關于一種防酒駕與疲勞駕駛的新型方向盤的探討

高晗 郭大為

摘 要 目前我國因為酒后駕車，疲勞駕駛等緣由引發的交通事故層出不窮，為了一定程度上解決這些交通方面難以把控的問題，本文從整體結構、性能特點、可行性分析、工作過程等方面介紹了一種防止司機酒駕與疲勞駕駛的新型方向盤，并基于當前的研究背景、市場形勢等分析將此新型方向盤推廣的可能性。

關鍵詞 酒后駕駛;疲勞駕駛;方向盤

1 研究背景與現狀

（1）研究背景。在中國的道路上，每一年交通警察接到的報案有470萬左右，而其中的車輛交通事故的次數高達二十多萬，而這二十多萬起交通事故中，受傷和死亡的人不計其數。目前的研究結果表明，汽車駕駛員在正常情況下，如果前方道路發現異常，從感知到身體上采取應急措施其中的間隔時間為0.75秒，而假如汽車駕駛員為酒后駕駛或疲勞駕駛，這個間隔時間會延長到1.5秒至2.5秒，這就意味著事故發生前汽車的剎車距離會大大增加，無論對汽車駕駛員本人還是其他車主與行人都會造成人身安全威脅。如果把這種危險換成直觀的數字來表達的話，研究表明酒后駕駛比正常行駛出現交通安全事故的可能性大16倍。而另一個不容忽視的駕駛問題是疲勞駕駛，美國汽車協會交通安全基金會有這樣一份調查，美國在交通事故中喪生的人，疲勞勞駕駛的比例為21%，美國平均一年約6000人因為疲勞駕駛失去生命。疲勞駕駛在中國的危害更大，我們國家因為疲勞駕駛而喪生的人占全世界的20%，疲勞駕駛對社會與人民的負面影響可見一斑。

（2）國內外研究現狀。目前國內外對于酒后駕車的檢查仍僅限于交警對駕駛員的抽查，但是這種隨機性的檢查也只能在少數幾個路段進行攔車檢查，這種方法無法全面解決酒駕問題，不僅耗時耗力，還易造成交通堵塞，給沒有飲酒的駕駛員帶來極大的不便。另一方面，對于疲勞駕駛，現在市面上的導航或其他設備也只能在駕駛員連續駕駛一定時間后播報提醒，不能根據司機真正的駕駛狀態進行檢測與提示。檢測的方式除了傳統的接觸式酒精檢測外，還有一種乙醇傳感檢測裝置是安裝在汽車黑匣子上的。但行車記錄儀一般都放置在車窗附近，與駕駛員距離較遠而且易受其他乘車人員的干擾，可見這種方法的精度較低，沒有辦法精確檢測出司機是否飲酒。而當前對于司機的疲勞駕駛問題，比較常見的是通過司機面部特征和汽車的其他指標綜合判斷。但如果采用這種方法制造一種防疲勞裝置，成本和技術難度都較大。而這種新型方向盤，一方面集成了非接觸酒精傳感器，而且集成了疲勞檢測傳感器。傳感器置于方向盤中，不僅節約了安裝空間，同時也具有實時監測和強制檢測的效果[1]。

2 方向盤概況

（1）整體結構。這是一款針對當前交通事故發生最主要的兩大原因酒后駕駛與疲勞駕駛而研發的方向盤，整個方向盤的結構包括駕駛員狀態檢測裝置、報警裝置和信息傳導裝置。當駕駛員來到座位上時，方向盤上安裝的乙醇傳感器會對座位上的人員進行氣體酒精含量檢測，從而檢測座位上的人是否飲酒，并根據座位上的人是否飲酒來決定車輛是否可以發動。一旦傳感器判斷出座位上的人飲酒而且想強行發動汽車，汽車上的信息傳導裝置便會把有關信息傳給相關部門，而相關的交通警察部門會根據信息傳導裝置傳過來的信息，在他們的數據庫中找到車主的具體信息，然后馬上聯系車主，讓其停止駕車行為并做出處罰。疲勞監測系統本身應該滿足實時性的要求才能在駕駛員出現疲勞時及時發出警報，針對疲勞駕駛的情況，方向盤上安裝了心率監測裝置，通過測量手腕處脈搏的頻率來監控心率。車主可以自主設定自己的心率范圍，心率監測裝置一旦發現數字不在設定的范圍內，報警裝置會發出相應的提示音來提醒駕駛員。

（2）性能特點。創新了酒精檢測的方法，將檢測機制與車輛啟動、交管部門串聯，可以從源頭杜絕駕駛員飲酒駕車的行為。具有占用空間小、使用便捷、檢測精準等優點。針對酒駕對社會安全的危害，由具體現有的設計條件設計出了適合的硬件級軟件，并將兩者進行協調工作，實現功能要求。能夠準確地檢測駕駛員的飲酒狀況，并加以警示。因為每個人的正常心率是不一樣的（例如運動員和正常人），所以每個儀器在初始使用的時候需要車主手動輸入心率范圍以做參考值。當駕駛者瞌睡或者接近睡眠的時候，心率會變低，這時方向盤會發出警示音防止駕駛人睡覺。開創了全新的駕駛員疲勞提醒機制，能夠針對駕駛員的疲勞情況對駕駛員進行警示，有效防止駕駛員的疲勞駕駛。

（3）可行性分析。在全新的領域創新了酒精檢測的方法，將檢測機制與車輛啟動、交管部門串聯，可以杜絕駕駛員飲酒駕車的行為。開創了全新的駕駛員疲勞提醒機制，能夠針對司機的駕駛狀態對司機進行提醒，有效防止駕駛員的疲勞駕駛。從根源上保證司機的安全駕駛、另一方面也讓路上行人安心。如果每輛車都加裝此種方向盤，對于酒駕就有很大的震懾作用。疲勞駕駛時司機的心率會明顯降低，所以，可以根據心率來實時監測司機是否在疲勞駕駛。心率檢測傳感器置于方向盤中，會自動檢測脈搏，不僅節約了安裝空間，同時也具有實時監測和強制檢測的效果[2]。

（4）工作過程。信號采集-信號處理-報警裝置傳感器采集面部酒精濃度信號-氣體酒精濃度檢測-手部面部疲勞檢測-單片機信號處理-違法操作報警-結束。

3 市場推廣

目前汽車工業迎來了一場前所未有的革命，所以市場上不乏這樣一種聲音：“終有一天無人駕駛將會全面取締司機駕駛。”也就是說，有一天街道上的汽車上再也不會看到方向盤這樣一種裝置了。但顯而易見的是，無人駕駛的全面推廣遙遙無期，生產技術、人民接受程度方面還有很長的一段路要走。這就代表著，方向盤作為普通汽車上必不可少的組成部分依舊要持續很長一段時間。

而從結構來說，方向盤并不是一個獨立部件，而是一個拼接部件。也就是說，在方向盤功能上可以作的文章非常之多，而駕駛員對汽車舒適性、安全性、易操作性的需要，使得越來越多的新技術應用到方向盤上。

4 結束語

隨著方向盤的功能越來越豐富多彩，方向盤的制造成本，銷售價格也會水漲船高，而目前方向盤的市場已經十分成熟，這就代表著，廠家在新功能、新技術上的競爭將會十分激烈。同時酒駕與疲勞駕駛造成的交通事故層出不窮，相信無論是汽車用戶，還是生產廠家，都會對這種防酒駕與疲勞駕駛的方向盤青眼有加。

參考文獻

[1] 劉芳.基于視頻的駕駛員疲勞駕駛實時監測系統的設計和研究[D].杭州：浙江工業大學，2009.

[2] 劉潔，王佐輔.方向盤的發展及研究[J].汽車零部件，2013，（12）：53-55.