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    汽车主动安全测试技术及评价方法

    作者:颜培硕 高博麟 方锐 YanPeishuo GaoBolin FangRui 出版时间:2017年08月
    摘要:

    近年来,越来越多的主动安全系统被开发出来,主动安全的研究范围再也不仅仅局限于ESC、ABS这些相对基础的底盘电子控制系统,还包括了一些新的智能化的系统,未来还将会有更多更具潜能的系统被陆续开发出来。各式各样的系统与控制算法紧密结合起来使车辆变得极具智能化,在保障人们安全性的同时也大大改变了人们的行车方式。目前,智能网联汽车分为DA、PA、CA、HA和FA五个等级,分别与主动安全技术的等级一一对应。主动安全在保障民众生命财产安全方面的作用显得日益重要,因此,全球各个NCAP组织纷纷将主动安全纳入新车评价系统。中国发展主动安全技术既有人口优势和互联网优势,同时也将面对整体技术实力和经验落后、零部件相对欠发达的问题。

    Abstract:

    In recent years,more and more active safety systems have been developed.The scope of active safety research is no longer be limited in relatively basic chassis electronic control system (such as in ESC and ABS etc.).It also includes some new intelligent systems,and some systems with great potentials will be developed in future.A variety of systems and control algorithms are closely integrated to make the vehicle become very intelligent to ensure people's safety and greatly change the way of people driving.At present,the ICVsare divided into DA,PA,CA,HA and FA five grades to meet the requirements of different levels of active safety technology.Active safety has played an increasingly important role in the protection of people's lives and property safety.Therefore,the world's major NCAP organizations have included active safety into the new car evaluation system.China has the advantages of population and Internet in the development of active safety technology.It also has the disadvantages of weak technology strength,lack of experience,and low technology level of parts etc..

    一 前言

    当今社会,汽车已经发展成为人们的生活必需品,汽车的出现对人们从出行到工作乃至对人们生活的方方面面都产生了极大的便利。但是,中国复杂的道路交通环境以及庞大的人口基数,使交通事故频发,国人在人身安全和财产安全方面面临巨大的威胁。那么,如何有效地管理车辆同时辅之以关键的汽车安全技术,将是提高汽车行驶安全的核心问题,本文主要从这点出发进行探讨。

    汽车安全包括主动安全和被动安全。两者最大的区别就是看各自的安全装置是在事故发生之前起作用还是之后起作用。被动安全发展的历史比较长远,被动安全装置主要是指在事故发生以后起作用进而减少人身、财产伤害的安全装置,包括对乘客和行人的保护,它们虽然不能避免事故的发生,却能减轻事故伤害。被动安全装置主要包括:安全玻璃、安全带、保护系统、安全座椅和安全气囊等。尽管被动安全在减轻道路交通事故伤害上面发挥了重要的作用,但是,面对道路交通事故频发以及事故造成严重的人身伤亡和财产损失,人们对安全的需求已经不仅仅停留在被动安全上,如何在事故发生之前就对车辆主动地加以干预来保障人的生命财产安全将显得尤为重要。图1是对2009~2014年中国道路交通事故中四类主要事故形态占比所做的一个统计。

    图1 中国道路交通事故中事故形态占比

    从图1中可以看出,尾随相撞占据了所有道路交通事故类型的11%,面对中国道路交通事故基数大的情况,如果能有效减少因追尾而带来的交通事故将是一件极具意义的事情。主动安全技术中的自动紧急制动系统(AEB)就是专门为减少交通事故中追尾事故或减轻事故伤害而开发的。Euro NCAP和ANCAP作为欧盟和澳大利亚第三方独立车辆安全认证机构,双方于2015年5月共同在Accident AnalysisPrevention期刊上发表了题为《现实世界追尾碰撞中AEB的有效性》的研究报告,报告提出:AEB技术能够使现实世界中的追尾碰撞事故减少38%。由此可见,该系统可以大大减少同向行驶条件下的追尾碰撞。经过试验及多方验证也发现该系统尤其对城市中近距离跟车工况效果显著。另外,对于车辆的侧向碰撞,有诸如车辆偏离预警系统(LDW)、车道保持辅助系统(LKA)等主动安全系统逐步被开发出来,LDW能够有效提醒驾驶员的越线行为,通过反复提醒驾驶员来纠正车辆行驶轨道;当驾驶员在不开启转向灯时,如果汽车方向盘发生偏转,LKA则会自动对方向盘施加反作用力并且振动提醒驾驶员,从而保证车辆正常行驶。可见,越来越多的主动安全系统正在被逐渐地研发出来,并对减轻中国道路交通安全事故发挥着越来越重要的作用。

    然而,NCAP星级评价对车辆安全性能的要求也逐渐提高,不同车辆能否达到五星级的安全评价要求,不仅与车辆被动安全性能相关,同时也与车辆底盘参数及主动安全系统性能紧密相关。世界上许多国家纷纷将主动安全纳入汽车安全的评价体系,对于没有装备主动安全系统的车辆将再难获得五星级评价。中国作为一个汽车大国,加紧对主动安全技术的研究将迫在眉睫。

    二 汽车主动安全新特征

    (一)主动安全技术研究范畴

    伴随着经济和技术的快速发展,人们在满足功能性需求的基础上,变得越来越注重追求精神层次的享受,但在面对交通事故频发的情况下,人们对汽车安全的需求无疑是最为迫切的。主动安全在保障人类的生命财产安全方面表现了愈发重要的作用。近年来,越来越多的主动安全系统被开发出来。主动安全的研究范围再也不仅仅局限于电子稳定控制系统(ESC)、防抱死制动系统(ABS)这些相对基础的底盘电子控制系统,还包括一些新的智能化系统,例如,先进驾驶辅助系统(ADAS)。ADAS是利用安装在车辆上的环境感知传感器,在车辆行驶过程中随时探测、感知与识别周围环境,收集数据信息,进行动态、静态物体的侦测、辨识与追踪,同时结合导航软件与地图数据,进行运算分析与技术处理,让驾驶者预先感知可能发生的危险,并在第一时间采取相应措施,从而有效增加汽车驾驶的安全性、舒适性和高效性。ADAS主要包括自动紧急制动系统(AEB)、汽车前碰撞预警系统(FCW)、自适应巡航控制系统(ACC)、车道偏离预警系统(LDW)、车道保持辅助系统(LKA)等。未来还将会有更多更具潜能的系统被陆续开发出来。各式各样的系统与控制算法紧密结合起来使车辆