未来汽车的智能安全技术

　　一、汽车驾驶越来越安全化、智能化

　　驾驶安全化，是生产商、消费者、交通安全部门一直共同追寻的目标。为此，世界各大汽车公司都不惜一切代价提高现代汽车的安全系数。汽车安全设计的最早理念是将车身结构、钣金件制作得更加坚固可靠些，使汽车在受到碰撞时能够有效地保护车内乘客的安全。随着汽车科技的日益进步，特别是近20年来计算机技术，设计理论、新型材料、工艺技术等方面的大力发展和广泛应用，汽车的安全技术逐渐向电子化、智能化方向发展。如美国的克莱斯勒公司，为了增加安全系数，在车内添设了安全气袋；对于儿童和老年人乘坐的汽车，专门设计出特别安全系数的座位，并在汽车的前部及侧面安装了缓冲装置。日本三菱公司最近新推出的一款高技术安全汽车，车内不仅带有一般的安全设施。而且还装有先进的雷达探测系统。该系统能够自动识别红绿灯、交通标志；探测前方道路上的障碍物、道路状况，能够实现自动驾驶，具有很高的人工智能。另外，该汽车还能根据司机的眨眼频率，及时向驾驶人员发出“过度疲劳，应该休息”的警告。

　　日本最大的汽车制造商——丰田汽车公司，最近也研制出一种新型的安全汽车。在车内增设许多先进电子系统并形成一个智能网络，它的最大特点是能够帮助司机及时消除驾驶中的各种失误。例如，当驾驶者昏昏欲睡或与前行车未保持足够的安全距离时，该系统的就会自动发出预警信号，提醒司机；另外，这套电子系统还能利用汽车的方向盘来测知驾驶者的脉搏。如驾驶者过于疲劳时，它便启动警告系统；最初，它只是摇晃驾驶座位，当驾驶者仍无反应时，系统就会自动熄灭而强行停车。新型的安全汽车还配有一个碰撞感应系统，主要用于控制制动。一旦发生车祸时，电子系统中的智能装置就能对发动机起到保护作用，以防起火燃烧，并自动报警。

　　二、未来汽车安全技术的种类及应用

　　1．报警监控系统（ARTS—GPS）

　　ARTS—GPS是一种较为先进的安全报警系统，它采用先进的卫星定位技术和计算机技术，对运动目标进行全天候、全地区跟踪和监测。当该系统用于车辆的调度与监控时，调度中心就可以从电子地图上很快找到所需调度车辆的位置和动态；一旦车辆遇到突发事件（如失去控制、急救等），驾驶员只要轻轻按下身边的按键，控制中心便会根据实际情况迅速采取相应处理措施；当车辆遭劫时，控制中心还可遥控运行车辆中的防劫装置，将车内电源切断而使车辆停驶。这样，即便犯罪分子将车弄到手，也终因汽车的不走而罢休。如济南警方日前研制开发出一套与“110”报警电话联动的GPS卫星定位系统。该系统包括空中定位、地面监控、车载移动和无线通信等多个子系统，其主要功能是：警力调度、车辆报警及目标监控。该系统启用后，重要警车的地理位置和工作状态不仅可以全方位动态显示，而且还可以随时调往案发地点。当运钞车、邮政车等特种运输车辆遇到紧急情况时，GPS系统则能按预设的功能使车辆熄火，并调度就近警车赶赴现场。

　　2．安全气囊

　　气囊的主要安全作用是：当汽车的前轮受到强大冲击时，能够有效地保护司机和乘客的安全，以防司机和乘客受到严重的脑损伤或其他碰伤事故。安全气囊与分布在车内的传感器是密切合作的（车内传感器通常被安装在车辆撞车时的易损部位，如翼子板等处），当这些传感器受到撞击时，控制系统就会很快将这些信号发出，及时将气囊引爆弹出，从而起到有效的保护作用。

　　3．防抱死制动系统（ABS）

　　ABS防抱死装置是在当今汽车上广泛采用的一种安全技术。其主要作用就是为了避免汽车在紧急制动时，轮胎因抱死而导致车身发生侧滑或甩尾事故。当制动盘受到重压时，该系统就会自行感应，并采用适当的间歇进行收、放制动动作。设计精良的ABS能在轮胎抱死前使轮胎与地面的摩擦力达到最大值，因而具有良好的减速效果，并使制动距离最短。

　　4．循环控制系统（TCS）

　　TCS主要是为了抑止驱动轮打滑的防滑系统。它根据驱动轮、从动轮的转速来判断驱动轮是否发生打滑。该系统与车上现有的ABS电脑、轮速感应器和控制发动机变速器的电脑共同使用，可以使驾驶员在附着力较差的路况下能够得心应手地驾驶，保证行车安全。

　　5．车载智能化技术

　　车载智能化技术不仅使汽车驾驶变得更加容易，而且还使汽车的安全系统得到大幅度的提高，尤其是减轻了司机在驾车时的种种精神压力。专家预言。汽车驾驶的智能化将是21世纪汽车发展的一个重要方向。目前，已研制成功的车载智能化技术主要有以下几种：

　　车载雷达防碰系统日本马自达公司和丰田公司共同研制的激光雷达；美国TRW公司研制出的24GHz波段微波雷达，都已在载货车和公司汽车上投入使用。车载雷达通过障碍物探测器，利用光、微波、超声波等作为测距媒介，并将所测得的距离转换为指令，以达到控制驾驶汽车时的换挡、减速和制动等；有的则是为了向驾驶员提供减速、制动、转向、停车等警示信息，使司机能够从容地驾驶汽车，防止汽车发生事故。

　　声音导航系统丰田汽车公司成功推出了一种声音合成技术导航系统。该系统采用10个中央处理器，其基本功能包括：应用传感器、全方位系统和图匹来展示车辆所处的位置；根据地址和地名为驾驶员展示出要到达地方的参考图；计算和展示从现场到目的地的线路图；用声音和交叉路线图指示所选择路线的有关住处；通过人造卫星和汽车传感器传出的信号来确定车辆位置、计算行驶时间、显示出路线交叉口的地形图以及重新推断新的路线等。

　　超声波防撞报警器据初步调查统计，15%的汽车交通事故是由于汽车倒车“后视”不良造成的。因此，增强汽车的后视能力，尤其是增强大、重型车辆的后视能力，对提高行车安全，减轻司机的劳动强度和心理压力十分重要。为此，我国华商理工大学研制了一种单片机控制的超声波汽车倒车防撞报警器。该报警器利用超声波回声测距的原理，测量车后一定距离内的物体，并以MCS—51系列单片机作为中心控制单元。这种新型防撞报警器可以及时显示车后障碍物的距离和方位，显示范围可达0.5m~9.9m。当距离大于2m时，则只显示车后障碍物的方位；当距离小于2m时，除了显示其方位，还可根据三段不同的距离分别发出三种报警信号，以警示司机有三种不同程序的紧急状态，使司机据此作出相应的操作，防止因倒车而发生交通事故。

　　牵引力控制系统丰田公司研究开发该系统，可以通过安装在四个轮子上的车轮速度传感器和安装在转向盘上的转角传感器来测定驱动轮速度和车体方向的变化，然后根据汽车实际状态将燃料供给量和点火时间调节到最佳状态。除此之外，它还能根据驾驶的路面情况，辅助驾驶员进行加速操作。

　　交通阻塞指示仪该产品为英国通用逻辑控制设备公司推出。长15.24cm，高12.7cm，可安装在汽车仪表盘上。司机只要按下电钮便可接收到由交通控制中心发出的各种信息，随时了解道路的阻塞情况，从而选择最佳的行车路线。目前，该产品在英国伦敦已经投入使用。

　　疲劳驾驶警报装置日本丰田公司研制的疲劳报警装置，只要驾驶员在操纵转向盘时表现迟钝或脉搏发生一点变化，该装置就能测出这些反应并发出警告，使座垫产生振动或自动刹车。日本东京大学研制出的疲劳测试器，可戴在司机的手腕上。该测试器内部装有一小型氧气电池电极，能测量司机汗液中的乳酸、氨和酒精含量，然后通过小型无线电发射器把数据传送到研究中心。研究中心通过电脑分析判定司机的疲劳程度，及时向司机发出警告，避免交通事故的发生。

　　自动刹车眼镜德国人日前发明了一种奇特的眼镜，这种眼镜有一灵敏的光电开关，与驾驶室里的电灯和声音发生器连接。司机在途中打瞌睡时，眼镜里的光电开关就会自动接通电源，使司机眼前的灯光发亮，引起司机警觉。如未奏效，声音发生器将会发出更大的声音；如司机仍未清醒，开关便会接通制动器，强制停车。

　　除了上述车用安全设施外，还有诸如故障显示器、可调式座椅、高安全性能轮胎以及车外各种安全设施等。专家预测，未来的汽车还将充分利用立体交通诱导系统，实现自动驾驶和卫星自动定位指挥。正因为这些高技术安全设施在车上得到广泛采纳和应用，以致业内许多人士认为：汽车在不久的将来，将成为比自行车更加安全的一种高速交通工具。

　　三、安全汽车并不绝对安全

　　虽然现代汽车已采用了大量的安全技术及防范措施，但并不等于驾车或乘车就进入了保险箱；也就是说，安全汽车也只是相对而言，它还存有许多不安全的因素，至少表现在以下几方面：

　　（1）环境状况不一汽车行驶的环境和工作状况不仅变化多端，而且还非常严酷。这些不确定的因素以及温、湿度等环境对汽车电子元件的影响，特别是对额定工作电流的影响很大，往往造成电子元件的绝缘损坏、机件腐蚀，使电子元件的性能恶化；有的甚至完全丧失其性能。此外，电源电压的波动范围在正常时为10伏—15伏，在低温启动时降为6伏—8伏，而在蓄电池电解液过度蒸发时，电源电压甚至达到70伏—130伏。在这样的恶务环境下，若电子元件没有过压保护很快就会被烧坏；在雨天或泥水路中行驶时，电子设备有可能被水浸湿而受潮，在冬季还有可能结冰，直接影响电子设备的正常工作；在高海拔地区，大气压力的降低也会引起某些传感器的工作性能变坏，这些环境因素都对汽车的安全性能产生极大的影响。

　　（2）电脑也会“开小差”众所周知，电脑也会出现病毒和硬件工作失效的问题，应用到汽车上当然也不例外。在正常使用条件下，各种电子元件都有失效的可能；如电阻开路、电容漏电、集成电路内部损坏、传感器损坏等。车用电脑的硬件越多，失效的概率就越大，可靠性也就越差。另外，众多的电磁干扰也直接影响电子系统软件对数据的采集和整理，从而影响到程序的运行、指令的发出，导致控制失常。

　　（3）电子信息系统并非万能

　　先进的电子信息系统虽然能弥补驾驶员人为的一些失误，但它也有可能会分散驾驶员的注意力，增加驾驶员操作疲劳，造成交通事故。尽管汽车生产商保证操作这些设备的风险很低，甚至有的设备不需要人工操作，但安全专家还是对精力分散的严重危害发出了警告。他们指出，即便是声控电脑，也会常常造成驾驶员分散精力，不注意道路。因为他们在驾车过程中需要努力分辨电脑发出的各种声音，这比与乘客说话耗费的精力还要大。据有关资料显示，如果前面行驶的汽车实行紧急制动，驾驶员收听电脑讲话所花的反应时间要比不听的多30%。另外，美国国家公路交通安全局最近的统计报告也指出，在美国每年发生的600万起车祸中，25%则是由于驾驶员精力不集中造成的。

　　由于行车安全并不仅仅是涉及到一个人、一辆车或一条路的问题，而是涉及整个行车动态的方方面面，如行驶路面的千差万别，行车流量的瞬息万变，以及驾驶员的文化、心理和身体素质等都不尽相同。因此仅靠汽车的先进信息系统或某些安全设施，并不能从根本上消除行车中的安全隐患，安全行车系统并非绝对可靠。为此，提醒广大驾驶员朋友：不论你驾驶的汽车安全性能如何，也不论你驾驶的技术性能如何，驾车时都不要麻痹大意，仍须小心行车。