車輛行人保護技術概述

崔洋洋+王譯

摘 要：車輛行人保護系統是一種智能化汽車安全系統，它在保護行人方面起到極其重要的作用，其擔任的角色也隨著車輛安全要求的提升而日益重要，同時伴隨著各國行人保護法規的相繼出臺，其在現代化汽車技術中逐漸成為熱門的研究領域。該文從專利文獻的視角對車輛行人保護技術的發展進行了統計分析，總結了車輛行人保護相關技術的發展。

關鍵詞：車輛 碰撞 行人保護 發展路線

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（c）-0214-02

全球汽車工業的快速發展給交通安全帶來了嚴峻的挑戰。行人是道路使用者中的弱勢群體，行人與車輛的碰撞是以行人高致死率、高重傷率和高致殘率為特征的碰撞。車輛行人保護系統的普及與應用有利于在碰撞前使得駕駛員提前意識到危險情況，輔助駕駛員規避行人，在碰撞時將對行人的傷害降至最低，能有效降低惡性交通事故的發生。為此，以智能車輛為研究核心的汽車行人保護系統正受到人們的廣泛關注，成為國內外汽車主動安全技術領域的研究熱點之一。

1 車輛行人保護技術概述

1.1 車輛行人保護的概念

車輛行人保護是指車輛在發生碰撞之前或發生過程中對行人實施的保護，其可在碰撞前自動評估車輛是否與障礙物發生碰撞，在車輛正常運行時、碰撞前、碰撞時等不同的時間段針對車輛設備采取不同的措施，以將對行人的傷害降至最低，實現車輛的智能化、提升行人的安全。車輛行人保護系統將先進的結構優化設計技術、信息采集與處理技術、電子計算機控制技術、人工智能有機結合地應用到車輛管理體系之中，能夠全方位發揮作用，使得人、車、環境協調統一。

1.2 國際相關法規

為減少對行人的傷害，歐洲車輛安全促進委員會（EEVC）曾對歐盟國家中的道路交通事故進行了長達22年的調查、分析和研究，并在此基礎上公布了相關的研究結果。Euro NCAP（Euro new car assessment program）2002年加入到車輛評價體系中，歐盟行人保護法規2005年開始實施，其采用純粹被動的措施來實現行人保護，即汽車前端的造型和緩沖設備，日本2004年也開始實施《行人者頭部保護標準》，另外歐盟行人保護法規在2010年起實施第二階段這一更高要求的法規，即主動保護系統。隨著技術的發展，人們對道路弱勢使用者安全的重視程度日漸提升，車輛行人保護技術有了進一步的發展，結合國際法規的不斷出臺，研究人員對該技術的改進從結構到控制系統進行了深入的研究。

1.3 行人安全保護技術的分支

國際上廣為采用的行人安全保護技術主要被應用于改進保險杠等緩沖機構、發動機蓋彈升技術、行人安全氣囊系統和車輛行人安全保護控制策略四個方面。

保險杠等緩沖機構主要是指對保險杠區域的材料、結構的設計，另外，針對車頭的內部構件、翼子板、雨刮設施等實施的結構上的改動，也可劃分至這個概念中；發動機蓋的彈升技術則是與氣囊安裝和展開過程中涉及的發動機蓋關聯的部件和機構有關，顧名思義，其在行人撞擊的瞬間把發動機蓋彈起，在發動機蓋與發動機之間產生一個緩沖區，使得被撞的行人有足夠的緩沖空間，并非傳統的吸能潰縮；行人安全氣囊系統則是為了避免人體撞擊汽車保險杠和前擋風玻璃，使得行人免于受到更大傷害的氣囊裝置，目前整車產品種配置的行人保護安全氣囊系統，其典型組成包括發動機罩安全氣囊和前圍安全氣囊，兩者的配合使用可減少最常見的行人傷亡事故；另外，在行人保護控制策略方面，行人的準確識別一直是該領域研究的目標，無論是碰撞前的預警還是碰撞即將發生時判定是否激勵行人保護設備均涉及到傳感器領域，依據行人識別方法可分為接觸式傳感器和遙感式傳感器，同時，近些年隨著車輛技術的智能化，行人避碰的發展更加快速，具體涉及到行人識別與之后的車輛行為控制，其與傳統意義上的行人保護通常并存，其中還涉及到駕駛員的駕駛狀態判斷，路況判斷等。而且又可依據人體部位，將行人的保護劃分為：保護頭部、保護小腿、保護大腿；而現有的一些行人保護設施又可針對不同身高、體重的對象進行進一步的區分進而實施不同的保護策略。

2 車輛行人保護技術專利發展

2.1 發展歷程

通過圖1可見，自汽車1886年產生以來，人們逐漸意識到汽車對行人的碰撞應當得到抑制，從1912年至1991年之間，申請量都維持在一個較低的范圍之內，人們關注點還在汽車能否正常行駛的角度上，至于汽車行駛安全性能等技術分支還處在萌芽階段。在該階段的申請，主要以英、法等歐洲國家為主，現代行人保護的基本構思在該階段已經逐一出現，這促使歐洲EEVC WG10開始進行關于行人保護的碰撞試驗，但總的來講還是主要集中在保險杠的改進上面，其他方面的發展并不成熟。

從1991年開始，關于車輛行人保護的專利申請量和申請人數量的發展總體趨勢趨于平穩增長，該階段的研究以安全杠和機罩的研究最多，涌現了對防止二次碰撞的可彈起的車輛發動機罩、發動機罩安全氣囊的研究，同時障礙物探測與控制技術的研究也進入了平穩增長區域。

在2000年至2005年之間，關于車輛行人保護技術的申請量和申請人數量呈現跨越式增長。值得注意的是，在行業中EuroNCAP

2002年加入到行人保護評價體系中，之后日本2004年開始實施《行人者頭部保護標準》，歐盟行人保護法規2005年開始實施，這也從側面反映出在此之前的一個階段中，行業內的大量研究催生了行業規范的產生與施行。

車輛行人保護技術的申請量從2005年開始呈現輕微下滑趨勢，行人保護技術發展也到了其成熟期，申請量經歷了一個逐漸下降后保持平穩的態勢，以歐盟和日本為代表的行業規范的出臺意味著這一領域的研究已經比較成熟，因此該階段的研究是對前一階段的進一步優化，例如，對車頭結構、材料的優化以使得吸能效果更好，對傳感器的優化使得其對行人的識別更加準確，同時也出現了防止車輛行人保護設備誤操作以對車輛造成不可逆的恢復的技術。

2.2 行人保護專利申請技術分支

從下圖主要申請國專利申請構成圖上可見，德國在控制策略、緩沖結構、機罩3個技術領域發展均衡，對氣囊的研究也占有一定的比例，顯示出德國行人安全領域發展均衡充分。相對而言日本則側重研究安全氣囊和與之相關的控制策略方面，韓國、法國則側重發動機罩的改進，美國則重視控制策略的研究，這與該領域的代表公司——通用的研究領域密切相關，我國國內研究在保險杠方面投入的精力較多，說明我國的行人安全領域的發展尚處于初級階段。

另外，針對我國國內的申請，總量上申請人大多為個人申請，其次為企業和高校，說明了我國行人保護技術目前的發展并不系統，企業申請在總量上還沒有占到一定的比重；該領域比較重要的幾個申請人分別為浙江吉利、奇瑞汽車、重慶長安汽車。我國國內申請在早期的主要研究方向是包括保險杠在內的車頭緩沖結構，然而隨著技術的發展，關于發動機罩的研究逐漸開始增多，而對行人安全整體控制策略的研究則從2010年才開始受到關注，然而此時綜合全球技術分支的發展狀態，國內申請人的關注點與全球重點企業重點研究控制策略相比明顯滯后。

3 結語

該文介紹與分析了車輛行人保護技術分支與專利申請的發展歷程，反映出該領域的主要專利基本由國外大型公司申請，而國內現階段在該領域的研究主要由大型汽車企業和院校進行，而大型企業的申請不夠系統。隨著我國對行人保護相關條例的出臺，對行人的安全保護提出了更高的要求，因此對于國內申請人來說，需要繞過國外專利壁壘，提升在行人保護控制策略上的研究，增強自身的專利保護意識。

參考文獻

[1] 楊鐵軍.產業專利分析報告（農業機械）[M].北京：知識產權出版社，2013.

[2] 楊鐵軍.產業專利分析報告（汽車碰撞安全）[M].北京：知識產權出版社，2013.