一、日本
基于调查,交通署制定了一系列交通安全目标,以减少乘客和行人的死亡,特别是减少夜间事故和与高速行驶相关的安全事故及重型卡车引起的交通事故。为了实现交通安全目标,交通署从应用新型仪表、提高安全防范措施和实施智能交通系统三方面入手。
过去的20年,日本马路上汽车的数量几乎增加了3倍,但与交通事故相关的死亡却减少了近1%。这些成效的获得,一方面和ITS智能运输系统的实施有关,另一方面也得益于现代化的仪表和安全技术的进步。日本的相关部门一直非常重视重型载货车的安全技术。早在1992年5月,日本交通署委托有关部门进行立项研究并进行了一系列的调查工作。工业管理官员、政府部门和汽车供货商深入到重型车和公共汽车的各个分市场进行调查,在被调查的各种交通事故中,超载和交通拥挤是造成人员伤亡的直接原因,也是交通管理部门最为关注的问题。在日本,货车驾驶员工作时间偏长、疲劳驾驶现象比较普遍,也是各类交通事故的诱发因素。
(一)研发应用新型安全技术
早在1997年,重型卡车制造商就开始在车上安装雷达激光距离传感器,这些传感器能够提醒驾驶员改变两车之间的距离。驾驶员注意力传感器通过对驾驶员眼睛运动的监视,来判断驾驶员是否处于安全驾驶状态。护栏监视器监控汽车与护拦之间的距离,当驾驶员偏离行驶线路时,便随时发出警告。负荷传感器能够检测出车辆重心的移动以及运输过程中车辆负荷的变化情况。另外,一些固定的电子摄像定位器也开始装备各种运输车辆,以克服驾驶员的视线盲区。例如,在日本道路上的许多卡车都有一定的视线盲区,借助倒车后摄像定位器,可以克服视线盲点。另一类摄像机是克服驾驶盲区,经常安装在车辆的前部,能够将周围的道路情况准确地告诉驾驶员。第三种摄像机是专为增强夜视而设计的,这种摄像机帮助驾驶员避免在夜间发生交通事故,增强对夜间路面行人、动物和其他障碍物的辨识力。
现在更先进的车辆安全系统是自适应巡航控制系统(ACC),通过自适应巡航控制系统,车辆能够根据车辆的尺寸,随时调整两车之间的距离,当前方车辆速度减慢时,ACC能够随时将车速降低。
(二)实施ITS智能运输系统
ITS智能运输系统是将先进的信息技术、数据通信和传输技术、电子自动控制技术以及计算机信息处理技术等有效地集中运用于整个地面运输管理体系而建立起的一种在大范围内全方位发挥作用的实时确和高效的公路运输综合管理系统。日本的公路交通运输系统十分发达,然而,由于地理条件等因素的限制,日本的公路交通运输系统又存在着许多制约因素。为了解决交通问题,除了各有关产业及部门都要积极发展新技术、寻求新途径外旧本政府决定将在现有基础上,从整个大系统的角度重新审视公路交通运输系统的构成与运作,最终在不远的将来建立所谓的智能运输系统(ITS),以全面彻底地解决上述问题。日本发展ITS是其经济和社会发展与进步的需要。政府的具体目标是:在30年内,使日本的公路交通拥堵降低4/5;减少公路交通事故50%,提高公路货物运输效率,使重载里程率达到30%以上,减少NOx排放30%,并降低其他有害物的排放。日本的建设省、警察厅、通产省、运输省和邮政省等政府机构和部门联合采取行动,目前日本的车载ITS技术和系统的应用规模已经超过了美国。据日本汽车工业的专家预计,车载ITS系统的发展和应用,将日本汽车工业的另一个带动全行业发展的增长点。
1.发展ITS技术和系统的步骤
(1)初级阶段(已实施)
这一阶段,日本的交通信息将通过车辆信息通信系统或其他已经投入使用的类似系统来提供;车载行路导航系统将为驾驶者显示交通拥堵信息,并提出优化路径的方案,以满足驾驶者出行的各种需要。这一阶段,日本公路电子收费系统投入使用,以全面消除收费口的交通拥堵。
(2)革命阶段(2005年左右)
在这一阶段,日本的ITS各种用户将全面使用新的技术,并开始一场交通系统的革命。通过ITS传递给各用户的信息包括出行所需要的各种信息,各用户可以针对各自的不同情况灵活地选择和使用,以达到高效的目的。
(3)完成阶段(2010年左右)
在此阶段,日本ITS将发展到一个较高的水平,不仅车载系统和设备大量使用,而且政府各相关与配套的法规政策、社会服务系统等也得到相应的建立和完善。同时,自动驾驶将得到逐步的推广,出行将更加安全、更加舒适。
(4)最后阶段(2015年以后)
所有ITS系统都将进入实用阶段,并随着光纤网和革新的社会体系的建立,一个完善的先进信息与通信社会将得到建立,自动驾驶将成为标准的驾驶方式;ITS的各种技术也都将步人成熟期,并与其他各种运输方式更好地衔接在一起;人流、物流将更加通畅和顺达。
据专家预测,在今后10~20年内,日本ITS各子系统在汽车及公路基础设施等领域的应用将会越来越广泛。据日本政府有关部门估计,从1996年到2015年的20年里,与ITS相关系统销售额累计总值在日本将达到54万亿日元;2000年日本的ITS相关系统销售额将超过8000亿日元,2005年将达到2.5万亿日元,2015年将超过4万亿日元;1996年至2005年的10年间,ITS相关产品累计销售额将达到13万亿日元。在1996年至2015年的20年间,其累计销售额中有55%是车载ITS技术系统,包括各种车载导航系统、信息显示系统以及电子收费系统等;另外有 16%是路边红外线信标系统以及车与路的接口连接系统。
(三)开发功能完善的仪表
为了驾驶员能随时掌握汽车各系统的工作状况,在驾驶室仪表板上安装有各种指示仪表和报警装置,使驾驶员能迅速及时地看到和领会每个仪表板上的指示值。这要求仪表板上的各种仪表必须做得非常醒目,所指示值清晰明确,有直感。为了使仪表具有高度的准确性,仪表板还必须能吸收冲击能量,具有较高繁荣安全性、耐寒性并坚固耐用。通过对现行车辆的仪表使用的调查显示,汽车仪表在设置、技术个生产等方面还存在一些不足,表现在一些仪表功能不全,某些仪表的使用频率较低(如一些用于电压统一温度检测的仪表),而小指示灯和警示灯略显不足。另外,在驾驶过程中,由于路面交通状况较为复杂,驾驶人员特别需要一个能够显示路面交通情况的立体监视器安装在仪表盘上,以便随时了解路面的交通条件,特别是有语音提示功能的监视器最受欢迎,在各种汽车仪表中使用较多的是速度仪表和技术仪表。
随着汽车配置和新的安全装置的出现,传统的汽车仪表已经不能满足现实需求,快速发展的电子信息技术和数字技术为数字化仪表广泛地应用于各种车辆奠定了技术基础。如奔驰旗舰S轿车采用了柔和悦目的资助发光仪表盘,在后视镜中可以看到两个倒车指示,在最新款的奔驰车中,则被放到了仪表盘中。丰田推出的“世纪”,采用了数字模拟仪表盘。在尼桑的高级轿车GLORIA的车箱中,最夺目的是横跨中央控制台的数字模拟仪表盘。中央控制台的数字模拟仪表盘。中央控制台上的多功能LCD显示器,可以提详细的行车、空调及音响等数据,并带有触摸键。本田S2000跑车采用清晰易读的数字模拟仪表盘,可以显示所有的系统信息。通用朗迪的仪表板左侧附带了可以显示不同图形的信息模块,而且许多仪表功能可以在一个位于头部前上方的显示器显示,图形处于驾驶者视线内,减少了驾驶者视线在路面上和仪表之间切换的次数。卡迪拉克的“依沃克”采用了当今最先进的前风挡显示技术(1款带有可以显示GPS定位系统的仪表盘),德尔福公司设计、出了带数字式前风挡显示装置的自主发光仪表盘。所有这些先进的仪器仪表及技术,载货车均可借鉴采用。当前,从日本高档汽车仪表的开发中可以看出,车用仪表的主要发展趋势有:
(四)车用仪表的发展趋势
1.多功能化
汽车装置的增加,需要增加信息显示。例如:ABS系统要求仪表显示其工作状态;自动变速器的使用,要求仪表能够显示其瞬间的挡位状况;倒车警报系统,也需要信息的显示。这些需要增加的信息显示,传统仪表显然是无力完成的。汽车车速的增加、路上车辆的增多,都会增加驾驶员的疲劳程度,适当使用声音作警示,可以使驾驶员的注意力更加集中,也要求汽车仪表向多功能化发展。
2.数字化
这里说的数字化并不是单纯的数字显示,而是利用嵌入式微处理器进行汽车的各种信息的采集、分析、处理和警示。微处理器可以采集多种模式信息,并对这些信息进行分析处理,做出相应的视觉显示、声音警示或需要的其他多种多媒体输出。这就可以用比较简单的结构代替传统的汽车仪表。当前数字显示技术已经非常成熟,可以使设计人员设计出各种各样的实用而且富有特色的汽车仪表。同时,由于微处理器和现代传感器的使用,还可以大幅度提高汽车仪表的精确程度。
3.更好的视觉效果
使汽车仪表赏心悦目又不刺眼,以减轻驾驶员的疲劳程度,这是设计人员必须要考虑的问题。汽车可以在各种不同的光线环境下行驶,汽车仪表要达到不论在什么环境中都清晰可见的要求,传统仪表是难以胜任的。而现代数字电子技术能够提供多种亮度可调的自主发光显示方式,包括多种彩色,更能满足汽车仪表的苛刻要求。
4.个性化
现代汽车追求个性化,现代汽车仪表同样也追求个性化。技术的共同化,并不会使所有的汽车都成为一种模式,成熟的现代数字电子技术为汽车仪表的多样性、个性化设计大开方便之门。汽车技术和电技术的联姻,使汽车技术得到快速发展,汽车仪表的数字化,也必将促进汽车仪表向高技术领域发展。种类繁多、性能卓.越的电子数字仪表,会把我们的汽车装点得更加现代、漂亮。
二、美国
美国载货车的安全策略跟欧洲类似,下面仅介绍美国商用车企业近年来研究和应用的几项新技术。
(一)横向摆动显示和控制系统
汽车横向摆动显示和控制系统是防止汽车运输事故而进行的一项革新。它可以在行驶中,将潜在的危险预先告诉驾驶员,在可能出现翻倾危险时自动降低车速。2000年,该系统已成为Corporation运输车辆集团等公司重型载货汽车的标准装备。
这个系统由两部分组成:横向摆动稳定性显示部分和横摆稳定性控制部分。两部分都采用先进汽车防闭锁制动系统的传感器,记录汽车横向摆动速度和车轮转速,同时能检测出是否存在倾翻的潜在危险。
横摆稳定性显示系统可告诉驾驶员汽车临近倾翻的状况。通过车辆驾驶员通知传送系统将预警传到显示器。此显示器装在驾驶员前面的仪表板上。
在预警信号的第一阶段,仅仅在显示屏上显示检测出的危险横摆运动的自视信息。在第二阶段,显示检测出的倾翻危险信息和在这种情况下的建议行驶速度。这些信息将保留在显示屏上,直到驾驶员按压相应按钮,确认已收到信息时为止。第三阶段,显示屏上显示检测出的高倾翻危险性和建议行驶车速。在这个阶段接通声音报警信号,告诉驾驶员面临大的倾翻。
横摆稳定性显示系统(Roll Stability Advisor system)要求有类似飞机黑匣子的部分功能,能够在运输车辆电子存储系统中存储有关信息,即汽车行驶状态数据和单项特性。
汽车横摆稳定性控制系统的作用是在可能发生倾翻时,发出报警并随即减慢汽车行驶速度。
当传感器数据表明临近倾翻危险时,横摆稳定性控制系统将向发动机电子控制单元发出信号,以降低发动机功率并开始发动机制动。当汽车恢复稳定性后,发动机返回到原先的工作状况。
(二)车道控制引导系统
该系统可检查车辆与行驶车道的相对位置,并在汽车偏离行驶车道时发出响亮的警告信号。这样做的目的在于防止交通事故,警告注意力不集中或者不仔细的驾驶员,不准许改变行驶车道。
该系统由下列部件组成:安装在挡风玻璃上的数字摄像管、安置在挡风玻璃上方的中央处理单元(CPU)、分别安置在左右两边的两个速度计及连接导线。
摄像管连续不断地搜集自视数据,转换成数码后传递到中央处理单元。由中央处理器确定,是否过于接近行驶车道的边界线。如果太接近,则CPU单元指令发出特别的轰隆声响信号。
当汽车向左偏离车道时,左边的速度计发出警告信号。汽车向右偏离时,则右侧速度计响起警告声。驾驶员凭直觉转动方向盘,使汽车离开发出轰隆声的一边。如果发出时间的音响信号,则表示向驾驶员发出的预警告信号未产生效果,驾驶员仍向偏离方向在继续行驶。
车道控制引导系统在任何气候条件下都能昼夜不停地工作。它适合北美洲大多数行驶车道。行驶车道宽度的变化(加宽或者变窄)不会成为发出警告信号的原因。
该系统的工作,并不需要进行技术保养。即命名是较小的偏离都会在仪表板上出现预警信号。它能适应载货汽车工作条件,在振动、碰撞及各种温度、湿度和灰尘条件下正常工作。
(三)凸轮耐久制动装置
Freighiliner集团公司与Meritor Automotive公司协作,为重型载货车研制出气压转动凸轮耐久制动装置。这种装置特点是使用寿命长,保证载货车更加安全并无需进行专门技术保养。需进行专门技术保养。
该制动装置结构保证在需要更换制动蹄之前有80.5万km的使用寿命,同时可降低运行费用。该装置与传动制动机构不同的是带有可张开的S形凸轮的蹄片结构,不必进行调整作业。新制动装置保证制动蹄和制动鼓之间有最大接触面积并且有较好的压力分布和高制动特性。新蹄片结构要求制动摩擦片厚度较传统的厚度增加31%。
在需要更换蹄片时,因为其结构简单,所以操作方便,不需要任何专用工具。因为新制动装置能自动调整和清洁,不需要润滑,一般不必进行解体。唯一要做的是必须定期检查摩擦片磨损程度。该制动装置与防闭锁系统可以兼容。
从2000年底开始。凸轮耐久制动装置己作为选装设备;在多种载货车品牌上装用。
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