Системы пассивной и активной безопасности автомобиля для защиты пешеходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. СИСТЕМЫ ПАССИВНОЙ И АКТИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТЯЖЕСТИ ПОСЛЕДСТВИЙ ПРИ НАЕЗДЕ НА ПЕШЕХОДОВ

Безопасность дорожного движения, обусловленная конструкцией транспортного средства, рассматривается в основном по двум укрупненным группам показателей: показатели активной и пассивной безопасности.

Пассивная безопасность - это свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП, если оно все же случилось. Пассивная безопасность проявляется в период, когда водитель, несмотря на принятые меры безопасности, не может изменить характер движения автомобиля и предотвратить ДТП.

Различают внутреннюю пассивную безопасность, снижающую травматизм пассажиров, водителя и обеспечивающую сохранность грузов, перевозимых автомобилем, и внешнюю безопасность, которая уменьшает возможность нанесения повреждений другим участникам движения.

Активная безопасность -- это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на предотвращение дорожно - транспортных происшествий и исключение предпосылок их возникновения, связанных с конструктивными особенностями автомобиля. [16]

1.1 Элементы внешней пассивной безопасности для снижения тяжести последствий при наезде на пешеходов

Большое количество наездов транспортных средств на пешеходов и большая тяжесть последствий этого вида ДТП привели к изменениям внешнего оформления автомобилей. В последние годы скруглены острые углы облицовки радиатора, устранены выступавшие предметы (в том числе декоративные детали). Бамперы легковых автомобилей делают без клыков, а у бамперов грузовых убраны буксирные крюки. Во время наезда автобуса или грузового автомобиля пешеход отбрасывается в сторону. При наезде же легкового автомобиля пешеход сначала падает на капот и некоторое время движется вместе с автомобилем, после чего падает на дорогу. Смертельный исход в обоих случаях наступает при скорости автомобиля около 11м/с.

Для уменьшения травматизма предложены защитные приспособления, удерживающие пешехода после удара и предохраняющие его от падения на дорогу. При срабатывании такого приспособления в первой стадии наезда (через 0,2 - 0,3 с) пешеход забрасывается на капот автомобиля. После начала торможения автомобиля пешеход, продолжая двигаться е приобретенной скоростью, сползает вперед по капоту и падает вниз. Защитная сетка начинает автоматически выдвигаться примерно спустя 0,2 с после удара. Через 1 с выдвижение ее полностью заканчивается, и сетка принимает падающего человека.

На рисунках 1 и 2 показана защитная рамка, устанавливаемая на некоторых английских автомобилях. При ударе бампера, изготовленного из эластичной резины, срабатывает датчик и из углубления по периметру капота поднимается рамка 2, подхватывающая пешехода и удерживающая его в этом положении. Рамка во время испытаний удерживала манекен при скоростях автомобиля до 7 м/с.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Автоматическая защитная рамка: 1 - бампер; 2 - рамка

Рисунок 2 - Схема работы защитной рамки

Защитная рамка приводится в действие гидравлическим цилиндром, расположенным вертикально (рисунок 3, а) или горизонтально (рисунок 3, б). Последняя конструкция более громоздка, поэтому ее рекомендуют применять в автомобилях с задним расположением двигателя. После удара и срабатывания датчика шток 2 цилиндра выдвигается и непосредственно (рисунок 3, а) или через систему рычагов (рисунок 3, б) давит на переднюю часть рамки 4 с облицовкой 5 из мягкого пластика. Рамка освобождается от защелки 3 и, поворачиваясь относительно шарнирной опоры 6, поднимается, подхватывая пешехода и удерживая его на крышке 7 капота.

Рисунок 3 - Схема привода защитной рамки

а - с гидравлическим цилиндром, расположенным вертикально; б - с гидравлическим цилиндром, расположенным горизонтально; 1 - цилиндр; 2 - шток; 3 - защелка; 4 - рамка; 5 - облицовка рамки; 6 -шарнирная опора; 7 - крышка капота

Также последствия травм при наезде на пешеходов обеспечивают «мягкий» бампер и «подпрыгивающий» капот. Безопасный «подпрыгивающий» капот представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 - Безопасный «подпрыгивающий» капот

Такая система предусматривает датчик касания пешехода проложенный внутри пластикового бампера (позиция 1). При наезде характер деформации датчика используется для выявления наезда на человека, чтобы избежать ложного срабатывания системы (позиция 2). Анализируя сигнал, блок управления дает команду на срабатывание двух пиропатронов, которые установлены по краям капота (позиции 3,4).

Срабатывая, пиропатроны поднимают заднюю кромку капота на 65 мм, увеличивая его прогиб и смягчая удар головы пешехода (позиция 5).

На рисунке 5 представлены элементы кузова для защиты пешеходов.

Рисунок 5 - Элементы кузова для защиты пешеходов: 1 - деформирующийся элемент; 2 - поперечина для защиты пешеходов; 3 - рамка радиатора

1.2 Системы активной безопасности для снижения тяжести последствий при наезде на пешеходов

безопасность наезд пешеход торможение

Специальное устройство «Тормозной помощник» усиливает возможности торможения в чрезвычайной ситуации и снижает вероятность столкновения. Это устройство активируется в то самое мгновение, когда сенсор определяет чрезвычайную ситуацию, о чем свидетельствует слишком быстрое или необычно сильное нажатие на педаль тормоза. Это устройство, которое в настоящее время устанавливается практически на всех современных автомобилях, может предупреждать наезд транспортного средства на пешехода или, по крайней мере, уменьшать скорость в момент столкновения и, соответственно, тяжесть травмы. В результате оценки, проведенной во Франции, было установлено, что автомобили, оснащенные таким вспомогательным тормозным устройством, на 10% реже являются причиной ДТП со смертельным исходом для пешеходов, нежели автомобили без усилителя тормозов. Однако следует учитывать, что это тормозное устройство активируется только в том случае, если водитель предпринимает попытку торможения, что не происходит в тех случаях, когда водитель не осознает риска ситуации. Например, в 45% ДТП со смертельными исходами для пешеходов в Аделаиде (Австралия) водители сообщили, что они не предпринимали никаких экстренных действий, так как не видели пешехода до момента столкновения или не думали о возможности несчастного случая.

Автономная система экстренного торможения (Autonomous Emergency Braking - AEB) - это недавняя конструктивная разработка с целью защиты пешехода от столкновения с транспортным средством. В автомобилях, снабженных такой системой, имеется сенсоры, обычно устанавливаемые за передней решеткой или в верхней части лобового стекла, которые сканируют дорогу и ее обочину впереди автомобиля. Если сенсоры определяют риск столкновения с пешеходом (или транспортным средством), находящимся перед автомобилем, система предупреждает об этом водителя или автоматически включает тормоза. Система АЕВ пока что только начинает завоевывать рынок, однако вполне вероятно, что объем продаж уже в ближайшее время существенно увеличится в соответствии с требованиями Европейской программы оценки новых автомобилей и других аналогичных программ. Система обнаружения пешеходов (Pedestrian Detection System) распознает людей возле автомобиля и автоматически замедляет или полностью останавливает транспортное средство в случае возможного столкновения.

Применение данной системы позволяет на 15% сократить смертность пешеходов и на 30% снизить риск получения ими серьезных травм.

Впервые система обнаружения пешеходов была применена на автомобилях Volvo в 2010 году.

В настоящее время система имеет ряд модификаций:

- Pedestrian Detection System от Volvo;

- Advanced Pedestrian Detection System от TRW;

- EyeSight от Subaru.

В системе слежение за пешеходами используются следующие взаимосвязанные функции:

- обнаружение пешеходов;

- предупреждение об опасности столкновения;

- автоматическое торможение.

Для выявления пешеходов используется видеокамера и радар, которые эффективно работают на расстоянии до 40 м. Если пешеход обнаружен видеокамерой и результат подтвержден радаром, система отслеживает движение пешехода, прогнозирует его дальнейшее перемещение и оценивает вероятность столкновения с автомобилем. Результаты обнаружения выводятся на специальный дисплей. Система также реагирует на транспортные средства, которые стоят на месте или движутся в попутном направлении.

Система, придя к выводу, что при неизменной траектории движения автомобиля произойдет наезд на пешехода, посылается сигнал предупреждения водителю. После этого система оценивает реакцию водителя на сигнал об опасности - изменение характера движения автомобиля (торможение, изменение направления движения). Если реакция отсутствует, то система слежения за пешеходами автоматически доводит автомобиль до остановки. В этом качестве система обнаружения пешеходов является производной системы автоматического экстренного торможения.

Благодаря системе слежения за пешеходами можно практически полностью избежать столкновения на скорости до 35 км/ч.

Правда при высокой скорости система не может полностью предотвратить ДТП, но тяжесть последствий для пешехода может быть снижена до минимума за счет замедления автомобиля перед столкновением. Статистические данные свидетельствуют, что вероятность смертельного исхода при столкновении пешехода с автомобилем на скорости 65 км/ч составляет 85%, 50 км/ч - 45%, 30 км/ч - 5%.

Риск нанесения травмы пешеходам значительно снижается, если система обнаружения пешеходов используется совместно с системой защиты пешеходов или подушкой безопасности для пешеходов. Правда последняя, как правило, слабо помогает, ведь водитель инстинктивно старается отклонить руль в последний момент, поэтому в большинстве случаев столкновение происходит слегка по касательной, а в этом случае польза от подушки гораздо меньше, ведь она не «работает» по бокам. Да и значительная часть травм пешеходов связана в первую очередь со вторичным ударом о столбы, дорожное ограждение и пр., уже после того как они отлетают от автомобиля. Эти повреждения подушка, разумеется, нивелировать не сможет.

Система обнаружения пешеходов показала свою эффективность в сложных условиях городского движения. Она позволяет одновременно отслеживать несколько пешеходов, движущихся различными курсами, различает движение пешеходов с зонтами во время дождя и др.

Среди минусов системы слежения это то, что она неспособна работать в темное время суток и в плохую погоду. Кроме того иногда система принимает за пешеходов отдельно стоящие деревья. А также ничто не застрахует вас от того, что водитель, двигающийся сзади и не соблюдающий дистанцию, въедет в вас сзади при торможении.

На рисунке 6. представлен принцип действия системы обнаружения пешеходов (Pedestrian Detection System).

Рисунок 6. - принцип действия системы обнаружения пешеходов (Pedestrian Detection System)

Очень скоро получит широкое распространение по всему миру альтернатива системы слежения за пешеходами основанная на Wi - Fi Direct.

Новая система, разрабатываемая компанией General Motors (GM), может сама обнаружить в условиях переполненных дорог приближающихся пешеходов и велосипедистов прежде, чем водитель будет в состоянии это сделать самостоятельно в условиях плохой видимости. Система предупреждения использует в своей основе беспроводную связь Wi - Fi Direct между электронной системой автомобиля и мобильным телефоном пешехода или велосипедиста.

Wi - Fi Direct является стандартом построения одноранговых сетей передачи данных, который позволяет устройствам, таким как смартфоны и планшетные компьютеры, обмениваться данными напрямую друг с другом, а не через традиционную точку доступа. Разрабатывая свою систему, исследователи GM решили объединить возможности технологии Wi - Fi Direct с электронной системой автомобиля, с другими системами обнаружения и предупреждения водителя, основанными на традиционных технологиях и которые уже устанавливаются на некоторые серийные автомобили.

Специалисты компании GM разработали приложение для всех популярных мобильных операционных систем, которое, используя технологию Wi - Fi Direct, позволяет системам транспортных средств идентифицировать себя. Это приложение могут установить в свои смартфоны и планшеты все люди, которые заботятся о своей безопасности на улицах городов.

Пример работы данной системы приведен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Принцип работы системы слежения за пешеходами основанной на Wi - Fi Direct

Благодаря развитию науки постоянно улучшаются системы активной и пассивной безопасности. Современные автомобили оснащены продвинутыми системами безопасности, что позволяет снизить риск аварий и уменьшить увечья как пассажиров так и пешеходов. [7]

Размещено на Allbest.ru