發(fā)展中的汽車主動安全技術
加入技術交流群
3.技術構(gòu)成
導致汽車交通事故的原因十分復雜，既有車輛自身的技術因素，也有參與交通的人的行為因素，還有公路、氣象等環(huán)境因素。總而言之，人-車-環(huán)境是影響汽車行駛安全性能的三大因素，這三者組成了相互制約的系統(tǒng)工程。例如，駕駛員在駕駛汽車時要完成一個對環(huán)境和車的感知-判斷-操作的閉環(huán)過程，在行駛中要經(jīng)過周而復始地循環(huán)才能完成對汽車的操縱和控制。對駕駛員而言，必須具備相應的技能才能順利完成安全駕駛工作；對車輛而言，必須為駕駛員提供一個能夠適應人的生理和心理特點的外部技術條件，以保證駕駛員能很好地完成上述循環(huán)，這就是汽車主動安全的內(nèi)涵。在目前的情況下，為提高汽車的主動安全性，做到防患于未然，主要通過以下幾個方面的技術加以實現(xiàn)。
3.1視認特性
駕駛員在行車中所感覺到的道路、車輛等信息的準確性將直接影響汽車的主動安全性。良好的視認特性是汽車主動安全性的重要組成部分。汽車在行駛過程中，大約95%以上的外部環(huán)境信息是通過人的觀察來進行收集的。視認特性包括：視野性能、被視認性、防眩目性等。其中視認性能包括前方視野(直接視野)、后方視野(間接視野)以及特殊環(huán)境下的視野性能(包括寒冷、雨天及夜晚時的視野)；被視認性則通過車輛示寬、緊急閃爍、報警、反射等信號裝置加以實現(xiàn)。在防眩目性方面引入了諸如三光束前照燈等一些技術。
3.2車輛底盤電子綜合控制裝置
該裝置是汽車主動安全技術中非常引入注目的項目，也是各大汽車企業(yè)顯示自己技術實力、占據(jù)汽車技術有利制高點的重要方面，因此，發(fā)展中的汽車主動安全技術在此得以集中體現(xiàn)。駕駛員駕車的過程就是人、車和環(huán)境三者之間信息交流的過程，構(gòu)成人-車-環(huán)境信息流的閉環(huán)系統(tǒng)，車輛性能的完善取決于閉環(huán)系統(tǒng)中的人、車和環(huán)境三者之間相互協(xié)調(diào)與各自特性的最佳匹配，即實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)駕駛員行為特性、車輛機械特性以及道路設施和交通法規(guī)之間的最優(yōu)協(xié)調(diào)，以追求系統(tǒng)整體的最佳效益。這種先進的汽車主動安全技術的研究動向和成果，正體現(xiàn)了人機一體化(AHMS)的系統(tǒng)工程學觀點。
3.3信息傳遞技術
駕駛員在操縱和控制汽車時，必須不斷地從各方面獲得所需要的信息。信息傳遞系統(tǒng)收集的人、車和環(huán)境三者的信息經(jīng)過處理器處理后，除了服務于車輛底盤電子綜合控制裝置外，還可以輸出對駕駛員更加有用的深加工信息，甚至包括駕駛員注意力狀況，并用數(shù)據(jù)或圖像顯示，幫助駕駛員更加完整地獲得信息，及時處理各種情況。
信息傳遞技術是在世界汽車機電一體化的大背景下發(fā)展起來的，是以計算機和通信技術為核心的新技術，它緊緊圍繞市場需要，著眼于未來的汽車安全，將為下個世紀的汽車市場的發(fā)展開辟了一條新路。這項技術即使是在目前的初級階段其回報亦是很可觀的。美國國家公路安全委員會(NHTSA)的交通動力學小組認為，僅ABS的全面實施，每年會減少2.9萬起牽引車/掛車沖撞事故，挽救320-500個生命和減少2.7萬個受傷者。德國漢諾威交通事故研究組對182例交通事故的分析報告表明，汽車裝備防抱死制動系統(tǒng)可以避免7.1%的交通事故、13.9%的材料損失、17.4%的人員傷害。由此可以預計，如果將各項獨立的主動安全裝置和措施加以整合和優(yōu)化，那么，汽車的主動安全性將發(fā)生質(zhì)的飛躍。
事實上，進入90年代以來，尤其是近幾年，汽車主動安全技術正是沿此方向推進的。例如：繼汽車裝備防抱死制動系統(tǒng)ABS(Acceleration Braking System)和驅(qū)動防滑系統(tǒng)ASR(Acceleration Skid Response)成為汽車主動安全常規(guī)技術后，汽車穩(wěn)定性控制單元VSC(Vehicle Stability Control)這種在更高層次上綜合ABS和ASR的汽車主動安全裝置已應運而生。VSC系統(tǒng)極大地提高了汽車主動安全性能，它改變了冬季行車時加裝雪地輪胎、防滑鏈等方法，即使在比直線行駛動力學復雜許多的轉(zhuǎn)彎或是冰雪濕滑路況時也能應付自如。其它一些業(yè)已運用或即將技入應用的控制系統(tǒng)也將整合并發(fā)揮出綜合效力。有人預測，未來的汽車會成為各種尖端電子技術的載體或者說21世紀汽車是移動的電腦平臺。智能制動、智能加速、智能減速、智能轉(zhuǎn)向是未來智能汽車的基本特征。
汽車人機一體化的智能主動安全技術充分考察各個方面和多種因素，達到人和汽車共同判斷、共同決策和協(xié)調(diào)統(tǒng)一，實現(xiàn)人機互補的合作“伙伴”關系。這種技術本身就是多學科結(jié)合的產(chǎn)物，包括機械、計算機、信息、生理學、心理學和社會科學等技術領域，以及人機耦合與接口的現(xiàn)代高新技術。例如，進行交通心理學和人的心理特性方面的研究目的是使未來汽車的操縱性能與人的生理特性相適應，從而減少因為人機工程原因引起的交通事故，為智能汽車操縱性能設計和人機工程設計奠定了理論基礎。汽車智能化的前期工作是用汽車的駕駛輔助系統(tǒng)彌補人的感知、判斷、操縱方面的不足。該技術將來一旦成熟，就可以進一步推進汽車主動安全智能化。
4.結(jié)束語
汽車安全性已經(jīng)不僅是個技術問題，在某種程度上也是一個重要的社會問題。汽車的主動安全性因其定位于防患于未然，所以有著廣闊的發(fā)展前景，越來越受到汽車生產(chǎn)企業(yè)、政府管理部門和消費者的重視。應用電子技術使車輛實現(xiàn)的高度智能化是汽車主動安全技術能在世界范圍內(nèi)發(fā)生質(zhì)的躍變的主要因素。美國70年代提出的試驗安全車ESV(Experiment Safety Vehicle)、日本90年代提出的高級安全車ASV(Advanced Safety Vehicle)雖然是兩個不同歷史時期提高汽車安全性的代表作，但它們都是未來的安全汽車的雛形。
歐、美、日等汽車工業(yè)發(fā)達的國家對于包括汽車主動安全技術在內(nèi)的汽車工業(yè)重大課題都是在高度計劃和有序的狀態(tài)下展開的，并且制定了近期、中期和長期規(guī)劃，在國家法規(guī)和政策的指導下，通過產(chǎn)、學、研的聯(lián)合，投入相當?shù)牧α恐鸩礁吨T實施，并取得了實質(zhì)性的進步。而我國，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，車流的加大，再加上人口眾多，交通問題會更加突出。對此，我國雖然采取了許多相應措施，但在加強汽車自身安全性能方面還是做得不夠。這不僅不利于我國的交通安全狀況，還會隨著歐、美、日等汽車工業(yè)發(fā)達國家的先進安全技術的實用化、商品化，使剛剛興起的中國民族汽車工業(yè)受到極大沖擊，尤其在汽車業(yè)群雄逐鹿的今天，作為即將面臨加入WTO后所帶來的機遇與挑戰(zhàn)的中國汽車工業(yè)，必須對此做出有力回應。順應汽車主動安全技術發(fā)展的方向，在我國有計劃、有步驟地發(fā)展現(xiàn)代汽車主動安全技術是勢在必行的。
評論