被动安全技术发展趋势

安全带和安全气囊虽然已经经历了四五十年的发展历程，但现有技术仍然有很多不尽如人意之处，主要体现在正确传感碰撞模式及强度、爆炸气体利用效率、气囊展开方式等方面。从表面上看，约束系统的市场应用技术在最近十年之内没有任何变革性突破，给人的感觉是被动安全技术创新方面的努力已经完全转移到主动安全和避撞安全方面上去了。

根据各方估计，自动化、半自动化智能汽车的市场渗透进程如表7.1所示［1］。在智能化汽车100%使用率到来之前，鉴于各种自动级别车辆在各种道路上的混杂状态，在此之前约束系统都还是必备的，只不过是设计原则和技术手段有所改变。

表7.1　自动化、半自动化智能汽车的市场渗透进程

在车辆智能化和信息化的大趋势下，碰撞安全技术也在逐渐摆脱以往的技术模式，而是朝向智能安全系统的方向发展（见图7.1）。

图7.1　被动安全技术发展和应用接近饱和

（避撞、安全信息和警示技术是近期新的技术增长点［2］）

乘员保护系统的第一次智能化变革是由美国高速公路安全管理局（NHTSA）通过FMVSS 208乘员保护法规的升级而推动起来的。这次智能化的主要目的是保证气囊系统的适应性，避免由于气囊起爆本身所带来的伤害。由于气囊打出的动量很大，故只有在高速碰撞中适时展开才能发挥其应有的作用，而“均码”的气囊会引起很多不必要的气囊致伤致死事故。为了使气囊适应于各种碰撞强度、各种身高和坐姿的乘员，智能系统就必须在起爆气囊之前对上述各种变量进行测量，然后决定气囊应有的展开力度与时间。

到目前为止，智能系统的工作主要是增加信息采集量，搜集到更多的信息以后，与事先人工设定的阈值进行比较判断，然后做出起爆决断。下一代的智能系统很有可能融合当前智能机器发展的最新成果，如人工神经网络（ANN）、深度学习、非监督式学习等技术，不断对决断的阈值进行自我更新和调整，给安全系统带来更广的适应性及更简单、可靠的设计。

碰撞保护系统的另一个需求是事故预测。当前的碰撞传感器都是依靠碰撞机械能传感事故的发生，且只有在车辆与障碍发生物理接触以后才能开始判断。事故统计分析表明［3］～［7］，如果能在事故之前的100ms提供事故预警，94%以往发生的事故都能避免，可额外拯救47%的生命。如果以100km/h的相向速度相撞，提前100ms意味着在相距3m以外时就要发出事故预警，这就必须采用雷达、影像等非接触传感技术，并且要依赖于模式识别技术。未来碰撞保护的智能化方向有可能从现在的量化判断发展到下一步的模式判断。