汽车“扫盲”刻不容缓(上)
2013-09-30陈永军王春阳
倪 元 陈永军 王春阳
主机厂设计人员在进行车辆设计时,会对驾驶盲区进行设计校核,但对底盘后期改装的用途可能无法预测。改装车设计人员往往对车辆本身的性能了解不够,或对非改装结构部分功能掌握较少,经常为了满足某一功能需要而忽视了改装对车辆其他部分功能的影响。车主们普遍错误地认为车是自己的,便可以随心所欲地进行改装、装饰。盲区对很多驾驶员并不陌生,但并不是每个驾驶员都能对盲区有个清晰全面的认识。这些无疑都会增加车辆上路行驶的危险,容易导致事故发生。因此,对设计改装人员、车主/驾驶员,甚至立法、管理人员进行一次彻底“扫盲”刻不容缓。
盲区的分类
对于驾驶员来说,盲区既包括视线死角,还包括意识不到的地方。根据驾驶员乘坐位置及视线遮挡区域,盲区可以分为车内盲区和车外盲区,车外盲区又可以分为车头盲区、车身两侧盲区和车尾盲区。车内盲区有的是车辆结构形成的“先天不足”,而有的则是人为造成的“后天畸形”。车外盲区是因为固定或移动物体以及光线问题而造成的,不同车型所产生的盲区大小也不相同(如图1~3)。根据维度的不同,可以将盲区分为结构设计盲区、操纵驾驶盲区、标准法规盲区和维护保养盲区。作业类专用汽车的盲区,还可以分为驾驶盲区和操作盲区2种。
本文将对常见的结构设计盲区、操纵驾驶盲区、标准法规盲区和维护保养盲区的产生机理进行简单的介绍,进而详细论述针对各类盲区的“扫盲”措施。
各类盲区的产生机理
1.结构设计盲区
(1)车头盲区
A柱,即前风挡玻璃与第一块侧窗玻璃(正副驾驶舱门玻璃,或客车的前乘客门玻璃)之间夹角的支撑柱。A柱加上前风挡玻璃的黑边挡住了驾驶员视线所形成的盲区就是A柱视野盲区。A柱盲区是绝大部分车辆的“先天不足”。
平头卡车、客车与长头卡车、客车相比,视野范围广,但其车头下方却存在着较大盲区,很难辨别与车辆前方矮小物体的距离(如图4)。
绝大多数汽车的前灯都是随车头同步转动的,因此会比车轮的转向“慢一拍”,在晚间就会形成一个灯光“滞后到达”的盲区。
(2)车身两侧盲区
任何车辆都是具有一定高度的,而后视镜所能看到的区域却有限,特别是矿用自卸车,车身较高,侧向可视范围(如图5)仅为车身两侧面积的1/3左右,驾驶员很难看到车辆“下半身”附近的物体或障碍。
铰接汽车(如半挂列车、铰接自卸车、铰接客车)在转弯时,由于后视镜随着牵引车/车头同步转向,因此,在车身铰接点之后的一定范围内也会存在着较大的视野盲区(如图6),盲区的具体位置跟车身及铰接点位置的关联度较大。
一般车辆在车身两侧均没有夜间照明灯,故在转弯时,特别是在黑夜没有任何外部照明的道路上,就会在车辆转弯轨道圆的横扫面积内形成灯光照射不到的夜视盲区。
(3)车尾盲区
特殊专用汽车如厢式车、房车等,往往没有内后视镜,很难查看车尾情况,形成后视盲区。
一般情况下,设计者均重视前风挡玻璃的视觉效果,容易忽视后风挡玻璃的视觉效果。比如,前风挡玻璃一般都安装有雨刷器、除霜器等除雨雪、除霜措施,而后风挡玻璃“如同被打入冷宫的失宠妃子一样”,常常被忽视遗忘,有些甚至连最基本的雨刷器都没有配置(仅部分SUV、MPV或两厢轿车安装有雨刷器)。
2.操纵驾驶盲区
盲区除了上述车辆本身的“先天不足”之外,还有驾驶员驾驶习惯和理解方面的盲区。(1)车辆行驶前
对于驾驶员来说,在发动车辆之前进行各类常规检查是必不可少的,再赶时间也不能省掉例行检查程序而想当然地认为“一切正常”。
爱车一族常常认为车是自己的,可以随意进行装扮,如在车内后视镜上挂上各种挂件,或在仪表台上放置自己喜爱的小宠物或日常用品(如纸巾盒)等;许多家庭用车,乘客将随车携带的衣物等用品随手放在后风挡玻璃前,而忽视了后风挡玻璃视野;一些私营业主或出租车公司,在自有车辆的后风挡玻璃上粘贴广告语(如图7),或在后座上方(后风挡玻璃前)加装LED广告屏(如图8);有的爱车一族,在后风挡玻璃上粘贴个性地图等标贴;许多私营业主为了获取更大利润,存有侥幸心理,装载货物时任凭货物探出车身两侧或车尾后……,殊不知这些不经心的行为给车辆行驶带来了极大的潜在危害。
(2)车辆行驶中
在遇到前方慢车时,确认相邻车道没有占用便开始变道。超车时,不打开转向指示灯或一边打开转向指示灯一边超车,根本不顾后方有无车辆,或者不顾后方车辆速度如何,想当然地认为即使后方有车,见到了并道超车,对方也会知道避让。
驾驶员对乘客特别是副驾驶位置乘客的举止行为毫不理会,忽视乘客行为对行车安全的影响。
(3)倒车入库时
倒车时,在没有下车确认周围环境或没有人指挥的情况下便贸然倒车,或者极其自负地认为车辆配有雷达辅助倒车系统,可以放心大胆地进行倒车。
3.标准法规盲区
国家对视野盲区方面已经制定了一些国家和行业标准,如GB 15084—2006《机动车辆后视镜的性能和安装要求》、QC/T 532—1999《汽车用后视镜技术条件》等;还有一些保证机动车运行安全的标准和法规,如GB 7258—2012《机动车运行安全技术条件》、《中华人民共和国道路交通安全法(2011年版)》等。然而,这些标准法规目前仍存在着一定的“盲区”。
(1)GB 15084—2006《机动车辆后视镜的性能和安装要求》标准对M、N类车的后视野有相应的强制要求,但对于一些特殊专用汽车,如房车、厢式车、混凝土搅拌车等,驾驶室(乘员室)内的后视镜根本不起作用,无法在正常行驶及倒车时有效查看车尾情况,这属于标准法规上的盲区。另外,虽然GB 7258—2012《机动车运行安全技术条件》第12.2.4中规定,“车长大于等于6 m的平头汽车车前应至少设置一面前下视镜或相应的监视装置,以保证驾驶人能看清风窗玻璃前下方长1.5 m、宽3 m范围内的情况”,但GB 11562—1994《汽车驾驶员前方视野要求及测量方法》标准中规定驾驶员的视线与水平线的夹角为4°,因此,驾驶员乘坐位置较高的车辆的前方必然会存在着与法规“未曾料想”之处的盲区。
(2)《中华人民共和国道路交通安全法(2011年版)》对超限运输虽然有明文规定,但在实际执法过程中仍存在着执法不严、处罚不利等现象,不能有效防止因超限装载而产生的视野盲区。
(3)GB 11562—1994《汽车驾驶员前方视野要求及测量方法》虽然对驾驶员前方的视野范围作了明确规定,但是近年来出现的重型卡车、大客车、矿用自卸车等庞然大物,驾驶员乘坐的高度显然超过了当时标准颁布时的高度,因此,即使驾驶员前方视野能够满足该标准的要求,而在实际行驶中,车辆前下方必然会存在着较大的视野盲区,很难判断出与那些个头矮小物体之间的距离。
(4)《机动车交通事故责任强制保险条例》(中华人民共和国国务院令第462号)第四十条中规定,上路行驶的机动车未放置保险标志的,公安机关交通管理部门应当扣留机动车,通知当事人提供保险标志或者补办相应手续,可以处警告或者20元以上200元以下罚款。条例中要求的“放置”与实际执行的“粘贴”显然不能划为等号,但处罚时却以是否“粘贴”作为依据。除此之外,GB 7258—2012《机动车运行安全技术条件》、《机动车环保检验合格标志管理规定》(环发[2009]87号)和《强制性产品认证管理规定》(国家质量监督检验检疫总局第117号)等标准法规分别对机动车安全运行的不同方面进行了约定,最终导致在同一块风挡玻璃上至少要为4种标识腾出“不影响驾驶员视野”的空间。难以想象,如微型面包车、微型轿车这种“娇小体格”的车辆,何以承受住“四座大山”的压力(如图9)。
(5)GB 4785—2007《汽车及挂车外部照明和光信号装置的安装规定》仅规定了汽车及挂车的侧转向灯和侧标志灯,对车辆长度大于6 m的汽车及挂车两侧照明灯却没有要求,因此,夜间行车时车身两侧将形成夜视盲区。
(6)GB 1589—2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》第4.1.2.4条款中虽然对汽车和汽车列车的通道圆内外直径作了相应的规定,但安装了符合GB 15084—2006《机动车辆后视镜的性能和安装要求》后视镜的铰接汽车(如半挂列车、铰接客车、铰接自卸车等)在转弯时,车身两侧存在着较大的视野盲区(如图10),这也是大型车辆转弯时容易出现事故的原因之一。
4.维护保养盲区
经常在乡村或建筑工地等恶劣环境下行驶、作业的专用汽车,其风挡玻璃及后视镜镜面上容易积满灰尘,如果不经常清洁前后风挡玻璃及后视镜,容易影响视野。
风挡玻璃或后视镜局部破损后没有及时更换,而是用透明胶带粘贴破损部位敷衍了事。
各类“扫盲”措施
车辆盲区并不是一成不变的,各种车辆固有的或人为的因素均能导致盲区的存在,甚至连驾驶员乘坐位置的变化都会影响盲区的大小,载货汽车货箱内装载货物的高度和宽度也会影响盲区的大小。因此,对待不同类型的专用汽车,要考虑不同的“扫盲”措施。
不同类型的专用汽车,其盲区的种类也不同,如消防车、救护车等属于“勇往直前”车型,无需考虑“后顾之忧”,而自卸汽车、混凝土搅拌车等则属于经常需要“倒行”车型,特别是在夜间工作时,缺乏后方照明往往导致工作不便。因此,在专用汽车设计时,应充分考虑不同专用汽车作业环境特点,针对特别车型进行“特殊对待”。
1.原车结构设计类
(1)车头结构设计“扫盲”措施
在保证安全及强度的前提下,尽量减少A柱的宽度,并尽量将A柱的位置向后移动,增大车辆直线行驶时正前方的视野面积及转弯时斜前方的视野面积。
牵引车等平头卡车应尽量降低驾驶员的乘坐高度,降低前风挡玻璃的安装高度,减少车辆正前方底部盲区面积;而对于长头校车(如图11)、牵引车或乘用车,应尽量将发动机罩上盖设计成向前向下倾斜形式,并减少前轮上方高度,增大前部视野面积,从而减少盲区。
平头校车与平头卡车、客车相同,车辆前面容易形成盲区,因此,在美国平头校车前左右各加装一个前凸面镜(如图12)。为了防止学生从车辆前面的视野盲区内横穿马路,美国校车还在前保险杠上(车门附近)加装了一个横杆(如图13),在每次停车上下学生时,前面加装的横杆就会展开,将学生拦在驾驶员可控的视野范围内。
目前有些高档车的前大灯可与车轮同步转向,能够消除夜间转向缺少灯光照明所产生的盲区,然而成本较高,很难在普通车辆上普及,辅助转向灯则是非常巧妙的设计。常见的辅助转向灯有两种,一种是在转弯的时候雾灯随着方向盘的转动自动打开,为驾驶员提供额外照明;另一种是在大灯的边上再装一个转向辅助灯。
(2)车身两侧结构设计“扫盲”措施
我国即将全面实施甩挂运输,因此,牵引车外后视镜在设计时,必须考虑牵引车所牵引车辆的类型及长度,减少因被牵引车辆与牵引车不匹配而产生的后方视野盲区。如对于牵引轿车运输车、大件运输车(低平板半挂车)的牵引车,在设计外后视镜时,应考虑半挂车车体超宽带来的视野盲区。
随着房车、厢式车保有量的逐年增加,在设计房车、厢式车专用底盘时,应考虑房车、厢式车追求宽大车厢的特性增大后视镜的可调范围,如美国福特、通用等公司的专用底盘,所配置的后视镜的可调整范围比较广(如图14和15)。
普通后视镜存在一定盲区,无法观察到已接近车身的车辆,无法避免本应避免的交通事故。现在有一些新型后视镜能增大驾驶员的视野范围,从而可减少盲区,在一定程度上能保证行车安全。
增大后视镜的视野范围,可以在原平面镜上内嵌一个小凸镜(如图16),这样在车外后视镜上多出的这部分广角镜片可以把视野范围扩宽,缺点是小凸镜的曲面弧度比较大,镜内景物变形严重,在驾驶员一侧还比较容易看清楚凸镜内景物,副驾驶员一侧则很难识别,特别是在夜晚光线不足时,更是很难识别。在原平面镜上加装小凸镜后,原平面镜的视野范围也随着减小了。
除了设计内嵌小凸镜外,还可以将后视镜设计成大视野球面镜。大视野球面镜由于曲面较大,镜片曲率大,导致景物变形较大,很难据此判断距离。这种后视镜在乘用车(轿车)上的应用较少。
在奔驰、宝马、大众等高档轿车上一般标配有双曲面车外后视镜(如图17),即后视镜的镜片有两种曲面,80%左右的主镜区域为正常曲面区域(即平面镜),其余的区域为副镜区域(即大曲面镜)。这两种镜面之间由虚线隔开,提示驾驶员虚线两侧成像的不同。这种双曲面镜设计原理与内嵌小凸镜设计差别不大,但因双曲面车外后视镜是把两种曲面的镜片融合在一起,中间没有断面,可视面积增大,既不影响正常的距离判断,也能减少盲区的范围。
多曲面车外后视镜是对双曲面车外后视镜的完善和优化,即平面主镜部分与凸面副镜部分不再有明显的结构部位,过度平滑。多曲面镜的整体变形较小,观察的距离感变化较大。
对于中重型车辆,车外后视盲区还包括个头儿较高带来的车身高度方向的盲区。因此,个头较大的中重型卡车、客车,通常会在副驾驶一侧增加广角后视镜和补盲后视镜各一块(如图18)。前者是为了查看车身后方较远区域的盲区而配置的,后者是为了查看驾驶室右侧附近区域的盲区而配置的。此外,为了减少车辆前方的盲区,一般在副驾驶前方位置增加一个前下视镜(凸面镜,如图19),用于观察车辆前方底部的情况。
半挂牵引车、铰接客车、铰接自卸车等的外后视镜最好可以设计成能够随着车辆的转弯而转动一定的角度,进而减少车辆轨道圆横扫面积内的盲区。另外,对于公路列车、半挂列车应限制其内外轨道圆半径差,减少车辆横扫面积。
安装BSM盲区监控系统,则可以提醒驾驶员相邻车道上有无车辆、行人或其他障碍物(如图20)。当驾驶员变换车道时,BSM盲区监控系统能侦测到位于相邻车道盲区内的车辆,通过车外后视镜上的警告灯,及时提示驾驶员安全应对。
盲点信息系统采用红外线影像探测技术,利用两组装在车外后视镜下方的摄像头,不断地监测车辆两侧后方视野盲区内是否有车辆出现。当有车辆行驶进入到监视区(探测范围在0~15 m)时,车内两侧的警示灯会立即亮起,及时提醒驾驶员采取规避措施。
调整外后视镜与A柱上扶手的相对位置,确保乘客在手握扶手时,胳膊不会阻碍驾驶员查看后视镜。一般情况下,如果扶手设计在A柱上,那么,外后视镜支架应设计成向前探出而不是向左右探出,即驾驶员通过前风挡玻璃而不是副驾驶门上方玻璃查看外后视镜。如果驾驶员通过副驾驶门上方玻璃而不是前风挡玻璃查看外后视镜,那么,扶手不应设计在A柱上,一般将扶手设计在副驾驶门上(副司机门玻璃下方,如图21)。
在车身两侧增加一定数量的夜间转弯照明灯,可以减少因车身两侧没有任何照明而产生的夜视盲区。
(3)车尾结构设计“扫盲”措施
考虑到我国即将全面实施甩挂运输,牵引车驾驶室后方应增加相应的作业照明灯,以方便甩挂。作业类车辆应增加夜间作业照明灯,如混凝土搅拌车在车辆后方适当位置增加能够顺利查看卸料溜槽活动范围的作业照明灯。
有些高档车辆,标配带有倒车辅助屏幕的后视镜(如图22),驾驶员查看车内后视镜一端的屏幕即可看清车辆后方情况。
对于如SUV、MPV等后风挡玻璃容易被车轮扬起的泥水遮挡的车辆,一般在后风挡玻璃上加装雨刷器(如图23),确保在雨雪等恶劣天气行驶时均能保持良好的视野范围。
乘用车如轿车、SUV、MPV等,在设计后座头枕时,应尽量降低头枕最低位置时的高度,最好将头枕最低位置的高度降低至与后风挡玻璃下边缘平齐或低于后风挡玻璃下边缘(如图24)。
常见的出租汽车多为三厢轿车,但在使用过程中,不可避免地会遇到乘客所携带的行李或物品较大较多,导致后备箱箱门无法关闭的情况发生。为此,应开发适合出租汽车使用的后备箱门(如图25),或者开发出将车辆的后两排座椅设计成可折叠座椅的专用出租车,以扩大行李箱容积,或者使用SUV作为出租汽车,达到丰富出租汽车的种类,满足各类乘客的乘车需求。