客車智能安全技術(shù)新趨勢

本刊實(shí)習(xí)記者 段夢薇

我國客車行業(yè)近年來的迅猛發(fā)展讓人欣喜不已，制造水平隨著技術(shù)的發(fā)展不斷提升；然而，客車安全卻依然是人們的心頭之痛，頻發(fā)的交通事故對客車安全技術(shù)的發(fā)展提出了更加嚴(yán)格的要求。在2012北京客車展期間舉辦的客車安全論壇上，清華大學(xué)汽車工程系主任李克強(qiáng)教授就客車智能安全技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r作了解讀。隨著智能安全技術(shù)的發(fā)展，客車安全問題或?qū)⒅饾u得到改善。

國內(nèi)客車安全技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

客車事故發(fā)生的原因主要有車輛控制失靈、不規(guī)范駕駛、視覺盲區(qū)或受限等，而駕駛員的疏忽、疲勞、誤判和操作不當(dāng)是造成事故的主要原因之一。安全氣囊、安全帶、保險(xiǎn)杠等傳統(tǒng)安全設(shè)施，對防止交通事故的作用有限，并且國內(nèi)客車被動安全技術(shù)已趨于成熟。于是，主動安全技術(shù)成為新戰(zhàn)場，越來越多的研究集中于主動安全設(shè)施。李克強(qiáng)指出，目前人們將客車事故發(fā)生的原因大部分歸咎于政府部門、交通部門的監(jiān)管不力，這種看法是片面的，駕駛員本身的失誤也需得到重視，要減少此類事故的發(fā)生，主動安全技術(shù)的改進(jìn)能夠提供很大幫助。

主動安全技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)不僅僅能夠解決現(xiàn)實(shí)問題，現(xiàn)在也已成為汽車企業(yè)競爭的元素。目前，發(fā)達(dá)國家已啟動汽車主動安全技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，并制定了中長期安全目標(biāo)；與主動安全相關(guān)的汽車安全技術(shù)也已有國際標(biāo)準(zhǔn)，且正在產(chǎn)業(yè)化；世界上著名汽車企業(yè)都已開始使用先進(jìn)的汽車主動安全技術(shù)；著名汽車零部件企業(yè)也正在積極開展相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，并制定了技術(shù)發(fā)展路線圖。

將視線轉(zhuǎn)回國內(nèi)，主動安全技術(shù)的發(fā)展也日新月異，未來的發(fā)展方向主要是智能安全技術(shù)，其中包括自主式安全技術(shù)和協(xié)同式安全技術(shù)。數(shù)據(jù)顯示，自主式安全技術(shù)使交通事故在2010年中降低了近20%，隨著協(xié)同式安全技術(shù)的快速發(fā)展，未來的幾十年事故數(shù)會在此基礎(chǔ)上繼續(xù)下降20%。

汽車智能安全技術(shù)在國內(nèi)也受到極大重視。我國出臺了相應(yīng)的發(fā)展政策，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》中就提到，要把“交通運(yùn)輸安全與應(yīng)急保障”作為“優(yōu)先主題”發(fā)展，重點(diǎn)開發(fā)交通事故預(yù)防預(yù)警、應(yīng)急處理技術(shù)，開發(fā)運(yùn)輸工具主動與被動安全技術(shù)，交通運(yùn)輸事故再現(xiàn)技術(shù)，交通應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)和快速搜救等技術(shù)。正確認(rèn)知我國目前主動安全技術(shù)的發(fā)展，是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的前提和基礎(chǔ)。《中國汽車工業(yè)中長期科技發(fā)展戰(zhàn)略研究(2004—2020)》中提到，我國汽車被動安全技術(shù)的發(fā)展較快，但在主動安全技術(shù)方面卻相對滯后，以電子技術(shù)為基礎(chǔ)的大量主動安全技術(shù)研究還沒有開展或只是剛剛起步，這將是我國今后安全技術(shù)發(fā)展工作中需要重視的問題。《交通運(yùn)輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中對安全技術(shù)發(fā)展也提出了要求：把保障安全作為重要前提，堅(jiān)持安全發(fā)展，運(yùn)營車輛萬車公里事故數(shù)和死亡人數(shù)年均下降3%，城市客運(yùn)車輛萬車公里事故數(shù)和死亡人數(shù)年均下降1%，科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率從2010年50%提升到2015年55%。一系列政策規(guī)劃促使我國的汽車安全技術(shù)由被動安全向主動安全加速過渡。

自主式客車智能安全技術(shù)已有多種應(yīng)用

自主式客車智能安全技術(shù)包含環(huán)境感知、車輛控制和系統(tǒng)集成3大關(guān)鍵部分，主要作用是提高車輛本身的行駛安全。該項(xiàng)技術(shù)以雷達(dá)和攝像頭為核心對車輛與車道線進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)向前避撞報(bào)警、自適應(yīng)巡航控制、車道偏離報(bào)警等功能，可降低導(dǎo)致交通事故發(fā)生的幾大因素所導(dǎo)致的危害，其結(jié)構(gòu)公用、信息共享、控制協(xié)同等特點(diǎn)又進(jìn)一步保證了全面安全。

我們常見的事故類型，如因制動、轉(zhuǎn)向失靈，或疲勞駕駛而導(dǎo)致的正面碰撞；因視覺盲區(qū)、爆胎、非正常換道或偏離車道而形成的側(cè)面碰撞；因轉(zhuǎn)向過多、側(cè)滑等導(dǎo)致的側(cè)翻；抑或是因發(fā)動機(jī)漏油、散熱不好、電線短路所造成的自燃等，自主式智能安全技術(shù)都能夠給予相應(yīng)的幫助。目前，已研制成功并開始投入使用的自主式智能安全技術(shù)產(chǎn)品主要有以下幾種。

1.車道偏移報(bào)警(LDW)系統(tǒng)

LDW系統(tǒng)是一項(xiàng)屬國際主流的汽車主動先進(jìn)安全技術(shù)，是基于智能圖像處理技術(shù)和駕駛員預(yù)警方面的控制技術(shù)，主要解決偏離車道這種常見的交通危險(xiǎn)情況。LDW系統(tǒng)以前視攝像頭為主要傳感器，通過圖像處理單元對圖像進(jìn)行處理和分析探測并跟蹤車道線。當(dāng)車輛由于駕駛員走神或者疲勞具有偏離車道危險(xiǎn)時，通過聲音、燈光、震動等方式告知駕駛員，減少因?yàn)闊o意識偏離車道所造成的交通事故。

自2003年以來，LDW系統(tǒng)已逐漸在歐盟國家成為標(biāo)準(zhǔn)配置，在梅賽德斯－奔馳、曼品牌的商用車上已經(jīng)得到應(yīng)用。國內(nèi)LDW系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品具有集成化安裝、攝像頭與控制器集成、圖像智能處理技術(shù)等特點(diǎn)，比較符合我國目前的實(shí)際情況。

2.全景攝像頭顯示(TOPVIEW)系統(tǒng)

TOPVIEW系統(tǒng)使車輛擁有全方位的視覺，在行駛的過程中可以看到車身周圍的全部影像，使駕駛從此不再有盲區(qū)。對于校車，TOPVIEW尤其有用。孩子們活潑好動，上下車時，TOPVIEW系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)沒有按照秩序上下車的學(xué)生，看清車周圍每一寸的盲點(diǎn)，從而保證安全和防止學(xué)生遺漏。行駛中或許有學(xué)生往窗外伸手、探頭，可以在TOPVIEW系統(tǒng)中實(shí)時監(jiān)控車周圍的情況，及時防止發(fā)生事故。TOPVIEW系統(tǒng)為駕駛員提供同一屏幕監(jiān)控車輛周圍的便利條件，360°全方位視覺安全輔助不僅讓駕駛更加安全，還能夠輔助泊車。

3.疲勞狀態(tài)監(jiān)測預(yù)警(DWS)系統(tǒng)

疲勞駕駛是當(dāng)今交通安全的重要隱患之一，駕駛員在疲勞時，對周圍環(huán)境的感知能力、形勢判斷能力和對車輛的操控能力都有所下降。針對這個問題，DWS系統(tǒng)實(shí)用性很強(qiáng)，通過對駕駛員生理反應(yīng)的特征、操作行為等進(jìn)行監(jiān)控，及時、有效地提醒駕駛員注意休息。在此方面，豐田、奔馳等乘用車公司均已開發(fā)出較為成熟的產(chǎn)品，并成功應(yīng)用于相關(guān)車型上。

4.側(cè)翻預(yù)警技術(shù)

側(cè)翻事故是危險(xiǎn)性較大的交通安全事故。側(cè)傾狀態(tài)觀測和側(cè)翻預(yù)警可以在側(cè)翻事故發(fā)生前，根據(jù)駕駛員對車輛的操作行為，提前預(yù)知側(cè)翻危險(xiǎn)。此技術(shù)使用精確車輛模型預(yù)測未來時間段內(nèi)的車輛載荷分布狀態(tài)、車身側(cè)傾狀態(tài)，對駕駛員進(jìn)行側(cè)翻危險(xiǎn)工況預(yù)警，提醒駕駛員減少過多轉(zhuǎn)向。同時，此技術(shù)為防側(cè)翻控制的基礎(chǔ)，預(yù)防側(cè)翻控制可通過汽車直接橫擺力矩控制系統(tǒng)(DYC)、電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESC)等實(shí)現(xiàn)。

車聯(lián)網(wǎng)是協(xié)同式客車智能安全技術(shù)的核心

協(xié)同式智能安全技術(shù)是引領(lǐng)未來智能交通發(fā)展的前沿技術(shù)，能夠有效提高交通系統(tǒng)的安全。它包括車車協(xié)同式車輛高速公路安全系統(tǒng)和車路協(xié)同式車輛行駛安全技術(shù)。車車協(xié)同式車輛高速公路安全系統(tǒng)通過DHRC通信技術(shù)獲取周邊車輛的行駛狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)時的客車安全控制，保持安全的縱向和橫向距離，減少客車與大貨車、乘用車碰撞的可能性。車路協(xié)同式車輛行駛安全技術(shù)通過路側(cè)基站發(fā)送路段內(nèi)的各種信息，車輛按照安全駕駛要求進(jìn)行自適應(yīng)控制，減少單車事故，提高車輛在惡劣路況和不良天氣條件下的安全性。

要討論協(xié)同式智能安全技術(shù)，就不得不提及車聯(lián)網(wǎng)。車聯(lián)網(wǎng)是協(xié)同式智能安全技術(shù)的核心，它以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，在車與路、車、行人及互聯(lián)網(wǎng)之間，進(jìn)行無線通信和信息交換，以實(shí)現(xiàn)智能交通管理、車輛智能化控制和智能動態(tài)信息服務(wù)的一體化，它是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的延伸。車內(nèi)網(wǎng)、車載移動互聯(lián)網(wǎng)和車際網(wǎng)是構(gòu)成車聯(lián)網(wǎng)的3個部門，只有三者的結(jié)合，才能對車輛的行駛性能進(jìn)行控制。從結(jié)構(gòu)上來看，車聯(lián)網(wǎng)分為3個層次：一是感知層，是指通過各種傳感器采集信息，包括信號燈信息、交通渠化信息、交通狀況信息和車輛運(yùn)動信息等；二是信息交互層，通過5.9 GHz的專用短程通信設(shè)備(DSRC)或WiFi進(jìn)行車—路之間的信息交互；三是應(yīng)用層，車輛可根據(jù)獲取的信息對各種交通要素進(jìn)行實(shí)時管理，引導(dǎo)交通，從而提高整個交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率、安全性以及節(jié)能環(huán)保。

目前，基于車聯(lián)網(wǎng)的客車行駛安全技術(shù)已有，通過3G、DSRC等通信技術(shù)，結(jié)合智能車載信息技術(shù)、智能手機(jī)技術(shù)，獲取路口車輛、行人信息，提高客車在交叉路口的行駛安全性。通過DSRC通信技術(shù)和前碰撞預(yù)警系統(tǒng)(FCW)技術(shù)，結(jié)合智能車載信息系統(tǒng)，進(jìn)行客車車隊(duì)控制，提高客車在高速公路的行駛安全性，節(jié)約燃油。

在客車產(chǎn)業(yè)群雄逐鹿的今天，最大程度避免事故的發(fā)生勢在必行，如何避免事故的發(fā)生，是客車智能安全技術(shù)發(fā)展的目的。目前，我國的客車智能安全技術(shù)方興未艾，怎樣更好向前邁步，李克強(qiáng)提出了這樣的建議：首先需要樹立明確的目標(biāo)，即構(gòu)建基于自主式及車聯(lián)網(wǎng)的客車安全系統(tǒng)平臺，減少客車安全事故。在實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)的過程中，需要多方協(xié)調(diào)，應(yīng)由交通部門、公安部門、客車行業(yè)協(xié)會聯(lián)合制訂標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)立相關(guān)產(chǎn)品的準(zhǔn)入條件；對于各項(xiàng)安全裝置，鼓勵先試點(diǎn)，相關(guān)部門應(yīng)予補(bǔ)貼；需設(shè)立行業(yè)認(rèn)可的第三方機(jī)構(gòu)，認(rèn)證相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)可行性和產(chǎn)品合格與否；設(shè)立研究項(xiàng)目，產(chǎn)學(xué)研合作，統(tǒng)一設(shè)計(jì)客車智能安全系統(tǒng)平臺。通過這些努力，客車智能安全技術(shù)的發(fā)展前景將更加明朗，人們出行的安全也將得到更多的保障。