关于一种防酒驾与疲劳驾驶的新型方向盘的探讨

高晗 郭大为

摘 要 目前我国因为酒后驾车，疲劳驾驶等缘由引发的交通事故层出不穷，为了一定程度上解决这些交通方面难以把控的问题，本文从整体结构、性能特点、可行性分析、工作过程等方面介绍了一种防止司机酒驾与疲劳驾驶的新型方向盘，并基于当前的研究背景、市场形势等分析将此新型方向盘推广的可能性。

关键词 酒后驾驶;疲劳驾驶;方向盘

1 研究背景与现状

（1）研究背景。在中国的道路上，每一年交通警察接到的报案有470万左右，而其中的车辆交通事故的次数高达二十多万，而这二十多万起交通事故中，受伤和死亡的人不计其数。目前的研究结果表明，汽车驾驶员在正常情况下，如果前方道路发现异常，从感知到身体上采取应急措施其中的间隔时间为0.75秒，而假如汽车驾驶员为酒后驾驶或疲劳驾驶，这个间隔时间会延长到1.5秒至2.5秒，这就意味着事故发生前汽车的刹车距离会大大增加，无论对汽车驾驶员本人还是其他车主与行人都会造成人身安全威胁。如果把这种危险换成直观的数字来表达的话，研究表明酒后驾驶比正常行驶出现交通安全事故的可能性大16倍。而另一个不容忽视的驾驶问题是疲劳驾驶，美国汽车协会交通安全基金会有这样一份调查，美国在交通事故中丧生的人，疲劳劳驾驶的比例为21%，美国平均一年约6000人因为疲劳驾驶失去生命。疲劳驾驶在中国的危害更大，我们国家因为疲劳驾驶而丧生的人占全世界的20%，疲劳驾驶对社会与人民的负面影响可见一斑。

（2）国内外研究现状。目前国内外对于酒后驾车的检查仍仅限于交警对驾驶员的抽查，但是这种随机性的检查也只能在少数几个路段进行拦车检查，这种方法无法全面解决酒驾问题，不仅耗时耗力，还易造成交通堵塞，给没有饮酒的驾驶员带来极大的不便。另一方面，对于疲劳驾驶，现在市面上的导航或其他设备也只能在驾驶员连续驾驶一定时间后播报提醒，不能根据司机真正的驾驶状态进行检测与提示。检测的方式除了传统的接触式酒精检测外，还有一种乙醇传感检测装置是安装在汽车黑匣子上的。但行车记录仪一般都放置在车窗附近，与驾驶员距离较远而且易受其他乘车人员的干扰，可见这种方法的精度较低，没有办法精确检测出司机是否饮酒。而当前对于司机的疲劳驾驶问题，比较常见的是通过司机面部特征和汽车的其他指标综合判断。但如果采用这种方法制造一种防疲劳装置，成本和技术难度都较大。而这种新型方向盘，一方面集成了非接触酒精传感器，而且集成了疲劳检测传感器。传感器置于方向盘中，不仅节约了安装空间，同时也具有实时监测和强制检测的效果[1]。

2 方向盘概况

（1）整体结构。这是一款针对当前交通事故发生最主要的两大原因酒后驾驶与疲劳驾驶而研发的方向盘，整个方向盘的结构包括驾驶员状态检测装置、报警装置和信息传导装置。当驾驶员来到座位上时，方向盘上安装的乙醇传感器会对座位上的人员进行气体酒精含量检测，从而检测座位上的人是否饮酒，并根据座位上的人是否饮酒来决定车辆是否可以发动。一旦传感器判断出座位上的人饮酒而且想强行发动汽车，汽车上的信息传导装置便会把有关信息传给相关部门，而相关的交通警察部门会根据信息传导装置传过来的信息，在他们的数据库中找到车主的具体信息，然后马上联系车主，让其停止驾车行为并做出处罚。疲劳监测系统本身应该满足实时性的要求才能在驾驶员出现疲劳时及时发出警报，针对疲劳驾驶的情况，方向盘上安装了心率监测装置，通过测量手腕处脉搏的频率来监控心率。车主可以自主设定自己的心率范围，心率监测装置一旦发现数字不在设定的范围内，报警装置会发出相应的提示音来提醒驾驶员。

（2）性能特点。创新了酒精检测的方法，将检测机制与车辆启动、交管部门串联，可以从源头杜绝驾驶员饮酒驾车的行为。具有占用空间小、使用便捷、检测精准等优点。针对酒驾对社会安全的危害，由具体现有的设计条件设计出了适合的硬件级软件，并将两者进行协调工作，实现功能要求。能够准确地检测驾驶员的饮酒状况，并加以警示。因为每个人的正常心率是不一样的（例如运动员和正常人），所以每个仪器在初始使用的时候需要车主手动输入心率范围以做参考值。当驾驶者瞌睡或者接近睡眠的时候，心率会变低，这时方向盘会发出警示音防止驾驶人睡觉。开创了全新的驾驶员疲劳提醒机制，能够针对驾驶员的疲劳情况对驾驶员进行警示，有效防止驾驶员的疲劳驾驶。

（3）可行性分析。在全新的领域创新了酒精检测的方法，将检测机制与车辆启动、交管部门串联，可以杜绝驾驶员饮酒驾车的行为。开创了全新的驾驶员疲劳提醒机制，能够针对司机的驾驶状态对司机进行提醒，有效防止驾驶员的疲劳驾驶。从根源上保证司机的安全驾驶、另一方面也让路上行人安心。如果每辆车都加装此种方向盘，对于酒驾就有很大的震慑作用。疲劳驾驶时司机的心率会明显降低，所以，可以根据心率来实时监测司机是否在疲劳驾驶。心率检测传感器置于方向盘中，会自动检测脉搏，不仅节约了安装空间，同时也具有实时监测和强制检测的效果[2]。

（4）工作過程。信号采集-信号处理-报警装置传感器采集面部酒精浓度信号-气体酒精浓度检测-手部面部疲劳检测-单片机信号处理-违法操作报警-结束。

3 市场推广

目前汽车工业迎来了一场前所未有的革命，所以市场上不乏这样一种声音：“终有一天无人驾驶将会全面取缔司机驾驶。”也就是说，有一天街道上的汽车上再也不会看到方向盘这样一种装置了。但显而易见的是，无人驾驶的全面推广遥遥无期，生产技术、人民接受程度方面还有很长的一段路要走。这就代表着，方向盘作为普通汽车上必不可少的组成部分依旧要持续很长一段时间。

而从结构来说，方向盘并不是一个独立部件，而是一个拼接部件。也就是说，在方向盘功能上可以作的文章非常之多，而驾驶员对汽车舒适性、安全性、易操作性的需要，使得越来越多的新技术应用到方向盘上。

4 结束语

随着方向盘的功能越来越丰富多彩，方向盘的制造成本，销售价格也会水涨船高，而目前方向盘的市场已经十分成熟，这就代表着，厂家在新功能、新技术上的竞争将会十分激烈。同时酒驾与疲劳驾驶造成的交通事故层出不穷，相信无论是汽车用户，还是生产厂家，都会对这种防酒驾与疲劳驾驶的方向盘青眼有加。

参考文献

[1] 刘芳.基于视频的驾驶员疲劳驾驶实时监测系统的设计和研究[D].杭州：浙江工业大学，2009.

[2] 刘洁，王佐辅.方向盘的发展及研究[J].汽车零部件，2013，（12）：53-55.