智能汽车碰撞安全性研究现状与展望

谢菲菲 李娜

摘 要：自动驾驶技术正在快速发展，智能汽车在将来也会逐渐更新换代，而车内乘员及内饰也会呈现出与常规汽车完全不同的形式，本文描述了现有对于非正常姿态及座椅布置下乘员碰撞安全性保护的部分研究现状，以及为今后智能网联汽车的安全性问题提供一定的方向。

关键词：智能汽车;碰撞，安全性研究

1 背景介绍

现今自动驾驶与网联汽车技术正在飞速发展，国内外也都在大力建设智能汽车的测试评估平台，北京、上海、重庆等地已建立了智能网联汽车测试道路区，国外密歇根大学建立了智能汽车测试场地及相关测试方法等[1]，从国内外对该领域的投入可看出智能汽车将成为未来汽车工业发展的方向，SAE（美国汽车工程师协会）也为自动驾驶等级做出评定，制定了Level 0至Level 5共六个阶段如下图所示，为自动驾驶技术的发展提供了方向与要求。

然而在未来智能交通出行的发展趋势下，对于车内乘员的保护将面临新的挑战。首先要从自动驾驶汽车（后简称智能车）和常规汽车的区别上发现问题：在智能车中无需驾驶员执行驾驶任务，乘员姿态将更不受约束，Jorl?v等人[2]的研究表明，在高度自动化的智能车中，乘员更愿意处于倾斜的放松姿态，同时可能改变座椅的常规布置：呈现乘员相对的布置形式，因为此状态更便于交流，当然此环境是基于达到Level 4，Level 5级别自动驾驶下可能存在场景;其次现有研究所使用模型大部分基于FMVSS法规等，并不完全适用于国人甚至亚洲人的体型特征，同时需要对模型做出针对性调整，也要对易受伤害的人群如老年人、儿童等投入更多的保护。

2 发展现状及趋势

由上述对智能车与常规车辆的辨析可知对于未来车内乘员的安全保护需要做出适应性改变，目前已有针对非常规姿态下乘员保护的部分研究，姬佩君等人[3]提出了均衡化约束的概念，此种约束形式可为乘员提供充足的保护同时大幅减小胸部压缩量，降低骨折风险;并进一步研究了膝部气囊对其乘员的保护作用，提出膝部气囊置于靠近膝部的部位可有效减少碰撞发生时乘员的脊椎损伤;Kitagawa等人利用THUMS模型研究了前文所述的座椅位置和方向对碰撞发生时乘员运动学响应的影响，结果表明对非常规姿态乘员座椅安全带提供的约束仍提供至关重要的保护作用;针对非朝向车辆行驶方向的座椅形式，Jin等人研究了正碰中对乘员损伤相对较小的座椅角度，提出在碰撞发生前的预警时间内将座椅转至该合适角度，但该研究显然未考虑实际应用中的机械结构的响应时间，极短的时间内可能产生较大加速度，对于人体仍然是很大的冲击，会造成较大损伤。以上研究均为针对非常规状态的乘员及座椅排布，即使有些存在不合理之处但也为今后的智能车中的乘员保护提供范例，同时在相向而坐的座椅排布形式下的碰撞安全性研究中，可能需要考虑乘员间的相互作用，这也是和普通车辆不同之处。

有关研究表明，在网联汽车中车辆以队列形式行驶在专用道路时可有效减少油耗，节能减排，但该形式目前仅用于商用车领域，若应用于乘用车领域仍存在很大的安全隐患，可能会发生连环碰撞事故，则会造成极严重的后果。

并且今后还应需要建立更适应中国人体态特征的约束系统能为国人提供更好的保护。在所有类型乘员中，老年人、儿童及BMI指数较高的肥胖乘员是碰撞发生时易受损伤的高危人群，目前常用的大多数各百分位假人模型大多基于欧美地区標准，与中国人的体态特征差异较大，因此新型假人模型的构建需要有更多的投入，可以采集不同的中国国民体态数据样本，利用其统计规律构建出参数化模型应用于研究中将更具有针对性和可靠性。

3 结束语

在国家政策的鼓动下，未来的几十年应该是智能汽车发展的黄金时期。但是要发展到SAE自动驾驶等级中的LV4，LV5还有很多研究需要做，现有研究远远不够。对于智能汽车中的乘员保护更是重中之重，因为安全时一切的前提，让人们敢乘坐无人驾驶汽车的首要前提是安全问题，其中包括：尽可能减少事故发生及事故发生后能给予乘员最充足的保护，减少伤亡。此文目的也是想为智能汽车的乘员保护提供一些建议，希望智能汽车能发展的越来越好。

参考文献：

[1]陶永峰，吴亚刚.基于城市快速路的网联汽车测试应用探索[J].中国交通信息化，2019（S1）：105-108.

[2]Jorl?v，S.，Bohman，K.，Larsson，A.，2017.Seating positions and activities in highly automated cars–a qualitative study of future automated driving scenarios.In：Proceedings of the International Research Conference on the Biomechanics of Impact.

[3]姬佩君.均衡约束概念的乘员碰撞保护研究[D].清华大学，2016.