汽车安全系统与道路交通安全系统

汽车安全与道路交通安全的关系

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(学校，地址)

摘要：面对中国道路交通事故伤亡率高的现状，企业、学校、研究机构都加大了对汽车安全技术研究开发的投入，加快了安全技术研发能力的提升和产品化进程。自主品牌汽车C-NCAP五星高分的获得标志着中国被动安全技术的飞跃性发展。进一步开展对行人保护、后排乘员保护、防后碰鞭打保护以及骑自行车人保护等被动安全研究的同时，主动安全系统、预碰撞系统、智能化汽车网络系统的研究开发已经成为关注的热点，更高层次的乘员、车和环境等相关主被动安全技术的统合协调，将推动零碰撞零伤亡汽车安全理念的实现[1]。从汽车安全新技术方面分析和阐述了车辆及行人在提高道路交通安全方面的重要作用，并提出了相应的建议和设想。

关键词：汽车安全；主动安全系统；被动安全系统；NCAP；道路交通

1、引言

随着社会及科学技术的发展,交通设施和交通工具日益发达,极大促进了经济贸易、科学技术、生产和生活各项活动,为人们提供了出行方便性。但是,也正是由于这些交通工具引发了大量的交通事故,导致了大量的人员伤亡。根据世界卫生组织2005年的统计数据,全世界因车辆意外死亡的人数约为120万,受伤人数则多达5000万。据统计,2005年我国发生的交通事故数为45万起,死亡人数达9. 9万,受伤人数达47万,由此造成的损失逾125亿美元,占GDP 1. 5%。车辆是整个事故中的起因,是关键因素之一[2]。汽车事故增多，所引起的人员伤亡和财产损失严重，已成为一个不容忽视的社会问题。针对这一问题而设置的安全防护装置是现代汽车结构的重要组成部分。为此，对于驾驶人辅助系统等主动、被动安全技术的研发，减少驾驶员的误判机率预防交通事故的发生具有深远的现实意义。

2、汽车主动安全技术的发展现状

20世纪80年代前，汽车安全性的研发重点在安全带、安全座椅等被动安全设备上。后来人们意识到事故前对车辆运动状态进行实时监测，并在必要时进行干涉或预警更具有现实意义。开始从提高车辆制动性能的角度来提高其主动安全性，其

中制动防抱死装置（ABS）有效抑制制动抱死导致的跑偏与侧滑事故，保证了汽车的制动安全性。ABS在20世纪90年代广泛普及，随后迎来了电子制动系统（EBS）、制动辅助系统（BAS）及驱动防滑系统（ASR）等相关主动安全系统，多种安全系统集成化趋势初现。

随着电子技术、通信技术和传感技术的广泛应用，汽车安全技术迎来日新月异的发展局面。1986年，奔驰汽车公司发起，联合欧洲的14家汽车制造厂、70多家零部件企业和120个大学制定普罗米修斯（Prometheus）计划，在驾驶员、车辆、驾驶和交通环境及运输系统间建立必要的联系[3],从而实现车辆智能化。ASV计划是日本运输省在1991年为了防止重大交通事故的发生，成立由汽车产业界和学界组成的先进安全车推进检讨会，开始了先进安全车ASV（AdvancedSafetyVehicle）的研究计划，为智能交通系统ITS（IntelligentTraf-ficSystem）的汽车做准备[4].

2.1、主动安全技术

主动安全技术，又称预防安全技术，是指在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶员避免事故的技术。主动安全技术主要包括底盘主动安全技术、安全预警技术和综合安全技术等，整个主动安全技术的发展伴随着信息技术及电子技术的发展。底盘主动安全技术主要以底盘控制技术为核心，最终采用底盘部件执行安全相关控制。其应用最早始于制动防抱死系统（anti-locked braking system, ABS），特别是1995年随着电子稳定性控制系统（electronic stability control, ESC）投入市场，底盘主动安全技术进入到快速发展的阶段，后续诸如自适应巡航控制系统(adaptive cruise control,ACC)及碰撞缓解制动系统（collision mitigation brake system,CMBS）等主动安全系统先后研发成功，底盘主动安全技术已经由单纯制动控制技术向集成转向控制发展。安全预警技术通过对危险情况识别并对驾驶员进行预警提示。随着视觉技术应用的发展，以视觉传感器为代表安全预警系统被广泛应用，其中车道偏离预警系统(lane departure warning, LDW）及盲点监测预警系统等已经大量应用于豪华汽车上。随着汽车电子技术及传感器技术的发展，特别是通信技术在汽车上的应用，使汽车主动安全技术正朝着多功能、集成化方向发展，而与被动安全技术3G通讯网络的结合后，集主被动于一体的综合安全技术成为未来汽车安全技术的发展方向[5]。

2.2、底盘主动控制技术

汽车主动安全控制通常是通过底盘主动安全控制实现其执行功能。其中电子制动控制是底盘主动控制技术应用最广泛的技术之一。电子稳定性控制系统（ESC）在底盘主动安全控制技术中具有里程碑地位。如图2所示，电子稳定性控制系统通过传感器探测的数据比较驾驶员操作意图和汽车实际运行状态，并通过差速制动方式对车辆施加补偿横摆力矩，控制车辆的转向特性变化，提高侧向稳定性，进而减少交通事故数量。美国高速公路交通安全署(National Highway Transportation Safety Administration, NHTSA)在分析美国7个州1997年到2004年的交通事故数据发现：电子稳定性控制系统可以减少34%乘用车单车事故以及59% 的运动型多功能车(sports utility vehicle, SUV)单车事故[6]。在美国，2012年以后生产销售的乘用车要求必须装配电子稳定性控制系统。诸如电子稳定性控制系统（electronic stability control，ESC）、电动助力转向技术（electrical power steering, EPS）及侧倾稳定性控制系统（roll stability control, RSC）等底盘主动控制系统已经提高了车辆的安全性能，但是各个系统彼此孤立，并没有实现安全性能的最大化。而底盘一体化控制系统，通过融合制动、转向及悬架主动控制技术，通过各个系统的层级控制实现车辆安全控制的最优化[7]。

图2 电子稳定性控制系统结构

2.3、安全预警技术

安全预警技术通过超声波、视觉及雷达等传感器探测道路环境信息，通过分析各类信息对驾驶员进行提醒及预警，进而减少事故的发生[8]。目前，在车应用了大量的视觉传感器，