??? （清華大學(xué) 汽車(chē)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084） 摘 要：介紹了國(guó)際汽車(chē)安全技術(shù)的最新進(jìn)展。被動(dòng)安全技術(shù)包括：汽車(chē)碰撞結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)、先進(jìn)乘員 約束系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、車(chē)身保護(hù)行人的安全裝置、碰撞安全數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)和安全性能評(píng)估。主動(dòng)安全技術(shù)包括：汽車(chē)動(dòng) 力學(xué)穩(wěn)定性控制技術(shù)、 汽車(chē)底盤(pán)一體化控制技術(shù)、 智能安全輔助控制技術(shù)、 基于人-車(chē)危險(xiǎn)狀態(tài)監(jiān)控的安全預(yù)警技術(shù)。 提出了 先進(jìn)安全汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展模式，探討了車(chē)路協(xié)調(diào)控制、智能公路和基礎(chǔ)共性技術(shù)的研究趨勢(shì)。 關(guān)鍵詞：汽車(chē)安全； 被動(dòng)安全； 主動(dòng)安全； 車(chē)路協(xié)調(diào)； 智能公路 中圖分類(lèi)號(hào)：U27
??????? Research status and prospects of automotive safety technology
??????? SONG Jian, WANG Weiwei, LI Liang (State Key Lab of Automotive and Energy, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract: The current international vehicle technology was introduced. This article described the passive safety technology: automotive collision safety design and vehicle structure design technology, key technology of advanced passenger restraint systems, vehicle safety devices to protect pedestrians, collision safety and security performance evaluation database platform; and the active safety technology: vehicle dynamics stability control technology, integrated chassis control technology, intelligent security auxiliary control technology, pre-warning technology based on people - Vehicle dangerous condition monitoring. A development mode of the advanced automotive security technology, was proposed. The trends of the car-road coordinate control, intelligent highway and basic research of common technology were also preseuted. Key words: aotumotive safety; passive safety; active safety; car-road coordinate; intelligent highway
??????? 汽車(chē)交通事故傷害的嚴(yán)重性使得汽車(chē)安全技術(shù)的 研究成為了全世界各國(guó)的重要課題。由此，汽車(chē)安全技 術(shù)也成為了當(dāng)前國(guó)際汽車(chē)高新技術(shù)發(fā)展的主題之一。
??????? 交通事故傷害是最危險(xiǎn)的。2001-2002 年間，歐盟國(guó) 家交通事故死亡率見(jiàn)表 1。其中：旅行里程死亡率即每 億人公里死亡人數(shù)；旅行時(shí)間死亡率即每?jī)|人小時(shí)死亡 人數(shù)。即： 旅行里程死亡率 ＝ 死亡人數(shù)／（出行總?cè)藬?shù) × 旅行里程） ； 旅行時(shí)間死亡率 ＝ 死亡人數(shù)／（出行總?cè)藬?shù) × 旅行時(shí)間） 。 世界衛(wèi)生組織的報(bào)告指出，全世界每天有 3 000 多 人死于汽車(chē)交通事故傷害。因汽車(chē)交通事故傷害引起
??????? 1
??????? 汽車(chē)安全技術(shù)發(fā)展的背景
??????? 汽車(chē)是當(dāng)今社會(huì)最常用、最普通、最方便的出行
??????? 工具，同時(shí)對(duì)人和社會(huì)造成的傷害也是所有交通工具 中最嚴(yán)重的。據(jù)估計(jì)全世界每年約有 120 萬(wàn)人死于汽 車(chē)交通事故傷害，受傷者多達(dá) 5 000 萬(wàn)人。根據(jù)聯(lián)合國(guó) 和世界衛(wèi)生組織的報(bào)告，在諸多日常交通事故中，汽車(chē)
? 旅行里程死亡率 10 -8 km-1 公路 水運(yùn) 空運(yùn) 鐵路 0.950 0.250 0.035 0.035 旅行時(shí)間死亡率 10 -8 h-1 28 16 8 2
??????? 99 表 3 部分國(guó)家和地區(qū)計(jì)劃減少車(chē)禍死亡的目標(biāo)
??????? 國(guó)家或地區(qū) 澳大利亞 奧地利 加拿大 丹麥 歐盟 芬蘭 法國(guó) 希臘 愛(ài)爾蘭 意大利 馬來(lái)西亞 荷蘭 新西蘭 波蘭 沙特阿拉伯 瑞典 英國(guó) 美國(guó) 日本 起始年 1997 1998-2000 目標(biāo)年 2005 2010 減少車(chē)禍死亡數(shù)的目標(biāo) 減少幅度／％ -10　 -50　 -30　 -40　 -50　 -37　 -75　 -50　 -20　 -40　 -20　 -40　 ＜ 3 人/萬(wàn)輛車(chē) -30　 -42　 -43　 -30　 -50　 -40　 -20　 -2 000 人 其他目標(biāo)
??????? 1991-1996 2008-2010 1998 2000 2000 1997 2000 1997 1998-2000 2001 1998 1999 1997-1999 2000 1996 1994-1998 1996 1999 2012 2010 2010 2025 2002 2005 2015 2002 2010 2010 2010 2010 2010 2015 2007 2010 2008 2010
??????? 的死亡人數(shù)中的 85% 以及由此導(dǎo)致的 90% 的傷殘疾調(diào) 整壽命年 （DALYs） 發(fā)生在中等收入和低收入國(guó)家。其 中： DALY 為傷殘疾調(diào)整壽命年，是一個(gè)測(cè)量健康損失 的指標(biāo)，包含因早死損失的壽命年和傷殘?jiān)斐傻慕】?壽命損失年的信息。 研究表明，在 2000-2020 年期間，汽車(chē)交通事 故死亡人數(shù)在高收入國(guó)家將下降 30% 左右，而在中等 收入和低收入國(guó)家則會(huì)大幅度增加。如果不采取適當(dāng) 措施，到 2020 年汽車(chē)交通事故傷害預(yù)計(jì)將成為導(dǎo)致全
??????? [1] 球疾病與傷害的原因中的第 3 位 （見(jiàn)表 2） 。
??????? 表 2 1990 年與 2020 年全球疾病負(fù)擔(dān)前十大原因的排序
??????? 序次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1990 年疾病或傷害 下呼吸道感染 腹瀉病 圍產(chǎn)期疾病 抑郁癥 缺血性心臟病 腦血管疾病 結(jié)核病 麻疹 汽車(chē)交通事故傷害 先天性畸形 序次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2020 年疾病或傷害 缺血性心臟病 抑郁癥 汽車(chē)交通事故傷害 腦血管疾病 慢性阻塞性肺病 下呼吸道感染 結(jié)核病 戰(zhàn)爭(zhēng) 腹瀉病 艾滋病病毒感染
??????? 2 汽車(chē)安全技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
??????? 汽車(chē)安全技術(shù)由被動(dòng)安全技術(shù)和主動(dòng)安全技術(shù)組 成，主要包括： 1）汽車(chē)整車(chē)安全性設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)技術(shù)：基于整車(chē)安 全性目標(biāo)分解的安全系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與集成技術(shù)，整車(chē)碰撞 安全性設(shè)計(jì)技術(shù)，汽車(chē)高速行駛操縱穩(wěn)定性設(shè)計(jì)與匹 配技術(shù)等； 2）汽車(chē)被動(dòng)安全系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)：先進(jìn)的乘員約 束系統(tǒng)、兒童安全保護(hù)技術(shù)，高安全性的耐撞性結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)、高碰撞相容性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，以及支撐上述 技術(shù)的碰撞安全數(shù)據(jù)庫(kù)等； 3）汽車(chē)主動(dòng)安全系統(tǒng)系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)：汽車(chē)電子 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，底盤(pán)一體化控制技術(shù)，智能安全輔 助系統(tǒng)以及人-車(chē)安全狀況監(jiān)控與干預(yù)技術(shù)等 [4] ； 4）支撐上述關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵零部件和共性技 術(shù)：動(dòng)力學(xué)控制用傳感器開(kāi)發(fā)技術(shù)，高性能電液控制單 元開(kāi)發(fā)技術(shù)，適于中國(guó)人體特征的碰撞測(cè)試用假人開(kāi)
??????? 汽車(chē)交通事故傷害在給人的生命造成巨大損失同 時(shí)，還造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)有關(guān)報(bào)告，汽車(chē)交 通事故傷害的經(jīng)濟(jì)損失在低收入國(guó)家約占國(guó)民生產(chǎn)總值 （gross national product，GNP）的 1%，在中等收入國(guó)家 為 1.5%，在高收入國(guó)家為 2%。每年全球汽車(chē)交通事 故傷害的損失估計(jì)為 5 180 億美元 ，其中中等收入和 低收入國(guó)家的每年損失為 650 億美元。 因此，世界各國(guó)政府都 將治理汽車(chē)交 通事故傷 害問(wèn)題列為重要的事項(xiàng)，而且提出了具體的目標(biāo)（見(jiàn) 表 3） 。在此基礎(chǔ)上，許多國(guó)家和地區(qū)還制訂了具 體的政策和分解目標(biāo) [3]。這些政策的提出，大大地刺 激汽車(chē)安全技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車(chē)安全性能提出了更高 的要求。
??????? 發(fā)關(guān)鍵技術(shù)等。 在未來(lái)的一段時(shí)期內(nèi)，汽車(chē)安全技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 如圖 1 所示。
??????? 行分析。但對(duì)汽車(chē)而言，汽車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)的變形特性是 影響汽車(chē)安全性能的關(guān)鍵因素。這是上述兩種方法難 以精密分析的。 近年來(lái)， 有限 元方 法 （finite element method， FEM） 逐漸成熟，并被應(yīng)用到汽車(chē)碰撞仿真的 研究當(dāng)中。這種在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段采用計(jì)算機(jī)輔助工程 （computer aided engineering，CAE） 分析技術(shù)，能夠盡 早發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，從而縮短開(kāi)發(fā)周期，降低樣車(chē)試 驗(yàn)費(fèi)用 [5]。
??????? 2.1 被動(dòng)安全技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
??????? 2.1.1 汽車(chē)碰撞安全性設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 汽車(chē)碰撞是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，以往的研究 往往通過(guò)多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和機(jī)械振動(dòng)學(xué)方法來(lái)進(jìn)