安全_ 未來汽車的智能安全技術

一、 汽車駕駛越來越安全化、智能化

駕駛安全化，是生產(chǎn)商、消費者、交通安全部門一直共同追尋的目標。為此，世界各大汽車公司都不惜一切代價提高現(xiàn)代汽車的安全系數(shù)。汽車安全設計的最早理念是將車身結構、鈑金件制作得更加堅固可靠些，使汽車在受到碰撞時能夠有效地保護車內(nèi)乘客的安全。隨著汽車科技的日益進步，特別是近20年來計算機技術，設計理論、新型材料、工藝技術等方面的大力發(fā)展和廣泛應用，汽車的安全技術逐漸向電子化、智能化方向發(fā)展。如美國的克萊斯勒公司，為了增加安全系數(shù)，在車內(nèi)添設了安全氣袋；對于兒童和老年人乘坐的汽車，專門設計出特別安全系數(shù)的座位，并在汽車的前部及側面安裝了緩沖裝置。日本三菱公司最近新推出的一款高技術安全汽車，車內(nèi)不僅帶有一般的安全設施。而且還裝有先進的雷達探測系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠自動識別紅綠燈、交通標志；探測前方道路上的障礙物、道路狀況，能夠實現(xiàn)自動駕駛，具有很高的人工智能。另外，該汽車還能根據(jù)司機的眨眼頻率，及時向駕駛人員發(fā)出“過度疲勞，應該休息”的警告。

日本最大的汽車制造商——豐田汽車公司，最近也研制出一種新型的安全汽車。在車內(nèi)增設許多先進電子系統(tǒng)并形成一個智能網(wǎng)絡，它的最大特點是能夠幫助司機及時消除駕駛中的各種失誤。例如，當駕駛者昏昏欲睡或與前行車未保持足夠的安全距離時，該系統(tǒng)的就會自動發(fā)出預警信號，提醒司機；另外，這套電子系統(tǒng)還能利用汽車的方向盤來測知駕駛者的脈搏。如駕駛者過于疲勞時，它便啟動警告系統(tǒng)；最初，它只是搖晃駕駛座位，當駕駛者仍無反應時，系統(tǒng)就會自動熄滅而強行停車。新型的安全汽車還配有一個碰撞感應系統(tǒng)，主要用于控制制動。一旦發(fā)生車禍時，電子系統(tǒng)中的智能裝置就能對發(fā)動機起到保護作用，以防起火燃燒，并自動報警。

二、 未來汽車安全技術的種類及應用

1． 報警監(jiān)控系統(tǒng)（ARTS—GPS）

ARTS—GPS是一種較為先進的安全報警系統(tǒng)，它采用先進的衛(wèi)星定位技術和計算機技術，對運動目標進行全天候、全地區(qū)跟蹤和監(jiān)測。當該系統(tǒng)用于車輛的調(diào)度與監(jiān)控時，調(diào)度中心就可以從電子地圖上很快找到所需調(diào)度車輛的位置和動態(tài)；一旦車輛遇到突發(fā)事件（如失去控制、急救等），駕駛員只要輕輕按下身邊的按鍵，控制中心便會根據(jù)實際情況迅速采取相應處理措施；當車輛遭劫時，控制中心還可遙控運行車輛中的防劫裝置，將車內(nèi)電源切斷而使車輛停駛。這樣，即便犯罪分子將車弄到手，也終因汽車的不走而罷休。如濟南警方日前研制開發(fā)出一套與“110”報警電話聯(lián)動的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括空中定位、地面監(jiān)控、車載移動和無線通信等多個子系統(tǒng)，其主要功能是：警力調(diào)度、車輛報警及目標監(jiān)控。該系統(tǒng)啟用后，重要警車的地理位置和工作狀態(tài)不僅可以全方位動態(tài)顯示，而且還可以隨時調(diào)往案發(fā)地點。當運鈔車、郵政車等特種運輸車輛遇到緊急情況時，GPS系統(tǒng)則能按預設的功能使車輛熄火，并調(diào)度就近警車趕赴現(xiàn)場。

2． 安全氣囊

氣囊的主要安全作用是：當汽車的前輪受到強大沖擊時，能夠有效地保護司機和乘客的安全，以防司機和乘客受到嚴重的腦損傷或其他碰傷事故。安全氣囊與分布在車內(nèi)的傳感器是密切合作的（車內(nèi)傳感器通常被安裝在車輛撞車時的易損部位，如翼子板等處），當這些傳感器受到撞擊時，控制系統(tǒng)就會很快將這些信號發(fā)出，及時將氣囊引爆彈出，從而起到有效的保護作用。

3． 防抱死制動系統(tǒng)（ABS）

ABS防抱死裝置是在當今汽車上廣泛采用的一種安全技術。其主要作用就是為了避免汽車在緊急制動時，輪胎因抱死而導致車身發(fā)生側滑或甩尾事故。當制動盤受到重壓時，該系統(tǒng)就會自行感應，并采用適當?shù)拈g歇進行收、放制動動作。設計精良的ABS能在輪胎抱死前使輪胎與地面的摩擦力達到最大值，因而具有良好的減速效果，并使制動距離最短。

4． 循環(huán)控制系統(tǒng)（TCS）

TCS主要是為了抑止驅動輪打滑的防滑系統(tǒng)。它根據(jù)驅動輪、從動輪的轉速來判斷驅動輪是否發(fā)生打滑。該系統(tǒng)與車上現(xiàn)有的ABS電腦、輪速感應器和控制發(fā)動機變速器的電腦共同使用，可以使駕駛員在附著力較差的路況下能夠得心應手地駕駛，保證行車安全。

5． 車載智能化技術

車載智能化技術不僅使汽車駕駛變得更加容易，而且還使汽車的安全系統(tǒng)得到大幅度的提高，尤其是減輕了司機在駕車時的種種精神壓力。專家預言。汽車駕駛的智能化將是21世紀汽車發(fā)展的一個重要方向。目前，已研制成功的車載智能化技術主要有以下幾種：

車載雷達防碰系統(tǒng) 日本馬自達公司和豐田公司共同研制的激光雷達；美國TRW公司研制出的24GHz波段微波雷達，都已在載貨車和公司汽車上投入使用。車載雷達通過障礙物探測器，利用光、微波、超聲波等作為測距媒介，并將所測得的距離轉換為指令，以達到控制駕駛汽車時的換擋、減速和制動等；有的則是為了向駕駛員提供減速、制動、轉向、停車等警示信息，使司機能夠從容地駕駛汽車，防止汽車發(fā)生事故。

聲音導航系統(tǒng)豐田汽車公司成功推出了一種聲音合成技術導航系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用10個中央處理器，其基本功能包括：應用傳感器、全方位系統(tǒng)和圖匹來展示車輛所處的位置；根據(jù)地址和地名為駕駛員展示出要到達地方的參考圖；計算和展示從現(xiàn)場到目的地的線路圖；用聲音和交叉路線圖指示所選擇路線的有關住處；通過人造衛(wèi)星和汽車傳感器傳出的信號來確定車輛位置、計算行駛時間、顯示出路線交叉口的地形圖以及重新推斷新的路線等。

超聲波防撞報警器 據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計，15%的汽車交通事故是由于汽車倒車“后視”不良造成的。因此，增強汽車的后視能力，尤其是增強大、重型車輛的后視能力，對提高行車安全，減輕司機的勞動強度和心理壓力十分重要。為此，我國華商理工大學研制了一種單片機控制的超聲波汽車倒車防撞報警器。該報警器利用超聲波回聲測距的原理，測量車后一定距離內(nèi)的物體，并以MCS—51系列單片機作為中心控制單元。這種新型防撞報警器可以及時顯示車后障礙物的距離和方位，顯示范圍可達0.5m~9.9m。當距離大于2m時，則只顯示車后障礙物的方位；當距離小于2m時，除了顯示其方位，還可根據(jù)三段不同的距離分別發(fā)出三種報警信號，以警示司機有三種不同程序的緊急狀態(tài)，使司機據(jù)此作出相應的操作，防止因倒車而發(fā)生交通事故。

牽引力控制系統(tǒng) 豐田公司研究開發(fā)該系統(tǒng)，可以通過安裝在四個輪子上的車輪速度傳感器和安裝在轉向盤上的轉角傳感器來測定驅動輪速度和車體方向的變化，然后根據(jù)汽車實際狀態(tài)將燃料供給量和點火時間調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。除此之外，它還能根據(jù)駕駛的路面情況，輔助駕駛員進行加速操作。

交通阻塞指示儀 該產(chǎn)品為英國通用邏輯控制設備公司推出。長15.24cm，高12.7cm，可安裝在汽車儀表盤上。司機只要按下電鈕便可接收到由交通控制中心發(fā)出的各種信息，隨時了解道路的阻塞情況，從而選擇最佳的行車路線。目前，該產(chǎn)品在英國倫敦已經(jīng)投入使用。

疲勞駕駛警報裝置 日本豐田公司研制的疲勞報警裝置，只要駕駛員在操縱轉向盤時表現(xiàn)遲鈍或脈搏發(fā)生一點變化，該裝置就能測出這些反應并發(fā)出警告，使座墊產(chǎn)生振動或自動剎車。日本東京大學研制出的疲勞測試器，可戴在司機的手腕上。該測試器內(nèi)部裝有一小型氧氣電池電極，能測量司機汗液中的乳酸、氨和酒精含量，然后通過小型無線電發(fā)射器把數(shù)據(jù)傳送到研究中心。研究中心通過電腦分析判定司機的疲勞程度，及時向司機發(fā)出警告，避免交通事故的發(fā)生。

自動剎車眼鏡 德國人日前發(fā)明了一種奇特的眼鏡，這種眼鏡有一靈敏的光電開關，與駕駛室里的電燈和聲音發(fā)生器連接。司機在途中打瞌睡時，眼鏡里的光電開關就會自動接通電源，使司機眼前的燈光發(fā)亮，引起司機警覺。如未奏效，聲音發(fā)生器將會發(fā)出更大的聲音；如司機仍未清醒，開關便會接通制動器，強制停車。

除了上述車用安全設施外，還有諸如故障顯示器、可調(diào)式座椅、高安全性能輪胎以及車外各種安全設施等。專家預測，未來的汽車還將充分利用立體交通誘導系統(tǒng)，實現(xiàn)自動駕駛和衛(wèi)星自動定位指揮。正因為這些高技術安全設施在車上得到廣泛采納和應用，以致業(yè)內(nèi)許多人士認為：汽車在不久的將來，將成為比自行車更加安全的一種高速交通工具。

三、 安全汽車并不絕對安全

雖然現(xiàn)代汽車已采用了大量的安全技術及防范措施，但并不等于駕車或乘車就進入了保險箱；也就是說，安全汽車也只是相對而言，它還存有許多不安全的因素，至少表現(xiàn)在以下幾方面：

（1） 環(huán)境狀況不一 汽車行駛的環(huán)境和工作狀況不僅變化多端，而且還非常嚴酷。這些不確定的因素以及溫、濕度等環(huán)境對汽車電子元件的影響，特別是對額定工作電流的影響很大，往往造成電子元件的絕緣損壞、機件腐蝕，使電子元件的性能惡化；有的甚至完全喪失其性能。此外，電源電壓的波動范圍在正常時為10伏—15伏，在低溫啟動時降為6伏—8伏，而在蓄電池電解液過度蒸發(fā)時，電源電壓甚至達到70伏—130伏。在這樣的惡務環(huán)境下，若電子元件沒有過壓保護很快就會被燒壞；在雨天或泥水路中行駛時，電子設備有可能被水浸濕而受潮，在冬季還有可能結冰，直接影響電子設備的正常工作；在高海拔地區(qū)，大氣壓力的降低也會引起某些傳感器的工作性能變壞，這些環(huán)境因素都對汽車的安全性能產(chǎn)生極大的影響。

（2） 電腦也會“開小差” 眾所周知，電腦也會出現(xiàn)病毒和硬件工作失效的問題，應用到汽車上當然也不例外。在正常使用條件下，各種電子元件都有失效的可能；如電阻開路、電容漏電、集成電路內(nèi)部損壞、傳感器損壞等。車用電腦的硬件越多，失效的概率就越大，可靠性也就越差。另外，眾多的電磁干擾也直接影響電子系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)的采集和整理，從而影響到程序的運行、指令的發(fā)出，導致控制失常。

（3） 電子信息系統(tǒng)并非萬能

先進的電子信息系統(tǒng)雖然能彌補駕駛員人為的一些失誤，但它也有可能會分散駕駛員的注意力，增加駕駛員操作疲勞，造成交通事故。盡管汽車生產(chǎn)商保證操作這些設備的風險很低，甚至有的設備不需要人工操作，但安全專家還是對精力分散的嚴重危害發(fā)出了警告。他們指出，即便是聲控電腦，也會常常造成駕駛員分散精力，不注意道路。因為他們在駕車過程中需要努力分辨電腦發(fā)出的各種聲音，這比與乘客說話耗費的精力還要大。據(jù)有關資料顯示，如果前面行駛的汽車實行緊急制動，駕駛員收聽電腦講話所花的反應時間要比不聽的多30%。另外，美國國家公路交通安全局最近的統(tǒng)計報告也指出，在美國每年發(fā)生的600萬起車禍中，25%則是由于駕駛員精力不集中造成的。

由于行車安全并不僅僅是涉及到一個人、一輛車或一條路的問題，而是涉及整個行車動態(tài)的方方面面，如行駛路面的千差萬別，行車流量的瞬息萬變，以及駕駛員的文化、心理和身體素質(zhì)等都不盡相同。因此僅靠汽車的先進信息系統(tǒng)或某些安全設施，并不能從根本上消除行車中的安全隱患，安全行車系統(tǒng)并非絕對可靠。為此，提醒廣大駕駛員朋友：不論你駕駛的汽車安全性能如何，也不論你駕駛的技術性能如何，駕車時都不要麻痹大意，仍須小心行車。

（呂新運）