论文部分内容阅读
据统计，全世界1/3的交通事故都与行人有关，而长期以来汽车厂家把精力主要集中在车内乘客的安全保护方面，行人安全完全是个空白。2005年10月1日，欧洲正式实施《行人保护指令》，以立法的形式对行人保护提出了要求。两年来，对提高行人保护水平起到了非常重要的作用。据悉，国内相关部门也已开始研究制定行人保护法规和标准。本文将简要介绍国外的行人安全法规及最新技术。
行人碰撞法规简介
国外许多国家已经将行人保护纳入法规。如2003年欧盟颁布了2003/102/EC行人碰撞法规，要求从2005年10月1日欧盟成员国所有新生产的乘用车都要配备行人保护系统。日本也于2004年颁布实施了《步行者头部保护标准》，要求新生产的车必须安装行人保护装置。美国高速公路安全管理局也正在为实施行人保护法规实施最后的研究工作，预计将于近期推出。我国也计划在在全球统一标准(GTR)的基础上制定符合我国国情的行人安全标准，预计明年将推出行业指导性的标准。
欧洲联盟2003年11月17日制定并发布“欧洲议会及理事会指令2003/102/EC关于在与机动车辆发生碰撞前和发生碰撞时对行人和其它易受伤害的道路使用者的保护，以及修订理事会指令70/156/EEC”。2003/102/EC适用于最大质量不超过2.5t的M1类车辆以及由M1类车辆派生出的N1类车辆(最大质量同样不超过2.5t)。2003/102/EC规定车辆必须进行如下的试验：
儿童头部与车辆发动机罩的碰撞
在这个试验中，儿童头型(3.5kg的冲击头)以35km/h的撞击速度与车辆发动机罩发生碰撞，根据头型上的加速度计时间历程而计算出来的头部性能指标(HIC)在2/3的发动机罩试验区域内不得超过1000，在剩余的1/3发动机罩试验区域内不得超过2000。
对于这一试验的加严要求为使用2.5kg的冲击头以40km/h的撞击速度与车辆发动机罩发生碰撞，在整个发动机罩试验区域内HIC不得超过1000。
成人头部与车辆风挡玻璃的碰撞
在这个试验中，成人头型(4.8kg的冲击头)以35km/h的撞击速度与车辆前风窗玻璃发生碰撞，根据头型上的加速度计时历程而计算出来的头部性能保护指标(HIC)应被记录下来，并与可能的目标值1000进行比较，该试验用于监测，不作为限值要求。
对于这一试验的加严要求为：使用4.8kg的冲击头以40km/h的撞击速度与车辆前风窗玻璃发生碰撞，在整个发动机罩试验区域内HIC不得超过1000。
大腿腿型与车辆发动机罩前端边缘的碰撞
在这个试验中，大腿腿型与车辆发动机罩前端边缘之间以40km/h的速度发生碰撞，大腿腿型顶端到底端所受到的相对于时间的；中击力瞬间总和不得超过可能的目标值5.0kN，弯曲力矩指标仅用于监测，不作为限值要求(但加严要求则不得超过300Nm的目标值)。
腿型与车辆保险杠的碰撞
选择进行如下两项试验试验中的一项：
(1)小腿腿型与车辆保险杠的碰撞
在这个试验中，小腿腿型与车辆之间以40km/h的速度发生碰撞，最大的动态膝盖弯曲角度不得超过21.0(或者加严指标：15.0)。最大动态膝盖剪切位移不得超过6.0mm，胫骨上端所测量的加速度不得超过200g(加严指标：150g)。
(2)大腿腿型与车辆保险杠的碰撞
在这个试验中，大腿腿型与车辆保险杠以40km/h的速度发生碰撞，腿型顶端到底端所受到的相对于时间的冲击力总和不得超过7.5kN(或者加严指标5.0kN)，弯曲力矩不得超过510Nm。
自2005年10月1日起，所有的新车申请欧洲联盟的整车型式批准必须满足技术指令2003/102/EC规定的要求：包括上述试验和限值指标要求(加严要求和指标可以不满足)，自2012年12月31日起，所有在生产车达到此要求。
自2010年9月1日起，申请欧洲联盟的整车型式批准的新车就必须满足技术指令2003/102/EC中加严的试验和指标要求；自2015年9月1日起，所有在生产车达到此要求。
欧洲NCAP行人安全评价
相比于官方的2003/102/EC技术指令，创始于1997年的欧洲NCAP，则是以消费者角度，针对汽车之安全性进行评价的非官方组织，供大众做为购车参考。欧洲NCAP从2002年1月开始增设对行人保护测试，促使汽车生产商在设计上，更多地考虑行人的安全问题。
欧洲NCAP的行人保护测试方法与2003/102/EC技术指令基本相同，但指标比第一阶段要严格很多，基本相当于其加严指标要求。试验时让车辆以40km/h的速度撞向测试用的假人，通过一系列的反复测试，得出车辆正面哪些部位保护到位，那些部位会对行人造成伤害，包括6次儿童头部碰撞试验，6次成人头部碰撞试验，3次上腿部碰撞试验，3次下腿部碰撞试验。每次试验最高可以获2分，总分最高为36分。每项指标分别有最高限值和最低限值，超过最高限值时，得分为0分：低于最低限值时，得分为2分。介于这两个限值之间的得分根据线性插值计算得分。其对应星级：
28～36分 ☆☆☆☆
19～27分 ☆☆☆
10～18分 ☆☆
1～9分 ☆
0分 —
行人保护新技术
长期以来，汽车厂家更多的关注提高车内乘员的保护，而忽略了对行人的保护。因此，目前大多数车型行人安全水平普遍偏低。在欧洲NCAP的测试中，很少有车型能达到2星以上，大多数车型都需要加强行人保护能力。而国内的车型在设计时，更是很少有考虑行人安全的。
车辆与行人发生碰撞的时候，绝大多数的情况是车头与行人发生碰撞。在目前的绝大多数乘用车车头在与行人发生碰撞时，行人的下肢和头部是最频繁受到伤害的部位。一般来说，在车头与行人碰撞时，近45％的腿部伤害是由于保险杠与行人下肢碰撞造成的，有近35％的头部伤害是由于撞击后行人与风挡玻璃碰撞造成的，有近20％的头部伤害是由于与发动机罩碰撞造成的。由此可见，车头造型的设计和发动机罩以及风挡玻璃的设计，是减少碰撞伤害的主要因素。而下肢的伤害可能导致人残疾，头部的伤害则很可能致命，显而易见，头部伤害的危害程度远远大于下肢伤害。因此尽可能避免撞击后行人头部与车身发生碰撞，以及将头部与车身碰撞的伤害尽可能减小，显得尤为重要。
保险杠的设计
汽车撞上行人时，保险杠会对行人的小腿造成很大的伤害。要减少伤害，一是采用吸能比较好的材料。最近，美国拜耳材料 公司开发出一套利用聚氯酯泡沫制造的保险杠吸能系统。这种管状部件会在反复的撞击中不断磨损，直至完全破碎。这是一种质量轻、转移/吸收能量和保护行人的解决方案，目前已在凯迪拉克STS上投入使用，在NHSTA(美国国家公路安全局)和IIHS(高速公路安全保险协会)的测试中，取得了不错的行人保护成绩。
除采用新材料外，改进保险杠的外形设计也可以提高行人保护能力。在过去比较老款车型的车头设计里，保险杠一般是向前突出，这种设计形成一个类似“铲子”的结构，在发生碰撞时，保险杠突出的上沿将与行人膝部以下的部位发生碰撞，这个碰撞点是很低的，而行人的重心位于身体的中部，我们不难想象，这样的碰撞结果就是行人以其重心为轴心画圆，行人将按照这个轨迹发生翻滚，而必然会导致其头部与发动机罩或风挡玻璃发生碰撞，如果速度更快，行人会一直沿着车的顶部翻滚到车后，其受伤程度可想而知。
造成这种情况的最核心的原因，就是碰撞点过低，如果能够将碰撞点抬高(比如与行人的胯部发生碰撞)，就能将碰撞点与行人的重心点接近或重合，那么翻滚就可以避免，结果是行人的臀部或者腹部与车头发生碰撞，行人或被撞飞，或者贴在车头上。事实证明，这种情况的碰撞，在同等速度下，对行人的伤害是远远小于碰撞点过低的情形的。主要原因就是，这类碰撞可以有效避免行人的头部与车身发生碰撞，同时车头与人体接触面积较大，可以减小伤害的程度。由此我们也不难理解，车头面积越大、越平整，此类伤害也就越小。
以奥迪为例，老款车型的保险杠凸出一块，撞上行人时，会对行人的腿部造成很大伤害。而且，由于碰撞点较低，还很容易将行人撞飞，使行人的头部撞到发动机罩上，形成更大伤害。新款奥迪则采用“大嘴”式前脸设计，将保险杠融入整个前中网。这样不仅使外形看起来更加圆润，也有助于增加其行人保护水平。测试证明，这种设计非常有利于降低对行人的伤害。
发动机罩弹升技术
汽车与行人发生碰撞时，如果速度很快的话，行人就会被撞得飞起，然后头部撞在发动机罩或前挡风玻璃上。发动机罩下面就是坚硬的发动机，如果直接相撞的话，会对行人造成非常严重的伤害。因此，要想保护好行人的头部，那么发动机罩和发动机之间就必须有足够的缓冲距离。但是这个距离很高的话会增加发动机舱的高度，影响整车的风阻系数。
最近，日产汽车公司最近推出了一种弹升式发动机罩技术。其原理是在前保险杆内安装碰撞传感器，如果检测到撞到行人了，就会启动发动机罩弹升控制模块；接着爆炸式弹射装置便可瞬间将发动机罩提高，以减小碰撞下对行人造成的伤害。
弹升式发动机罩技术不仅对行人防护有利，此外这项创新的装置，也能让汽车设计师得以在车头造型上取得更多的发挥空间，让车辆在美学及安全性上取得平衡。日产表示，弹升式发动机盖将率先搭载于Sky-line Coupe，也就是Infinti G37之上。
事实上，这项技术很早就出现了，捷豹(Jaguar)XK和本田里程(Legend)等车型就采用了这项技术，并在欧洲NCAP的测试中，取得了非常好的成绩，相信随着行人安全的被普遍关注，这项技术会被越来越多的车型所采用。
行人碰撞法规简介
国外许多国家已经将行人保护纳入法规。如2003年欧盟颁布了2003/102/EC行人碰撞法规，要求从2005年10月1日欧盟成员国所有新生产的乘用车都要配备行人保护系统。日本也于2004年颁布实施了《步行者头部保护标准》，要求新生产的车必须安装行人保护装置。美国高速公路安全管理局也正在为实施行人保护法规实施最后的研究工作，预计将于近期推出。我国也计划在在全球统一标准(GTR)的基础上制定符合我国国情的行人安全标准，预计明年将推出行业指导性的标准。
欧洲联盟2003年11月17日制定并发布“欧洲议会及理事会指令2003/102/EC关于在与机动车辆发生碰撞前和发生碰撞时对行人和其它易受伤害的道路使用者的保护，以及修订理事会指令70/156/EEC”。2003/102/EC适用于最大质量不超过2.5t的M1类车辆以及由M1类车辆派生出的N1类车辆(最大质量同样不超过2.5t)。2003/102/EC规定车辆必须进行如下的试验：
儿童头部与车辆发动机罩的碰撞
在这个试验中，儿童头型(3.5kg的冲击头)以35km/h的撞击速度与车辆发动机罩发生碰撞，根据头型上的加速度计时间历程而计算出来的头部性能指标(HIC)在2/3的发动机罩试验区域内不得超过1000，在剩余的1/3发动机罩试验区域内不得超过2000。
对于这一试验的加严要求为使用2.5kg的冲击头以40km/h的撞击速度与车辆发动机罩发生碰撞，在整个发动机罩试验区域内HIC不得超过1000。
成人头部与车辆风挡玻璃的碰撞
在这个试验中，成人头型(4.8kg的冲击头)以35km/h的撞击速度与车辆前风窗玻璃发生碰撞，根据头型上的加速度计时历程而计算出来的头部性能保护指标(HIC)应被记录下来，并与可能的目标值1000进行比较，该试验用于监测，不作为限值要求。
对于这一试验的加严要求为：使用4.8kg的冲击头以40km/h的撞击速度与车辆前风窗玻璃发生碰撞，在整个发动机罩试验区域内HIC不得超过1000。
大腿腿型与车辆发动机罩前端边缘的碰撞
在这个试验中，大腿腿型与车辆发动机罩前端边缘之间以40km/h的速度发生碰撞，大腿腿型顶端到底端所受到的相对于时间的；中击力瞬间总和不得超过可能的目标值5.0kN，弯曲力矩指标仅用于监测，不作为限值要求(但加严要求则不得超过300Nm的目标值)。
腿型与车辆保险杠的碰撞
选择进行如下两项试验试验中的一项：
(1)小腿腿型与车辆保险杠的碰撞
在这个试验中，小腿腿型与车辆之间以40km/h的速度发生碰撞，最大的动态膝盖弯曲角度不得超过21.0(或者加严指标：15.0)。最大动态膝盖剪切位移不得超过6.0mm，胫骨上端所测量的加速度不得超过200g(加严指标：150g)。
(2)大腿腿型与车辆保险杠的碰撞
在这个试验中，大腿腿型与车辆保险杠以40km/h的速度发生碰撞，腿型顶端到底端所受到的相对于时间的冲击力总和不得超过7.5kN(或者加严指标5.0kN)，弯曲力矩不得超过510Nm。
自2005年10月1日起，所有的新车申请欧洲联盟的整车型式批准必须满足技术指令2003/102/EC规定的要求：包括上述试验和限值指标要求(加严要求和指标可以不满足)，自2012年12月31日起，所有在生产车达到此要求。
自2010年9月1日起，申请欧洲联盟的整车型式批准的新车就必须满足技术指令2003/102/EC中加严的试验和指标要求；自2015年9月1日起，所有在生产车达到此要求。
欧洲NCAP行人安全评价
相比于官方的2003/102/EC技术指令，创始于1997年的欧洲NCAP，则是以消费者角度，针对汽车之安全性进行评价的非官方组织，供大众做为购车参考。欧洲NCAP从2002年1月开始增设对行人保护测试，促使汽车生产商在设计上，更多地考虑行人的安全问题。
欧洲NCAP的行人保护测试方法与2003/102/EC技术指令基本相同，但指标比第一阶段要严格很多，基本相当于其加严指标要求。试验时让车辆以40km/h的速度撞向测试用的假人，通过一系列的反复测试，得出车辆正面哪些部位保护到位，那些部位会对行人造成伤害，包括6次儿童头部碰撞试验，6次成人头部碰撞试验，3次上腿部碰撞试验，3次下腿部碰撞试验。每次试验最高可以获2分，总分最高为36分。每项指标分别有最高限值和最低限值，超过最高限值时，得分为0分：低于最低限值时，得分为2分。介于这两个限值之间的得分根据线性插值计算得分。其对应星级：
28～36分 ☆☆☆☆
19～27分 ☆☆☆
10～18分 ☆☆
1～9分 ☆
0分 —
行人保护新技术
长期以来，汽车厂家更多的关注提高车内乘员的保护，而忽略了对行人的保护。因此，目前大多数车型行人安全水平普遍偏低。在欧洲NCAP的测试中，很少有车型能达到2星以上，大多数车型都需要加强行人保护能力。而国内的车型在设计时，更是很少有考虑行人安全的。
车辆与行人发生碰撞的时候，绝大多数的情况是车头与行人发生碰撞。在目前的绝大多数乘用车车头在与行人发生碰撞时，行人的下肢和头部是最频繁受到伤害的部位。一般来说，在车头与行人碰撞时，近45％的腿部伤害是由于保险杠与行人下肢碰撞造成的，有近35％的头部伤害是由于撞击后行人与风挡玻璃碰撞造成的，有近20％的头部伤害是由于与发动机罩碰撞造成的。由此可见，车头造型的设计和发动机罩以及风挡玻璃的设计，是减少碰撞伤害的主要因素。而下肢的伤害可能导致人残疾，头部的伤害则很可能致命，显而易见，头部伤害的危害程度远远大于下肢伤害。因此尽可能避免撞击后行人头部与车身发生碰撞，以及将头部与车身碰撞的伤害尽可能减小，显得尤为重要。
保险杠的设计
汽车撞上行人时，保险杠会对行人的小腿造成很大的伤害。要减少伤害，一是采用吸能比较好的材料。最近，美国拜耳材料 公司开发出一套利用聚氯酯泡沫制造的保险杠吸能系统。这种管状部件会在反复的撞击中不断磨损，直至完全破碎。这是一种质量轻、转移/吸收能量和保护行人的解决方案，目前已在凯迪拉克STS上投入使用，在NHSTA(美国国家公路安全局)和IIHS(高速公路安全保险协会)的测试中，取得了不错的行人保护成绩。
除采用新材料外，改进保险杠的外形设计也可以提高行人保护能力。在过去比较老款车型的车头设计里，保险杠一般是向前突出，这种设计形成一个类似“铲子”的结构，在发生碰撞时，保险杠突出的上沿将与行人膝部以下的部位发生碰撞，这个碰撞点是很低的，而行人的重心位于身体的中部，我们不难想象，这样的碰撞结果就是行人以其重心为轴心画圆，行人将按照这个轨迹发生翻滚，而必然会导致其头部与发动机罩或风挡玻璃发生碰撞，如果速度更快，行人会一直沿着车的顶部翻滚到车后，其受伤程度可想而知。
造成这种情况的最核心的原因，就是碰撞点过低，如果能够将碰撞点抬高(比如与行人的胯部发生碰撞)，就能将碰撞点与行人的重心点接近或重合，那么翻滚就可以避免，结果是行人的臀部或者腹部与车头发生碰撞，行人或被撞飞，或者贴在车头上。事实证明，这种情况的碰撞，在同等速度下，对行人的伤害是远远小于碰撞点过低的情形的。主要原因就是，这类碰撞可以有效避免行人的头部与车身发生碰撞，同时车头与人体接触面积较大，可以减小伤害的程度。由此我们也不难理解，车头面积越大、越平整，此类伤害也就越小。
以奥迪为例，老款车型的保险杠凸出一块，撞上行人时，会对行人的腿部造成很大伤害。而且，由于碰撞点较低，还很容易将行人撞飞，使行人的头部撞到发动机罩上，形成更大伤害。新款奥迪则采用“大嘴”式前脸设计，将保险杠融入整个前中网。这样不仅使外形看起来更加圆润，也有助于增加其行人保护水平。测试证明，这种设计非常有利于降低对行人的伤害。
发动机罩弹升技术
汽车与行人发生碰撞时，如果速度很快的话，行人就会被撞得飞起，然后头部撞在发动机罩或前挡风玻璃上。发动机罩下面就是坚硬的发动机，如果直接相撞的话，会对行人造成非常严重的伤害。因此，要想保护好行人的头部，那么发动机罩和发动机之间就必须有足够的缓冲距离。但是这个距离很高的话会增加发动机舱的高度，影响整车的风阻系数。
最近，日产汽车公司最近推出了一种弹升式发动机罩技术。其原理是在前保险杆内安装碰撞传感器，如果检测到撞到行人了，就会启动发动机罩弹升控制模块；接着爆炸式弹射装置便可瞬间将发动机罩提高，以减小碰撞下对行人造成的伤害。
弹升式发动机罩技术不仅对行人防护有利，此外这项创新的装置，也能让汽车设计师得以在车头造型上取得更多的发挥空间，让车辆在美学及安全性上取得平衡。日产表示，弹升式发动机盖将率先搭载于Sky-line Coupe，也就是Infinti G37之上。
事实上，这项技术很早就出现了，捷豹(Jaguar)XK和本田里程(Legend)等车型就采用了这项技术，并在欧洲NCAP的测试中，取得了非常好的成绩，相信随着行人安全的被普遍关注，这项技术会被越来越多的车型所采用。