丁慶國(guó)

(哈爾濱華德學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150025)

牽引-半掛車(以下簡(jiǎn)稱半掛汽車)具有裝載質(zhì)量大、運(yùn)輸效率高、制造簡(jiǎn)單、維修費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)[1]。為了滿足物流運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量快速增長(zhǎng)的需要，半掛汽車的保有量也在逐年增加。但半掛汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，經(jīng)常發(fā)生碾壓、刮蹭甚至側(cè)翻等事故，導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)受損。據(jù)公安部門統(tǒng)計(jì)，2016年全國(guó)共發(fā)生貨車責(zé)任事故5.04萬(wàn)起，死亡約2.5萬(wàn)人，占汽車責(zé)任事故總數(shù)的48.23%，其中由大型貨車引起的占一半以上[2]。因此，研究轉(zhuǎn)彎視野盲區(qū)，提出相應(yīng)的解決辦法，提高主動(dòng)安全性，降低車輛事故率，保證人員與車輛安全具有非常重要的意義。

1 汽車后視鏡可視范圍技術(shù)要求

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)動(dòng)車輛間接視野裝置性能和安裝要求》(GB 15084-2013)中要求：半掛汽車必需安裝主外視鏡Ⅱ類(大)(駕駛員一側(cè)與乘員一側(cè)各1個(gè))和補(bǔ)盲外視鏡Ⅴ類(乘員一側(cè))。對(duì)外視鏡的視野范圍也作了明確規(guī)定，駕駛員一側(cè)與乘員一側(cè)的主外視鏡至少能看到從駕駛員的眼點(diǎn)后30 m遠(yuǎn)、5 m寬的范圍；同時(shí)，應(yīng)能看到從駕駛員眼點(diǎn)后4 m遠(yuǎn)、1 m寬的范圍。補(bǔ)視鏡應(yīng)能看到駕駛員眼點(diǎn)前1 m、后1.75 m、寬2 m的范圍，如圖1所示[3]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中只對(duì)汽車車身正直時(shí)外視鏡的可視范圍做出了相關(guān)規(guī)定，對(duì)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的后視范圍沒有做出相關(guān)要求。

圖1 Ⅱ類/Ⅴ類外視鏡的視野

2 牽引-半掛車右轉(zhuǎn)彎時(shí)盲區(qū)分析

2.1 牽引-半掛車右轉(zhuǎn)彎時(shí)事故多發(fā)成因

半掛汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，后視范圍是變化的，這是由半掛汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的特性決定的。半掛汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)牽引車與掛車軸線不重合，產(chǎn)生一個(gè)夾角，稱鉸接角(固定軸線的車輛無鉸接角)。由于鉸接角的存在，使固定在牽引車上的主外視鏡與半掛車的相對(duì)角度發(fā)生改變，后視盲區(qū)因而產(chǎn)生。半掛汽車在十字路口轉(zhuǎn)彎、在直行道路上變道、在盤旋道路上做回轉(zhuǎn)、在出入停車場(chǎng)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生后視盲區(qū)。半掛車在左轉(zhuǎn)彎時(shí)，駕駛員可以通過左側(cè)車窗觀察到左側(cè)情況來彌補(bǔ)后視盲區(qū)；而在半掛汽車右轉(zhuǎn)時(shí)駕駛員則無法通過右側(cè)車窗觀察彌補(bǔ)右側(cè)后視盲區(qū)。如在未設(shè)置右轉(zhuǎn)專用燈路口，車輛可以不用觀察信號(hào)燈直接右轉(zhuǎn)，此時(shí)與其同時(shí)參與交通的機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車道上的非機(jī)動(dòng)車、行人等對(duì)象便會(huì)進(jìn)入半掛汽車的后視盲區(qū)，易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。

2.2 牽引-半掛車右轉(zhuǎn)彎時(shí)盲區(qū)現(xiàn)象分析

我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的車型主要是三軸牽引車和三軸半掛車組成的六軸半掛汽車列車[4]。本文以其為研究對(duì)象，其主要參數(shù)為：掛車車長(zhǎng)13 m，車寬2.5 m，總質(zhì)量40 t；牽引-掛車總長(zhǎng)度17 m。鉸接角的大小與后視盲區(qū)有著直接的關(guān)系，如圖2、圖3所示。

圖2 鉸接角為14°時(shí)的后視情況

圖3 鉸接角為20°時(shí)的后視情況

當(dāng)鉸接角為14°時(shí)，本應(yīng)該是可視范圍的A區(qū)變?yōu)槊^(qū)，從此時(shí)刻開始，駕駛員失去了對(duì)掛車右后方最遠(yuǎn)點(diǎn)的可視控制，半掛車右后方成為盲區(qū)；當(dāng)鉸接角為20°時(shí)，盲區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大，B區(qū)進(jìn)入盲區(qū)，從此時(shí)開始，駕駛員失去了對(duì)掛車后輪的可視控制，半掛車后輪易發(fā)生碾壓事故。

由于半掛車總質(zhì)量大，一旦發(fā)生事故多為嚴(yán)重事故。半掛汽車分別為直行、鉸接角14°、鉸接角20°時(shí)駕駛員觀察右側(cè)后視鏡情況，如圖4所示。半掛汽車右轉(zhuǎn)時(shí)，掛車的左側(cè)雖完全處于駕駛員視覺盲區(qū)，但掛車左后車輪與接觸點(diǎn)漸遠(yuǎn)，多為輕微刮擦事故。

圖4 不同鉸接角右后視鏡觀察情況

2.3 牽引-半掛車右轉(zhuǎn)彎時(shí)盲區(qū)影響因素分析

由上述分析可知，半掛車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，鉸接角的大小直接影響右側(cè)主后視鏡的可視范圍。因此，分析鉸接角的形成因素，并加以控制，就能夠減小后視盲區(qū)。

當(dāng)前，在相關(guān)領(lǐng)域中，沒有系統(tǒng)地對(duì)鉸接角在轉(zhuǎn)彎時(shí)的影響因素進(jìn)行研究，大多數(shù)研究者只是在半掛車橫向穩(wěn)定性研究中涉及到相關(guān)內(nèi)容。以下是在相同條件下，工況鉸接角與方向盤轉(zhuǎn)角、車速、載質(zhì)量的關(guān)系。

(1)方向盤轉(zhuǎn)角分為80°、120°、180°時(shí)，鉸接角角速度、鉸接角隨時(shí)間變化曲線如圖5所示?？梢钥闯?，駕駛員操作方向盤的轉(zhuǎn)角越大，轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角就會(huì)增加，鉸接角越大。

圖5 方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)鉸接角的影響

(2)車速分別為50 km/h、70 km/h、90 km/h時(shí)，鉸接角角速度、鉸接角隨時(shí)間變化曲線如圖6所示?？梢钥闯?，車速較低時(shí)鉸接角變大，隨著速度的增加，鉸接角反而減小，這說明在半掛汽車低速轉(zhuǎn)彎時(shí)，鉸接角會(huì)很大，后視盲區(qū)會(huì)更大。

圖6 車速對(duì)鉸接角的影響

(3)半掛汽車分別為空載、半載、滿載時(shí)，鉸接角角速度、鉸接角隨時(shí)間變化曲線如圖7所示。可以看出，空載時(shí)鉸接角較大，隨裝載質(zhì)量的增加鉸接角反而減小[5-6]。

圖7 裝載質(zhì)量對(duì)鉸接角的影響

除以上影響因素外，鉸接角還與轉(zhuǎn)彎直徑、鞍座位置、地面附著系數(shù)等因素有關(guān)。

3 牽引-半掛車消除右轉(zhuǎn)彎盲區(qū)的對(duì)策

為消除右轉(zhuǎn)彎后視盲區(qū)，減少或避免因后視盲區(qū)引起的車輛事故，針對(duì)以上分析，提出如下解決方案。

3.1 采用后視鏡隨動(dòng)裝置

采用后視鏡隨動(dòng)裝置，首先需要確定盲區(qū)臨界角，如本文所引用的半掛汽車的臨界角為14°；然后在牽引車與掛車之間安裝傳感器對(duì)鉸接角變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)；再安裝一種可自動(dòng)調(diào)整角度的加寬后視鏡與鉸接角變化的聯(lián)動(dòng)裝置。工作時(shí)，如鉸接角達(dá)到盲區(qū)臨界角時(shí)，會(huì)給后視鏡自動(dòng)調(diào)整裝置發(fā)出指令，使右后視鏡左旋，增大可視范圍，消除后視盲區(qū)。此時(shí)，要求具備能夠準(zhǔn)確測(cè)量鉸接角和有效的自動(dòng)控制系統(tǒng)，技術(shù)要求高。

3.2 采用廣角視鏡

可采用廣角視鏡來彌補(bǔ)后視盲區(qū)。該種視鏡在半掛汽車直線行駛時(shí)使用正常后視鏡，在半掛汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)使用廣角視鏡來消除后視盲區(qū)。此方法操作簡(jiǎn)單方便，成本底。但由于增加了一個(gè)或多個(gè)廣角視鏡，只能實(shí)現(xiàn)某一固定角度的可視范圍，車輛行駛時(shí)不能調(diào)整。

3.3 采用盲區(qū)預(yù)警裝置

盲區(qū)預(yù)警裝置可通過安裝在方向盤上的轉(zhuǎn)角傳感器確定半掛汽車的行駛狀態(tài)，一旦檢測(cè)到其處在右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時(shí)，會(huì)通過圖像、聲音、振動(dòng)等方式來提醒駕駛員注意安全，從而減小由于視覺盲區(qū)引發(fā)事故的可能性。此方法旨在提醒、提示，不能根本消除后視盲區(qū)。

4 結(jié)束語(yǔ)

汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)對(duì)汽車行駛非常重要，駕駛員后視存在盲區(qū)，就會(huì)降低行車安全性，增大事故發(fā)生的可能。無論是駕駛員還是行人，只要參與交通中，就要注意汽車的視覺盲區(qū)，盡量避免事故的發(fā)生。隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，相信在不遠(yuǎn)的將來，汽車視覺盲區(qū)會(huì)逐漸縮小。