安全_ 未來(lái)汽車(chē)的智能安全技術(shù)

一、 汽車(chē)駕駛越來(lái)越安全化、智能化

駕駛安全化，是生產(chǎn)商、消費(fèi)者、交通安全部門(mén)一直共同追尋的目標(biāo)。為此，世界各大汽車(chē)公司都不惜一切代價(jià)提高現(xiàn)代汽車(chē)的安全系數(shù)。汽車(chē)安全設(shè)計(jì)的最早理念是將車(chē)身結(jié)構(gòu)、鈑金件制作得更加堅(jiān)固可靠些，使汽車(chē)在受到碰撞時(shí)能夠有效地保護(hù)車(chē)內(nèi)乘客的安全。隨著汽車(chē)科技的日益進(jìn)步，特別是近20年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)理論、新型材料、工藝技術(shù)等方面的大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用，汽車(chē)的安全技術(shù)逐漸向電子化、智能化方向發(fā)展。如美國(guó)的克萊斯勒公司，為了增加安全系數(shù)，在車(chē)內(nèi)添設(shè)了安全氣袋；對(duì)于兒童和老年人乘坐的汽車(chē)，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)出特別安全系數(shù)的座位，并在汽車(chē)的前部及側(cè)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(shù)安全汽車(chē)，車(chē)內(nèi)不僅帶有一般的安全設(shè)施。而且還裝有先進(jìn)的雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別紅綠燈、交通標(biāo)志；探測(cè)前方道路上的障礙物、道路狀況，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)駕駛，具有很高的人工智能。另外，該汽車(chē)還能根據(jù)司機(jī)的眨眼頻率，及時(shí)向駕駛?cè)藛T發(fā)出“過(guò)度疲勞，應(yīng)該休息”的警告。

日本最大的汽車(chē)制造商——豐田汽車(chē)公司，最近也研制出一種新型的安全汽車(chē)。在車(chē)內(nèi)增設(shè)許多先進(jìn)電子系統(tǒng)并形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，它的最大特點(diǎn)是能夠幫助司機(jī)及時(shí)消除駕駛中的各種失誤。例如，當(dāng)駕駛者昏昏欲睡或與前行車(chē)未保持足夠的安全距離時(shí)，該系統(tǒng)的就會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒司機(jī)；另外，這套電子系統(tǒng)還能利用汽車(chē)的方向盤(pán)來(lái)測(cè)知駕駛者的脈搏。如駕駛者過(guò)于疲勞時(shí)，它便啟動(dòng)警告系統(tǒng)；最初，它只是搖晃駕駛座位，當(dāng)駕駛者仍無(wú)反應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)熄滅而強(qiáng)行停車(chē)。新型的安全汽車(chē)還配有一個(gè)碰撞感應(yīng)系統(tǒng)，主要用于控制制動(dòng)。一旦發(fā)生車(chē)禍時(shí)，電子系統(tǒng)中的智能裝置就能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起到保護(hù)作用，以防起火燃燒，并自動(dòng)報(bào)警。

二、 未來(lái)汽車(chē)安全技術(shù)的種類(lèi)及應(yīng)用

1． 報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)（ARTS—GPS）

ARTS—GPS是一種較為先進(jìn)的安全報(bào)警系統(tǒng)，它采用先進(jìn)的衛(wèi)星定位技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行全天候、全地區(qū)跟蹤和監(jiān)測(cè)。當(dāng)該系統(tǒng)用于車(chē)輛的調(diào)度與監(jiān)控時(shí)，調(diào)度中心就可以從電子地圖上很快找到所需調(diào)度車(chē)輛的位置和動(dòng)態(tài)；一旦車(chē)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(huì)根據(jù)實(shí)際情況迅速采取相應(yīng)處理措施；當(dāng)車(chē)輛遭劫時(shí)，控制中心還可遙控運(yùn)行車(chē)輛中的防劫裝置，將車(chē)內(nèi)電源切斷而使車(chē)輛停駛。這樣，即便犯罪分子將車(chē)弄到手，也終因汽車(chē)的不走而罷休。如濟(jì)南警方日前研制開(kāi)發(fā)出一套與“110”報(bào)警電話聯(lián)動(dòng)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(chē)載移動(dòng)和無(wú)線通信等多個(gè)子系統(tǒng)，其主要功能是：警力調(diào)度、車(chē)輛報(bào)警及目標(biāo)監(jiān)控。該系統(tǒng)啟用后，重要警車(chē)的地理位置和工作狀態(tài)不僅可以全方位動(dòng)態(tài)顯示，而且還可以隨時(shí)調(diào)往案發(fā)地點(diǎn)。當(dāng)運(yùn)鈔車(chē)、郵政車(chē)等特種運(yùn)輸車(chē)輛遇到緊急情況時(shí)，GPS系統(tǒng)則能按預(yù)設(shè)的功能使車(chē)輛熄火，并調(diào)度就近警車(chē)趕赴現(xiàn)場(chǎng)。

2． 安全氣囊

氣囊的主要安全作用是：當(dāng)汽車(chē)的前輪受到強(qiáng)大沖擊時(shí)，能夠有效地保護(hù)司機(jī)和乘客的安全，以防司機(jī)和乘客受到嚴(yán)重的腦損傷或其他碰傷事故。安全氣囊與分布在車(chē)內(nèi)的傳感器是密切合作的（車(chē)內(nèi)傳感器通常被安裝在車(chē)輛撞車(chē)時(shí)的易損部位，如翼子板等處），當(dāng)這些傳感器受到撞擊時(shí)，控制系統(tǒng)就會(huì)很快將這些信號(hào)發(fā)出，及時(shí)將氣囊引爆彈出，從而起到有效的保護(hù)作用。

3． 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）

ABS防抱死裝置是在當(dāng)今汽車(chē)上廣泛采用的一種安全技術(shù)。其主要作用就是為了避免汽車(chē)在緊急制動(dòng)時(shí)，輪胎因抱死而導(dǎo)致車(chē)身發(fā)生側(cè)滑或甩尾事故。當(dāng)制動(dòng)盤(pán)受到重壓時(shí)，該系統(tǒng)就會(huì)自行感應(yīng)，并采用適當(dāng)?shù)拈g歇進(jìn)行收、放制動(dòng)動(dòng)作。設(shè)計(jì)精良的ABS能在輪胎抱死前使輪胎與地面的摩擦力達(dá)到最大值，因而具有良好的減速效果，并使制動(dòng)距離最短。

4． 循環(huán)控制系統(tǒng)（TCS）

TCS主要是為了抑止驅(qū)動(dòng)輪打滑的防滑系統(tǒng)。它根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速來(lái)判斷驅(qū)動(dòng)輪是否發(fā)生打滑。該系統(tǒng)與車(chē)上現(xiàn)有的ABS電腦、輪速感應(yīng)器和控制發(fā)動(dòng)機(jī)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(yīng)手地駕駛，保證行車(chē)安全。

5． 車(chē)載智能化技術(shù)

車(chē)載智能化技術(shù)不僅使汽車(chē)駕駛變得更加容易，而且還使汽車(chē)的安全系統(tǒng)得到大幅度的提高，尤其是減輕了司機(jī)在駕車(chē)時(shí)的種種精神壓力。專(zhuān)家預(yù)言。汽車(chē)駕駛的智能化將是21世紀(jì)汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)重要方向。目前，已研制成功的車(chē)載智能化技術(shù)主要有以下幾種：

車(chē)載雷達(dá)防碰系統(tǒng) 日本馬自達(dá)公司和豐田公司共同研制的激光雷達(dá)；美國(guó)TRW公司研制出的24GHz波段微波雷達(dá)，都已在載貨車(chē)和公司汽車(chē)上投入使用。車(chē)載雷達(dá)通過(guò)障礙物探測(cè)器，利用光、微波、超聲波等作為測(cè)距媒介，并將所測(cè)得的距離轉(zhuǎn)換為指令，以達(dá)到控制駕駛汽車(chē)時(shí)的換擋、減速和制動(dòng)等；有的則是為了向駕駛員提供減速、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、停車(chē)等警示信息，使司機(jī)能夠從容地駕駛汽車(chē)，防止汽車(chē)發(fā)生事故。

聲音導(dǎo)航系統(tǒng)豐田汽車(chē)公司成功推出了一種聲音合成技術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用10個(gè)中央處理器，其基本功能包括：應(yīng)用傳感器、全方位系統(tǒng)和圖匹來(lái)展示車(chē)輛所處的位置；根據(jù)地址和地名為駕駛員展示出要到達(dá)地方的參考圖；計(jì)算和展示從現(xiàn)場(chǎng)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(guān)住處；通過(guò)人造衛(wèi)星和汽車(chē)傳感器傳出的信號(hào)來(lái)確定車(chē)輛位置、計(jì)算行駛時(shí)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(bào)警器 據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計(jì)，15%的汽車(chē)交通事故是由于汽車(chē)倒車(chē)“后視”不良造成的。因此，增強(qiáng)汽車(chē)的后視能力，尤其是增強(qiáng)大、重型車(chē)輛的后視能力，對(duì)提高行車(chē)安全，減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度和心理壓力十分重要。為此，我國(guó)華商理工大學(xué)研制了一種單片機(jī)控制的超聲波汽車(chē)倒車(chē)防撞報(bào)警器。該報(bào)警器利用超聲波回聲測(cè)距的原理，測(cè)量車(chē)后一定距離內(nèi)的物體，并以MCS—51系列單片機(jī)作為中心控制單元。這種新型防撞報(bào)警器可以及時(shí)顯示車(chē)后障礙物的距離和方位，顯示范圍可達(dá)0.5m~9.9m。當(dāng)距離大于2m時(shí)，則只顯示車(chē)后障礙物的方位；當(dāng)距離小于2m時(shí)，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(bào)警信號(hào)，以警示司機(jī)有三種不同程序的緊急狀態(tài)，使司機(jī)據(jù)此作出相應(yīng)的操作，防止因倒車(chē)而發(fā)生交通事故。

牽引力控制系統(tǒng) 豐田公司研究開(kāi)發(fā)該系統(tǒng)，可以通過(guò)安裝在四個(gè)輪子上的車(chē)輪速度傳感器和安裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的轉(zhuǎn)角傳感器來(lái)測(cè)定驅(qū)動(dòng)輪速度和車(chē)體方向的變化，然后根據(jù)汽車(chē)實(shí)際狀態(tài)將燃料供給量和點(diǎn)火時(shí)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(jìn)行加速操作。

交通阻塞指示儀 該產(chǎn)品為英國(guó)通用邏輯控制設(shè)備公司推出。長(zhǎng)15.24cm，高12.7cm，可安裝在汽車(chē)儀表盤(pán)上。司機(jī)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(shí)了解道路的阻塞情況，從而選擇最佳的行車(chē)路線。目前，該產(chǎn)品在英國(guó)倫敦已經(jīng)投入使用。

疲勞駕駛警報(bào)裝置 日本豐田公司研制的疲勞報(bào)警裝置，只要駕駛員在操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)表現(xiàn)遲鈍或脈搏發(fā)生一點(diǎn)變化，該裝置就能測(cè)出這些反應(yīng)并發(fā)出警告，使座墊產(chǎn)生振動(dòng)或自動(dòng)剎車(chē)。日本東京大學(xué)研制出的疲勞測(cè)試器，可戴在司機(jī)的手腕上。該測(cè)試器內(nèi)部裝有一小型氧氣電池電極，能測(cè)量司機(jī)汗液中的乳酸、氨和酒精含量，然后通過(guò)小型無(wú)線電發(fā)射器把數(shù)據(jù)傳送到研究中心。研究中心通過(guò)電腦分析判定司機(jī)的疲勞程度，及時(shí)向司機(jī)發(fā)出警告，避免交通事故的發(fā)生。

自動(dòng)剎車(chē)眼鏡 德國(guó)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(kāi)關(guān)，與駕駛室里的電燈和聲音發(fā)生器連接。司機(jī)在途中打瞌睡時(shí)，眼鏡里的光電開(kāi)關(guān)就會(huì)自動(dòng)接通電源，使司機(jī)眼前的燈光發(fā)亮，引起司機(jī)警覺(jué)。如未奏效，聲音發(fā)生器將會(huì)發(fā)出更大的聲音；如司機(jī)仍未清醒，開(kāi)關(guān)便會(huì)接通制動(dòng)器，強(qiáng)制停車(chē)。

除了上述車(chē)用安全設(shè)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(chē)外各種安全設(shè)施等。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，未來(lái)的汽車(chē)還將充分利用立體交通誘導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛和衛(wèi)星自動(dòng)定位指揮。正因?yàn)檫@些高技術(shù)安全設(shè)施在車(chē)上得到廣泛采納和應(yīng)用，以致業(yè)內(nèi)許多人士認(rèn)為：汽車(chē)在不久的將來(lái)，將成為比自行車(chē)更加安全的一種高速交通工具。

三、 安全汽車(chē)并不絕對(duì)安全

雖然現(xiàn)代汽車(chē)已采用了大量的安全技術(shù)及防范措施，但并不等于駕車(chē)或乘車(chē)就進(jìn)入了保險(xiǎn)箱；也就是說(shuō)，安全汽車(chē)也只是相對(duì)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(chē)行駛的環(huán)境和工作狀況不僅變化多端，而且還非常嚴(yán)酷。這些不確定的因素以及溫、濕度等環(huán)境對(duì)汽車(chē)電子元件的影響，特別是對(duì)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(jī)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(dòng)范圍在正常時(shí)為10伏—15伏，在低溫啟動(dòng)時(shí)降為6伏—8伏，而在蓄電池電解液過(guò)度蒸發(fā)時(shí)，電源電壓甚至達(dá)到70伏—130伏。在這樣的惡務(wù)環(huán)境下，若電子元件沒(méi)有過(guò)壓保護(hù)很快就會(huì)被燒壞；在雨天或泥水路中行駛時(shí)，電子設(shè)備有可能被水浸濕而受潮，在冬季還有可能結(jié)冰，直接影響電子設(shè)備的正常工作；在高海拔地區(qū)，大氣壓力的降低也會(huì)引起某些傳感器的工作性能變壞，這些環(huán)境因素都對(duì)汽車(chē)的安全性能產(chǎn)生極大的影響。

（2） 電腦也會(huì)“開(kāi)小差” 眾所周知，電腦也會(huì)出現(xiàn)病毒和硬件工作失效的問(wèn)題，應(yīng)用到汽車(chē)上當(dāng)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(kāi)路、電容漏電、集成電路內(nèi)部損壞、傳感器損壞等。車(chē)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(duì)數(shù)據(jù)的采集和整理，從而影響到程序的運(yùn)行、指令的發(fā)出，導(dǎo)致控制失常。

（3） 電子信息系統(tǒng)并非萬(wàn)能

先進(jìn)的電子信息系統(tǒng)雖然能彌補(bǔ)駕駛員人為的一些失誤，但它也有可能會(huì)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(chē)生產(chǎn)商保證操作這些設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)很低，甚至有的設(shè)備不需要人工操作，但安全專(zhuān)家還是對(duì)精力分散的嚴(yán)重危害發(fā)出了警告。他們指出，即便是聲控電腦，也會(huì)常常造成駕駛員分散精力，不注意道路。因?yàn)樗麄冊(cè)隈{車(chē)過(guò)程中需要努力分辨電腦發(fā)出的各種聲音，這比與乘客說(shuō)話耗費(fèi)的精力還要大。據(jù)有關(guān)資料顯示，如果前面行駛的汽車(chē)實(shí)行緊急制動(dòng)，駕駛員收聽(tīng)電腦講話所花的反應(yīng)時(shí)間要比不聽(tīng)的多30%。另外，美國(guó)國(guó)家公路交通安全局最近的統(tǒng)計(jì)報(bào)告也指出，在美國(guó)每年發(fā)生的600萬(wàn)起車(chē)禍中，25%則是由于駕駛員精力不集中造成的。

由于行車(chē)安全并不僅僅是涉及到一個(gè)人、一輛車(chē)或一條路的問(wèn)題，而是涉及整個(gè)行車(chē)動(dòng)態(tài)的方方面面，如行駛路面的千差萬(wàn)別，行車(chē)流量的瞬息萬(wàn)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(chē)的先進(jìn)信息系統(tǒng)或某些安全設(shè)施，并不能從根本上消除行車(chē)中的安全隱患，安全行車(chē)系統(tǒng)并非絕對(duì)可靠。為此，提醒廣大駕駛員朋友：不論你駕駛的汽車(chē)安全性能如何，也不論你駕駛的技術(shù)性能如何，駕車(chē)時(shí)都不要麻痹大意，仍須小心行車(chē)。

（呂新運(yùn)）