智能科技對汽車安全性設計的影響

摘要：本文主要從國內(nèi)外汽車智能化發(fā)展現(xiàn)狀以及汽車安全性設計等角度來研究智能化、互聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展對現(xiàn)代汽車安全性的影響。通過在傳統(tǒng)汽車上融入智能汽車的理念與技術可以提升汽車的安全性和駕駛體驗性，同時智能汽車的輔助駕駛系統(tǒng)也可以控制減少人為錯誤，從而降低安全事故。智能化汽車可以逐漸消除傳統(tǒng)汽車所帶來的負面影響，是解決交通問題的有效手段。

關鍵詞：智能化 汽車 安全性 科技性 影響

中圖分類號：U469.79

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2015）08-0127-03

1智能汽車設計

一提到智能汽車或汽車智能化技術，人們就會很自然地聯(lián)想到許多發(fā)生過的交通事故，并希望汽車的性能能夠盡快達到盡善盡美的地步，智能汽車是一個綜合系統(tǒng)，它可以感知環(huán)境、結合多種輔助駕駛功能、進行內(nèi)部自動決策規(guī)劃，同時它也集中了各種自動控制技術例如傳感技術、通訊技術、人工智能自動控制技術等。智能汽車的設計主要是為了提高汽車的安全性，穩(wěn)定性和舒適性以及具有良好的人際交流界面。目前許多汽車公司都致力于智能汽車的研發(fā)。

1.1智能汽車基本構造

智能汽車主要包含智能駕駛系統(tǒng)以及各種智能服務系統(tǒng)（如表1所示），這些系統(tǒng)好像人的器官一樣被安裝在汽車上，可以觀察周圍的情況、分析錯誤的指示方向改變行程，自動躲避前方障礙物，同時也可以提供準確的定位從而指揮汽車順利地行進。

1.2國內(nèi)外智能汽車發(fā)展現(xiàn)狀

目前在交通安全的基礎上，各個國家都開始進行交通管理系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)等方面的研究，美國、日本以及一些歐洲國家對于智能汽車的研發(fā)尤為重視。同時我國對于智能汽車技術的開發(fā)、研究車聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下汽車的主動及被動安全防控技術、城市道路交通網(wǎng)絡化的研究也逐步進行中。面對人們對于交通安全需求的日益迫切，尤其進入信息時代，智能汽車的研發(fā)更是交通安全最重要的技術手段之一。

1.2.1國內(nèi)智能汽車發(fā)展現(xiàn)狀

中國的汽車企業(yè)正在保持穩(wěn)定和蓬勃發(fā)展，隨著中國人口的不斷增加，汽車保有量的逐年激增，全球的汽車制造商都非常關注中國汽車的發(fā)展，中國汽車企業(yè)對全球的汽車產(chǎn)業(yè)都有著深遠的影響。如同智能手機提高人們生活的效率一樣，智能的互聯(lián)網(wǎng)汽車也將改變整個汽車行業(yè)，同樣也是使中國汽車走向世界競爭的利器。

2015年4月19日，上海國際車展第四屆高峰論壇在上海威斯汀大飯店隆重召開。其中匯集了諸多業(yè)內(nèi)外資深人士的針對于智能汽車的交流互動。工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司副巡視員翟國春指出：“智能互聯(lián)網(wǎng)汽車的浪潮已經(jīng)到來，全球汽車產(chǎn)業(yè)正處于深度調整與深度變革的關鍵時期，中國政府高度重視汽車工業(yè)節(jié)能減排，高度關注智能汽車發(fā)展。”

1月20日，樂視公司正式宣布樂視超級汽車（中國）公司成立，并首次公開了超級汽車“SEE計劃”。作為“SEE計劃”的第一個階段性成果，樂視向外界發(fā)布了作為中國第一套智能汽車UI系統(tǒng)——LeUI Auto版，樂視的目標不只是要制造電動汽車，而是要打造一個完整的汽車互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。LeUI系統(tǒng)Auto版則是樂視進軍智能汽車行業(yè)計劃的開場白，該系統(tǒng)采用極度簡約的界面風格，可以實現(xiàn)多點觸控、體感動作識別，讓駕駛者實現(xiàn)盲操作，還融合了智能語音管家功能。此外，該UI系統(tǒng)還首次深度整合了地圖導航功能、獨創(chuàng)群組社交功能，并且可以實現(xiàn)全終端的互聯(lián)網(wǎng)汽車服務，全面貫穿手機、汽車、電視等電子交互設備，成為最完美的數(shù)碼集成終端，讓駕駛者可以隨時隨地了解車況，實時進行違章查詢、車況監(jiān)測、維修保養(yǎng)、人工服務等。LeUI Auto版的娛樂系統(tǒng)則可以提供在線播放音樂、網(wǎng)絡電臺，并與樂視網(wǎng)海量正版影視資源鏈連接等服務。通過云服務，還可以在手機或是超級電視上顯示車輛狀態(tài)，并且遠程控制車輛。

上汽集團表示，歷經(jīng)五年在互聯(lián)網(wǎng)領域的探索，如今搭載于新榮威550的上汽inkaNet版已由在線導航及信息娛樂服務向兼容車輛遠程診斷和安防服務發(fā)展，實現(xiàn)車內(nèi)外多屏互動，把電腦屏、手機屏和車機屏整合，實現(xiàn)信息云共享，并開始向車主的生活圈發(fā)展。未來上汽集團將繼續(xù)再自主品牌上加大投入。此外，上汽集團將把新能源汽車作為未來發(fā)展的制高點。

1.2.2國外智能汽車發(fā)展現(xiàn)狀

自1994年起，一年一度的智能交通世界大會旨在推動智能交通領域前沿科技，2010年3月2日，聯(lián)合國大會宣布2011～2020年為“道路安全行動十周年”，通過全球的共同努力，從而減少人員傷亡。2013年，智能交通世界大會以交通安全和交通管理為出發(fā)點，通過結合大數(shù)據(jù)和移動交通服務系統(tǒng)以及交通系統(tǒng)的自我恢復能力進行了深入的研討。從而可見，智能汽車和智能交通的探索在國外從未停止，特別是一些發(fā)達國家和地區(qū)，如何提升本國的智能汽車水平一直是各個汽車企業(yè)研究的重點。

2015年6月，英國《衛(wèi)報》報道，百度將于2015年內(nèi)與德國汽車制造商寶馬品牌聯(lián)手發(fā)布自動駕駛汽車。由寶馬公司和百度共同研發(fā)的自動駕駛汽車在滿足各國交通法規(guī)需求的前提下，考慮完全保證汽車在自動駕駛過程中的安全可靠性，這款百度和寶馬共同研發(fā)的自動駕駛汽車并不會完全脫離駕駛人的操縱，目前已經(jīng)在多個國家進行了路上測試，而且已完成了多輪的道路測試，性能將會全面超越谷歌的自動駕駛汽車。

奧迪公司首席執(zhí)行過魯伯特·施泰德在接受媒體采訪時表示，汽車對于消費者來說是第二個起居室，因此它需要有足夠的私密性，駕乘人員是唯一可以獲得汽車行駛數(shù)據(jù)的人。而谷歌公司基于網(wǎng)絡的自動駕駛技術將可隨時獲得車輛的行車信息，存在較大的安全風險。谷歌公司希望與德國汽車廠商共同研發(fā)自動駕駛技術，借此推動自動駕駛技術的普及。但是德國廠商似乎并不買賬。此前，奧迪公司計劃聯(lián)合寶馬、奔馳等德國廠商聯(lián)合收購諾基亞Here地圖業(yè)務。Here地圖業(yè)務在交通運輸方面有著較好的應用，對于研發(fā)自動駕駛技術十分重要。奧迪公司的這一舉動也恰恰顯示了其將開發(fā)自動駕駛技術并且是獨自研發(fā)的決心。

目前車聯(lián)網(wǎng)和智能交通系統(tǒng)正在為解決城市交通擁擠問題逐漸地站在一個舉足輕重的地位。車聯(lián)網(wǎng)可以在圖像顯示或者語音導航提示幫助車主迅速找到周邊的興趣點或其他的目的地。日本正在大力推行的一項功能是車聯(lián)網(wǎng)接收實時的智能交通系統(tǒng)VICS發(fā)布的道路實時數(shù)據(jù)，讓車主及時規(guī)劃行駛線路，回避不必要的麻煩。在中國的部分高端GPS，可以利用基于鏈路的編碼和基于點的編碼技術，通過FM調頻副載波每五分鐘接收一次實時交通信息，為車主提供實時導航。在美國，密歇根大學交通研究中心和交通科學研究院正在合作開展“互聯(lián)汽車”的研究，該項目將Ann Arbor城市中的3000輛汽車，通過配備專門設計的DSRC設備，連接到同一個網(wǎng)絡中，進行為期12個月的交通安全研究。這些汽車之間可以實現(xiàn)信息通訊，交通信號和行駛的狀態(tài)信息都會發(fā)送到中央服務器進行處理和共享。如果出現(xiàn)緊急交通情況，比如車輛碰撞、逆向行駛、違規(guī)超車等，會通過發(fā)出警告來避免交通事故的發(fā)生?，F(xiàn)階段車聯(lián)網(wǎng)、GPS終端和OBU是分別在汽車、電子和交通行業(yè)獨立發(fā)展的智能交通產(chǎn)品，未來這些功能將會被集成到車載終端和行人的手機上，智能交通系統(tǒng)可以實現(xiàn)車與車、車與路、車與行人之間的通訊，充分保證了駕駛員、行人和汽車的安全。

2汽車安全性設計

2.1汽車安全性設計背景

汽車交通事故的定義：根據(jù)《中華人民共和國道路交通安全法》的第一百一十九條定義，交通事故是指車輛在道路上因過錯或者意外造成的人身傷亡或者財產(chǎn)損失的事件。美國國家安全委員會對交通事故所下的定義是：所謂交通事故，是在道路上所發(fā)生的意料不到的，有害的或危險的事件，這些有害的或危險的事件妨礙著交通行動的完成，其原因常常是不安全的行動或不安全的條件，或者是兩者的結合，或者是一系列不安全行動或一系列不安全條件。日本道路交通法中規(guī)定：凡在道路或供一般交通使用的場所，因車輛之類的交通工具所引起的人身傷亡或物品的損害，均稱為交通事故。因此可以看出，交通事故的參與者是人和車，在道路上發(fā)生的造成人身傷亡、財務損失的意外情況。

據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，在2000～2020年期間，道路交通事故死亡人數(shù)在高收入國家將下降30%左右，反而在中等收入和低收入國家則會大幅度增加。如果不采取適當措施，到2020年道路交通傷害預計將成為全球疾病或傷害負擔的第3位原因，世界衛(wèi)生組織還指出，到2020年，全球每年由于交通事故傷殘和死亡人數(shù)還將增加65%以上，交通事故損傷將成為全球疾病、損傷負擔的主要組成部分。

汽車安全分為“主動安全”和“被動安全”，“主動安全”是指防止汽車事故發(fā)生所采取的措施，而“被動安全”是指為了降低事故后的損失所采取的措施。但無論是“主動安全”還是“被動安全”，提高汽車的安全性才是各個汽車行業(yè)所關注的重點，也是促進汽車企業(yè)發(fā)展的基礎。

2.2智能科技對汽車主動安全的影響

汽車的安全性關系著整個人類的生命與財產(chǎn)安全，所謂主動安全技術是指安裝的設備可以自我感知危險，及時對危險進行評估，并且采取相應措施，從而預防車輛發(fā)生危險。當傳統(tǒng)被動安全設施不能滿足當前消費者期待的時候，由于主動安全設施可以提前感知潛在的危險并且降低事故的發(fā)生率，所以我國更多的先進技術已經(jīng)開始研究主動安全技術領域。現(xiàn)在包括裝在車身各部位的防撞雷達、紅外雷達傳感器、盲點探測器、多普勒雷達等設施，都是由計算機來操控。在大雨、大霧、需要超車等情況下隨時可以提供相應的信息，以進行監(jiān)控防止事故的發(fā)生。

最有效的方式是提高汽車的主動安全性即安全駕駛輔助系統(tǒng)，從而減輕事故對人們造成的傷害。目前歐盟已經(jīng)在新車碰撞測試中將預測性緊急制動系統(tǒng)和車道保持輔助系統(tǒng)列入到新的評分標準中，中國現(xiàn)在也已經(jīng)在進行駕駛輔助體系的研發(fā)。以德賽西威全景系統(tǒng)為例，它可以通過全景區(qū)域查看各個方位的顯示區(qū)域。分別通過前后、左右后視鏡處的攝像頭拼接而成，拼接后的圖像非常平滑，在3D模式狀態(tài)下，通過打轉向燈可以看到相應車身細節(jié)信息，從而使細節(jié)與車身一一對應，車的模型也是根據(jù)實際車型定制而成的。通過全景泊車可以清楚了解到周圍的障礙物輕松完成泊車。

目前自動駕駛汽車也成為各個汽車企業(yè)研發(fā)的重點，盡管在短時間內(nèi)實現(xiàn)“全自動”是不可能的，但是這項技術已經(jīng)在例如農(nóng)業(yè)和采礦業(yè)中得以實現(xiàn)。全球著名的管理咨詢公司麥肯錫（McKinsey）在采訪了全球數(shù)十位專家，積累總結了大量數(shù)據(jù)之后，發(fā)布了一份關于無人駕駛汽車的預測報告。截止到目前，自動駕駛以及其他輔助技術使得美國的事故率在大型事故排行榜上由第2位降到第9位，同時也對美國的經(jīng)濟產(chǎn)生了巨大的影響，對于每個在事故中喪生的人來說，會有8個重病住院、100個接受治療。通過自動駕駛技術和其他輔助科技不僅提高了安全性，同時也潛在地節(jié)約醫(yī)療資金，盡管尚不能確定無人駕駛汽車的普及時間，但是不可否定的是其對交通、安全、經(jīng)濟都將產(chǎn)生深遠的影響。

2.3智能科技對汽車被動安全的影響

被動安全是指汽車在發(fā)生事故后對車內(nèi)成員的保護，目前被動安全保護裝置已經(jīng)延伸到物體和車內(nèi)的相關人員，被動保護裝置是在汽車發(fā)生突發(fā)狀況時，對乘員的保護作用?，F(xiàn)代汽車大新興之處在于大量的電子技術都運用到了安全保護裝置之中，例如胎壓實時監(jiān)測和快速行車制動（BMBS）技術和智能安全氣囊技術。

據(jù)最近的科學探究，行車過程中的爆胎唯有平穩(wěn)地降低車速才能完全達到化解所帶來的危險，可是這在實際過程中，想要通過駕駛員的人工操作達到這一目標，是一項“不可能完成的任務”。BMBS胎壓實時監(jiān)測和快速行車制動的核心正是通過智能化的自動控制系統(tǒng)，彌補人類的反應生理局限，車輛在爆胎后的一瞬間（≤0.ss），其將替代駕駛員實施快速行車制動，從根本上化解爆胎車輛失控的風險，保障人身、車輛安全。當汽車在高速行駛狀態(tài)下，爆胎故障發(fā)生后，配合ABS（制動防抱死系統(tǒng)）技術，BMBS瞬間實施制動減速，避免汽車發(fā)生甩尾，乃至側翻，是一項革命性的智能被動安全技術。

另外一項安全技術智能安全氣囊，與普通的安全氣囊相比，就是在其基礎上增加傳感器和與之配套的控制程序。傳感器可以探測出座椅上的乘員形體的大小、高矮、胖瘦、乘坐的位置，他們身上系的安全帶所處的位置，甚至是車輛碰撞時的車速以及乘員部位的撞擊程度預估等。通過搜集這些數(shù)據(jù)，并由后臺的計算機軟件分析和處理控制安全氣囊的膨脹速度、時機、朝向還有膨脹量，而不是一味膨脹飽滿，從而使其發(fā)揮最優(yōu)的效果，真正地針對特定乘員發(fā)揮最合理且有效的保護。公路安全保險協(xié)會在其官網(wǎng)上的一份聲明中寫到，“緊急情況下，安全氣囊的迅速膨脹，可能對人造成傷害?！薄耙蛘姘踩珰饽以斐傻娜松韨υ谶^去一直是一個備受人們關注的問題。美國通用公司2012年底發(fā)布的新車型中，就針對該問題，裝備了通用汽車公司新開發(fā)的智能安全氣囊。它的最大特點是在未系安全帶的乘員遇到車輛正面碰撞或者緊急剎車的情況下身體將會前傾，氣囊感知乘員前傾時的前傾力，擠壓出一定量的氣體由上部排除或者在氣囊開始膨脹的時候控制膨脹量。從而使他們躲避由于氣囊過度膨脹帶來撞擊傷害的風險。

頭頸部保護系統(tǒng)最早是由沃爾沃汽車公司發(fā)明的，后來被其他汽車公司廣泛使用。該系統(tǒng)具有非常明顯的保護作用；由沃爾沃汽車交通事故研究小組的研究得出的結論，該系統(tǒng)可將頭頸部損傷的長期影響減少50%以上。當車輛發(fā)生激烈碰撞時，身體和頭部由于有座椅和頭枕的支撐，會得到保護。但是這時候頸部是沒有支撐的，從而就會承受很大的壓力，對頸部造成傷害。頭頸部保護系統(tǒng)在發(fā)生碰撞時，頭枕會適當向后潰縮，同時座椅適當后傾，通過坐墊和靠背內(nèi)部的能量吸收變形部件從而對碰撞進行緩沖，以減小脊柱和頸部的受力。這樣就可以減少碰撞對頸部帶來的沖擊。頭頸部保護系統(tǒng)是一項目前僅運用于前排座椅中的保護系統(tǒng)，將來還會有更廣闊的發(fā)展空間，讓我們拭目以待吧。

結束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)科技浪潮的到來，全球的汽車廠商都處于深度的變革時期，中國也高度重視智能汽車的發(fā)展，智能汽車不僅可以保證汽車安全性同時可以滿足節(jié)能減排，使中國汽車向綠色、安全化發(fā)展，在信息時代、大數(shù)據(jù)條件下，未來汽車更將與人們的生活緊密相連，從而改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>