盧燚 樂(lè)中耀

（中國(guó)汽車(chē)工程研究院股份有限公司）

傳統(tǒng)汽車(chē)安全技術(shù)有兩大領(lǐng)域——被動(dòng)安全與主動(dòng)安全。其中，被動(dòng)安全技術(shù)的目標(biāo)是通過(guò)優(yōu)化車(chē)輛碰撞結(jié)構(gòu)、使用良好匹配的座椅或者安全氣囊等乘員約束裝置，使得碰撞發(fā)生之后，乘員所受的傷害值盡量減小，它是目前運(yùn)用最為廣泛的汽車(chē)安全技術(shù)；而主動(dòng)安全技術(shù)的目標(biāo)是提前杜絕碰撞發(fā)生的隱患，或者對(duì)即將發(fā)生的碰撞進(jìn)行規(guī)避，一般較新的技術(shù)有車(chē)輛避撞裝置和車(chē)道線識(shí)別等，目前正處于技術(shù)蓬勃發(fā)展、應(yīng)用逐漸增多的上升階段。隨著汽車(chē)安全技術(shù)的不斷進(jìn)步，被動(dòng)安全與主動(dòng)安全這兩大領(lǐng)域逐漸融合，產(chǎn)生出“碰撞預(yù)警安全系統(tǒng)”的新安全概念。所謂的“碰撞預(yù)警”（Pre-Crash）即為運(yùn)用主動(dòng)安全的相關(guān)研究成果，能夠?qū)τ谄?chē)即將發(fā)生的碰撞做出預(yù)先判斷，從而提升被動(dòng)安全裝置的保護(hù)效果的新概念技術(shù)[1]。

1 汽車(chē)一體化安全概念及組成

隨著汽車(chē)安全研究的逐步深入以及智能交通技術(shù)的突飛猛進(jìn)，汽車(chē)安全技術(shù)進(jìn)入到一個(gè)新的階段，即汽車(chē)一體化安全。汽車(chē)一體化安全融合了傳統(tǒng)的汽車(chē)主動(dòng)安全和被動(dòng)安全，同時(shí)增加了以ITS（智能交通系統(tǒng)）技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化駕駛輔助系統(tǒng)及預(yù)碰撞安全技術(shù)[2]。在主被動(dòng)安全性之間不存在嚴(yán)格的界限或突變點(diǎn)，主被動(dòng)安全性有交互區(qū)域，這就是汽車(chē)碰撞預(yù)警安全，如圖1所示。汽車(chē)碰撞預(yù)警是在事故發(fā)生前后的一瞬間內(nèi)，既有避免事故發(fā)生的預(yù)警系統(tǒng)，又有接受了報(bào)警信號(hào)迅速起效的約束與保護(hù)系統(tǒng)[3]。這樣才能綜合車(chē)輛的智能安全性，充分發(fā)揮主被動(dòng)安全措施的最佳效用，以達(dá)到車(chē)輛的安全性設(shè)計(jì)的真正目的，盡可能降低事故的發(fā)生率，盡可能降低事故造成的人員和財(cái)物傷害。

汽車(chē)一體化安全系統(tǒng)主要包括3個(gè)子系統(tǒng)，分別是傳感器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)。如圖2所示。

傳感器系統(tǒng)負(fù)責(zé)車(chē)輛周邊環(huán)境和駕駛員狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括雷達(dá)、激光和攝像頭等探測(cè)裝置，還包括C2C/C2I（車(chē)與車(chē)/車(chē)與交通設(shè)施）通信裝置?？刂葡到y(tǒng)負(fù)責(zé)融合、分析傳感器采集的數(shù)據(jù)信息，采用一定的控制算法判別車(chē)輛是否處于危險(xiǎn)工況以及是否存在潛在危險(xiǎn)。執(zhí)行系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)施控制單元發(fā)出的信號(hào)，主要包括輔助駕駛、車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制與碰撞保護(hù)3個(gè)方面。輔助駕駛可以協(xié)助駕駛員方便、安全地駕駛車(chē)輛，減少事故的發(fā)生，減輕駕駛員的疲勞。常見(jiàn)的輔助駕駛裝置有警示系統(tǒng)和自動(dòng)巡航系統(tǒng)等。車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)可以在車(chē)輛出現(xiàn)危險(xiǎn)工況之前或者過(guò)程中，主動(dòng)采取一定措施來(lái)維持車(chē)輛處于正常行駛狀態(tài)，從而避免交通事故的發(fā)生，例如:ABS和ESP等。碰撞保護(hù)系統(tǒng)在車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)或者碰撞之前，通過(guò)被動(dòng)措施或者主動(dòng)措施減輕碰撞所造成的人員傷害。

2 碰撞預(yù)警安全技術(shù)

作為汽車(chē)一體化安全的主要組成部分，碰撞預(yù)警安全系統(tǒng)在減輕碰撞強(qiáng)度和乘員傷害程度方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。從2003年至今，國(guó)外各大汽車(chē)公司，如豐田、奔馳、沃爾沃及日產(chǎn)等已經(jīng)紛紛推出自己的應(yīng)用碰撞預(yù)警技術(shù)的中高端車(chē)型，并投入市場(chǎng)。未來(lái)它會(huì)成為主動(dòng)安全與被動(dòng)安全領(lǐng)域結(jié)合的一個(gè)重點(diǎn)技術(shù)方向，并逐漸向中低端車(chē)型發(fā)展，成為汽車(chē)安全技術(shù)新亮點(diǎn)。一方面，碰撞預(yù)警的出現(xiàn)，為被動(dòng)安全研究領(lǐng)域開(kāi)拓了一個(gè)新的突破點(diǎn)，在碰撞能夠提前預(yù)判的基礎(chǔ)上，許多被動(dòng)安全的成熟技術(shù)會(huì)有一個(gè)嶄新的革新與應(yīng)用。另一方面，由于碰撞預(yù)警安全技術(shù)的革命性理念以及其廣泛的涉及性，也在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)設(shè)置了一個(gè)新的技術(shù)門(mén)坎，必將帶來(lái)汽車(chē)安全技術(shù)一波新的沖擊。對(duì)于國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)而言，若能抓住這個(gè)時(shí)機(jī)，迎難而上，則能夠借機(jī)轉(zhuǎn)型，把握市場(chǎng)脈搏，發(fā)展壯大自己。

2.1 碰撞預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)架

碰撞預(yù)警安全系統(tǒng)并不是一項(xiàng)需要投入大量人力、物力重新研發(fā)的一個(gè)全新的技術(shù)，是多項(xiàng)安全創(chuàng)新技術(shù)的集成。它是利用汽車(chē)安全技術(shù)領(lǐng)域近幾十年來(lái)在被動(dòng)安全與主動(dòng)安全方面豐富的技術(shù)積累，合并推出的一整套安全保護(hù)系統(tǒng)。

從技術(shù)可行性研究上看，相比較眾多的汽車(chē)主動(dòng)安全新技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的門(mén)坎相對(duì)較低，實(shí)現(xiàn)可能性也相對(duì)較高，是很有可能在近期得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案。

2.2 碰撞預(yù)警安全技術(shù)的應(yīng)用狀況

雖然學(xué)術(shù)上對(duì)碰撞預(yù)警安全的研究并不是很成熟，但是國(guó)外大的知名汽車(chē)企業(yè)已經(jīng)紛紛在市場(chǎng)上推出帶有碰撞預(yù)警技術(shù)的車(chē)型。圖3示出碰撞預(yù)警安全的技術(shù)構(gòu)架圖。豐田公司最早于2003年2月在全球率先推出第一款應(yīng)用碰撞預(yù)警安全系統(tǒng)的車(chē)型Celsior，其集成了預(yù)緊式安全帶，主動(dòng)懸架以及輔助制動(dòng)等多項(xiàng)功能，極大地提高了駕駛者的安全體驗(yàn)，引領(lǐng)了汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的新潮流，獲得很大成功。其碰撞預(yù)警安全系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，如圖4所示。

奔馳公司于2003年也推出了自己的碰撞預(yù)警安全系統(tǒng)方案Pre-Safe，并在2003款奔馳S級(jí)車(chē)上開(kāi)始配備。BOSCH公司也提出了自己的Pre-Safe概念，其中依照反應(yīng)的局促程度分為了3個(gè)等級(jí)：Preset，Prefire和Preact。沃爾沃和日產(chǎn)等汽車(chē)公司都有各自相應(yīng)的Pre-Crash研發(fā)成果。

3 結(jié)論

汽車(chē)一體化安全技術(shù)可以充分發(fā)揮主被動(dòng)安全措施的最佳效用，已經(jīng)成為汽車(chē)安全領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)和今后的發(fā)展趨勢(shì)。汽車(chē)碰撞預(yù)警系統(tǒng)代表著主被動(dòng)安全融合的最新研究方向，隨著汽車(chē)安全技術(shù)的深入發(fā)展以及雷達(dá)等關(guān)鍵部件成本的降低,碰撞預(yù)警系統(tǒng)具有廣闊應(yīng)用前景。