牵引-半挂车右转弯后视盲区研究

丁庆国

(哈尔滨华德学院，黑龙江 哈尔滨 150025)

牵引-半挂车(以下简称半挂汽车)具有装载质量大、运输效率高、制造简单、维修费用低等优势[1]。为了满足物流运输周转量快速增长的需要，半挂汽车的保有量也在逐年增加。但半挂汽车转弯时，经常发生碾压、刮蹭甚至侧翻等事故，导致人员伤亡和财产受损。据公安部门统计，2016年全国共发生货车责任事故5.04万起，死亡约2.5万人，占汽车责任事故总数的48.23%，其中由大型货车引起的占一半以上[2]。因此，研究转弯视野盲区，提出相应的解决办法，提高主动安全性，降低车辆事故率，保证人员与车辆安全具有非常重要的意义。

1 汽车后视镜可视范围技术要求

国家标准《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》(GB 15084-2013)中要求：半挂汽车必需安装主外视镜Ⅱ类(大)(驾驶员一侧与乘员一侧各1个)和补盲外视镜Ⅴ类(乘员一侧)。对外视镜的视野范围也作了明确规定，驾驶员一侧与乘员一侧的主外视镜至少能看到从驾驶员的眼点后30 m远、5 m宽的范围；同时，应能看到从驾驶员眼点后4 m远、1 m宽的范围。补视镜应能看到驾驶员眼点前1 m、后1.75 m、宽2 m的范围，如图1所示[3]。国家标准中只对汽车车身正直时外视镜的可视范围做出了相关规定，对车辆转弯时的后视范围没有做出相关要求。

图1 Ⅱ类/Ⅴ类外视镜的视野

2 牵引-半挂车右转弯时盲区分析

2.1 牵引-半挂车右转弯时事故多发成因

半挂汽车转弯时，后视范围是变化的，这是由半挂汽车转弯时的特性决定的。半挂汽车转弯时牵引车与挂车轴线不重合，产生一个夹角，称铰接角(固定轴线的车辆无铰接角)。由于铰接角的存在，使固定在牵引车上的主外视镜与半挂车的相对角度发生改变，后视盲区因而产生。半挂汽车在十字路口转弯、在直行道路上变道、在盘旋道路上做回转、在出入停车场时都会产生后视盲区。半挂车在左转弯时，驾驶员可以通过左侧车窗观察到左侧情况来弥补后视盲区；而在半挂汽车右转时驾驶员则无法通过右侧车窗观察弥补右侧后视盲区。如在未设置右转专用灯路口，车辆可以不用观察信号灯直接右转，此时与其同时参与交通的机动车、非机动车道上的非机动车、行人等对象便会进入半挂汽车的后视盲区，易导致交通事故的发生。

2.2 牵引-半挂车右转弯时盲区现象分析

我国企业生产的车型主要是三轴牵引车和三轴半挂车组成的六轴半挂汽车列车[4]。本文以其为研究对象，其主要参数为：挂车车长13 m，车宽2.5 m，总质量40 t；牵引-挂车总长度17 m。铰接角的大小与后视盲区有着直接的关系，如图2、图3所示。

图2 铰接角为14°时的后视情况

图3 铰接角为20°时的后视情况

当铰接角为14°时，本应该是可视范围的A区变为盲区，从此时刻开始，驾驶员失去了对挂车右后方最远点的可视控制，半挂车右后方成为盲区；当铰接角为20°时，盲区进一步扩大，B区进入盲区，从此时开始，驾驶员失去了对挂车后轮的可视控制，半挂车后轮易发生碾压事故。

由于半挂车总质量大，一旦发生事故多为严重事故。半挂汽车分别为直行、铰接角14°、铰接角20°时驾驶员观察右侧后视镜情况，如图4所示。半挂汽车右转时，挂车的左侧虽完全处于驾驶员视觉盲区，但挂车左后车轮与接触点渐远，多为轻微刮擦事故。

图4 不同铰接角右后视镜观察情况

2.3 牵引-半挂车右转弯时盲区影响因素分析

由上述分析可知，半挂车右转弯时，铰接角的大小直接影响右侧主后视镜的可视范围。因此，分析铰接角的形成因素，并加以控制，就能够减小后视盲区。

当前，在相关领域中，没有系统地对铰接角在转弯时的影响因素进行研究，大多数研究者只是在半挂车横向稳定性研究中涉及到相关内容。以下是在相同条件下，工况铰接角与方向盘转角、车速、载质量的关系。

(1)方向盘转角分为80°、120°、180°时，铰接角角速度、铰接角随时间变化曲线如图5所示。可以看出，驾驶员操作方向盘的转角越大，转向车轮的转角就会增加，铰接角越大。

图5 方向盘转角对铰接角的影响

(2)车速分别为50 km/h、70 km/h、90 km/h时，铰接角角速度、铰接角随时间变化曲线如图6所示。可以看出，车速较低时铰接角变大，随着速度的增加，铰接角反而减小，这说明在半挂汽车低速转弯时，铰接角会很大，后视盲区会更大。

图6 车速对铰接角的影响

(3)半挂汽车分别为空载、半载、满载时，铰接角角速度、铰接角随时间变化曲线如图7所示。可以看出，空载时铰接角较大，随装载质量的增加铰接角反而减小[5-6]。

图7 装载质量对铰接角的影响

除以上影响因素外，铰接角还与转弯直径、鞍座位置、地面附着系数等因素有关。

3 牵引-半挂车消除右转弯盲区的对策

为消除右转弯后视盲区，减少或避免因后视盲区引起的车辆事故，针对以上分析，提出如下解决方案。

3.1 采用后视镜随动装置

采用后视镜随动装置，首先需要确定盲区临界角，如本文所引用的半挂汽车的临界角为14°；然后在牵引车与挂车之间安装传感器对铰接角变化进行监测；再安装一种可自动调整角度的加宽后视镜与铰接角变化的联动装置。工作时，如铰接角达到盲区临界角时，会给后视镜自动调整装置发出指令，使右后视镜左旋，增大可视范围，消除后视盲区。此时，要求具备能够准确测量铰接角和有效的自动控制系统，技术要求高。

3.2 采用广角视镜

可采用广角视镜来弥补后视盲区。该种视镜在半挂汽车直线行驶时使用正常后视镜，在半挂汽车转弯时使用广角视镜来消除后视盲区。此方法操作简单方便，成本底。但由于增加了一个或多个广角视镜，只能实现某一固定角度的可视范围，车辆行驶时不能调整。

3.3 采用盲区预警装置

盲区预警装置可通过安装在方向盘上的转角传感器确定半挂汽车的行驶状态，一旦检测到其处在右转弯状态时，会通过图像、声音、振动等方式来提醒驾驶员注意安全，从而减小由于视觉盲区引发事故的可能性。此方法旨在提醒、提示，不能根本消除后视盲区。

4 结束语

汽车主动安全系统对汽车行驶非常重要，驾驶员后视存在盲区，就会降低行车安全性，增大事故发生的可能。无论是驾驶员还是行人，只要参与交通中，就要注意汽车的视觉盲区，尽量避免事故的发生。随着科学的发展和技术水平的不断提高，相信在不远的将来，汽车视觉盲区会逐渐缩小。