現(xiàn)代客車安全性設(shè)計(jì)與發(fā)展

潘輝

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求發(fā)展，不管城際交通還是市內(nèi)通勤，人們越來越多的出行依賴于客車，隨之而來的交通事故不斷地攀升，造成大量人員和財(cái)產(chǎn)的損失，本文重點(diǎn)介紹了客車安全性的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀和發(fā)展，通過介紹一系列先進(jìn)的技術(shù)和理念，改善和提高客車的安全性。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)安全性；被動(dòng)安全性；事故后安全性；生態(tài)安全性。

1 引言

中國作為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的國家之一，離不開每個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)，特別是北上廣深等一大批超大型城市的發(fā)展，眾多公司在此成立并帶動(dòng)大量人口涌入，很多公司為了方便城市里各個(gè)地方的員工上班而采用通勤車，節(jié)約員工時(shí)間和費(fèi)用。同時(shí)人們生活水平的不斷提高，私家車保有量也不斷增加，城市道路更加擁擠，隨之而來的就是交通事故的不斷攀升。汽車行駛中安全性問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是大型客運(yùn)車輛，例如：企業(yè)通勤車、校車、公交車都載有大量乘客，一旦發(fā)生車禍，后果十分嚴(yán)重，于是汽車安全性的越來越受到國家與社會(huì)的高度重視。

所謂的汽車安全性（Automobile Safety）是指汽車在駕駛過程當(dāng)中盡可能的避免事故發(fā)生，并保障路人與車內(nèi)乘客、司機(jī)安全的性能；通常分為主動(dòng)安全性、被動(dòng)安全性、事故后安全性和生態(tài)安全性。因此，設(shè)計(jì)可靠的保護(hù)措施是行車安全的重要保障。

2 汽車主動(dòng)安全性

主要是指車輛防止或減少在行駛過程中發(fā)生交通事故的性能。隨著技術(shù)的發(fā)展在主動(dòng)安全技術(shù)方面有了更新的進(jìn)步這其中包括：

2.1 Eye Car技術(shù)

所謂Eye Car技術(shù)可以給司機(jī)提供行駛路面和車道的無阻礙視野，對方向盤、制動(dòng)與加速踏板、中央控制臺(tái)等一系列裝置進(jìn)行調(diào)整，以創(chuàng)造自適應(yīng)的駕駛環(huán)境并提供較好的能見度，讓司機(jī)處于一個(gè)相對的高度上，更加有利于駕駛。因此，這種改進(jìn)對車輛的安全性具有很大的提高和意義。

2.2 Cam Car技術(shù)

這種技術(shù)已部分應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，目的是為了幫助司機(jī)提高駕駛過程中對車輛周邊情況的感知能力。將傳感測試系統(tǒng)分別安裝于客車的四個(gè)面以及車頂部，其中安裝于客車兩面的前向攝像系統(tǒng)，可以輔助司機(jī)在擁擠的城市道路中夠繞過公交等大型車輛，提早發(fā)現(xiàn)在隱蔽處的行人。夜視攝像系統(tǒng)可在低亮度情況下工作，即使在近乎黑暗或霧霾嚴(yán)重的情況下也可以提供車后近距離的影像。這種技術(shù)可以很大程度上輔助司機(jī)在駕駛過程中對于客車本身和周圍環(huán)境的掌控。

2.3 胎壓監(jiān)測系統(tǒng)

輪胎故障引起突發(fā)性交通事故的重要原因之一，也是汽車在高速行駛過程中，最為擔(dān)心和最難以預(yù)防的問題。據(jù)交通數(shù)據(jù)報(bào)告，僅在中國，高速公路交通事故中由爆胎引起的就占了70%。而胎壓監(jiān)測系統(tǒng)主要用在車輛行駛中實(shí)時(shí)對輪胎氣壓進(jìn)行監(jiān)測，對于預(yù)防及避免由輪胎引起的交通事故起到極大幫助，而該系統(tǒng)的工作原理是，當(dāng)輪胎漏氣或車胎氣壓較低時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)感知，并將信號(hào)傳遞同時(shí)報(bào)警提示，確保駕駛員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題更換輪胎，減少意外的發(fā)生。

2.4 非充氣輪胎

除了對輪胎胎壓進(jìn)行智能監(jiān)測以外，還有學(xué)者研發(fā)出了非充氣輪胎。相比于傳統(tǒng)的充氣輪胎，非充氣式輪胎具有自己明顯的特殊優(yōu)點(diǎn)，它具有免維護(hù)、免爆胎、免漏氣的功能。當(dāng)非充氣輪胎受到來自縱向的沖擊載荷時(shí)，其輪胎內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的變形量很大，有很好的彈性，可承載的壓力和沖擊力也比普通充氣輪胎大得多，在特殊路況下，比如山路崎嶇或過于顛簸的土路，當(dāng)使用非充氣輪胎的車輛通過時(shí)，可減小路面顛簸對于車身和懸架的沖擊載荷，改善乘車的舒適性，也提高了整車行駛的安全性。

2.5 基于AI的云服務(wù)

智能化是汽車行業(yè)中最具變革意義的技術(shù)，其打破了傳統(tǒng)汽車制造和通訊IT行業(yè)的界限，車聯(lián)網(wǎng)、AI智能、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)正在快速涌入并改變著汽車行業(yè)，近百年來由車企主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)鏈或許將在智能化時(shí)代重新組合。利用AI駕駛員監(jiān)控技術(shù)，進(jìn)行駕駛員識(shí)別、人臉識(shí)別、駕駛行為監(jiān)控等一系列自主安全監(jiān)測行為，大幅度改善和提高了車輛在行駛過程的安全性能。

2.6 智能發(fā)動(dòng)機(jī)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的故障約占汽車所有故障的一半左右，所以對發(fā)動(dòng)機(jī)開展故障診斷技術(shù)的研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。利用智能診斷設(shè)備和靠人工方法進(jìn)行檢查有著很大的不同，它融合了人工智能技術(shù)和信號(hào)處理方法，不需要對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解，僅需要采集發(fā)動(dòng)機(jī)信息就可以準(zhǔn)確、快速的識(shí)別出發(fā)動(dòng)機(jī)的故障所在。這些智能化的故障診斷技術(shù)是未來發(fā)展的一大趨勢。

3 汽車被動(dòng)安全性

汽車被動(dòng)安全性也稱消極安全性，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)盡可能的減少乘員傷亡的能力。而這就涉及到車輛的材料、結(jié)構(gòu)、防護(hù)等一系列事故發(fā)生后的保護(hù)裝置設(shè)計(jì)。

3.1 車身碰撞性能

從結(jié)構(gòu)上來說車輛要具有一定的吸能性，也就是說汽車在發(fā)生碰撞時(shí)，利用車體吸收大部分沖擊能量，從而保證座艙變形最小，不擠傷乘員的能力。近年來，隨著大數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的積累，各大車廠都建立了自己的數(shù)據(jù)庫，詳細(xì)描述了車身構(gòu)件對整車性能的影響，對改進(jìn)車身結(jié)構(gòu)、提高整車性能起到極大的推動(dòng)作用。2009年我國的宇通客車率先進(jìn)行了客車及校車的碰撞試驗(yàn)，還包括駕駛室擺錘撞擊試驗(yàn)以及客車的側(cè)翻試驗(yàn)，創(chuàng)造了多個(gè)國內(nèi)第一。

3.2 新型吸能方向管柱

與傳統(tǒng)的吸能方向管柱相比，最大的變化是將整體式轉(zhuǎn)向管柱一分為二，分為兩部分，即上轉(zhuǎn)向管柱和下轉(zhuǎn)向管柱；其中里面的轉(zhuǎn)向軸也設(shè)計(jì)為兩截，它們之間用萬向節(jié)機(jī)構(gòu)連接。一旦發(fā)生碰撞事故，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)就會(huì)位移，上轉(zhuǎn)向柱會(huì)移動(dòng)到下轉(zhuǎn)向柱內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)“縮進(jìn)”，而外接頭下端的特殊轉(zhuǎn)向軸也會(huì)折疊，從而擴(kuò)大空間，最大限度的減低傷害。

3.3 內(nèi)飾軟化

內(nèi)飾軟化的范圍包括轉(zhuǎn)向盤、儀表板、側(cè)圍、頂篷、座椅、地板以及遮陽板等突出的附件。各種部件其表面盡量避免突出物，質(zhì)地要柔軟有彈性，避免尖角突出的零件，可以降低在發(fā)生碰撞時(shí)對乘員的傷害有的汽車轉(zhuǎn)向盤在發(fā)生碰撞時(shí)可以收縮，座椅加有頭枕，以防后部被撞時(shí)頭部受傷。

3.4 未來安全氣囊

關(guān)于未來安全氣囊有研發(fā)人員設(shè)計(jì)出了一項(xiàng)新型的安全氣囊，具有可充氣式系統(tǒng)，其基本原理是當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)充氣，以保護(hù)車內(nèi)乘員的頭部。當(dāng)車輛遇到緊急剎車時(shí)，車身會(huì)由于慣性而產(chǎn)生強(qiáng)烈的前后擺動(dòng)，駕駛員身軀由于安全帶的束縛使得頸部更容易受傷，如果頭部沒有支撐緩沖的頭枕時(shí)，導(dǎo)致頸部錯(cuò)位或受傷會(huì)對駕駛員產(chǎn)生極大傷害。

4 事故后安全性

4.1 行人保護(hù)系統(tǒng)

車輛在設(shè)計(jì)之初，除了要保護(hù)車內(nèi)大量乘客和司機(jī)的安全以外，也要考慮到對于外部行人的安全保護(hù)，盡可能的降低對于路面行人的傷害。首先，采取主動(dòng)措施避免車輛在失控后碰撞到行人傷及無辜。當(dāng)碰撞不可避免時(shí)一旦發(fā)生，則設(shè)法降低對人的傷害程度。

4.2 車內(nèi)人員快速撤離系統(tǒng)

就當(dāng)前很多國產(chǎn)客車設(shè)計(jì)而言，一些安全門前有座椅擋道，且不能反轉(zhuǎn)折疊，造成通道狹窄；安全門沒有便于開啟的手柄，一旦安全門被誤觸啟動(dòng)后也無任何警示通知，出口沒有臺(tái)階等；甚至還有車輛未按規(guī)定設(shè)置安全門，而用側(cè)窗兼做安全出口等。這些客車設(shè)計(jì)中的安全隱患，一旦遇到緊急情況，車內(nèi)乘員很難安全迅速地撤離，極有可能造成嚴(yán)重后果。

4.3 緊急門鎖釋放機(jī)構(gòu)

當(dāng)車輛發(fā)生碰撞后，車門應(yīng)設(shè)置較為容易打開，利于車內(nèi)乘客快速撤離事故車輛，避免更大損失。這其中就有豐田和三菱公司開發(fā)出的感受碰撞的自動(dòng)門鎖釋放系統(tǒng)，當(dāng)碰撞傳感器確認(rèn)已發(fā)生碰撞時(shí)，系統(tǒng)自啟立即釋放門鎖，節(jié)省時(shí)間，有利于車內(nèi)乘員快速逃離危險(xiǎn)，也有利于傷員的救護(hù)。

5 生態(tài)安全性

科技的發(fā)展，生活品質(zhì)的提高，人們對于出行的乘車體驗(yàn)也越來越高，同時(shí)國家社會(huì)也提倡節(jié)能減排，對于車輛的生態(tài)安全性也開始慢慢成為焦點(diǎn)。

5.1 動(dòng)力裝置

傳統(tǒng)客車的動(dòng)力裝置幾乎全部采用柴油機(jī)，優(yōu)點(diǎn)主要有：工作可靠，壽命長。經(jīng)濟(jì)性好，燃燒效率高，有利于降低大型客車的使用成本；而近年來越來越多的車廠研發(fā)出采用混合動(dòng)力、代用燃料（天然氣）發(fā)動(dòng)機(jī)的車型，最具代表性的有特斯拉和蔚來汽車等純電動(dòng)汽車品牌，在保證強(qiáng)勁動(dòng)力的同時(shí)節(jié)能環(huán)保，受到用戶和市場的肯定，其中特斯拉公司還發(fā)布了純電動(dòng)卡車，隨著技術(shù)越來越成熟和成本的逐步降低，這些新型車輛也會(huì)逐漸取代柴油機(jī)等傳統(tǒng)動(dòng)力客車。

5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)布置形式

現(xiàn)代客車發(fā)動(dòng)機(jī)均采用后置式，這為大型客車空調(diào)系統(tǒng)擺放提供方便，有足夠空間設(shè)計(jì)容量較大的行李艙；還可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)與車廂之間良好的隔離密封性，乘坐舒適性好，車身的振動(dòng)和運(yùn)行噪聲也小；并有利于內(nèi)部裝飾；解決了車輛前橋超載問題，使車輛軸荷分布更加合理，從而方便轉(zhuǎn)向操縱。

5.3 車內(nèi)空氣質(zhì)量重要性

車內(nèi)異味一直是乘客極為關(guān)注的問題。車內(nèi)空氣質(zhì)量的污染源十分復(fù)雜，一般分為兩種，一是它作為新車本身問題，源于各種配件和材料的有害氣體和氣味沒有結(jié)束釋放期所致。而內(nèi)飾的塑料部件，地毯，座椅材料散發(fā)出的氣味等，這些是客觀原因造成的，只要足夠的時(shí)間釋放和較好的通風(fēng)環(huán)境即可。另一種是隨著汽車使用時(shí)間的延長，由于乘客在車室內(nèi)飲食，各種乘員身上的氣味或香水等，導(dǎo)致密閉客車內(nèi)空氣變的污濁，需要好的通風(fēng)系統(tǒng)，及時(shí)排除異味，保證空氣的新鮮。

5.4 車內(nèi)噪音危害

車內(nèi)噪音對人體健康的影響是多方面的。汽車噪音會(huì)使人產(chǎn)生頭暈?zāi)X脹、耳鳴、惡心、全身疲力，嚴(yán)重的會(huì)造成記憶力減退等癥狀。噪音頻率越高、強(qiáng)度越大，作用時(shí)間越長、越容易對乘客的身體產(chǎn)生危害。另一方面，駕駛員長期處于高噪聲的嘈雜環(huán)境中，及易產(chǎn)生煩躁，易怒，注意力不集中等情況。如果孕婦乘坐噪音較大的車輛，噪音會(huì)通過作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)影響胎兒發(fā)育。因此，車內(nèi)降噪技術(shù)也在一定程度上影響乘坐客車的舒適性與安全性。

6 結(jié)語

綜上所述，通過對客車安全性的現(xiàn)代設(shè)計(jì)及發(fā)展的分析，說明了這些因素隨著時(shí)代和生活水平的提高對于客車的駕駛和乘坐越來越重要。希望相關(guān)的研究單位及車企能夠?qū)蛙嚨陌踩愿尤娴牧私夂椭匾暎瑢τ谌蘸蟠笮涂蛙嚨难邪l(fā)起到幫助作用，使人們的出行更加安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志喜.淺析汽車的安全系統(tǒng)[J].科技風(fēng). 2011（19）.

[2]董會(huì)芳.淺談未來汽車的智能安全技術(shù)[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2011（17）.

[3]陶林波.研究汽車行駛安全性新措施[J]. 山東工業(yè)技術(shù).2016（13）.

[4]李偉.論汽車新技術(shù)與未來發(fā)展趨勢[J]. 南方農(nóng)機(jī).2017（14）.

[5]徐丹.汽車行駛安全性新措施的探究[J]. 科技信息.2011（09）.

[6]張立英.汽車行駛安全性新措施的探究[J]. 科技致富向?qū)?2012（21）.

[7]蔡月萍，韓風(fēng).淺談新一代汽車安全新技術(shù)[J].黑龍江科技信息.2011（12）.