我國經過近20 年的改革開放, 國家總體經濟實力不斷增強, 汽車工業和交通運輸業有了長足的發展,尤其是出現了許多在技術上可行的解決汽車行駛安全問題的方案。例如, 車速調節器、自動速度控制、車間距控制、超速的電子監控等技術日臻成熟, 但包括它們在內的先進技術的推廣實施在很大程度上取決于社會是否認可或接受。
特別是先進技術的合理性、可接受性和具體應用, 在工業發達國家常常需要持續多年的辯論。因此, 汽車先進技術實際投放于市場就相對滯后。據國外研究推測, 交通車輛的車外控制技術的發展, 今后將超過車內控制技術的發展。將來, 推廣新技術的進程主要依賴于社會大眾的接受能力和國家政策兩大因素。
1 主動安全技術
1. 1 研究范圍
主動交通安全技術的主要研究范圍是人、車輛和環境(含道路) 3 個方面的主動安全技術問題。
1) 人的主動安全性 主要包括: 交通安全教育和宣傳以及交通安全的解釋; 交通醫學(感知交通環境信息) ; 交通的法律安全(血液酒精濃度檢驗、吸毒檢驗及法律裁決) 。
2) 車輛的主動安全 主要內容為: 行駛安全(避免因駕駛不當或駕駛行為不當, 例如, 違反交通法規而引起交通事故等) ; 工作環境安全(降低汽車駕駛員空間的噪聲、振動強度, 改善通風和空調性能, 從而減少造成駕駛員工作疲勞的傾向性) ; 操作安全(依據人類工程學的原理,正確布置駕駛員的操作元件, 防止潛在的誤操作可能性) ; 感覺安全(改善駕駛員的工作視野范圍, 合理設計刮雨器的工作范圍, 選擇油漆色彩符合視覺舒適原理)。
3) 環境安全 主要內容為: 交通流控制(速度監測, 合理的綠信比, 道路標志, 增加交叉(或丁字路口) 等的信號燈裝備率等) ; 道路管理與建設(避免將直線路段設計得過長, 霧、雨、風、冰雪、動物經常出沒等區域環境的改善或預報, 事故高發區環境的改善) ; 使交通法規適應相應的交通運輸的發展(例如單義無矛盾的交通管理, 先行權規則等)。
1. 2 發展趨勢
筆者認為, 計算機和信息技術是當今許多新技術發展的重要驅動力。把安全工程師站點加入收藏夾
?。?)汽車運行過程的各種控制, 包括行車路線自動引導系統和交通控制系統(例如, 智能運輸系統) 都可直接提高交通安全和效率。據專家預測, 汽車在市區和居民區行駛速度的車外自動控制將是未來最有效的安全對策, 但這種新技術的實際投放市場, 尚需要等待時機。
(2)駕駛員血液酒精濃度檢測是解決酒后駕車的有力對策, 未來將出現一種全新的遠距檢測方法, 而不必由交通警察攔車進行隨機抽檢。即利用衛星定位系統(GPS) 和車輛定位系統, 預計將發明一種不影響交通, 但對每一個行車駕駛員進行自動酒精檢測的方法。
(3)據統計, 因駕駛員疲勞發生的汽車單獨事故約占(5~ 10)%。駕駛員眼球和眼皮動作的疲勞自動監測, 可及時檢測汽車駕駛員是否疲勞, 以便對困倦的駕駛員進行可靠的監測和警告。這種技術在21 世紀為汽車制造廠和用戶接受的可能性極高。
?。?)類似雷達探測的避碰系統因其價格高昂, 近期內不可能大規模地投放市場。在未來10 年至20 年, 可望廣泛采用的汽車主動安全技術如下: 酒精車內檢測, 駕駛員疲倦檢測, 車間距警告和控制, 車速控制, 驅動力控制(A SR) 和防抱制動系統(ABS) , 安全帶自動佩帶及鎖止系統, 路面冰雪預警, 高位制動燈(第三制動燈) , 前大燈燈光自動調節和刮水系統, 行車路線引導系統等。
2. 2 被動安全技術發展趨勢
2. 2. 1 研究范圍
被動交通安全技術的研究范圍包括人、車輛和環境3 個方面的安全技術問題。
(1) 人的被動安全 主要內容有: 安全帶的佩戴意識; 發展救護事業(快速救護, 進行現場救護或迅速將傷員運送醫院搶救, 也包括交通事故通訊, 事故救護專業人員培訓, 成立交通事故志愿救護隊等) ; 發展保險事業(對事故受害者進行治療和賠償)。
?。?) 車輛的被動安全技術 主要包括: 自保護措施(例如, 轎車乘員保護, 主要考慮與商用汽車、載貨汽車的碰撞或者轎車與轎車的碰撞事故, 兩輪車安全氣囊) ; 它保護措施(汽車對車外交通參與者的保護措施, 如載貨汽車對轎車、摩托車、自行車碰撞保護)。
?。?) 被動安全的環境保護技術 主要內容有: 平緩路肩; 彎路、交叉路口以及丁字路口綠化應該符合交通視野條件, 樹木和防護欄的設立亦應該避免妨礙交通視線; 柔性公路護欄, 柔性標志桿和燈柱; 事故現場保護, 防止誘發新的交通事故, 也包括交通流疏散和大眾傳媒(交通電臺)。
2. 2. 2 發展趨勢
?。?)汽車被動安全技術將在未來10 年至20 年取得下述重要進展: 正面氣囊(用于正面碰撞保護駕駛員和副駕駛員的正面氣囊) ; 側面氣囊(側面碰撞時保護轎車乘員頭、胸的側面氣囊) ; 車中氣囊(用于保護后座乘員) ; 智能安全帶; 兒童約束安全系統; 行人保護系統(包括兩輪車騎手) ; 車身外形最佳化; 協調性(即對碰撞對方的保護) ; 生存空間保護等。
?。?)毫無疑問, 將來會有越來越多的復雜傳感器用于汽車碰撞階段, 感知汽車碰撞強度參數, 包括智能安全帶和氣囊的傳感器。它們將感知的乘員實際坐位、質量、性別等, 使得控制系統能自動地修正生物力學參數偏差, 在碰撞的最初20m s 前對碰撞強度進行分類, 調整安全帶和氣囊的特性參數, 在實際碰撞條件下為乘員提供保護。這種調節主要是通過改變氣囊充氣壓力和泄氣通孔尺寸, 以及設定安全帶的預應力、卷帶筒鎖止和限制負荷來實現。
?。?)據預測, 用于汽車側面碰撞條件下, 保護乘員頭部、胸部、骨盆和下肢的側面氣囊不久將大量投放市場; 汽車后座以及非碰撞側乘員氣囊不久也將投放市場。
(4)行人保護氣囊已有十幾年的試驗研究歷史, 但目前存在的問題仍然較多; 與此同時,摩托車(包括自行車) 保護氣囊也有相當的試驗研究, 某些西歐國家已進入中試階段。
?。?)碰撞事故參與者之間的協調性, 特別是重量級差較大的汽車之間的碰撞是一個棘手的問題。實際上, 運動轎車和微型箱式汽車的流行加劇了協調性問題的嚴重性。但協調性問題研究的重點仍然是轎車和重型商用汽車的碰撞。
?。?)目前, 汽車設計的重點已從滿足單項要求逐漸轉向滿足多項綜合要求(集約化設計)過渡。不僅要滿足56. 3kmöh 時50% 分位男性乘員的安全要求, 還要求汽車在不同的碰撞形式和烈度下, 對不同身高、體重的乘員提供最佳的安全保護。
(7)隨著有限元人體計算機模型取代模擬假人模型的推廣, 汽車生物力學領域將有重大突破。例如, 英國實施的生物力學計算機輔助設計(B IOCAD) 項目的執行, 勢必推動人體組織和器官的工程技術、生物力學和汽車結構數據庫的發展, 更有利于汽車最佳安全設計??梢灶A見, 隨著不同碰撞狀態和乘員特性的計算機模型的完善, 將會使汽車安全設計的決策依據更為可靠。
計算機技術的發展將使碰撞試驗的記錄更方便, 實車碰撞的實驗記錄, 如減速度、速度及速度方向的時間歷程將為碰撞持續時間和受傷后果評價提供更多的信息。雖然, 被動安全研究也將重視受傷后社會問題和后果的重要性, 避免事故死亡也僅是道路汽車與交通安全研究的有限內容, 但是, 受傷使受害者能力和社會損失問題日漸受到社會的關注。