一種大客車制動器失效情況下緊急提示系安全帶系統(tǒng)

【摘 要】針對山區(qū)公路上由于制動器失效容易導(dǎo)致大客車和大型車輛發(fā)生碰撞、側(cè)翻以及翻滾事故等情況，本文提出一種大客車制動器失效情況下緊急提示系安全帶系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過使用一個制動踏板傳感器來獲取駕駛員制動信號，一個CAN485智能CAN轉(zhuǎn)換器，用于獲取大客車車速信息，上述車速信息和制動器信號都發(fā)送至處理單元，處理單元比較制動器制動后車速的變化情況，當(dāng)檢測到制動器制動后車速沒有降低或者有增加的趨勢，則判斷車輛制動器失效，在此情況下通過安裝在大客車車上上的喇叭向乘客發(fā)出緊急系好安全帶的提示，以免車輛翻滾時將乘客甩出車外造成傷亡的情況發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】山區(qū)公路 大客車 翻滾 安全帶 提示

一、引言

安全帶是車輛被動安全裝置的重要組成部分，在事故發(fā)生之后，一方面安全帶能夠?qū)⒊蓡T固定在座位上，使得駕駛員不至于和安全氣囊以及車內(nèi)部件相撞，造成損傷；另一方面能夠?qū)Ⅰ{駛員固定在車內(nèi)，使得在發(fā)生翻滾等交通事故的時候不至于將乘客甩出車外。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國每年大客車事故中由于乘客沒有系安全帶導(dǎo)致乘客甩車車外而造成傷亡的數(shù)量相當(dāng)巨大，這給乘客的生命財產(chǎn)造成巨大的損失，同時也帶來了不良的社會影響。

客車和大型車輛發(fā)生最常見的交通事故是制動器失效引起的碰撞、側(cè)翻或者翻滾等，特別是大客車，在發(fā)生制動器失效的情況下，駕駛員一般會采取和路側(cè)障礙物相摩擦來減速，有時操作不當(dāng)極容易引起車輛翻滾，特別是在山區(qū)公路，發(fā)生翻滾的概率很高。

現(xiàn)有車輛，包括乘用車和大客車等等，都安裝有安全帶提示系統(tǒng)，在乘客沒有系安全帶的情況下會給乘客提示，但是由于我國國民安全意識還較低，在乘坐大客車時系安全帶的概率太低，而大客車發(fā)生翻滾事故時很容易造成乘客甩出車外造成傷亡，現(xiàn)有的安全提示裝置或者系統(tǒng)中還沒有哪一類是在事故發(fā)生之前緊急給乘員發(fā)出系安全帶提示的。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計

（一）系統(tǒng)整體組成

該警報系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、信息發(fā)布單元以及供電單元組成。系統(tǒng)組成框架如圖1所示。數(shù)據(jù)采集單元一方面通過制動踏板傳感器實時采集車輛制動踏板制動信號，同時通過采用CAN485智能CAN轉(zhuǎn)換器獲取車輛CAN總線上的車速數(shù)據(jù)，將采集到的原始數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器；處理單元對原始采集數(shù)據(jù)進行處理，分析制動踏板制動前后車速變化，當(dāng)車輛處于制動失效情況下時，處理單元向信號發(fā)布單元發(fā)送信號，提示乘客系好安全帶。

（二）電源模塊設(shè)計

對于一般的大客車或者大客車而言，電池電壓一般為24V，本系統(tǒng)中的處理器采用傳統(tǒng)51系列微處理器，其工作電壓為5V，因此需要一個降壓單元。本系統(tǒng)中采用7805降壓芯片來解決電源匹配問題。

（三）制動踏板信號采集

制動踏板信號采集采用制動踏板傳感器，此傳感器由安裝在制動踏板上的壓力傳感器組成，當(dāng)駕駛?cè)瞬扇≈苿硬僮鲿r，壓力傳感器輸出電壓發(fā)生變化，以此來獲取駕駛員是否進行制動操作。制動踏板信號傳感器輸出信號直接與處理器電連接，在正常駕駛情況下，駕駛員不采取制動操作時，傳感器輸出信號為低電平，類似的，當(dāng)駕駛員采取制動操作時，制動踏板傳感器輸出高電壓，處理器獲取一次制動踏板信號。

（四）車輛車速信號獲取

隨著技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在大客車和大型車輛基本都配置有CAN總線，CAN總線能夠快速準(zhǔn)確的采集傳感傳送的數(shù)據(jù)。在減輕車輛自重和提高數(shù)據(jù)傳輸速率方面有重要現(xiàn)實意義。本系統(tǒng)針對于在山區(qū)道路上行駛的大型客車，這些客車基本都配備有CAN總線，因此如何高效率的獲取CAN總線上的數(shù)據(jù)以及如何準(zhǔn)確快速的讀取車速數(shù)據(jù)，成為本系統(tǒng)信號采集單元需要結(jié)局的難題。在本系統(tǒng)中，通過車載OBD口獲取車輛CAN總線接口，采用CAN485智能CAN轉(zhuǎn)換器獲取車輛CAN總線的數(shù)據(jù)，獲取數(shù)據(jù)后，根據(jù)常規(guī)車輛運行參數(shù)的設(shè)置標(biāo)識符，在處理單元中接收數(shù)據(jù)并挑選出車速數(shù)據(jù)。

（五）處理器設(shè)計

處理器是系統(tǒng)的核心，傳感器獲取數(shù)據(jù)的后續(xù)處理以及信息提示單元的信息發(fā)送均需要處理單元的參與。同時系統(tǒng)設(shè)計時一方面要考慮處理器的功能要求，即處理器必須具備一定的處理能力，以滿足足夠的數(shù)據(jù)采集速率和出具處理速率；另一方面粗腰考慮處理器的成本問題，本系統(tǒng)主要應(yīng)用在山區(qū)道路大型客車上，而我國目前在此類地區(qū)行駛的客車數(shù)量巨大，具有良好的市場前景，因此成本問題需要進行綜合考慮。在考慮功能需求和成本因素的情況下，本系統(tǒng)最終采用傳統(tǒng)穩(wěn)定以及低價格的51系列單片機作為處理器。

（六）信號提示模塊設(shè)計

信號提示模塊是本系統(tǒng)的另一個重要組成部分。信號反饋的方式對駕駛員有重要影響。一方面良好的信號提示方式可以有效的給駕駛員和乘客提示，輔助其保持安全駕駛或者乘客加強安全操作，在事故發(fā)生之后可以有效的減小傷亡和損失。另一方面，不良的提示方式會導(dǎo)致駕駛員不能正確獲取提示信息，甚至獲取錯誤信息，進行錯誤操作等。因此在信息提示模塊設(shè)計時，本系統(tǒng)從交通安全心理學(xué)角度出發(fā)，對駕駛員和乘客可能存在的刺激以及反應(yīng)進行綜合分析，最終采用安裝在車輛頂部四個角落的喇叭作為信號提示單元的主要硬件。喇叭的具體型號為Newyu汽車擴音喇叭，具體型號為S4-5-6。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計在于設(shè)計出滿足系統(tǒng)功能需求的實用軟件。本系統(tǒng)采用的處理器為51系列處理器，因此軟件采用C語言編寫，編寫平臺為keil uvision2。系統(tǒng)軟件的流程圖如圖2所示。

四、結(jié)束語

本系統(tǒng)針對山區(qū)道路上由于制動器失效容易導(dǎo)致車輛翻滾，且乘客不系安全帶容易導(dǎo)致乘員甩出車外而導(dǎo)致嚴(yán)重損傷的問題，提出了一種大客車制動器失效情況下緊急提示系安全帶系統(tǒng)。該系統(tǒng)投資少、適合規(guī)?；茝V、智能化、自動化，無需操作且可靠性高。在實際應(yīng)用中能在事故發(fā)生之前給乘客緊急發(fā)出提示，對減小事故發(fā)生后的傷亡程度和損失具有重要的現(xiàn)實意義。

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作者簡介：

鐘小麗（1983.07-），重慶永川區(qū)，碩士研究生，專業(yè)：汽車檢測與維修。