安全_ 未來汽車的智能安全技術(shù)

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(biāo)。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(shè)計的最早理念是將車身結(jié)構(gòu)、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(shù)，設(shè)計理論、新型材料、工藝技術(shù)等方面的大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用，汽車的安全技術(shù)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(shè)了安全氣袋；對于兒童和老年人乘坐的汽車，專門設(shè)計出特別安全系數(shù)的座位，并在汽車的前部及側(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，車內(nèi)不僅帶有一般的安全設(shè)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(biāo)志；探測前方道路上的障礙物、道路狀況，能夠?qū)崿F(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?cè)藛T發(fā)出“過度疲勞，應(yīng)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(shè)許多先進電子系統(tǒng)并形成一個智能網(wǎng)絡(luò)，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(dāng)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(yù)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(dāng)駕駛者仍無反應(yīng)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(yīng)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(shù)的種類及應(yīng)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(shù)和計算機技術(shù)，對運動目標(biāo)進行全天候、全地區(qū)跟蹤和監(jiān)測。當(dāng)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(yīng)處理措施；當(dāng)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(biāo)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(dāng)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(yù)設(shè)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(dāng)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(dāng)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(dāng)今汽車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在緊急制動時，輪胎因抱死而導(dǎo)致車身發(fā)生側(cè)滑或甩尾事故。當(dāng)制動盤受到重壓時，該系統(tǒng)就會自行感應(yīng)，并采用適當(dāng)?shù)拈g歇進行收、放制動動作。設(shè)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(qū)動輪打滑的防滑系統(tǒng)。它根據(jù)驅(qū)動輪、從動輪的轉(zhuǎn)速來判斷驅(qū)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(yīng)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(yīng)手地駕駛，保證行車安全。

5． 車載智能化技術(shù)

車載智能化技術(shù)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(yù)言。汽車駕駛的智能化將是21世紀(jì)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(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dǎo)航系統(tǒng)豐田汽車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(guān)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(xué)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(dāng)距離大于2m時，則只顯示車后障礙物的方位；當(dāng)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(yīng)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(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)角傳感器來測定驅(qū)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(shè)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(zhuǎn)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(yīng)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(xué)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(guān)，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(guān)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(guān)便會接通制動器，強制停車。

除了上述車用安全設(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外各種安全設(shè)施等。專家預(yù)測，未來的汽車還將充分利用立體交通誘導(dǎo)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(shù)安全設(shè)施在車上得到廣泛采納和應(yīng)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(shù)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(wù)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(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(yīng)用到汽車上當(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(dǎo)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(shè)備的風(fēng)險很低，甚至有的設(shè)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(guān)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(yīng)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(shè)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(shù)性能如何，駕車時都不要麻痹大意，仍須小心行車。

（呂新運）