碰撞安全技术现状与未来

按照碰撞事件发生的时间，可以把车辆危险状态分为稳定行驶、异常行驶、危险临近、临撞、碰撞和撞后6种状态［11］，见表1.3和图1.1。

表1.3　车辆危险状态分类

传统的碰撞安全技术主要提供碰撞状态的保护，由于集中在事故发生以后的阶段，所以被称为“被动安全技术”，意指无力干涉碰撞的发生，只能被动地对乘员提供保护。根据表1.3所述的阶段分类，目前碰撞安全技术的发展已经不仅仅局限于碰撞阶段保护。碰撞安全被动保护技术又可分为车体耐撞技术和乘员约束技术两大分支。

图1.1　车辆危险状态分类

避免碰撞发生的技术称为避撞技术，纠正不稳定行驶状态或者避免其发生的技术称为驾驶辅助技术。避撞与驾驶辅助技术是近年来新兴安全技术发展的热点。本书将对驾驶辅助技术、避撞技术、被动安全技术的系统设计方法进行探索和介绍。安全技术专业的格局和开发组织方式也随着避撞安全技术的进步而产生了相应变化，见表1.4。

表1.4　车辆安全专业格局的变化［12］

被动安全技术的发展开始趋近于饱和状态。21世纪初以来，碰撞安全技术的发展重点逐渐从碰撞阶段扩展到了临撞阶段、危险临近阶段和异常行驶阶段。针对不同的危险阶段，不同年代的技术内容概况如图1.2所示［13］。公众尤其对其中的盲区探测、主动随动前照灯、倒车影像、避撞系统、先进ACC、个人安全协助服务系统、LDP偏道纠正等安全技术表示出了极大的兴趣。

图1.2　安全电子的集成模式［13］

为了避免从正常行驶状态进入异常行驶状态，舒适性能将起到非常重要的影响作用。舒适性事关驾驶人员的疲劳程度，操作、获取信息及通信的便利性会影响到驾驶人员的注意力集中度，因此其都是驾驶安全应该考虑的影响因素。舒适性和便利性的定义十分宽泛，国际上还没有对其技术内容进行统一定义。如果按照舒适便利技术的影响范围来分类，暂且可以将舒适便利技术分为三类［14］，其中Ⅰ类技术模块与安全性的关联度最大。如果说驾驶辅助技术在驾驶员进行具体操作或驾驶受到外界干扰时能够防止进入异常行驶状态，那么舒适便利性对安全性的影响则是可以在常态下防止不自觉地、缓慢地进入异常驾驶状态。鉴于涉及的相关技术比较广泛，本书不对影响安全的舒适便利性技术做深入探讨。

安全技术的发展呈现出了集成化、智能化和系统化的趋势。随着智能化程度的提高，各种安全子系统不断增多，一辆车上仅安全系统的电控单元（ECU）就可能达到十多个。为了增加电控系统的可靠性和降低器件成本，安全系统传感器的集成和控制器的集成显得越来越重要［15］，［16］。预计安全电子的集成化将成为下一轮安全电子产品商务竞争的焦点，其可能的集成度、集成模式和进程如图1.3所示。当前安全电子的多传感器和多ECU现状主要是由子系统多家供货造成的。如果几个子系统由一家供应商统一开发，共用一个控制器，在技术上是完全可行的，如光学“盲区探测—偏道预警—防撞报警”三合一系统就很容易实现传感器与控制器集成。但是，进一步把这个系统再与其他执行系统，如转向系统、刹车系统，用单一ECU集中控制起来就很难，因为其涉及不同生产厂的商业利益问题。

无论是在传感还是在控制层面，被动安全与主动安全集成和融合的趋势是不可避免的。最初期的融合将发生在硬件领域，如多种系统共用的光学探测传感器、惯量传感器、加速度传感器。然后，融合将向控制器发展，如乘员约束系统控制器与ESC控制器的融合、其他被动安全控制器与碰撞先期预警控制器的融合及辅助驾驶控制器与被动安全控制器的融合，等等。最后从控制策略与决策算法上也可能发生深度融合，最新的人工智能科学理论，如机器学习理论，会进入车辆的安全设计领域。

图1.3　安全电子的集成模式［15］，［16］

汽车安全工程师必须认识到，技术法规永远不是车辆安全设计的最终目标，其只是安全性能的最低要求，汽车耐撞性设计也不是碰撞安全的最终解决方案。汽车安全对策必须放在社会大环境里去思考，现有的产品安全技术以及安全性能设计工具必须加以根本变革，才能应对智能时代和第四次工业革命带来的挑战和机遇。

参考文献

［1］联合国WHO，世界预防道路交通伤害报告，http://www.who.int/publications/list/9241562609/zh/.

［2］联合国WHO，十年道路安全行动，http://www.who.int/roadsafety/decade_of_action/en/.

［3］Fatality analysis reporting system(FARS),http://www.nhtsa.gov/FARS.

［4］NHTSA Compatibility Research Update.http://www.nhtsa.gov/search?q=compatibility &x=16&y=2.

［5］中国交通运输协会，中国交通年鉴，http://www.zgjtnj.com/.

［6］中华人民共和国卫生和计划生育委员会统计信息中心，居民病伤死亡原因调查总结，http://www.nhfpc.gov.cn/htmlfiles/zwgkzt/ptjnj.

［7］WHO UN,Global status report on road safety,Time for action,2009.http://www.who.int/violence_injury_prevention/road_safety_status/2009/en/.

［8］美国TEA21法案，http://www.fhwa.dot.gov/tea21/sumcov.htm.

［9］欧洲经济委员会车辆结构工作组（UN/ECE/WP29），http://www.unece.org/trans/main/wp29/wp29wgs/wp29gen/wp29glob_registry.html.

［10］美国高速公路保险研究所（IIHS）试验规范，http://www.iihs.org/iihs/ratings/technical-information/technical-protocols.

［11］邱少波.汽车安全技术创新趋势及一汽对策.中国工程院“2010汽车自主创新论坛”，2010年12月25−26日，重庆.

［12］Qiu Shaobo.Truck Safety Situation in China,Developing Global Sustainability—China/U.S.Partnership Forum,Sustainable Worldwide Transportation Consortium,UMTRI,University of Michigan,May 20 and 21,2011.

［13］邱少波.卡车安全技术.汽车安全、品质与发展高峰论坛，中国质量检验协会机动车安全检验专业委员会，2011年6月22日，北京.

［14］邱少波.一汽智能安全技术发展技术路线.汽车安全高层论坛演讲稿集编，中国汽车工业协会CAAM，2010年3月3日，牙克石.

［15］邱少波.全球汽车安全发展趋势.中国汽车电子产业发展高层论坛，吉林省工信厅/国家工信部，2010年9月3日，长春.

［16］邱少波.集成式汽车安全技术.中国汽车工程学会CSAE年会演讲稿集编，2010年7月15—17日，长春.