汽车行驶安全的新技术

汽车行驶安全的新技术

我国经过近20 年的改革开放, 国家总体经济实力不断增强, 汽车工业和交通运输业有了长足的发展，尤其是出现了许多在技术上可行的解决汽车行驶安全问题的方案。例如, 车速调节器、自动速度控制、车间距控制、超速的电子监控等技术日臻成熟, 但包括它们在内的先进技术的推广实施在很大程度上取决于社会是否认可或接受。特别是先进技术的合理性、可接受性和具体应用, 在工业发达国家常常需要持续多年的辩论。因此, 汽车先进技术实际投放于市场就相对滞后。据国外研究推测, 交通车辆的车外控制技术的发展, 今后将超过车内控制技术的发展。将来, 推广新技术的进程主要依赖于社会大众的接受能力和国家政策两大因素。

1主动安全技术

1. 1研究范围

主动交通安全技术的主要研究范围是人、车辆和环境(含道路) 3 个方面的主动安全技术问题。

1) 人的主动安全性主要包括: 交通安全教育和宣传以及交通安全的解释; 交通医学(感知交通环境信息) ; 交通的法律安全(血液酒精浓度检验、吸毒检验及法律裁决) 。

2) 车辆的主动安全主要内容为: 行驶安全(避免因驾驶不当或驾驶行为不当, 例如, 违反交通法规而引起交通事故等) ;工作环境安全(降低汽车驾驶员空间的噪声、振动强度, 改善通风和空调性能, 从而减少造

成驾驶员工作疲劳的倾向性) ; 操作安全(依据人类工程学的原理,正确布置驾驶员的操作元件, 防止潜在的误操作可能性) ; 感觉安全(改善驾驶员的工作视野范围, 合理设计刮雨器的工作范围, 选择油漆色彩符合视觉舒适原理)。

3) 环境安全主要内容为: 交通流控制(速度监测, 合理的绿信比, 道路标志, 增加交叉(或丁字路口) 等的信号灯装备率等) ; 道路管理与建设(避免将直线路段设计得过长, 雾、雨、风、冰雪、动物经常出没等区域环境的改善或预报, 事故高发区环境的改善) ; 使交通法规适应相应的交通运输的发展(例如单义无矛盾的交通管理, 先行权规则等)。

1. 2发展趋势

笔者认为, 计算机和信息技术是当今许多新技术发展的重要驱动力。（1）汽车运行过程的各种控制, 包括行车路线自动引导系统和交通控制系统(例如, 智能运输系统) 都可直接提高交通安全和效率。据专家预测, 汽车在市区和居民区行驶速度的车外自动控制将是未来最有效的安全对策, 但这种新技术的实际投放市场, 尚需要等待时机。

（2）驾驶员血液酒精浓度检测是解决酒后驾车的有力对策, 未来将出现一种全新的远距检测方法, 而不必由交通警察拦车进行随机抽检。即利用卫星定位系统(GPS) 和车辆定位系统, 预计将发明一种不影响交通, 但对每一个行车驾驶员进行自动酒精检测的方法。

（3）据统计, 因驾驶员疲劳发生的汽车单独事故约占(5～10)%。驾驶员眼球和眼皮动作的疲劳自动监测, 可及时检测汽车驾驶员是否疲劳,

以便对困倦的驾驶员进行可靠的监测和警告。这种技术在21 世纪为汽车制造厂和用户接受的可能性极高。

（4）类似雷达探测的避碰系统因其价格高昂, 近期内不可能大规模地投放市场。在未来10 年至20 年, 可望广泛采用的汽车主动安全技术如下: 酒精车内检测, 驾驶员疲倦检测, 车间距警告和控制, 车速控制, 驱动力控制(A SR) 和防抱制动系统(ABS) , 安全带自动佩带及锁止系统, 路面冰雪预警, 高位制动灯(第三制动灯) , 前大灯灯光自动调节和刮水系统, 行车路线引导系统等。

2. 2被动安全技术发展趋势

2. 2. 1研究范围

被动交通安全技术的研究范围包括人、车辆和环境3 个方面的安全技术问题。

（1）人的被动安全主要内容有: 安全带的佩戴意识; 发展救护事业(快速救护, 进行现场救护或迅速将伤员运送医院抢救, 也包括交通事故通讯, 事故救护专业人员培训, 成立交通事故志愿救护队等) ; 发展保险事业(对事故受害者进行治疗和赔偿)。

（2）车辆的被动安全技术主要包括: 自保护措施(例如, 轿车乘员保护, 主要考虑与商用汽车、载货汽车的碰撞或者轿车与轿车的碰撞事故, 两轮车安全气囊) ; 它保护措施(汽车对车外交通参与者的保护措施, 如载货汽车对轿车、摩托车、自行车碰撞保护)。

（3）被动安全的环境保护技术主要内容有: 平缓路肩; 弯路、交叉路

口以及丁字路口绿化应该符合交通视野条件, 树木和防护栏的设立亦应该避免妨碍交通视线; 柔性公路护栏, 柔性标志杆和灯柱; 事故现场保护, 防止诱发新的交通事故, 也包括交通流疏散和大众传媒(交通电台)。

2. 2. 2发展趋势

（1）汽车被动安全技术将在未来10 年至20 年取得下述重要进展: 正面气囊(用于正面碰撞保护驾驶员和副驾驶员的正面气囊) ; 侧面气囊(侧面碰撞时保护轿车乘员头、胸的侧面气囊) ; 车中气囊(用于保护后座乘员) ; 智能安全带; 儿童约束安全系统; 行人保护系统(包括两轮车骑手) ; 车身外形最佳化; 协调性(即对碰撞对方的保护) ; 生存空间保护等。

（2）毫无疑问, 将来会有越来越多的复杂传感器用于汽车碰撞阶段, 感知汽车碰撞强度参数, 包括智能安全带和气囊的传感器。它们将感知的乘员实际坐位、质量、性别等, 使得控制系统能自动地修正生物力学参数偏差, 在碰撞的最初20m s 前对碰撞强度进行分类, 调整安全带和气囊的特性参数, 在实际碰撞条件下为乘员提供保护。这种调节主要是通过改变气囊充气压力和泄气通孔尺寸, 以及设定安全带的预应力、卷带筒锁止和限制负荷来实现。

（3）据预测, 用于汽车侧面碰撞条件下, 保护乘员头部、胸部、骨盆和下肢的侧面气囊不久将大量投放市场; 汽车后座以及非碰撞侧乘员气囊不久也将投放市场。

（4）行人保护气囊已有十几年的试验研究历史, 但目前存在的问题仍然较多; 与此同时,摩托车(包括自行车) 保护气囊也有相当的试验研究, 某些西欧国家已进入中试阶段。

（5）碰撞事故参与者之间的协调性, 特别是重量级差较大的汽车之间的碰撞是一个棘手的问题。实际上, 运动轿车和微型箱式汽车的流行加剧了协调性问题的严重性。但协调性问题研究的重点仍然是轿车和重型商用汽车的碰撞。

（6）目前, 汽车设计的重点已从满足单项要求逐渐转向满足多项综合要求(集约化设计)过渡。不仅要满足56. 3kmöh 时50% 分位男性乘员的安全要求, 还要求汽车在不同的碰撞形式和烈度下, 对不同身高、体重的乘员提供最佳的安全保护。

（7）随着有限元人体计算机模型取代模拟假人模型的推广, 汽车生物力学领域将有重大突破。例如, 英国实施的生物力学计算机辅助设计(B IOCAD) 项目的执行, 势必推动人体组织和器官的工程技术、生物力学和汽车结构数据库的发展, 更有利于汽车最佳安全设计。可以预见, 随着不同碰撞状态和乘员特性的计算机模型的完善, 将会使汽车安全设计的决策依据更为可靠。

计算机技术的发展将使碰撞试验的记录更方便, 实车碰撞的实验记录, 如减速度、速度及速度方向的时间历程将为碰撞持续时间和受伤后果评价提供更多的信息。虽然, 被动安全研究也将重视受伤后社会问题和后果的重要性, 避免事故死亡也仅是道路汽车与交通安全研究的有限