体化安全概念下的汽车安全技术发展趋势

1、20092009年年1111月月2424日日.一体化安全概念下的汽车安全一体化安全概念下的汽车安全技术发展趋势技术发展趋势同济大学同济大学 汽车学院汽车学院 朱西产朱西产 教授教授/博导博导汽车安全技术研究所汽车安全技术研究所 所长所长20092009年年1111月月2424日日.销售能力是汽车企业的命脉销售能力是汽车企业的命脉质量质量价格价格交货交货购买决定购买决定20092009年年1111月月2424日日.质量质量耐久性耐久性安全安全NVH车辆车辆动力学性能动力学性能20092009年年1111月月2424日日. 道路交通事故及对策道路交通事故及对策 20092009年年1111月月24

2、24日日.从交通事故到汽车碰撞安全性从交通事故到汽车碰撞安全性20092009年年1111月月2424日日.发达国家的道路交通事故死亡率已经得到有效的控制发达国家的道路交通事故死亡率已经得到有效的控制20092009年年1111月月2424日日.Traffic Accident Death in YearTraffic Accident Death in Year0 0200002000040000400006000060000800008000010000010000012000012000019701970197519751980198019851985199019901995199520

3、00200020052005YearYearDeathDeath强化交通管制强化交通管制Strengthen the traffic control汽车产量增长汽车产量增长vehicle production volume increase轿车进入家庭轿车进入家庭Cars enter the family发展中国家的道路交通事故死亡率增长的主要贡献者发展中国家的道路交通事故死亡率增长的主要贡献者20092009年年1111月月2424日日.汽车被动安全技汽车被动安全技术有效地控制了术有效地控制了道路交通死亡率道路交通死亡率新的研究方向：通过汽车安新的研究方向：通过汽车安全新技术控制交通事故总的

4、全新技术控制交通事故总的伤亡人数伤亡人数1970197075758080858590909595000002020400,000600,000800,0001,000,0001,200,000（人）02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,000（人）死者人数伤者人数交通安全对策基本法出台增加交警数量强化活动引进交通违章惩罚制度FatalitiesInjured peopleNumber of Fatalities死者人数伤者人数FullwrapOffset步行者侧面冲撞0303BrakeJNCAP撞车安全技术发挥作用汽车安全标准扩充强化目

5、标200,000法规20092009年年1111月月2424日日. Haddon矩阵矩阵 道路参与者道路参与者汽车安全性汽车安全性道路环境道路环境碰撞事故发生前碰撞事故发生前安全教育安全教育主动安全技术：主动安全技术：避免事故发生避免事故发生道路安全设计道路安全设计交通控制交通控制碰撞事故发生中碰撞事故发生中安全装置的安全装置的正确使用正确使用被动安全技术：被动安全技术：有效保护乘员有效保护乘员道路安全设计道路安全设计碰撞事故发生后碰撞事故发生后确保与事故确保与事故救援部门的救援部门的通讯通讯被动安全技术：被动安全技术：避免事故的伤避免事故的伤害扩大化害扩大化紧急医疗救助紧急医疗救助20092

6、009年年1111月月2424日日.汽车安全新技术汽车安全新技术20092009年年1111月月2424日日.汽车安全新技术：一体化安全概念汽车安全新技术：一体化安全概念D 传统的汽车安全概念：传统的汽车安全概念： 以以ABS为标志的主动安全技术为标志的主动安全技术 主要是在车辆处于紧急制动、紧急转向等危险驾驶工况时主要是在车辆处于紧急制动、紧急转向等危险驾驶工况时避免车辆运动失稳，避免交通事故发生避免车辆运动失稳，避免交通事故发生 以安全车身、安全带、安全气囊为标志的被动安全以安全车身、安全带、安全气囊为标志的被动安全技术技术 主要是在碰撞事故中有效地保护乘员主要是在碰撞事故中有效地保护乘员

7、 一体化安全概念：一体化安全概念： 一体化安全概念融合了主动安全技术、被动安全技一体化安全概念融合了主动安全技术、被动安全技术，增加了以术，增加了以ITS技术为基础的智能化驾驶辅助系技术为基础的智能化驾驶辅助系统及预碰撞安全技术统及预碰撞安全技术20092009年年1111月月2424日日.汽车被动安全技术的汽车被动安全技术的标志标志20092009年年1111月月2424日日.汽车电子技术的发展推动了汽车安全新技术的发展汽车电子技术的发展推动了汽车安全新技术的发展一体化安全概念一体化安全概念D被动安全技术被动安全技术主动安全技术主动安全技术驾驶辅助系统驾驶辅助系统预碰撞安全技术预碰撞安全技术

8、D20092009年年1111月月2424日日. 阶段阶段A：危险没有出现：危险没有出现 策略策略-帮助保持安全驾驶帮助保持安全驾驶 主要技术主要技术 灯光、视野等主动安全技术灯光、视野等主动安全技术 智能巡航速度控制系统等驾驶辅助系统智能巡航速度控制系统等驾驶辅助系统一体化安全概念一体化安全概念Integrated Safety Concept智能巡航速度控制系统由前智能巡航速度控制系统由前端的雷达或激光测距系统作端的雷达或激光测距系统作为传感器，为传感器，使车距自动控制使车距自动控制在安全距离。在安全距离。在城市拥堵路在城市拥堵路段行驶时，可以低速自动跟段行驶时，可以低速自动跟随前车，从而

9、减轻了驾驶员随前车，从而减轻了驾驶员的工作负荷的工作负荷 。20092009年年1111月月2424日日. 阶段阶段B：危险出现：危险出现 策略策略-帮助纠正到安全驾驶状态帮助纠正到安全驾驶状态 主要技术主要技术 自动防抱死系统（自动防抱死系统（ABS）、电子稳定控制（）、电子稳定控制（ESC）等主动安全技术等主动安全技术 一体化安全概念一体化安全概念Integrated Safety Concept20092009年年1111月月2424日日. 阶段阶段C：碰撞可能发生：碰撞可能发生 策略策略-驾驶辅助系统介入，调整到安全驾驾驶辅助系统介入，调整到安全驾驶状态驶状态 主要技术主要技术 脱离行

10、车线警报系统脱离行车线警报系统等驾驶辅助系统等驾驶辅助系统 智能刹车辅助系统智能刹车辅助系统 一体化安全概念一体化安全概念Integrated Safety Concept脱离行车线警报系统使用摄象脱离行车线警报系统使用摄象机作为传感器识别车道线，当机作为传感器识别车道线，当驾驶员由于疲劳等因素无意当驾驶员由于疲劳等因素无意当中驾驶汽车脱离所在的行车线中驾驶汽车脱离所在的行车线时，显示器和报警器同时发出时，显示器和报警器同时发出警报。警报。20092009年年1111月月2424日日.智能刹车辅助系统智能刹车辅助系统 智能刹车辅助系统由前端雷达探测器判断与前车或固定智能刹车辅助系统由前端雷达探

11、测器判断与前车或固定障碍物的距离，判断有可能与前端发生碰撞时向驾驶员障碍物的距离，判断有可能与前端发生碰撞时向驾驶员发出警报，同时起动刹车，避免事故发生或降低碰撞发发出警报，同时起动刹车，避免事故发生或降低碰撞发生时的车速。生时的车速。 20092009年年1111月月2424日日. 阶段阶段D0：碰撞无法避免：碰撞无法避免 策略策略-为碰撞做好准备，减轻碰撞程度为碰撞做好准备，减轻碰撞程度 主要技术主要技术-预碰撞安全技术预碰撞安全技术 前排座椅紧急刹车感应预卷式安全带前排座椅紧急刹车感应预卷式安全带 具备引擎罩后端升起功能的行人碰撞保护系统具备引擎罩后端升起功能的行人碰撞保护系统 预碰撞安

12、全技术的基础预碰撞安全技术的基础 非接触传感器技术：在碰撞发生前能够探测到碰非接触传感器技术：在碰撞发生前能够探测到碰撞发生的可能性撞发生的可能性一体化安全概念一体化安全概念Integrated Safety Concept20092009年年1111月月2424日日.前排座椅紧急刹车感应预卷式安全带前排座椅紧急刹车感应预卷式安全带 前排座椅紧急刹车感应预卷式安全带在传统的安全前排座椅紧急刹车感应预卷式安全带在传统的安全带基础上又增加了电机驱动的反卷机构，在当传感带基础上又增加了电机驱动的反卷机构，在当传感器判断驾驶员有急刹车动作时，智能刹车辅助系统器判断驾驶员有急刹车动作时，智能刹车辅助系统

13、起动刹车时电动马达提前收卷安全带，将驾驶员固起动刹车时电动马达提前收卷安全带，将驾驶员固定在座椅靠背上，为碰撞事故做好准备。定在座椅靠背上，为碰撞事故做好准备。 20092009年年1111月月2424日日.具备引擎罩后端升起功能的行人碰撞保护系统具备引擎罩后端升起功能的行人碰撞保护系统探测装置检测到行人，控制单元在碰撞前约探测装置检测到行人，控制单元在碰撞前约400ms预测到碰撞事故，预测到碰撞事故，使引擎罩后端升起约使引擎罩后端升起约100mm，从而有效的保护行人头部。该升起装置，从而有效的保护行人头部。该升起装置是可逆的，如果车辆的减速度显示没有发生碰撞，那么升起装置会自是可逆的，如果车

14、辆的减速度显示没有发生碰撞，那么升起装置会自动使引擎罩后端回到初始位置。动使引擎罩后端回到初始位置。20092009年年1111月月2424日日.汽车安全新技术的产品化进程汽车安全新技术的产品化进程20092009年年1111月月2424日日.主动安全技术将成为主要发展趋势主动安全技术将成为主要发展趋势20092009年年1111月月2424日日.驾驶辅助系统推广应用的可能性驾驶辅助系统推广应用的可能性 驾驶辅助系统目前各个国家还没有进行法规强驾驶辅助系统目前各个国家还没有进行法规强制推广使用，法规强制推广使用的前必须对新制推广使用，法规强制推广使用的前必须对新技术进行评估，评估涉及：技术进行

15、评估，评估涉及： 技术成熟度技术成熟度-只有成熟的技术才能通过法规由政府只有成熟的技术才能通过法规由政府强制实施，必须对新技术进行风险评估，表明新技强制实施，必须对新技术进行风险评估，表明新技术不会造成负作用或其积极的作用明显高于负作用。术不会造成负作用或其积极的作用明显高于负作用。产品技术成熟的标志是产品已发布技术标准产品技术成熟的标志是产品已发布技术标准 安全气囊安全气囊-积极作用是在正面碰撞中保护车内前排乘员，积极作用是在正面碰撞中保护车内前排乘员，但是该产品的负作用是会对车内前排的儿童乘员造成伤害。但是该产品的负作用是会对车内前排的儿童乘员造成伤害。 投入投入-收益比收益比-推行新技术

16、社会需要投入，必须证明推行新技术社会需要投入，必须证明该项技术的收益大于投入，这样的技术才对社会有该项技术的收益大于投入，这样的技术才对社会有益益20092009年年1111月月2424日日.驾驶辅助系统的产品开发和评价驾驶辅助系统的产品开发和评价必须了解事故及事故预兆的工况必须了解事故及事故预兆的工况 驾驶辅助系统的控制机理与道路交通状况、驾驾驶辅助系统的控制机理与道路交通状况、驾驶行为密切相关驶行为密切相关 各个国家道路交通状况不同、驾驶行为差异很各个国家道路交通状况不同、驾驶行为差异很大大 驾驶辅助系统在中国推广应用，必须对我国道驾驶辅助系统在中国推广应用，必须对我国道路交通行为、驾驶员

17、的驾驶行为进行深入研究，路交通行为、驾驶员的驾驶行为进行深入研究，了解：了解： 碰撞事故的特征碰撞事故的特征 事故预兆的特征事故预兆的特征20092009年年1111月月2424日日.交通事交通事故调查故调查在汽车在汽车碰撞安碰撞安全技术全技术发展中发展中发挥了发挥了重大作重大作用用20092009年年1111月月2424日日.传统的道路交通事故调查的局限性传统的道路交通事故调查的局限性 道路交通事故调查无法了解碰撞前事故道路交通事故调查无法了解碰撞前事故现场的情景，只能推测事故前事故车所现场的情景，只能推测事故前事故车所采取的措施采取的措施 无法了解事故预兆无法了解事故预兆 危险的驾驶工况是

18、驾驶辅助系统开发的重要危险的驾驶工况是驾驶辅助系统开发的重要依据依据 危险驾驶情况是事故的前兆危险驾驶情况是事故的前兆 由于没有发事故，传统的交通事故调查无法由于没有发事故，传统的交通事故调查无法获得事故预兆的信息获得事故预兆的信息20092009年年1111月月2424日日.智能化的驾驶辅助系统已经形成产品智能化的驾驶辅助系统已经形成产品 在一些豪华车上已经使用在一些豪华车上已经使用 美国和欧洲正在通过法规、美国和欧洲正在通过法规、NCAP评价评价推行推行 对中国市场已经开始进行适应性开发，对中国市场已经开始进行适应性开发，在今后两年内会有新车型推出在今后两年内会有新车型推出 丰田、日产、丰

19、田、日产、GM等均与国内的大学有合作，等均与国内的大学有合作，对中国的道路交通状况、驾驶行为开展研究，对中国的道路交通状况、驾驶行为开展研究，为驾驶辅助系统在中国使用进行适应性开发为驾驶辅助系统在中国使用进行适应性开发20092009年年1111月月2424日日.Field-Test Factsh Subjects: 50 Professional Taxi Drivers h Location: Beijing (Urban Area)h Instructions: No Specific Instructionh Miles per Day: About 250 kmh Period: 1

20、2 Months (from 2009 June)h被试者：被试者：5050名职业出租车驾驶员名职业出租车驾驶员h地点：北京市区地点：北京市区h指令：对驾驶员没有特别的指令指令：对驾驶员没有特别的指令h行驶里程：约行驶里程：约250250公里公里/ /日日h时间：时间：1212个月个月50 taxis equipped with VDRs 50辆装有VDR的出租车20092009年年1111月月2424日日.Near-crashes (3010)Crashes (51)Distribution of Near-crashes and Crashes 20092009年年1111月月2424日日

21、.Drive Recorder HardwareDrive RecorderCameraGPS receiverCF cardManual switch Dimensions 110mm(W)80mm(D)38mm(H)140g Shooting element CMOS Color Horizontal angleHorizontal angle 107 Deg. Vertical angle 79 Deg. (angle adjustable) Pixel 300000 pixels Housing materialHousing material Magnesium alloy20092

22、009年年1111月月2424日日.取得的数据取得的数据事故：事故：4例例危险工况：危险工况：884例例20092009年年1111月月2424日日.事故事故 1、十字路口红灯追尾、十字路口红灯追尾 2、十字路口闯红灯侧碰、十字路口闯红灯侧碰 3、十字路口左拐撞自行车、十字路口左拐撞自行车 4、小区路口避让行人上花坛、小区路口避让行人上花坛20092009年年1111月月2424日日.正确的操作：在路口前减速正确的操作：在路口前减速路口发生的侧面碰撞事故路口发生的侧面碰撞事故20092009年年1111月月2424日日.错误错误1：看到黄灯，加速抢黄灯过路口：看到黄灯，加速抢黄灯过路口（实际该

23、路口的信号灯为黄灯闪烁提醒状态）（实际该路口的信号灯为黄灯闪烁提醒状态）20092009年年1111月月2424日日.错误错误2：从车辆的右侧超车，左前方视野被阻：从车辆的右侧超车，左前方视野被阻挡，无法看到横过路口的轿车挡，无法看到横过路口的轿车20092009年年1111月月2424日日.刹车不及，发生侧面碰撞事故刹车不及，发生侧面碰撞事故20092009年年1111月月2424日日.该事故的点评该事故的点评 从右侧道路超车从右侧道路超车 司机抢黄灯过路口司机抢黄灯过路口20092009年年1111月月2424日日.在路口一定要先观察、后通过在路口一定要先观察、后通过-良好的驾驶习惯回避了

24、事故发生良好的驾驶习惯回避了事故发生 路口过于茂密的绿化带路口过于茂密的绿化带造成十字路口车辆间视野造成十字路口车辆间视野的盲区的盲区 过路口：过路口：“一看、二慢、一看、二慢、三通过三通过” 在没有信号灯的路在没有信号灯的路口要遵守口要遵守 即便你是绿灯，也即便你是绿灯，也要遵守上述口诀，现要遵守上述口诀，现在不规矩、闯红灯的在不规矩、闯红灯的人太多了人太多了 建议：建议：过路口前把右脚过路口前把右脚移到制动踏板上移到制动踏板上：遇到紧急情况能够遇到紧急情况能够减少反应时间减少反应时间不会发生错把油门不会发生错把油门当制动的失误当制动的失误20092009年年1111月月2424日日.要随时

25、注意周围的车辆要随时注意周围的车辆-野蛮变线引发的危险情况野蛮变线引发的危险情况 右侧车道的车辆右侧车道的车辆在实线路段强行在实线路段强行变线，违反交通变线，违反交通标线。标线。 如果后面车辆驾如果后面车辆驾驶员不注意驶员不注意-如如疲劳驾驶、酒后疲劳驾驶、酒后驾驶或驾驶中打驾驶或驾驶中打手机等，就可能手机等，就可能造成追尾碰撞事造成追尾碰撞事故故20092009年年1111月月2424日日.集装箱卡车运动失稳集装箱卡车运动失稳-城门失火，殃及池鱼城门失火，殃及池鱼 天有不策风云，天有不策风云，自己开车再规矩自己开车再规矩也会遇到这样的也会遇到这样的倒霉事倒霉事 有些事故是有些事故是无法避免的

26、无法避免的 不要慌张，不要慌张，正确处置正确处置“管好方向、管好方向、急刹车急刹车”，尽量减轻碰尽量减轻碰撞程度撞程度20092009年年1111月月2424日日.危险工况分类危险工况分类危险工况变道单车刹车正面避让侧后直行侧面转入侧后转入路口刹车其他停车刹车其他追尾直行避让（自车）转弯避让侧前转入（他车）正面转出横穿20092009年年1111月月2424日日.变道变道 14.36% （127）单车刹车单车刹车43.79%（387）正面避让正面避让13.24%（117）追尾追尾11.31%（100）横穿横穿15.05%（133）其他其他2.25%（20）总数总数88420092009年年11

27、11月月2424日日.阶段性结论阶段性结论主要危险工况：主要危险工况：急刹车（尤其是在十字路口处）急刹车（尤其是在十字路口处）变道变道正面避让正面避让横穿横穿20092009年年1111月月2424日日.目前主动安全、被动安全技术的研究基础是以交通事目前主动安全、被动安全技术的研究基础是以交通事故的统计分析为基础，而融合了智能化技术的一体化故的统计分析为基础，而融合了智能化技术的一体化安全技术的开发需要以道路交通事故的预兆为基础，安全技术的开发需要以道路交通事故的预兆为基础，目前还没有形成一套行之有效的方法对汽车行驶过程目前还没有形成一套行之有效的方法对汽车行驶过程中危险交通行为进行统计分析。

28、危险的交通行为是导中危险交通行为进行统计分析。危险的交通行为是导致交通事故的直接原因，因此，对汽车行驶过程中大致交通事故的直接原因，因此，对汽车行驶过程中大量危险交通行为、交通事故的预兆进行统计并提取其量危险交通行为、交通事故的预兆进行统计并提取其特征是一体化安全技术创新的基础。特征是一体化安全技术创新的基础。我们拟采用可视化的汽车行驶记录系统为技术手段，我们拟采用可视化的汽车行驶记录系统为技术手段，建立一套危险交通行为采集、统计分析及事故预兆、建立一套危险交通行为采集、统计分析及事故预兆、特征提取的方法。从采集的数据中筛选出危险工况，特征提取的方法。从采集的数据中筛选出危险工况，将危险工况进行详细地分类，形成一套完整的危险工将危险工况进行详细地分类，形成一套完整的危险工况类别体系；对危险工况各个类别分别进行分析研究，况类别体系；对危险工况各个类别分别进行分析研究，用事故再现仿真软件进行仿真，从中提取出相关参数，用事故再现仿真软件进行仿真，从中提取出相关参数，获得相应的特征参数。获得相应的特征参数。20092009年年1111月月2424日日.PreScan为一体化安全技术的研发提供了全新解决方案20092009年年1111月月2424日日.20092009年年1111月月2424日日.