汽车安全集成

摘 要：本文探讨了主动安全的特点、分类及发展动向.

关 键 词：主动安全,ESP,ACC

DOI:10.3969/j.issn.1005-5517.2012.8.001

虽然被动安全有助于提高汽车的安全性,但研究表明,多数撞车事故是由驾驶员的失误和违规操作造成的.导致这些情况的原因多种多样,比如酒驾、注意力不集中、疲劳驾驶、缺乏对汽车的控制能力等,这些是主动安全需要解决的.

主动安全的分类

安全系统可以处于信息、警告、半自动控制,或全自动控制四个层面.每个层面在驾驶员和汽车之间的交互和干预类型是不同的.

主动系统还有其他分类方法.其中一种,以汽车碰撞前后的时间区间对这些技术进行分类.在这种方法中,针对不同的时段设计不同的安全系统或模式.比如碰撞或事故发生前的时刻,系统根据可预防性碰撞、可能发生的碰撞,以及迫近碰撞这三种不同情境区分,针对不同的情境启动相应的主动安全系统.

主被动的集成

作为汽车安全策略的一部分,各种被动和主动安全系统被自动集成起来,以增强安全性.例如,配备预紧装置的安全带,可以在汽车防碰撞雷达检测到迫近碰撞情况时提前启动,把车内人员更牢固地系在座椅上,从而降低伤害风险.但这只是安全集成策略众多模式中一个简单的例子.

从整体去看集成安全,传感器可以提供额外的状态监控和态势感知功能.安全算法基于传感器所收集的数据,用各种确定性和随机的方法进行评价、评估、估算、感知和判断.这些算法可以提供最优化、安全的纠正措施,类似于熟练驾驶员在紧急状况下会做出的判断.这些判断可充当智能副驾驶的角色,最后转换成具体的车辆控制操作(如制动、转向等).互动/干预/驱动的实际功能是安全系统设计的一部分.如表1所示(从信息层和警告层到完全控制层),其执行层次可能不尽相同.

车与基础设施间的通信

车辆间以及车辆与基础设施之间的数据通信正推动着新一波的汽车安全技术革命.一些设备制造商已示范了其车辆通信技术.该技术可以向驾驶员发出路口碰撞警告,减少驾驶员因视觉盲点而导致的事故.目前,相关机构正在评估DSRC(专用短程通信技术)和其他通信协议对于不同安全应用的适用性.美国交通部在其智能驾驶计划(IntelliDrive)的指导下,正在进行现场操作试验和协作研究,以推动未来的标准制定.许多其他集成安全系统也将不断涌现：车道偏离控制、偏道警告和控制、辅助制动、盲点警告、路口碰撞警告、智能速度顺应系统、驾驶员困倦检测和警告、违例驾驶员辅助等.这些技术有些已经上市,有些还处于开发之中.

困难和挑战

毫无疑问,先进的集成安全系统已在原型车和实验室环境下被证实其降低危险的效力,并将给用户带来实际利益.由于目前还没有一个适用的统一性能标准,阻碍了主动安全技术的进一步发展和普及.需要指出的是,为主动安全系统制定合适的标准是个非常复杂的问题,因为整体系统存在差异,制造商之间又缺乏统一的标准.而由于驾驶员交互系统本身也非常复杂,从而使得解决驾驶员的适应问题难上加难.我们还需要更多的研究和评估,才能针对这些技术制定创新、有效的标准.