從A到Z：北美卡車安全技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)梳理

奚美麗 編譯

不斷發(fā)展的安全系統(tǒng)和程序，讓卡車越來越安全。但你對底層技術(shù)和歷史了解多少？近期，北美卡車信息網(wǎng)站(www.trucknews.com)從獨特的角度，按照26個英文字母順序，對卡車安全相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)進行了梳理，重點介紹了有助于保持卡車安全的主要進步。

1. ABS——防抱死制動系統(tǒng)

自1997年3月起生產(chǎn)的牽引車和自1998年3月以來生產(chǎn)的掛車上強制安裝了防抱死制動系統(tǒng)(ABS)。該系統(tǒng)在汽車制動時自動控制制動器的制動力，使車輪不抱死，處于滾動和滑動狀態(tài)，以保證車輪與地面的最大附著力。該系統(tǒng)有助于駕駛員保持在預(yù)定的路徑上，并防止發(fā)生意外。

2. BRAKES——制動器

George Westinghouse空氣制動公司(WABCO公司的前身, 于2019年出售給ZF)于1869年發(fā)明了第1個用于軌道車輛的空氣制動器。它們?nèi)匀皇钱?dāng)今卡車制動器的首選控制系統(tǒng)，與液壓系統(tǒng)不同，空氣制動器可以補償制動管路中的輕微泄漏。

3. CONSPICUITY MARKINGS——反光標(biāo)識

車身反光標(biāo)識是指粘貼或者安裝在汽車車身表面上能夠反光的材料，可以提高車輛車身的能見度和可視性。美國監(jiān)管機構(gòu)率先要求掛車用反光帶或反光體進行標(biāo)識，1993年1月起車輛掛車應(yīng)用反光標(biāo)識成為法規(guī)要求項。加拿大運輸部要求1997年1月之后生產(chǎn)的掛車必須裝備反光標(biāo)識。

4. DISC BRAKES——盤式制動器

自20世紀(jì)80年代以來，盤式制動器已在北美的卡車運輸行業(yè)中使用。盡管早期部件面臨性能和耐用性方面的挑戰(zhàn)，但最新一代產(chǎn)品幫助制造商滿足了從2011年開始適用于8級卡車的最大停車距離縮短法規(guī)。與鼓式制動器不同，盤式制動器在過熱時制動性能不會衰減。

盤式制動器的運行溫度低于其他制動器

5. EBS——電子制動系統(tǒng)

高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)可以預(yù)先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險，有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性

EBS通常被稱為“線控驅(qū)動”技術(shù)，于20世紀(jì)90年代中期出現(xiàn)在歐洲，提供了比空氣制動系統(tǒng)更精確的控制。隨著高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)和電動車輛的出現(xiàn)，北美對此類系統(tǒng)的興趣正在增加。

6. FORWARD COLLISION WARNING SYSTEMS——前向碰撞警告系統(tǒng)

新興的高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)始于前向碰撞報警系統(tǒng)。除了可以跟蹤車速外，該技術(shù)還通過使用雷達、攝像機或基于激光的激光雷達系統(tǒng)(有時是它們的組合)來測量車輛之間的距離，并在跟車距離縮短過快時觸發(fā)聲音警報或燈光來提醒駕駛員。

7. GRADE SENSORS——坡度傳感器

停在斜坡上的物體有向下滾動的趨勢，停在斜坡上的卡車也有此類問題。坡道起步輔助系統(tǒng)使用坡度傳感器來檢測此類坡度，在松開制動踏板和傳動系接合之前將卡車固定在坡道上，從而減少沖擊載荷帶來的傳動系損壞，也降低了溜坡與后面車輛碰撞的風(fēng)險。

8. HOURS OF SERVICE——服務(wù)時間

1988年，在《機動車運輸法》解除對租賃卡車運輸行業(yè)的管制后，加拿大聯(lián)邦法規(guī)首次要求卡車司機在行車日志中記錄其服務(wù)時間。到2023年1月，要求駕駛員使用獨立認證的電子日志記錄設(shè)備(ELD)記錄其工作時間。

9. INSPECTIONS——檢查

商用車安全聯(lián)盟(CVSA)由負責(zé)商用車執(zhí)法(檢查)的州和省級機構(gòu)于1980年成立，其首個商用車停用標(biāo)準(zhǔn)由當(dāng)時的西部各州商用車安全聯(lián)盟制定，被美國7個州和2個省采用。

10. J1939——美國汽車工程師協(xié)會定義的一組標(biāo)準(zhǔn)

自20世紀(jì)80年代以來，卡車上就開始使用電子系統(tǒng)，通過控制通信協(xié)議的SAE(美國汽車工程師協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)，卡車可以共享信息。J1939標(biāo)準(zhǔn)最初于1994年發(fā)布，為電子控制單元(與單個系統(tǒng)相關(guān)的微處理器)建立了一個框架，以便它們能夠相互通信。

11. KNOWLEDGE——知悉

就公路安全而言，還有很多工作要做。美國聯(lián)邦汽車運輸安全管理局(FMCSA)發(fā)現(xiàn)，2018-2019年間，發(fā)生致命車禍的大型卡車數(shù)量增加了2%，每1億英里的致命車禍數(shù)量增加了4%，涉及傷害事故的大型卡車數(shù)量增加了6%。

12. LEVELS OF AUTONOMY——自動化水平

梅賽德斯-奔馳卡車用電子攝像頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)后視鏡，進一步提升道路交通安全

自動卡車的發(fā)展歷程與“無人駕駛”卡車的相關(guān)性遠低于自動安全系統(tǒng)，如自動緊急制動、車道偏離系統(tǒng)和防撞系統(tǒng)。2014年，美國汽車工程師學(xué)會(SAE)制定了0-5的評分標(biāo)準(zhǔn)，明確定義了卡車自動化水平。

13. MULTIPLEXING——多路復(fù)用

運輸危險貨物懸掛明顯的危險貨物運輸標(biāo)識，從而提高運輸安全性

強制配備防抱死制動的最大挑戰(zhàn)之一是要求開發(fā)儀表盤警告燈。北美的卡車運輸業(yè)對在牽引車和掛車之間采用第2個連接器來實現(xiàn)這一點幾乎沒有興趣。解決方案是以多路復(fù)用的形式實現(xiàn)，通過一條公共線路為不同設(shè)備傳輸多個信號。

14. NATIONAL SAFETY CODE——國家安全法規(guī)

加拿大的卡車運輸法規(guī)主要由省級和地區(qū)負責(zé)，但國家安全規(guī)范(NSC)確定了可以最低性能標(biāo)準(zhǔn)找到共同點的領(lǐng)域，共有16項標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了從駕駛員醫(yī)療到停止服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)時間、貨物安全標(biāo)準(zhǔn)等各個方面。

15. OCCUPATIONAL HEALTHAND SAFETY REGULATIONS——職業(yè)健康和安全條例

加拿大的《工業(yè)安全法》于1964年出臺，并將安全定義為“身體不受傷害或健康不受損害的自由”。這是在皇家委員會調(diào)查霍格山谷災(zāi)難之后出現(xiàn)的，5名意大利出生的工人在安大略省唐河(Don River)下修建一條輸水干管時喪生。

16. PLACARDS——標(biāo)語牌

運輸危險貨物必須懸掛明顯的危險貨物運輸標(biāo)識，讓大家了解運輸?shù)奈锲罚瑥亩岣哌\輸安全性。加拿大于20世紀(jì)80年代初開始制定危險貨物運輸(TDG)法規(guī)，第一版法規(guī)于1985年生效。

17. QUALIFICATIONS——資格

安全相關(guān)法規(guī)有賴于識別車輛及其駕駛員。1903年，安大略省頒發(fā)了加拿大第1個車牌(由皮革制成)，Leonard s.Meiler成為該省1927年頒發(fā)的第1個商業(yè)牌照的持有人。

18. RADAR——雷達

雷達傳感器在碰撞緩解系統(tǒng)中起著核心作用，識別危險的接近程度。采用這種傳感器的首批預(yù)警系統(tǒng)之一是伊頓公司1992年推出的Vorad設(shè)備。盡管雷達在各種能見度條件下識別汽車等金屬物體非常有效，但如今的防撞系統(tǒng)通常包含其他傳感器，如攝像頭，這些傳感器更能識別行人等物體。

19. SEATBELTS——安全帶

沃爾沃工程師尼爾斯·博林(Nils Bohlin)1959年發(fā)明了三點式安全帶，這無疑能更有效、更容易地固定乘員。雖然該OEM為該設(shè)計申請了專利，但還是免費將其提供給競爭對手，以確保更廣泛的使用，但并非所有人都使用安全帶。FMCSA稱，2019年，致命事故中，13%的大型卡車乘客沒有系安全帶，其中42%死亡，但系安全帶的卡車司機只有8%喪生。

20.TRAINING——培訓(xùn)

卡車司機培訓(xùn)最終是省級機構(gòu)負責(zé)，但在2020年，加拿大交通和公路安全部長承諾建立一個基本門檻，學(xué)生在參加路考之前必須達到該門檻。強制性入門級培訓(xùn)要求至少103.5 h的一級駕照培訓(xùn)，其中50 h在駕駛室進行。空氣制動器還需要8.5 h的培訓(xùn)。

21.UNDERRIDE GUARDS——底盤防護裝置

由于對小型車的喜愛，加拿大的規(guī)定要求掛車底盤防護裝置吸收的能量是美國的4倍。加拿大交通部在20世紀(jì)90年代中期指出，現(xiàn)有的底盤防護裝置無法在48 km/h的速度下保護雪佛蘭騎士或本田思域的乘客。加拿大運輸設(shè)備協(xié)會和國家研究委員會的工程工作因此推出了更強大的設(shè)計。

卡車底盤防護裝飾可有效防止乘用車發(fā)生致命性追尾事故

22. VIDEO——視頻

俄亥俄州伯里亞警察局的一名警官羅伯特·斯基諾(Robert Surgenor)被廣泛認為記錄了第1次從頭到尾的高速警察追捕。1988年的錄音是用他安裝在巡洋艦儀表板上的攝像機拍攝的。如今，基于視頻的監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)硬剎車事件等因素觸發(fā)記錄——提供可用于指導(dǎo)駕駛員或調(diào)查碰撞的詳細信息。面向駕駛員的模型甚至可以識別諸如使用手機等分散注意力的活動。

23. WINDSHIELD WIPERS——擋風(fēng)玻璃雨刮器

瑪麗·安德森(Mary Anderson)為擋風(fēng)玻璃雨擦器申請了第1項專利。1902年，當(dāng)她看到有軌電車司機奮力清除擋風(fēng)玻璃上的積雪時，她想到了這個主意。這位來自阿拉巴馬州伯明翰的國家發(fā)明家名人堂成員于1903年獲得了一項“車窗清潔裝置”的專利，該裝置可以通過車內(nèi)的杠桿操作。她放棄了尋找有興趣生產(chǎn)她發(fā)明的公司后，第1項專利于1920年到期。

24.X-FACTOR——X-因素

速度是增加碰撞可能性和嚴(yán)重性的一個重要因素，這推動了美國關(guān)于強制限速器的討論。FMCSA表示，大約20%的商用車致命碰撞發(fā)生在標(biāo)示速度為110～135 km/h的地區(qū)。自2009年以來，安大略省和魁北克省強制要求限速器設(shè)定為105 km/h。

25.YAW RATE——橫擺率

加拿大2017年開始逐步采用電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的引入是解決每年約660輛卡車翻車問題的工具。該系統(tǒng)自動降低發(fā)動機轉(zhuǎn)矩并接合發(fā)動機緩速器，幫助駕駛員在緊急操作期間或在濕滑路面轉(zhuǎn)彎時保持控制。從2005年到2012年，加拿大每年平均記錄了2 810起牽引車碰撞事件，包括翻車或失控事件。

26.Vision ZERO

瑞典1997年啟動的Vision ZERO項目致力于消除道路上的死亡和重傷。在20年內(nèi)，要將交通死亡人數(shù)減少一半。包括加拿大在內(nèi)的國家也作出了類似的承諾。S

ASR，中文名“驅(qū)動防滑技術(shù)”，屬于主動安全裝置，主要應(yīng)對濕滑、沙石等附著力較差的路面起步；左右附著力不同的路面起步加速；濕滑路面拐彎等狀況。它會對打滑的驅(qū)動輪施加適當(dāng)制動力，同時降低發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，防止驅(qū)動輪在車輛起步、加速時打滑，保證車輛最佳驅(qū)動，平穩(wěn)行駛，使車輛在各種條件下都能理想地啟動。ASR能在車輛起步和行駛過程中，通過ABS(防抱死系統(tǒng))傳感器對車輪轉(zhuǎn)速進行監(jiān)控，ABS的電控單元計算車輛各車輪的滑轉(zhuǎn)率，使驅(qū)動車輪的滑轉(zhuǎn)率始終保持在設(shè)定的最佳范圍(穩(wěn)定區(qū)域)內(nèi)，從而使車輛獲得較高的牽引力和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向能力。

ASR工作模式分為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制以及驅(qū)動橋差動控制。2種控制模式可以單獨進行，也可以相互配合一起控制，當(dāng)車速超過一定值后一般僅采用發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制。

與傳統(tǒng)差速鎖不同，ASR可以根據(jù)情況將合理的轉(zhuǎn)矩傳遞到需要的車輪，而傳統(tǒng)的差速鎖只是硬性地將動力傳遞到4個車輪，一些路面還是會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。ASR是通過對單側(cè)車輪進行制動，在過彎時仍可以達到很高的穩(wěn)定性，而開啟差速鎖后是禁止轉(zhuǎn)向的，否則會導(dǎo)致傳動系統(tǒng)部件和輪胎磨損加劇。

在使用過程中，ASR指示燈會自動激活，提醒駕駛員注意路面狀況，為駕駛員留出操作和反應(yīng)時間，減少發(fā)生故障的可能性。

需要注意的是，ASR功能是默認開啟的，出現(xiàn)下面2種情況需要及時關(guān)閉：

⑴車輛陷入泥坑、沙土、濕地等情況：車輛脫困時，強勁的動力必不可少，此時使用ASR會降低車輛動力輸出，所以一定要關(guān)閉。

⑵車輛空載行駛在顛簸路面時：此時使用ASR，可能會導(dǎo)致發(fā)動機異常限扭、巡航異常中斷等情況，建議關(guān)閉該功能，以免影響車輛使用壽命。