科技論文刊發(fā)智能尾燈在防止汽車追尾中的應(yīng)用

　　論文摘要：介紹了國(guó)內(nèi)交通事故的現(xiàn)狀，并針對(duì)其中的追尾事故進(jìn)行了分析，同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀探討如何應(yīng)用智能尾燈的技術(shù)預(yù)防追尾事故的發(fā)生，介紹了汽車智能尾燈的主要功能和構(gòu)造。

　　論文關(guān)鍵詞：科技論文刊發(fā),防追尾,智能尾燈,汽車

　　(一)背景

　　自上世紀(jì)80年代中國(guó)開始出現(xiàn)私人汽車，到2003年社會(huì)保有量達(dá)到1219萬(wàn)輛，私人汽車突破千萬(wàn)輛用了近20年，而突破2000萬(wàn)輛僅僅用了3年時(shí)間。2010年，我國(guó)汽車的保有量達(dá)到了7000萬(wàn)輛。隨著我國(guó)汽車保有量的不斷增加，交通事故發(fā)生數(shù)量一直居高不下，造成了大量人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，見圖1。僅我國(guó)2009年一年因交通事故死亡的人數(shù)高達(dá)9.1萬(wàn)人[1]，相當(dāng)于每天有兩架波音747飛機(jī)失事。據(jù)新華社報(bào)道，中國(guó)每一萬(wàn)輛汽車的車禍死亡率是發(fā)達(dá)國(guó)家的幾十倍。2003年中國(guó)的萬(wàn)車死亡率是43.5人，同年美國(guó)只有1.7人，德國(guó)1.37人，日本1.1人。據(jù)我國(guó)交通部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2009年，全國(guó)共發(fā)生道路交通事故238351起，造成67759人死亡、275125人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失9.1億元。可以說(shuō)我國(guó)一直是全球交通事故死亡人數(shù)最多的國(guó)家，在國(guó)家“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要中，降低交通事故的數(shù)量、減少人員和財(cái)產(chǎn)損失任是重大課題之一。

　　圖1我國(guó)07年至09年道路交通事故統(tǒng)計(jì)

　　特別值得人們關(guān)注的是，在諸多交通事故中，汽車追尾則是最常見的交通事故之一，而且在交通事故中占據(jù)著很高的比例。據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車追尾事故約占美國(guó)汽車碰撞事故的20%[3],造成每年1,600人死亡和700,000人受傷。而在德國(guó)，汽車追尾事故則占到了交通事故的17%,同樣造成了大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。在我國(guó)近幾年的交通事故統(tǒng)計(jì)中，汽車追尾事故均超過(guò)了30%。在汽車行駛過(guò)程中，疲勞駕駛、注意力不集中、超速、違章停車、惡劣天氣和頻繁剎車往往是造成追尾事故發(fā)生的主要原因。交通密度大的城市道路往往是汽車追尾事故的高發(fā)地段，而高速公路更是多車連環(huán)追尾重大交通事故的多發(fā)地段。那么怎樣才能有效地預(yù)防汽車追尾事故的發(fā)生，減少不必要的損失呢?

　　經(jīng)研究表明，追尾事故發(fā)生的原因當(dāng)中，后車駕駛員反應(yīng)不及時(shí)和反應(yīng)疲勞占到了事故比例的50%以上。同時(shí)傳統(tǒng)的乘用車一般采用剎車尾燈組，即一對(duì)剎車尾燈和一個(gè)高位剎車燈，來(lái)提示后車防止追尾，但目前系統(tǒng)的燈光方式所表達(dá)出的信息量過(guò)于單一。因?yàn)閮H通過(guò)剎車尾燈組同時(shí)亮起來(lái)表達(dá)前車處于剎車狀態(tài)，不僅不能區(qū)分緊急剎車與普通剎車，而且頻繁亮起也容易讓后車駕駛員視覺疲勞從而放松警惕，所以不能有效地防止追尾事故的發(fā)生。如何通過(guò)有效的手段減少駕駛員的疲勞并使剎車尾燈能表示更豐富的信息，成了多數(shù)汽車企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)。

　　(二)視覺對(duì)燈光閃爍頻率的敏感性

　　在駕駛?cè)说母杏X系統(tǒng)中，視覺尤為重要。研究表明，駕駛?cè)艘曈X所獲得的信息占全部信息的80%以上。因此，在行車過(guò)程中，駕駛?cè)艘曈X能力的高低直接關(guān)系到駕駛?cè)说鸟{駛行為，因此對(duì)行車安全起著決定性的作用。

　　通過(guò)試驗(yàn)表明，燈光的閃爍頻率對(duì)人視覺敏感度的影響差異是顯著的，如下圖2：

　　閃爍頻率Hz

　　圖2視覺對(duì)燈光閃爍頻率的敏感特性曲線

　　由上圖可見，視覺對(duì)燈光的閃爍特性以17Hz到21Hz的范圍內(nèi)最為敏感，相應(yīng)的燈光語(yǔ)言的設(shè)計(jì)將以此作為理論基礎(chǔ)。

　　(三)汽車尾燈主動(dòng)安全控制的現(xiàn)狀

　　汽車尾燈主動(dòng)安全控制即通過(guò)不同的燈光方式吸引駕駛?cè)藛T的注意力，更為有效防止追尾事故的發(fā)生。例如：一向以注重安全著稱的VOLVO轎車已經(jīng)在其S80款高檔轎車上裝備有緊急剎車燈閃爍系統(tǒng)。當(dāng)強(qiáng)力制動(dòng)減速度達(dá)到1g以上時(shí)，串接于剎車燈開關(guān)的剎車燈閃爍控制裝置自動(dòng)驅(qū)動(dòng)繼電器快速間隔吸合，讓高位剎車燈快速閃爍以警示后方車輛注意減速。同時(shí)，汽車停止后，危險(xiǎn)警告燈也會(huì)自動(dòng)接通向后方來(lái)車提供警示，有效避免再次發(fā)生事故;在奔馳S級(jí)轎車上，裝備了Flashingbrakelight技術(shù)，閃爍式剎車燈在急剎車時(shí)可以不停地閃爍，以提醒后續(xù)車輛采取相應(yīng)的減速措施，見圖3;而寶馬公司則另辟蹊徑采用了雙段式剎車燈技術(shù)，這套系統(tǒng)是通過(guò)剎車燈的亮度和點(diǎn)亮面積來(lái)表現(xiàn)駕駛員施加剎車力的大小，提醒后方駕駛員注意減速，及時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐棺肺?東風(fēng)標(biāo)致206裝備有主動(dòng)防追尾安全系統(tǒng)，在緊急制動(dòng)時(shí)，危險(xiǎn)警示燈自動(dòng)頻閃，盡早提醒后面車輛，預(yù)防后車追尾。

　　圖3奔馳公司的Flashingbrakelight技術(shù)

　　(四)汽車尾燈主動(dòng)安全控制的擴(kuò)展應(yīng)用

　　汽車尾燈也逐步向汽車智能尾燈升級(jí)，即在原有的功能中加入測(cè)距的功能。將測(cè)距儀安裝在車輛后部，實(shí)時(shí)測(cè)量后車距自車的距離，進(jìn)而得到兩車的相對(duì)速度，根據(jù)特定安全距離模型智能判斷安全等級(jí)，實(shí)施相應(yīng)安全預(yù)警。一般結(jié)構(gòu)如圖所示：

　　圖4汽車智能尾燈的系統(tǒng)構(gòu)成框圖

　　1.測(cè)距傳感器

　　測(cè)距傳感器的使用一般分為：聲學(xué)類、電磁類、光學(xué)類三種：

　　(1)聲學(xué)類(超聲波防追尾儀)

　　超聲波防追尾儀的原理簡(jiǎn)單，成本低、制作方便。但超聲波防追尾儀在應(yīng)用上有一定的局限性，這是因?yàn)?第一超聲波的傳輸速度低;第二受天氣影響較大，不同的天氣條件下傳播速度不一樣;第三測(cè)距距離較近，對(duì)于遠(yuǎn)距離的障礙物，由于反射波過(guò)于微弱，使得靈敏度下降。