始的判斷方法是看它能否賺錢。它的駕駛員大都是受雇用的專業駕駛員，所以對車輛沒有自主權，雖然花在DAS上的成本與整車成本相比，特別是與整車壽命期間的成本相比是一個很小的數字，如果法規沒有規定，也很少有車主肯在這上面花費。只有當法規強制規定后，DAS才能成為車輛的標準配置，ABS就是如此。

　　從許多統計數據來看，安裝在商用車上DAS成本要比安裝在乘用車上的要稍高些，這是因為DAS目前安裝率還比較低；另外在可靠性和強度方面，在商用車上有更嚴格的要求。

　　對乘用車來說，駕駛員（業主）主導了DAS的發展趨勢，逐漸走向了以安全和舒適為主導的方向；而對商用車來說，這種趨勢是由法規和汽車制造商來決定的，他們的工作就是要提高用戶的安全意識。在多數情況下，客車出現的事一故比商用車少得多，但一旦出現，后果將更加嚴重。

　　三、DAS目前的技術狀態

　　根據功能分類的DAS在．圖I中已經列出；各種系統的具體性能特點如自動化程度、起作用的時間、事故后果和緊急情況下的作用見圖5的DAS的系列產品現狀概況圖，圖中分別以“駕車任務”和“自動化程度”為橫豎坐標軸。

　　有些DAS系統如ABS目前應用已很普遍歐聯盟（EU）規定：在歐洲運行的卡車，重量超過3.5t的，必需安裝ABS。但是我們很悲哀地看到，法規還沒有車輛必須安裝電子穩定系統ESP，盡管它與整車壽命期間的成本相比占很小的比例，但仍然沒有被市場作為標準配置所接受。2003年，歐洲賣出的大于12t的掛車中，ESP的安裝率還不到5%。

　　DAS目前的技術狀態可概括為如下點。

　　A．多通道數據總線信號傳輸系統目前都還是各自獨立的系統。從功能上講，還沒有充分集成到整車線路系統中。

　　B．只有很少的一些DAS在市場上應用比較廣泛，如ABS。

　　C．應用在傳動系上的柴油機電控系統EDC（Electronic Diesel Control）和自動變速器AT（Automated Transmission）、應用在制動系統上的電氣制動系統EBS(Electro-pneumatic Braking System）和應用在底盤系統上的電子空氣懸架EAS（Electronic Air Suspension）和翻轉控制系統RC(Roll Control)等都已實現了基本功能的相互聯系，并且也完全能夠實現無限電子控制。

　　D．在商用車上，電子控制轉向系統是正在研發的新技術。該項技術在2003年寶馬（BMW）公司推出的Golf客車上首次開始應用。與它應用在乘用車上相比，商用車上的電子控制轉向系統動力消耗很大，要到很久以后，才有可能投入批量生產。

　　E．在傳動系統和制動系統上，帶有主動調節的車輛動力控制系統ESP相對來講是比較先進的，車輛的縱向和橫向導航系 統如巡航控制CC（cruise control）、自適應巡航控制ACC和車輛變道報警系統LDW等，當前的狀態仍然局限在為用戶提供方便或作為報警功能上。

　　F．關于人機接口MM工，視覺和聽覺的聯系目前已占有絕對的主導地位；而有關觸覺反饋系統如各種踏板和語音控制系統等仍處在概念階段。

　　G．DAS發展過程中，軟件已成為其主要的制約因素之一。另外來自機電系統復雜化引起的DAS的功能更加強大，在實際應用中的要求更加嚴格，安全要求更高，并伴隨著逐漸增加的降成本壓力。所以，機電系統、傳感器、硬件和軟件相互作用促進了DAS的快速發展。我們從DAS快速增大的軟件內存空間可以看出這種趨勢，如ABS的內存32K，而EBS為2M。

　　四、DAS的關鍵技術

　　DAS除了應用一些在本領域比較特殊的技術外，在其它領域應用的幾種基礎技術對DAS的研究也是很重要的。

　　（一）傳感器技術

　　傳感器技術是具有特別重要的地位，因為識別行車環境和駕駛員行為是幾乎所有高級DAS的基本構成部分。目前，DAS不再使用單個傳感器，而是將幾個傳感器組合使用來達到預期功能，如雷達和視頻等。這種傳感器集成和位置識別技術要求傳感器功能更加強大、價格更便宜的計算機硬件，來構成微控制器、數字信號處理器。它包括車輛傳感器、外界傳感器和駕駛員異常狀態傳感器等。

　　（二）有線（CAN、Flexray）和無線（藍牙）數據傳遞技術

　　隨著傳感器構成的集成電子技術的發展和車內外越來越多的系統用網絡連接在一起，無線和有線傳輸技術如CAN、Flexray、的光線傳輸和藍牙傳輸技術及UMTS等的應用更加頻繁。

　　（三）計算機技術

　　發展趨勢為綜合化、智能化、高速化、小型化和高可靠性。

　　（四）系統和安全工程

　　把具有不同功能的軟件系統組合到一個完整的系統中是特別重要的。這就是“集成”的思想，它逐漸占有了主導地位。車輛制造商和供應商對系統和軟件工作的過程進行掌握，根據產品的功能、質量、成本和定時來達到預期的目標，這對系統能否成功起到決定性的作用。

　　（五）模擬技術

　　今天，無論是作性能研究還是作系統的認證，如果沒有模擬技術，這些工作是不可能完成的。這個過程通常是以系統功能的離線模擬技術開始，在駕駛模擬器上通過實時試驗進行功能擴展，這種方法能夠重復進行，而且沒有危險；然后快速形成可駕駛的模型，并將模型接到試驗臺上，最后對系統進行強度破壞模擬試驗。

　　將來許多DAS的開發如果沒有駕駛模擬器是不可能進行的。最簡單的原因就是，在產品的開發階段進行路面試驗時存在很大的危險。有些系統如制動援助系統，只能在駕駛模擬器上適當地試驗一下其可行性和效果。

　　（六）駕駛員和交通運輸研究

　　多學科駕駛員和交通運輸研究將起到關鍵的作用，從心理學、社會學、經濟學、法學、人文科學等方面進行研究，這對正確掌握“駕駛員—車輛—DAS”的關系具有重要的意義。這項工作超越了傳統的人類工程學研究，它更適合了解和模擬駕駛員的感覺及情感行為。在可持續發展理論的指導下，交通規劃新理論體系可以滿足交通運輸領域對交通規劃提出的新要求，也可以滿足智能運輸系統發展對交通基礎設施提出的新要求。

　　五、DAS的發展趨勢

　　目前DAS有些技術已有比較成熟的產品，并已得到了應用，如ABS、ESP等。還有些技術正處在發展的初級階段或將要開發的過程中，見圖6，如導航系統優化、動力制導系統和用戶有好系統正在投入研究，在車輛穩定和導航領域，根據安全性和舒適性的要求提出的一個新特性，它在對車輛的操縱性能沒有影響時，可以將制動和轉向的要求相組合來達到，車速和盲點等報警系統也將出現；帶轉向調節的車道保持協助系統LKA（Lane-Keeping Assistance）、ACC的停車—起步、能降低嚴重事故的緊急制動功能等，在中期目標中也會出現的越來越多。

　　隨著傳感器技術的發展，特別是電波探測器和視頻圖象處理手段的快速發展，車輛內外環境的識別更加方便。它與功能強大的計算機和軟件系統一起，可以對一些偶然出現的交通情況如車輛換道、超車、倒車、停車和起步等交通情況進行管制。

　　然而，在最近幾年內，DAS還不能夠完全獨自處理100%可能出現的交通情況，因此它的發展將．主要集中在駕駛員和DAS之間的工作量的合理分配問題上。對駕駛員本身來說，活動要求應該是中等水平，使他們既不能感覺到工作太多，也不能感覺到太少。

　　由聲音控制和觸覺反饋作補充仍然占主導地位的可視駕駛員MMI將來可能也是維持這種狀態，如目前使用的主動加速踏板、轉向轉矩疊加等。這就使駕駛員—車輛系統的操作界面更加直觀，并可降低視覺通道的作用。

　　因為有許多沒有準備推向市場的產品，也沒準備將他們市場化，其功能性研究工作只是在試驗室里驗證一下，所以傳感器和電子控制單元ECU具有特殊地位，它們可以降低產品成本、減少安裝空間和減輕產品重量。例如，用于ESP的橫向偏擺率傳感器的發展說明，在這個領域內，通過小型化來實現產品的大跨越是可以實現的。商用車的快速發展得益于批量化大規模生產，而對乘用車，特別是對傳感器，卻是得益于計算機和無線傳輸技術的發展。橫向偏擺率和雷達傳感器的發展證明，只有產品的產量達到一定數量后，才有可能盈利。

　　在更遠的將來，DAS的發展可以用“集成”這個詞來概括。將來許多單機系統將被集成在一起構成一個完整的系統，我們可以用“駕駛員助手”或“副駕駛員”來描述DAS。要素之一就是DAS與車輛“集成”的要求增長很快，例如縱向和橫向控制系統的聯系和用于距離控制的可靠導航數據的應用。傳感器數據的多重應用可以提高系統協同合作的效果。另外，象安全氣囊、安全帶張緊裝置等主動安全系統，有越來越多的互連要求；尤其當出現無法避免的事故時，防撞系統啟動要求更是如此。

　　拋開單車來看，DAS的發展趨勢就是它與外部基礎設施（如GPS無線電接收裝置）以及其它車輛之間的聯系更加緊密，整個的“車輛一交通一行車環境”系統是與整車網絡成為一個整體的功能完整的系統。

　　顯然，將來功能完整的D AS的復雜程度要遠遠超過目前的狀態，我們只有通過模塊化設計和明確的用戶界面定義才能進行系統管理。

　　所以，可以用三個詞來概括描述DAS的未來發展趨勢：行車環境、駕駛員和集成。

　　總之，從另一個角度來說，DAS的最終目標是廣泛應用于商用車領域并獲得利潤，所以，其發展的速度和發展規模受到法規和用戶接受程度的制約。只有那些在車輛的生命周期內對最終用戶有明顯經濟效益的，并且由法規規定了的，或者由設備制造商作為產品的標準配置推出的、對產品沒有另外標價的DAS，才能得到市場的廣泛認可。無論從短期還是長期來說，車輛配置高性能的DAS能夠取得最大可能的安全性能，這在市場上早已得到了驗證。

　　六、DAS終極目標：“無事故駕駛”和“自動運行車輛”

　　當我們討論DAS時，其最終的評價標準是什么？其發展的最終目標在那里？答案目前有兩種，就是“無事故駕駛”和“自動運行車輛”。

　　“無事故駕駛”的目標與產品質量的零缺陷目標一樣，是一個理想的概念。當然自然界中有一些例子與這種理想狀態十分接近，實際上也許永遠沒有100%無事故的駕駛。然而，通過使用智能控制技術來減少交通事故的發生是可以實現的。“無事故駕駛”就象數學中的漸近線概念，人們通過努力可以離目標越來越近，是永遠無法達到的終點。在某些情況下，這個概念對產品將來的發展是有益且有幫助的。事實上，如果用“避免事故發生”來取代“無事故發生”，目前的技術狀態就已經實現了。

　　另一個理想的概念就是“自動運行車輛”。即設定目的地和定時后，車輛自己會安全地到達目的地，那時就不再需要駕駛員了。在工業環境中，車輛以較低的運行車速，路面上都是無人駕駛車輛的情況下，這個目標在試驗車上已經實現。然而，在實際運輸過程中，要把路面上的所有信息都傳給車輛，然后對路面交通進行管制，還是很困難的，還需要用幾十年的時間才可能實現；即使在飛機上，飛行員仍然需要對自動駕駛儀進行控制；公路上的車輛速度很快，會遇上許多偶然的事故，如果有事故發生，需要極短的反應時一間，所以，按目前的技術狀態，這個要求是無法達到的。