關(guān)于安全逃生的智能車窗控制系統(tǒng)

隨著城市化進(jìn)程的高速發(fā)展，城鄉(xiāng)的交通運(yùn)輸客流量也越來(lái)越大，其中的顯著特征是城市公交車業(yè)，以及中短程客運(yùn)業(yè)蓬勃發(fā)展，由此帶來(lái)的在意外情況下自燃，碰撞等發(fā)生乘員傷亡事件驟然上升，引起了國(guó)家相關(guān)部門(mén)的高度重視。

2013年，客車行業(yè)總體運(yùn)行環(huán)境良好，高速公路通車?yán)锍踢M(jìn)一步增加，城鎮(zhèn)居民出游熱情居高不下，客車產(chǎn)品內(nèi)在品質(zhì)不斷提升，為此帶動(dòng)了客車市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)匯總的98家客車生產(chǎn)企業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2013年，客車銷售超過(guò)50萬(wàn)輛，同比增速為近五年最高。

總體來(lái)看，2013年客車市場(chǎng)大致呈現(xiàn)出以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：第一，農(nóng)村客車的發(fā)展空間較大。國(guó)家每年將組織城2-3個(gè)城鄉(xiāng)客運(yùn)一體化示范工程，形成不同地域、不同類型的城鄉(xiāng)客運(yùn)一體化發(fā)展模式并在全國(guó)積極推廣。

第二，城市公交客車市場(chǎng)仍將高速增長(zhǎng)。按照《城市公共交通“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，“十二五”末，全國(guó)公共汽電車保有總量達(dá)60萬(wàn)輛，較2013年新增約20萬(wàn)輛，有效緩解城市公交運(yùn)力不足的問(wèn)題。根據(jù)規(guī)劃，“十二五”期間，新增需求20萬(wàn)輛，更新需求28萬(wàn)輛，十二五期間公交客車的總需求約為48萬(wàn)輛，平均年需求量將達(dá)到9.6萬(wàn)輛，而目前公交客車的年銷售量?jī)H在6萬(wàn)輛左右，增長(zhǎng)空間也十分可觀。

第三，新興客車市場(chǎng)的發(fā)展值得期待。有關(guān)資料顯示，美國(guó)目前有44萬(wàn)輛校車，每天要接送2500萬(wàn)名中小學(xué)生，占所有中小學(xué)生總數(shù)的54%。而中國(guó)的總?cè)丝跀?shù)倍于美國(guó)，以美國(guó)為參照系，未來(lái)校車的需求總量將會(huì)使客車的市場(chǎng)空間至少擴(kuò)張一倍。

據(jù)《中國(guó)汽車工業(yè)年鑒》資料表明，我國(guó)屬于汽車交通事故嚴(yán)重發(fā)生區(qū)，從每萬(wàn)輛車輛保有量死亡的人數(shù)來(lái)看，我國(guó)高達(dá)到44.58人，美國(guó)僅1.83人，全球平均約4人。從1998年至2003年，因交通事故造成死亡累計(jì)達(dá)57.51萬(wàn)人，受傷人數(shù)253.03萬(wàn)人，直接經(jīng)濟(jì)損失165.03億元。

近年發(fā)生的因不能緊急逃生而造成的大型客車事故有：2011年7月 4日湖北仙桃市境內(nèi)，一輛貨車在隨岳高速公路珠璣站附近，與一輛客車發(fā)生追尾事故，導(dǎo)致兩車翻至護(hù)欄外并起火，造成包括貨車司機(jī)在內(nèi)的23人死亡，29人受傷；2012年8月26日包茂高速公路安塞段發(fā)生一起客車與運(yùn)送甲醇貨運(yùn)車輛追尾碰撞交通事故，引發(fā)甲醇泄漏起火，導(dǎo)致客車起火，事故造成36人死亡。

通過(guò)走訪參觀大型客運(yùn)公司以及客車制造企業(yè)，我們調(diào)查到：大多數(shù)城鄉(xiāng)中、小型客車采用推拉式車窗，可通過(guò)推開(kāi)的車窗以及車頂?shù)奶由ǖ肋M(jìn)行緊急逃生；城市公交車以及長(zhǎng)途大型封閉式客車大多采用安全錘擊碎玻璃逃生的方法；少部分客車采用由司機(jī)進(jìn)行控制的爆破式逃生車窗。

現(xiàn)有逃生方式缺點(diǎn)如下：推拉式車窗面積太過(guò)狹小，如果發(fā)生緊急情況疏散速度過(guò)于緩慢，且人的緊急狀況下的逃生欲望很可能使場(chǎng)面混亂并發(fā)生踩踏事件，產(chǎn)生二次傷害，易造成不必要的傷亡；城市公交車作為城市交通的主要工具，單次載人量很大，發(fā)生緊急情況的時(shí)候如果車輛沒(méi)有主動(dòng)報(bào)警裝置以及主動(dòng)地引導(dǎo)，很容易造成乘客的混亂，乘客不易正確操作逃生錘進(jìn)行逃生；大型封閉型長(zhǎng)途客車尤其是臥鋪客車很多在晚上行駛，若險(xiǎn)情發(fā)生在晚上乘客睡覺(jué)時(shí)，則乘客容易造成混亂，難以正確采用安全錘逃生；安全錘的使用有特定的方法：拿起安全錘，錘擊鋼化玻璃的四個(gè)角的地方，不要敲擊中間部，中間部分最為結(jié)實(shí)。因?yàn)橛行┎Ａ怯匈N膜的，所以玻璃破碎以后不會(huì)立即脫落，我們可以用腳踹開(kāi)。玻璃脫落以后要及時(shí)有序地跳出車體，轉(zhuǎn)移到安全的地方。關(guān)鍵是要用安全錘的尖端敲擊四個(gè)角，敲中間是不行的。然而很多人沒(méi)有掌握正確使用安全錘的技巧，導(dǎo)致了不必要的傷亡。在由司機(jī)控制的爆破式逃生車窗方面，一是如果發(fā)生嚴(yán)重事故，很難保證司機(jī)的狀況是否能夠進(jìn)行爆破操作；二是車窗爆破的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的玻璃碎渣，無(wú)法控制碎渣飛濺的方向，很容易使乘客受到不必要的傷害。

本裝置是一種安全逃生的智能車窗控制裝置，包括客車的車窗、車窗電控陽(yáng)極鎖開(kāi)關(guān)單元、控制器、溫度傳感器、以及信號(hào)預(yù)處理單元、電控陽(yáng)極鎖控制電路和電源單元。溫度傳感器通過(guò)溫度傳感器信號(hào)預(yù)處理單元與控制器相連。控制器將輸出指令通過(guò)輸出端傳送至電控陽(yáng)極鎖控制電路，由繼電器直接控制陽(yáng)極鎖的通斷電，實(shí)現(xiàn)車窗的自動(dòng)打開(kāi)和整體脫落。

本科技發(fā)明系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集，環(huán)境傳感，結(jié)合微機(jī)自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)試，智能控制，且適用范圍為封閉式大型客運(yùn)車輛。

在客車遭受意外，威脅到乘客生命安全情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，給乘客提供危險(xiǎn)信號(hào)，封閉式車窗極短時(shí)間內(nèi)自我打開(kāi)整片脫落，從而引導(dǎo)乘客按秩序逃生；以使用的傳感器類型多樣，感知客車危險(xiǎn)情況全面，包括了日常情況的所有意外狀況，如碰撞，傾斜翻倒，起火；電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用環(huán)境條件廣泛，實(shí)用易維修，所需材料價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛；控制器基于單片機(jī)技術(shù)，智能度及可靠性高，擴(kuò)展性強(qiáng)；使用的車窗電控陽(yáng)極鎖開(kāi)關(guān)單元為繼電器和陽(yáng)極鎖，斷電時(shí)斷開(kāi)，即使車輛發(fā)生意外造成斷電而使單片機(jī)中心控制器停止工作，陽(yáng)極鎖也可立即自行斷開(kāi)，體現(xiàn)了面對(duì)意外情況的全方面考慮；車窗完全打開(kāi)，為乘客提供寬敞的逃生通道，使乘客能在最短時(shí)間內(nèi)完成逃生自救；車窗整片脫落，防止了對(duì)車窗玻璃就行擊碎、爆破過(guò)程中產(chǎn)生的玻璃碎屑飛濺，以免對(duì)乘客造成不必要的二次傷害。

本研究的價(jià)值在于，提供一種安全逃生的智能車窗控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)在客車發(fā)生緊急情況時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)，向乘客發(fā)出危險(xiǎn)警告，并由控制器控制客車車窗自動(dòng)整塊脫落，為乘客爭(zhēng)取安全逃生的機(jī)會(huì)。

（作者單位：長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院）