车辆安全性设计对道路安全数据的需求

车辆制造厂开发新产品的安全性能时，其习惯做法是依照法规的指标限制进行适应性开发。法规是人们对事故模式进行统计以后总结出来的典型模式，法规技术条件是应对典型事故的最简单措施。在事故实发环境中，事故的起因及过程都非常复杂，不可能用有限的技术条件全部覆盖住。这里带来的问题是，车辆开发的目标是对法规负责，而不是对实发事故的模态负责。如何随着环境的改变、事故模式的改变使车辆安全技术得到相应进化，是车辆安全工程始终面临的重大课题。

车辆制造厂除了提高法规检验性能、NCAP试验表现以外，还经常要依据社会上可利用的事故统计数据库和自己产品的事故经验采取一些独有的安全措施。这时，社会上可供公开查询的数据库就会起到非常重要的作用。

作者所在的研发机构在开发重型载货车产品的经验中发现，卡车一旦发生事故，其潜在危害要比一般乘用车大得多，无论是对乘驾人员还是对其他道路使用者，都是极大的威胁。这个观察与国际上的事故统计与国内公安部已发布数据统计结果的结论是一致的。公安部的统计数据表明［41］，轿车相关的死亡率（（轿车事故死亡人数/总事故死亡人数）×100%）低于事故率（（轿车事故数量/事故总量）×100%），而卡车的死亡率高于事故率（见图11.4）。与当地公安机关联合开展的研究项目表明［42］，虽然卡车的事故率远低于乘用车，但是与卡车相关的死亡率却逐年接近于乘用车；虽然乘用车的事故率与死亡率呈下降趋势，但是卡车的事故率和死亡率却出现了上升势头，如图11.5所示。在这种背景下，商用卡车产品产生了加装先进避撞系统和加强乘员保护的需求。

图11.4　轿车与卡车的事故率/死亡率对比

图11.5　本地卡车与乘用车的事故率/死亡率对比

给乘用车安装避撞系统和乘员保护系统是有法规依据可以参考的，然而对于商用车，却需要车辆制造厂自己去探索事故模式。加装主动安全与被动安全系统的首要问题是以往事故的发生环境是什么？人员的伤害模式是什么？由于缺少相关的事故数据，只有根据国外环境相关数据、用户调查、事故反馈进行系统参数设计。这时，事故数据库的指导意义就显得十分珍贵。

在乘员保护措施方面，加装安全气囊是否有实际意义，这和卡车的常见伤害模式相关。20世纪90年代的一项研究表明，商用车34%的致死事故是由于乘员被抛出车室所致［43］。根据类似的分析，Autoliv开发了用于商用车的防乘员弹出气帘（见图11.6）。但是由于缺少相应的国内事故统计数据，人体弹出是否是主要致伤致死模式还难以断定，因此也难以决定是否应当采用防弹出气帘对乘员进行保护。

图11.6　Autoliv开发的卡车用防弹出气帘

对该品牌产品的针对性25次实际事故案例研究表明，二次碰撞仍然是乘员伤害的主要形式，因此，该商用车产品最后决定采用方向盘气囊和膝部气囊作为乘员保护方案。与此观点相类似的是，Freightliner卡车公司也根据其产品的三起事故观察开发了自己的约束系统［44］。

如果决定采用安全气囊，那么接下来就面临着如何确定起爆的撞击强度与撞击速度问题。根据ECER29进行卡车正碰生存空间试验时，驾驶室的刚度需要满足55kJ正面摆锤冲击试验要求（见图11.7）。我们要问，满足了这项法规要求是否就能提供足够的乘员安全保证？对于该型号满载（质量50000kg）卡车，55kJ的碰撞能量相当于4km/h的碰撞，对于空载的牵引头（质量8800kg），相当于9km/h的正面刚性壁碰撞。然而，事故数据表明，30km/h应当是发生伤害的临界速度。对整车的CAE分析也证实了上述分析（见图11.8和图11.9），因此最后决定将30km/h作为气囊起爆的临界点，并以此进行约束系统的匹配调整（见图11.10）。由于约束系统不是以广泛的统计数据为基础的，故随后根据实发事故模式和国际数据库又进行了主动避撞和预警系统开发（见图11.11）。

图11.7　卡车正面刚性壁碰撞仿真分析

（由一汽技术中心安全研究室提供）

图11.8　驾驶室正面刚性壁碰撞响应

图11.9　约束系统30km/h台车试验

（由一汽技术中心安全研究室提供）

图11.10　整车碰撞试验

（由一汽技术中心安全研究室提供）

图11.11　商用车自动避撞系统试验（由一汽技术中心安全研究室提供）

在整个产品开发过程中，最大的问题就是系统参数的确定依据是什么。尽管车辆制造厂想竭尽全力为用户提供最安全的保护系统，但是，如果没有充分的数据统计做支持，约束系统只能在原有的基础上进行安全性能增强和改进，而不能把约束系统性能发挥到最优化，也无法从社会大环境的视角出发考虑如何改进车辆的安全系统。由此可见，高质量的道路交通安全数据库是一切道路安全战略的基础。

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