楊 娜，張 臻，趙桂范，王劍鋒，王大方

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院，威海 264209； 2.中國(guó)第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，長(zhǎng)春 130011)

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2015236

自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)行人保護(hù)效果的研究*

楊 娜1，張 臻2，趙桂范1，王劍鋒1，王大方1

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院，威海 264209； 2.中國(guó)第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，長(zhǎng)春 130011)

為研究自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)對(duì)事故中行人發(fā)生MAIS3+損傷風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的影響，探尋適合中國(guó)道路交通情況的參數(shù)取值范圍，采用邏輯回歸分析法構(gòu)建了長(zhǎng)頭型車輛碰撞速度與行人MAIS3+損傷風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的回歸方程。考慮事故中駕駛員轉(zhuǎn)向避讓與來不及轉(zhuǎn)向兩種情況，建立了事故前人-車相對(duì)位置數(shù)學(xué)模型，統(tǒng)計(jì)分析了探測(cè)角度、最大制動(dòng)減速度、制動(dòng)提前時(shí)間和制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間等自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)降低行人MAIS3+損傷風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的影響，得到了一組最優(yōu)參數(shù)值。研究結(jié)果可為我國(guó)自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供一定的理論依據(jù)。

行人保護(hù);自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)

前言

近十年來，我國(guó)汽車保有量迅猛增加[1]，給人們的出行帶來方便，但也增加了道路交通運(yùn)輸?shù)呢?fù)擔(dān)，使我國(guó)道路交通事故頻發(fā)[2]。行人是道路交通中的弱勢(shì)群體，也是事故中的高危人群?！兜缆钒踩颥F(xiàn)狀報(bào)告2013》中指出，全球每年行人死亡人數(shù)占道路交通事故總死亡人數(shù)的22%左右。在我國(guó)，大部分道路都是車輛與行人混合通行的模式，而且我國(guó)人口基數(shù)大，這都從客觀上增加了行人暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的機(jī)率。而碰撞速度對(duì)行人傷亡風(fēng)險(xiǎn)有直接影響，降低碰撞速度能顯著減少事故中行人傷亡風(fēng)險(xiǎn)。自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)能夠根據(jù)自身控制策略，自動(dòng)對(duì)行駛車輛進(jìn)行制動(dòng)，彌補(bǔ)駕駛者在制動(dòng)方面的不足。

發(fā)達(dá)國(guó)家建有完善的交通事故監(jiān)測(cè)體系，對(duì)事故能夠進(jìn)行全面和細(xì)致地調(diào)查[3-10]。國(guó)外學(xué)者根據(jù)真實(shí)事故數(shù)據(jù)對(duì)事故中行人的損傷特點(diǎn)和防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了深入研究[11-22]。由于人、車、路和環(huán)境等交通要素在國(guó)內(nèi)外均存在較大差異，國(guó)外研究成果無法從本質(zhì)上反映我國(guó)行人事故的特點(diǎn)和規(guī)律。

1988年公安部交通管理局建立了我國(guó)首個(gè)交通事故監(jiān)測(cè)體系[23]。此后，同濟(jì)大學(xué)和湖南大學(xué)等均曾對(duì)學(xué)校所處地區(qū)的交通事故進(jìn)行調(diào)查研究[24-25]。2011年中國(guó)汽車技術(shù)研究中心聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多家汽車公司設(shè)立中國(guó)交通事故深入調(diào)查研究項(xiàng)目，并建立了CIDAS(China in-depth accident study)數(shù)據(jù)庫，對(duì)長(zhǎng)春、北京、威海、寧波和佛山5個(gè)地區(qū)的交通事故進(jìn)行深入調(diào)查研究[26]。

我國(guó)在交通事故深入調(diào)查研究方面雖然有一定的進(jìn)展，但整體研究水平仍相對(duì)滯后。交警部門出于對(duì)事故處理的考慮，調(diào)查項(xiàng)目不夠完善、細(xì)致，調(diào)查內(nèi)容比較籠統(tǒng)，而且不涉及行人損傷的具體信息。目前國(guó)內(nèi)運(yùn)用真實(shí)事故數(shù)據(jù)研究行人損傷和保護(hù)的文獻(xiàn)較少，而且目前的研究大多僅是對(duì)事故數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，缺乏深入的研究分析。

本文中以威海地區(qū)實(shí)際的行人事故數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的探測(cè)器探測(cè)角度、最大制動(dòng)減速度、制動(dòng)提前時(shí)間和制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間等各參數(shù)取值對(duì)行人保護(hù)效果的影響進(jìn)行深入研究，探討適合我國(guó)道路交通情況的參數(shù)取值范圍。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 事故數(shù)據(jù)的篩選

考慮自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)成本和今后主要應(yīng)用對(duì)象，本文中只取長(zhǎng)頭型車作為對(duì)象，且只選取車輛與行人發(fā)生正面碰撞的事故進(jìn)行研究。因轉(zhuǎn)向事故量較少，轉(zhuǎn)向過程中車輛行駛速度一般較低，故只選取事故前車輛處于直行狀態(tài)的事故，且一起事故中，只包含一輛肇事車和一名行人。共獲得106起發(fā)生在2011-2013年的、滿足條件的長(zhǎng)頭型車事故，其中涉及行人死亡的事故有34起，行人最大創(chuàng)傷等級(jí)3級(jí)和3級(jí)以上的有63起。在這106起事故中，行人死亡的事故其最大創(chuàng)傷等級(jí)均在3級(jí)及3級(jí)以上。

1.2 分析方法

采用邏輯回歸分析方法對(duì)符合條件的106起長(zhǎng)頭型車事故樣本構(gòu)建了車輛碰撞速度與行人重傷MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)回歸模型分別為

行人MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)模型為

(1)

行人死亡風(fēng)險(xiǎn)模型為

(2)

式中：v為車輛碰撞速度，km/h；p(v)為碰撞速度為v時(shí)發(fā)生MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)或死亡風(fēng)險(xiǎn)的概率。

(3)

(4)

式中：n為事故總數(shù)，n=106。

2 事故前人車相對(duì)位置的確定

自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)探測(cè)模型如圖1所示。以事故前車輛前部中心所在路面位置為原點(diǎn)，以車輛所在道路前方為Y軸正方向，建立如圖2所示的坐標(biāo)系。P點(diǎn)是事故前行人相對(duì)于車的路面位置。

事故發(fā)生大致經(jīng)歷駕駛員反應(yīng)階段、制動(dòng)協(xié)調(diào)階段和持續(xù)制動(dòng)階段。駕駛員反應(yīng)時(shí)間t1因駕駛者性別、年齡和是否飲酒等自身?xiàng)l件不同而異，一般為0.3～1s。為方便計(jì)算，制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間t2統(tǒng)一取0.3s。假定制動(dòng)協(xié)調(diào)階段，減速度線性增加而后保持恒定。根據(jù)駕駛員的筆錄和現(xiàn)場(chǎng)勘查，確定事故發(fā)生距離；根據(jù)駕駛員事故時(shí)的身體狀況，合理選取t1值，結(jié)合事故發(fā)生距離和制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間t2，求出持續(xù)制動(dòng)時(shí)間t3。

事故前車輛和行人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖3所示。圖3中，vp方向代表行人行走方向，v0方向代表車輛前進(jìn)方向，θ為行人行走方向與X軸的夾角，γ為車輛前進(jìn)方向與Y軸的夾角。為便于計(jì)算，不考慮轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)時(shí)間。對(duì)于突發(fā)情況，駕駛員來不及轉(zhuǎn)向，車輛仍按原方向前行，不與Y軸發(fā)生偏離，此時(shí)γ=0°；部分事故中，駕駛員緊急轉(zhuǎn)向，車輛前進(jìn)方向與Y軸不重合，此時(shí)γ≠0°。

事故前1s，行人相對(duì)于車輛的橫向距離xp可由式(5)求得

(5)

式中：xa為行人在車上的第一碰撞點(diǎn)位置，m；vp為行人運(yùn)動(dòng)速度，m/s；t為事故前時(shí)間，取1s[21]；θ為行人行走方向與X軸的夾角，逆時(shí)針為正，(°)；t3為持續(xù)制動(dòng)時(shí)間，s；a為最大制動(dòng)減速度，m/s2；v0為駕駛員意識(shí)到危險(xiǎn)時(shí)的車輛行駛速度，km/h；t2為制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，s；γ為車輛前進(jìn)方向與Y軸的夾角，逆時(shí)針為正，(°)。

事故前1s，行人相對(duì)于車輛的縱向距離yp可由式(6)求得

(6)

式中：t1為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，s，且t1+t2+t3=t。

車輛碰撞速度v與行駛速度v0的關(guān)系為

(7)

行人與車輛第一接觸位置xa經(jīng)后期勘查實(shí)際測(cè)出，第一接觸位置位于車輛前部中心右側(cè)，取正值；反之取負(fù)值。根據(jù)行人和駕駛員陳述，確定事故前行人相對(duì)于車輛的行走方向，進(jìn)而確定行人行走方向與X軸的夾角。表1為行人的平均運(yùn)動(dòng)速度vp，其值因行人年齡、性別和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同而異。行人事故前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)根據(jù)行人或者駕駛員的陳述獲得，然后根據(jù)表1選取相應(yīng)的值。

表1 不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下行人平均速度 m/s

由式(5)～式(7)便可求出事故前1s人-車相對(duì)路面位置。

依次求出106起行人事故中事故前1s人-車相對(duì)地面的位置，運(yùn)用Matlab軟件繪制在人-車相對(duì)位置坐標(biāo)系中，如圖4所示。圖中圓圈表示損傷等級(jí)在2級(jí)及2級(jí)以下的行人位置，三角形表示損傷等級(jí)在3級(jí)及3級(jí)以上且在事故中未死亡的行人位置，星形表示損傷等級(jí)在3級(jí)及3級(jí)以上且在事故中死亡的行人位置。虛線代表探測(cè)角度為30°，點(diǎn)劃線代表探測(cè)角度為40°，實(shí)線代表探測(cè)角度為50°。

從圖4可以看出，車輛行駛越快，行人距離車輛的縱向距離越遠(yuǎn)，行人越容易被小的探測(cè)角度探測(cè)到，且在事故中受到的傷害越大。

表2列舉了不同探測(cè)角度下，106起事故中行人被探測(cè)到的總事故、最大創(chuàng)傷等級(jí)3級(jí)與3級(jí)以上事故和死亡事故的機(jī)率。從表2可以看出，隨探測(cè)角增加，各類事故中行人被探測(cè)到的機(jī)率均增加。對(duì)同一探測(cè)角度，行人死亡事故被探測(cè)到的機(jī)率最大，其次是行人MAIS3+事故。當(dāng)探測(cè)角為40°時(shí)，行人MAIS3+事故和死亡事故被探測(cè)到的機(jī)率為100%；探測(cè)角為60°時(shí)，所有行人事故均能被探測(cè)到。

表2 不同探測(cè)角度下行人能夠被探測(cè)到的事故機(jī)率

3 各參數(shù)對(duì)行人保護(hù)效果的影響

假定在各種天氣和照明條件下，探測(cè)器均能正常工作，研究探測(cè)角度、制動(dòng)提前時(shí)間、最大制動(dòng)減速度等控制參數(shù)和車輛自身制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，對(duì)降低行人MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)效果的影響。

假定自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)激活時(shí)間設(shè)置在事故前1s，實(shí)際事故中，若駕駛員采取制動(dòng)措施，求出的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間和持續(xù)制動(dòng)時(shí)間之和大于等于1s，則表示事故前1s駕駛員已經(jīng)采取制動(dòng)措施，則假定系統(tǒng)不激活；若求得制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間和持續(xù)制動(dòng)時(shí)間之和小于1s，則系統(tǒng)激活，系統(tǒng)激活后不再考慮駕駛員因素對(duì)制動(dòng)效果的影響。

3.1 探測(cè)角度對(duì)行人保護(hù)效果的影響

探測(cè)角度的選取，既要保證探測(cè)效率高，又要考慮探測(cè)器成本和控制算法的復(fù)雜性。假定制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間為0.3s，且制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間內(nèi)制動(dòng)減速度線性增加，后保持恒定?？紤]實(shí)際路面提供的附著系數(shù)和制動(dòng)安全性，取最大制動(dòng)減速度為0.6g。對(duì)給定的探測(cè)角度，若事故前1s行人能夠被探測(cè)到，則系統(tǒng)激活；反之認(rèn)為不激活。計(jì)算106起事故中車輛新的碰撞速度。根據(jù)式(3)和式(4)，求出不同探測(cè)角度下自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)降低行人MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率，如圖5所示。

從圖5可知，隨探測(cè)角增大，自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率均增加。對(duì)同一探測(cè)角，系統(tǒng)對(duì)降低行人死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率比降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)效率高。研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)總和與死亡風(fēng)險(xiǎn)的總和基本相同，但對(duì)同一碰撞速度，行人MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)比死亡風(fēng)險(xiǎn)高，導(dǎo)致MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)總和比死亡風(fēng)險(xiǎn)總和大。故對(duì)同一探測(cè)角，系統(tǒng)對(duì)行人死亡風(fēng)險(xiǎn)的防護(hù)效率比MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)的防護(hù)效率高。當(dāng)探測(cè)角為40°時(shí)，系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率分別為27.2%和47.1%；當(dāng)探測(cè)角為60°時(shí)，系統(tǒng)對(duì)兩種風(fēng)險(xiǎn)的防護(hù)效率達(dá)最大值，分別為28.4%和47.4%。將探測(cè)角設(shè)置為40°，既兼顧了探測(cè)器的成本和系統(tǒng)控制算法的復(fù)雜性，又保證了系統(tǒng)的行人保護(hù)效率。

3.2 最大制動(dòng)減速度對(duì)行人保護(hù)效果的影響

車輛制動(dòng)過程中，最大制動(dòng)減速度對(duì)車速的降低有著重要影響，故而對(duì)行人保護(hù)效率也有重要影響。假定制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間為0.3s，且制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間內(nèi)制動(dòng)減速度線性增加，后保持恒定。將探測(cè)角度設(shè)置在40°。將最大制動(dòng)減速度分別設(shè)置為0.2、0.4、0.6和0.8g，得出106起事故中車輛新的碰撞速度。根據(jù)式(3)和式(4)，求出不同最大制動(dòng)減速度下自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率，如圖6所示。

從圖6可知，隨最大制動(dòng)減速度增大，自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)降低行人MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率均增加。同一制動(dòng)減速度，系統(tǒng)對(duì)降低行人死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率比降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)的效率高，其原因與探測(cè)角度原因類似。增加最大制動(dòng)減速度可提升系統(tǒng)行人保護(hù)效率，但最大制動(dòng)減速度受到實(shí)際路面類型和路面條件的限制，不可能無限制增加。若車輛制動(dòng)減速度過大，會(huì)導(dǎo)致車輛側(cè)向穩(wěn)定性差，車輛易失去控制發(fā)生危險(xiǎn)。若自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)路面所能夠提供的最大附著系數(shù)，不斷調(diào)整車輛最大制動(dòng)減速度，則既保證了車輛安全性，又保證了較高的行人保護(hù)效率，但會(huì)增加系統(tǒng)成本和控制策略的難度。實(shí)際上，路面車輛行駛路況多為瀝青和水泥路面，車輛在其上的制動(dòng)縱向滑移附著系數(shù)大多介于0.55～0.7之間。計(jì)算得到最大制動(dòng)減速度為0.6g時(shí)，系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率分別為26.8%和46.6%。故將系統(tǒng)的最大制動(dòng)減速度設(shè)置為0.6g，既兼顧了路面條件和制動(dòng)安全性，又保證了較高的行人保護(hù)效率。

3.3 制動(dòng)提前時(shí)間對(duì)行人保護(hù)效果的影響

制動(dòng)提前時(shí)間越長(zhǎng)，車輛速度降低量越大，對(duì)應(yīng)碰撞速度越低，行人的MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)越小。實(shí)際道路中，自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)若過早激活會(huì)影響駕駛員對(duì)車輛的操控，也會(huì)對(duì)道路上行駛的其他車輛造成影響，導(dǎo)致其他車輛上的自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)誤操作可能性增加。制動(dòng)提前時(shí)間的設(shè)定要考慮行人保護(hù)效率、駕駛員操作性和其他車輛行駛狀況。

假定制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間為0.3s，且制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間內(nèi)制動(dòng)減速度線性增加，后保持恒定。綜合考慮探測(cè)效率，探測(cè)器成本和控制算法復(fù)雜性，將探測(cè)角度設(shè)置在40°。兼顧路面條件、制動(dòng)安全性和較高的行人保護(hù)效率，將系統(tǒng)的最大制動(dòng)減速度設(shè)置為0.6g。將制動(dòng)提前時(shí)間分別設(shè)置為0.3、0.5、0.75、1、1.25和1.5s。實(shí)際事故中，若求出的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間和持續(xù)制動(dòng)時(shí)間之和大于等于設(shè)置的制動(dòng)提前時(shí)間，則表示駕駛員已采取制動(dòng)措施，假定系統(tǒng)不激活；若求得制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間和持續(xù)制動(dòng)時(shí)間之和小于假定的提前時(shí)間，則系統(tǒng)激活，且激活后不再考慮駕駛員因素對(duì)制動(dòng)效果的影響。計(jì)算車輛新的碰撞速度。根據(jù)式(3)和式(4)，求出不同制動(dòng)提前時(shí)間下自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率，如圖7所示。

由圖7可知，隨制動(dòng)提前時(shí)間增加，自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率均增加。對(duì)于同一制動(dòng)提前時(shí)間，系統(tǒng)對(duì)降低行人死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率比降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)的效率高，其原因與探測(cè)角度原因類似。制動(dòng)提前時(shí)間過短，因制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間的存在，車輛持續(xù)制動(dòng)時(shí)間較短，系統(tǒng)的行人保護(hù)效果不理想；若制動(dòng)提前時(shí)間過長(zhǎng)，又會(huì)帶來很多負(fù)面影響，故英國(guó)交通安全實(shí)驗(yàn)室建議將乘用車制動(dòng)提前時(shí)間設(shè)置在0.6～1.0s[2]。根據(jù)計(jì)算，制動(dòng)提前時(shí)間為0.6s時(shí)，系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率分別為13%和25.9%；制動(dòng)提前時(shí)間為1s時(shí)，系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率分別為27.3%和47.3%。

3.4 制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間對(duì)行人保護(hù)效果的影響

因制動(dòng)間隙，車輛制動(dòng)時(shí)，需經(jīng)歷制動(dòng)協(xié)調(diào)階段。該階段內(nèi)，制動(dòng)力緩慢增加至最大值。制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間長(zhǎng)短，會(huì)影響車輛速度降低量，故對(duì)行人保護(hù)效率也有重要影響。綜合考慮探測(cè)效率、探測(cè)器成本和控制算法復(fù)雜性，將探測(cè)角度設(shè)置在40°；兼顧路面條件、制動(dòng)安全性和較高的行人保護(hù)效率，將系統(tǒng)的最大制動(dòng)減速度設(shè)置為0.6g；因乘用車的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間不大于0.35s，將制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間分別設(shè)置為0(不考慮制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間)、0.1、0.2、0.3和0.4s，計(jì)算得出106起事故中車輛新的碰撞速度。根據(jù)式(3)和式(4)，求出不同制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間下自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率，如圖8所示。

由圖8可知，隨制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間增加，自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)降低行人MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率均下降。同一制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間下，系統(tǒng)對(duì)降低行人死亡風(fēng)險(xiǎn)效率比降低MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)效率高，原因與探測(cè)角度類似。若將制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間從0.4s減少到0，自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)降低行人MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)效率可分別提升6.6%和9.2%。目前主要通過改進(jìn)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式和采用制動(dòng)液壓油預(yù)施壓，來減少制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間；如何進(jìn)一步減少車輛制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，對(duì)提高自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的行人保護(hù)效果有重要作用。

4 結(jié)論

(1) 利用邏輯回歸分析方法建立了長(zhǎng)頭型車輛碰撞速度與行人重傷MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的回歸模型。

(2) 根據(jù)我國(guó)真實(shí)道路中車輛和行人的運(yùn)動(dòng)特性，建立數(shù)學(xué)模型確定了事故前1s人-車的相對(duì)位置。統(tǒng)計(jì)分析表明，車輛行駛越快，行人距離車輛的縱向距離越遠(yuǎn)，行人越容易被小的探測(cè)角度探測(cè)到，且在事故中受到的傷害越大。

(3) 研究了探測(cè)角度、最大制動(dòng)減速度、制動(dòng)提前時(shí)間和制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間等自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)降低行人MAIS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)的效率的影響，指出了適用于我國(guó)實(shí)際道路交通情況的各參數(shù)取值范圍。當(dāng)探測(cè)角為40°，最大制動(dòng)減速度為0.6g，制動(dòng)提前時(shí)間為1s，制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間為0.3s時(shí)，自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)能夠分別降低26.9%和47%的行人MAS3+風(fēng)險(xiǎn)和死亡風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)研發(fā)適合我國(guó)道路交通情況的自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)具有重要的指導(dǎo)意義。

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A Research on the Pedestrian Protection Effects of Automatic Braking System

Yang Na1, Zhang Zhen2, Zhao Guifan1, Wang Jianfeng1& Wang Dafang1

1.SchoolofAutomotiveEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Weihai264209；2.ChinaFawGroupCorporationR&DCenter,Changchun130011

In order to study the effects of the parameters of automatic braking system on the risk of pedestrian MAIS3+ injury and fatality, and to find the appropriate parameters suiting to China’s road traffic conditions, the regression equations are constructed, which describe the relationship between the impact speed and the risks of pedestrian MAIS3+ injury and fatality for cab-behind-engine vehicles, based on logic regression analysis. With considerations of two accident cases of driver swerving and having no time to swerve, a mathematical model for the position of pedestrian relative to vehicle before accident is established, and the effects of the parameters of automatic braking system, including the detection angle, the maximum braking deceleration and the times for braking initiation and coordination, on the reduction of risks of pedestrian MAIS3+ injury and fatality are statistically analyzed, with a set of optimal parameters obtained. The research can provide certain theoretical basis for the design and improvement of domestic automatic braking system.

pedestrian protection; automatic braking system

*山東省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2011GGX10502)資助。

原稿收到日期為2015年3月10日，修改稿收到日期為2015年5月25日。