【摘 要】針對(duì)山區(qū)公路上由于制動(dòng)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(dòng)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(gè)制動(dòng)踏板傳感器來獲取駕駛員制動(dòng)信號(hào)，一個(gè)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(dòng)器信號(hào)都發(fā)送至處理單元，處理單元比較制動(dòng)器制動(dòng)后車速的變化情況，當(dāng)檢測(cè)到制動(dòng)器制動(dòng)后車速?zèng)]有降低或者有增加的趨勢(shì)，則判斷車輛制動(dòng)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(shí)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(dòng)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(shí)候不至于將乘客甩出車外。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)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(cái)產(chǎn)造成巨大的損失，同時(shí)也帶來了不良的社會(huì)影響。

客車和大型車輛發(fā)生最常見的交通事故是制動(dòng)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(dòng)器失效的情況下，駕駛員一般會(huì)采取和路側(cè)障礙物相摩擦來減速，有時(shí)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(huì)給乘客提示，但是由于我國(guó)國(guó)民安全意識(shí)還較低，在乘坐大客車時(shí)系安全帶的概率太低，而大客車發(fā)生翻滾事故時(shí)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(jì)

（一）系統(tǒng)整體組成

該警報(bào)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(dòng)踏板傳感器實(shí)時(shí)采集車輛制動(dòng)踏板制動(dòng)信號(hào)，同時(shí)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(duì)原始采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析制動(dòng)踏板制動(dòng)前后車速變化，當(dāng)車輛處于制動(dòng)失效情況下時(shí)，處理單元向信號(hào)發(fā)布單元發(fā)送信號(hào)，提示乘客系好安全帶。

（二）電源模塊設(shè)計(jì)

對(duì)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(gè)降壓?jiǎn)卧?。本系統(tǒng)中采用7805降壓芯片來解決電源匹配問題。

（三）制動(dòng)踏板信號(hào)采集

制動(dòng)踏板信號(hào)采集采用制動(dòng)踏板傳感器，此傳感器由安裝在制動(dòng)踏板上的壓力傳感器組成，當(dāng)駕駛?cè)瞬扇≈苿?dòng)操作時(shí)，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(jìn)行制動(dòng)操作。制動(dòng)踏板信號(hào)傳感器輸出信號(hào)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(dòng)操作時(shí)，傳感器輸出信號(hào)為低電平，類似的，當(dāng)駕駛員采取制動(dòng)操作時(shí)，制動(dòng)踏板傳感器輸出高電壓，處理器獲取一次制動(dòng)踏板信號(hào)。

（四）車輛車速信號(hào)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(shí)意義。本系統(tǒng)針對(duì)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(hào)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(yùn)行參數(shù)的設(shè)置標(biāo)識(shí)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(jì)

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(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)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(guó)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(chǎng)前景，因此成本問題需要進(jìn)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(jià)格的51系列單片機(jī)作為處理器。

（六）信號(hào)提示模塊設(shè)計(jì)

信號(hào)提示模塊是本系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分。信號(hào)反饋的方式對(duì)駕駛員有重要影響。一方面良好的信號(hào)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(qiáng)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(huì)導(dǎo)致駕駛員不能正確獲取提示信息，甚至獲取錯(cuò)誤信息，進(jìn)行錯(cuò)誤操作等。因此在信息提示模塊設(shè)計(jì)時(shí)，本系統(tǒng)從交通安全心理學(xué)角度出發(fā)，對(duì)駕駛員和乘客可能存在的刺激以及反應(yīng)進(jìn)行綜合分析，最終采用安裝在車輛頂部四個(gè)角落的喇叭作為信號(hào)提示單元的主要硬件。喇叭的具體型號(hào)為Newyu汽車擴(kuò)音喇叭，具體型號(hào)為S4-5-6。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在于設(shè)計(jì)出滿足系統(tǒng)功能需求的實(shí)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(tái)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(duì)山區(qū)道路上由于制動(dòng)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?fù)p傷的問題，提出了一種大客車制動(dòng)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(dòng)化，無需操作且可靠性高。在實(shí)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(duì)減小事故發(fā)生后的傷亡程度和損失具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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作者簡(jiǎn)介：

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