道路交通安全与汽车新技术

1、道路交通安全与 汽车新技术主讲人：关志伟交通运输教研室交通事故概述及我国道路交通安全状况； 交通事故研究的方法和范围； 汽车安全技术与法规。一、交通事故概述及我国道路交通安全状况1. 道路交通事故的定义 道路交通事故简称交通事故，一般是指在人和物的运输过程中所发生的人员伤亡和财务损毁事件。 在道路上 车辆 在运动中 发生事态 违章 过失 有后果交通事故具备的七个要素 1899年，一位行走在纽约马路上的名叫克丽丝的妇女，被刚刚诞生的汽车撞死，成为世界上第一个死于（机动车）车祸的人。法国科学家居里美国的巴顿将军 罗马尼亚总理毛雷尔 巴西总统比契克 英国王妃戴安娜2. 我国道路交通安全状况2.1 世

2、界总体概况 据初步统计，汽车交通事故造成的死亡人数在100年内大约有2千多万人。这个数字比第一次世界大战的死亡人数1700万超出300万人。全球道路安全形势十分严峻。目前，全世界每年死于车祸的人数达120万人，伤残5000万人，直接经济损失5000多亿美元。据预测，到2020年，道路交通死亡人数将达234万人，道路交通伤害在人类死亡和致病原因中排名第三。值得注意的是，在所有道路交通伤害事故中，中等和低收入国家占90%以上。 英国交通研究实验室和国际红十字会的联合研究报告预测，未来的交通事故将与严重疾病一样成为全球主要的死亡原因之一！ 2.2 我国道路交通安全状况 中国是世界上交通事故最严重的国

3、家之一。仅2002年，中国公安交通部门受理交通事故案件就达773 137起，事故共造成109 381人死亡（相当于每天坠毁一架大型客机），在当年发生的各类死亡事故中，交通事故死亡人数所占比重高达 。中国公路通车里程发展状况全国交通事故起数及伤亡人数发展状况全国高速公路交通事故起数及伤亡人数发展状况中国高速公路通车里程发展状况全国公路通车里程与事故起数发展状况 全国高速公路通车里程与事故起数发展状况以人为本，车路协作，预防为主 因车辆技术状况不良引起的交通事故中，因制动不良引起的事故占该类事故的39.39% ，制动失效占24.11% ，转向失效占9.53%，灯光失效占6.16% ，其他故障占20

4、.08%。 2.3 现阶段我国交通安全的特点 1. 混合交通状态严重 混合交通条件下发生的交通事故占总数的55.9%，同时还是主要的死亡原因（占67.2%）；当混合交通且缺少交通控制时，造成的交通事故占总数的50.8%，死亡人数占62.4%（1998）。2.3.1 我国道路交通的特点 2. 机动车辆组成结构畸形 2002年，全国在用机动车保有量为79,756,763辆，其中，汽车21,417,279辆，占机动车保有量的26.85%，而农用运输车、拖拉机、挂车等则占73.15%，由这些车辆组成的混合交通流将对交通安全构成致命的威胁。对各种交通方式责任事故的分析可知，驾驶摩托车、拖拉机、农用运输车

5、等肇事比率占总数的21.15%，事故死亡率占总数的27.79%。 3. 非职业驾驶员肇事情况有上升的趋势 2000年和2001年由于非职业驾驶人员肇事所占事故总数的比例分别为35.6%、38.4%，随着私家车数量的增加，大量非职业驾驶员的出现，必然导致交通事故量的增加。 4. 道路等级低 在我国具体的交通工程实践中，还普遍存在着单纯地为了提高道路等级，简单地将道路路面硬化的做法。其结果只能是使驾驶员产生错觉，导致交通事故。 2.3.2 我国道路交通安全的特点 统计表明，2000年在中国交通事故中受伤人数与死亡人数的比例为4.5:1，这个比例在日本和美国分别为128：1和76：1。提高道路交通系

6、统的安全性能，提高车辆的主被动安全性能，建立交通事故预警系统，提供驾驶员以充足的反应时间；建立交通事故紧急事件保障系统(Rescue and First-aid Systems )，将对改善这一被动局面有积极的意义。 违章驾驶造成交通事故者占有较大的比例 2000年道路交通事故统计表明，驾驶员酒后驾车、疲劳驾车、超速行驶等违章操作造成的交通事故占总数的60%强，因此应该强化驾驶员的教育、培训、考核和交通管理执法的力度，提高驾驶人员和交通参与者的整体素质。 交通事故中死亡人数与受伤人数之比偏高 高速公路的事故率偏高 与国外相比，我国高速公路交通安全状况有较大差距。表现为 重特大事故比例较大； 事

7、故救援体系不完备等。 二、交通事故的研究方法和范围 1.事故研究的任务和目标 事故研究的任务是借助于已有的数据进一步回答事故的原因，探讨降低事故后果的措施，从中可获得进一步的理论和经验（诸如工程技术、医学、心理学），从而改善道路交通安全提供决策依据。 交通事故研究的内容包括事故调查与统计、事故再现和事故分析三个方面。事故研究事故调查与统计事故再现事故分析工程技术医学心理学计算模拟试验模拟受伤诊断参与者分析受伤治疗交通教育评价、建议、措施！ 当制动器制动力小于附着力时 当一轴车轮即将抱死，另一轴车轮没有抱死时 当所有车轮抱死滑移 2.事故调查与统计方法 事故调查与统计的目的是总结事故，用统计方法

8、对事故数据进行整理和加工。 道路交通事故的统计评价可以揭示事故的重点，从而使得分析有的放矢，并且确定碰撞事故乘员受伤与事故严重程度的相互关系。 对于不同的机构和不同研究目的，事故调查的项目也不同。2.1 政府道路交通事故统计 政府主管机构所进行的事故统计是二次事故统计。这些统计结果来源于警察的事故调查报告。这种统计结果供交通警察提高素质使用。警察的事故现场调查数据不仅可供政府决策使用，而且也适用于解释事故原因和澄清事故责任。 事故调查表格和调查方法是这种多目标问题的最好方法（折中方法）。虽然有人曾经尝试用交通警察采集的事故数据对政府统计的特殊要求进行计算，但是，由于一系列制约的存在，而缺乏说服

9、力。 这种交通事故统计方法主要适用于分析现行交通安全状态和地区乃至全国的事故现状。2.2 统计局事故数据 发达国家例如美国、日本、联邦德国一般都逐月或每年汇总，并发布一次全国交通事故的详细统计结果，它包括50至100个有关参数，诸如季节、地点、道路状况和种类、视线情况、天气条件、事故原因、驾驶员违章、车辆缺陷、事故类型、事故种类以及直接物质损失和人身伤亡的一般事故数据。 上述两类都属于政府统计的性质。由于其数据面广，数据的精度受到了影响，误差首先受下述两个方面的影响：不是所有的事故真正被警察所采集处理（即官方未掌握的事故数据）。由于政府统计调查的特点，对事故报告统计不准确（报告误差）。 从事故

10、研究的观点出发，官方事故统计不准确还受到下述方面的影响：对于事故研究十分重要的一些事故特征（例如碰撞形式、是否系安全带等），在各国政府的统计中根本没有涉及到；政府统计中某些调查特征（例如受伤严重程度）的定义不精确，也不适用于某些目的的事故研究；受伤严重程度的分类和描述仅分为三组：轻伤（标准为门诊处理），重伤（住院治疗）和死亡（当场死亡或直接原因受伤间隔一段时间后死亡，各国不同取值不同，分别为1天、3天、7天、1个月或不限制天数）。 3.事故再现 事故再现的基本目的在于研究一个事故的特殊性，从空间和时间上确定事故每个阶段的过程，并对它进行评价。 警察调查事故的目的主要是依据交通法规追究事故当事人

11、的责任，另外，警察的事故调查结果也适用于判断事故重点的一般安全问题和某些事故原因的因果关系。 对于特殊事故的调查，大多数事故鉴定专家依据事故的专门调查结果，然后进一步分析医学、心理学、工程技术以及法律问题。 为了对事故的运动过程进行再现，需要有关于位移和地点（如碰撞点、方向、分离方向）、速度（比如事故开始速度和碰撞速度）以及时间（如反应时间）的数据。事故再现需要的可描述数据事故再现需要的可测数据事故再现需要由计算或试验确定的平均值 4.事故分析 事故分析的任务是对导致相似伤害和损失的事故原因进行研究。事故分析必须包含所分析的事故总体中的每起事故的再现结果。因此，事故分析是对事故样本进行研究，而

12、事故再现是对具体事故个体进行研究，以解释一起事故的原因和澄清事故责任。将事故分析的综合结果用一定的统计方法进行计算就是事故分。事故再现和事故分析的区别是特殊与一般的关系，也就是说，事故分析包括事故再现，而事故再现是事故分析工作的基础。三、汽车安全技术与法规1. 汽车安全技术的主要内容汽车安全技术主动安全技术被动安全技术预防安全技术（正常行驶时）事故安全技术（事故前）碰撞安全技术（事故当时）抑制安全技术（事故后） 汽车主动安全性 事故将要发生时操纵制动或转向系，防止事故发生的能力，以及汽车正常行驶保证其动力性、操纵稳定性、驾驶舒适性、信息性正常的能力。也叫事故前汽车安全性。汽车被动安全性 事故发

13、生时保护乘员和步行者，使直接经济损失降到最小的能力，以及事故后，防止事故车辆火灾以及迅速疏散乘客的能力，也叫事故后汽车安全性。汽车安全保障体系人法规管理道路环境车辆2. 现代汽车安全保障体系 道路交通系统由人-车-路三要素构成，人、车、路三要素要和谐统一。建立“以人为本、车路协作、预防为主”的交通安全理念。3. 汽车的被动安全技术斜面撞击正面撞击偏移撞击3.1 汽车碰撞的类型柱杆撞击钻击撞击12%11%16%7%7%7%6%6%5%6%5%13%轿车正面/偏移碰撞形式100对心碰撞，实际事故占25%。模拟碰撞主要测试乘员约束系统性能。3050偏置碰撞，实际事故占25%。模拟碰撞主要测试车身安全

14、性能。 3050偏置碰撞，实际事故占50%，模拟碰撞主要测试车身安全性能。负荷类型:正面碰撞轿车不同座位受伤的分布 由于高度差的存在，轿车的保险杠不起作用。货车装备安全防护装置FUPD对比不同的碰撞形成对汽车车身和纵、横向加速度的影响大梁扭曲大梁弯曲刚性小的部件变形横向移动纵向加速度波动纵向加速度缓慢波动横向加速度波动正面撞击斜面撞击偏移撞击柱杆撞击钻击撞击翻车保险杠乘员保护系统 座椅安全带对于乘员碰撞保护发挥了很好的作用，世界各国已广泛强制装用。安全气囊作为辅助约束装置成为选装设施。通过对前撞、侧撞或后撞信息检测，如确认已发生碰撞，乘员保护系统将展开充气约束气囊，以更多地降低乘员在各向碰撞时

15、的乘员减速度值和伤害。 PPD传感器(Passenger Presence Detect) 安装在助手席座椅坐垫中，以传感器检测到的重量变化判断有无乘客乘坐。检测到约15kg重量时，判断为有乘客乘坐。传感器拆卸图座椅安全系统ESC：Energy-absorbing Steering Column能量吸收式转向柱当车辆发生事故尤其是正面碰撞时，人的胸部及头部由于离转向盘较近，因此很容易就会撞到转向盘，甚至车身撞击溃缩之后转向盘向后挤压，很容易伤及驾驶员因此，法规上对于转向系统都有安全上的规范以美国联邦安全法规FMVSS为例，对于转向盘及转向柱所组成的转向系统有两项规定一项是当用假人以约25 km

16、/h的相对速度撞击转向盘时，于假人的胸部产生的冲击力不得大于1134 N的力的规定另一项是当以约48 km/h的车速实车正面撞击时，转向盘的后移量不得超过12.7 cm。由此可见，转向系统乃是一项非常重要的安全系统3.2 汽车与行人的碰撞行人与汽车碰撞初始接触部位图注：1 脚和小腿2 大腿3 骨盆4 胸部5 头部全碰撞部分碰撞擦边碰撞主动发动机罩（AH）AH是英文Active Hood的缩写，其中文含义是主动发动机罩。AH技术就是指当发生人-车碰撞时，发动机罩能够立即自动升起，使行人头部接触到可变形的（减缓撞击力）柔性表面。同时，主动发动机罩还能防止行人撞向风窗玻璃的底部区域。 4. 汽车的主

17、动安全技术4.1 安全预防技术 据统计，高速公路上发生伤亡事故中50以上是驾驶疲劳原因引起的。为解决这个问题，可用监视转向盘输入和车辆位置的办法,检查驾驶员是否打磕睡或注意力是否集中，并通过“刺激”方法给予驾驶员警告，以便及时纠正行车状态。 奔驰公司为客车和载货车设计了一种防睏系统。通过仪器监视车辆行驶路线，计算机能够识别行车道上的标记。如果磕睡中的驾驶员要把车驶向路沟，警报系统就会发出响声来唤醒驾驶员。4.1.1 驾驶员疲劳的警报系统眼睛跟踪系统，它可以测定驾驶员的呼吸情况、眼睛睁得大小和眨眼的频率，从而测定驾驶员的警觉程度和疲劳程度，如果发现驾驶员处于疲劳驾驶状态，汽车就会发出警告以确保安

18、全。打瞌睡或注意力不集中驾驶警报系统的对比4.1.2 火灾隐患或轮胎气压过低的警报系统 在发动机仓内或驾驶仓内，由于某些原因可能存在火种。为了在着火早期发现并避免引起大火，应该实行必要的监视；轮胎气压过低，会导致汽车行驶性能变环，轮胎早期破损和翻车。在这两种情况下，都应给驾驶员发出警告信号，以确保安全。4.1.3 视觉增强系统盲区盲区 由于车辆结构的不同，即使物体在视野范围内，有些地方驾驶员无法看到，这是因为车身结构遮挡了驾驶员视线，在车辆周围形成了视线的死角区，称为盲区。BLIS盲点信息系统可以利用数字摄像技术来监视驾驶员视野中出现的盲点。该技术是由VOLVO公司推出的。 林肯领航者汽车在帮

19、助提高司机的感知能力。多个小摄象头和三个可切换的视频显示屏为司机提供了全面的前、后视线。这样既方便泊车操作，又可在拥挤的交通中提高行驶的安全性。在汽车两侧安装的前向摄象系统，使司机能够绕过大型车辆，提前看到隐蔽处的汽车或行人。在典型的行驶条件下，司机在拥挤的车流中左转弯时，可更容易查知对面的车辆。4.1.4 夜间目标检测和警报系统 夜间行驶视野条件比白天差得多，容易发生交通事故。为避免交通事故发生，应检测在规定的车辆接近区域内是否存在目标物或行人，并通过直观显示信号警告驾驶员，以便于提前采取适当操作措施。 日本马自达公司采用扫描激光雷达和超声波传感器检测前方是否有行人和在斜角方向上是否有驶来的

20、车辆。如有，驾驶员可及时采取相应措施，以避免发生交通事故。一定发现我了没有出现行人 近光照在行人身上反射回来的光线比远光光线弱，轿车驾驶员便看不到行人了，但行人还误以为双方车辆都发现了自己。4.1.5 引导系统4.2 事故避免技术车距警报系统 该系统为跟踪车辆传送到前导车辆的距离信号，同时使跟踪车辆自动地进行制动和转向系统输入转向信号，以避免车辆接触。 除此以外，日本大发公司、三菱公司等也利用激光雷达作传感器。马自达公司利用正在行驶路径估计判断同前面车辆有否碰撞危险。这种估算是借助于车辆行驶偏离程度和车速实现的。铃木公司的方案是，同时将距离状态传给气囊控制器，以帮助气囊及时展开。4.2.2 车

21、辆行驶路线改变的事故避免系统 当车辆从车道1向车道2改变行驶路线时，常因后面车辆车速太高或驾驶员不注意而发生碰撞事故。为解决这类事故，一些公司研究开发的系统可以检测,并警告车辆的驾驶员。 车辆行驶路线变更事故避免系统4.2.3 行驶路线偏离警报系统 由于某种原因，在驾驶员未操作转向信号的情况下，车辆开始偏离自己的原来路线，系统便用声音信号警告行驶路线位置偏移车辆的驾驶员。 三菱公司利用录像机检测白色路线标记，如驾驶员无意识偏离自己的原来路线，系统便用音响信号警告驾驶员。马自达公司利用CCD摄像头识别道路标线。当用直观信号发出警报后，驾驶员没有使车回到原来行驶“路线”，系统便自动地使车回到原来路

22、线。4.2.4 碰撞自动检测与防护系统行车环境监测位于车辆前部的激光扫描雷达能够分辨出车辆前方物体的距离和方位，与附有路面情况传感器共同承担环境检测功能防碰撞分析防碰撞分析系统对前后障碍物的距离和方位以及路面信号进行分析，提取有用数据，进行危险性判断，输出必要的警示信号或应急车辆控制信号。该系统根据防碰撞系统输出信号的控制，实现对制动系统（ABS）或转向系统进行自动操作。自动操作系统处于工作状态时，如驾驶员的操作制动力大于自动控制系统提供的制动力，则驾驶员的操作有效，这样可保证自动操作系统失灵时，驾驶员控制的制动系统仍然起作用。车辆控制防碰撞传感器防碰撞传感器有：CCD（光电荷藕合器）摄像元件扫描式激光雷达超声波传感器电磁波传感器PS是英文Precaution Safety的缩写，中文含义是预警安全系统。为了预测汽车碰撞，预警安全（PS）系统移植了军事上广泛采用的毫米波雷达装置，由于毫米波雷达装置具有比激光雷达更高的检测性能，因此，即使在雨天，毫米雷达也能检测出公路远处的障碍物。预警安全（PS）系统5. 汽车安全技术法规 20世纪60年代中期，美国的拉尔夫.内德发表了一份在任何速度下行驶都是危险的的报告，提出在减少汽车事故方面，与其加强对驾驶员教育、训练的方法，不如在机械、经济和行政法规方面改善汽车的安全性。内德的报告发表后，本来没有受到太大的重视，但是其内容涉及各