车辆行人保护技术概述

崔洋洋+王译

摘 要：车辆行人保护系统是一种智能化汽车安全系统，它在保护行人方面起到极其重要的作用，其担任的角色也随着车辆安全要求的提升而日益重要，同时伴随着各国行人保护法规的相继出台，其在现代化汽车技术中逐渐成为热门的研究领域。该文从专利文献的视角对车辆行人保护技术的发展进行了统计分析，总结了车辆行人保护相关技术的发展。

关键词：车辆 碰撞 行人保护 发展路线

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（c）-0214-02

全球汽车工业的快速发展给交通安全带来了严峻的挑战。行人是道路使用者中的弱势群体，行人与车辆的碰撞是以行人高致死率、高重伤率和高致残率为特征的碰撞。车辆行人保护系统的普及与应用有利于在碰撞前使得驾驶员提前意识到危险情况，辅助驾驶员规避行人，在碰撞时将对行人的伤害降至最低，能有效降低恶性交通事故的发生。为此，以智能车辆为研究核心的汽车行人保护系统正受到人们的广泛关注，成为国内外汽车主动安全技术领域的研究热点之一。

1 车辆行人保护技术概述

1.1 车辆行人保护的概念

车辆行人保护是指车辆在发生碰撞之前或发生过程中对行人实施的保护，其可在碰撞前自动评估车辆是否与障碍物发生碰撞，在车辆正常运行时、碰撞前、碰撞时等不同的时间段针对车辆设备采取不同的措施，以将对行人的伤害降至最低，实现车辆的智能化、提升行人的安全。车辆行人保护系统将先进的结构优化设计技术、信息采集与处理技术、电子计算机控制技术、人工智能有机结合地应用到车辆管理体系之中，能够全方位发挥作用，使得人、车、环境协调统一。

1.2 国际相关法规

为减少对行人的伤害，欧洲车辆安全促进委员会（EEVC）曾对欧盟国家中的道路交通事故进行了长达22年的调查、分析和研究，并在此基础上公布了相关的研究结果。Euro NCAP（Euro new car assessment program）2002年加入到车辆评价体系中，欧盟行人保护法规2005年开始实施，其采用纯粹被动的措施来实现行人保护，即汽车前端的造型和缓冲设备，日本2004年也开始实施《行人者头部保护标准》，另外欧盟行人保护法规在2010年起实施第二阶段这一更高要求的法规，即主动保护系统。随着技术的发展，人们对道路弱势使用者安全的重视程度日渐提升，车辆行人保护技术有了进一步的发展，结合国际法规的不断出台，研究人员对该技术的改进从结构到控制系统进行了深入的研究。

1.3 行人安全保护技术的分支

国际上广为采用的行人安全保护技术主要被应用于改进保险杠等缓冲机构、发动机盖弹升技术、行人安全气囊系统和车辆行人安全保护控制策略四个方面。

保险杠等缓冲机构主要是指对保险杠区域的材料、结构的设计，另外，针对车头的内部构件、翼子板、雨刮设施等实施的结构上的改动，也可划分至这个概念中；发动机盖的弹升技术则是与气囊安装和展开过程中涉及的发动机盖关联的部件和机构有关，顾名思义，其在行人撞击的瞬间把发动机盖弹起，在发动机盖与发动机之间产生一个缓冲区，使得被撞的行人有足够的缓冲空间，并非传统的吸能溃缩；行人安全气囊系统则是为了避免人体撞击汽车保险杠和前挡风玻璃，使得行人免于受到更大伤害的气囊装置，目前整车产品种配置的行人保护安全气囊系统，其典型组成包括发动机罩安全气囊和前围安全气囊，两者的配合使用可减少最常见的行人伤亡事故；另外，在行人保护控制策略方面，行人的准确识别一直是该领域研究的目标，无论是碰撞前的预警还是碰撞即将发生时判定是否激励行人保护设备均涉及到传感器领域，依据行人识别方法可分为接触式传感器和遥感式传感器，同时，近些年随着车辆技术的智能化，行人避碰的发展更加快速，具体涉及到行人识别与之后的车辆行为控制，其与传统意义上的行人保护通常并存，其中还涉及到驾驶员的驾驶状态判断，路况判断等。而且又可依据人体部位，将行人的保护划分为：保护头部、保护小腿、保护大腿；而现有的一些行人保护设施又可针对不同身高、体重的对象进行进一步的区分进而实施不同的保护策略。

2 车辆行人保护技术专利发展

2.1 发展历程

通过图1可见，自汽车1886年产生以来，人们逐渐意识到汽车对行人的碰撞应当得到抑制，从1912年至1991年之间，申请量都维持在一个较低的范围之内，人们关注点还在汽车能否正常行驶的角度上，至于汽车行驶安全性能等技术分支还处在萌芽阶段。在该阶段的申请，主要以英、法等欧洲国家为主，现代行人保护的基本构思在该阶段已经逐一出现，这促使欧洲EEVC WG10开始进行关于行人保护的碰撞试验，但总的来讲还是主要集中在保险杠的改进上面，其他方面的发展并不成熟。

从1991年开始，关于车辆行人保护的专利申请量和申请人数量的发展总体趋势趋于平稳增长，该阶段的研究以安全杠和机罩的研究最多，涌现了对防止二次碰撞的可弹起的车辆发动机罩、发动机罩安全气囊的研究，同时障碍物探测与控制技术的研究也进入了平稳增长区域。

在2000年至2005年之间，关于车辆行人保护技术的申请量和申请人数量呈现跨越式增长。值得注意的是，在行业中EuroNCAP

2002年加入到行人保护评价体系中，之后日本2004年开始实施《行人者头部保护标准》，欧盟行人保护法规2005年开始实施，这也从侧面反映出在此之前的一个阶段中，行业内的大量研究催生了行业规范的产生与施行。

车辆行人保护技术的申请量从2005年开始呈现轻微下滑趋势，行人保护技术发展也到了其成熟期，申请量经历了一个逐渐下降后保持平稳的态势，以欧盟和日本为代表的行业规范的出台意味着这一领域的研究已经比较成熟，因此该阶段的研究是对前一阶段的进一步优化，例如，对车头结构、材料的优化以使得吸能效果更好，对传感器的优化使得其对行人的识别更加准确，同时也出现了防止车辆行人保护设备误操作以对车辆造成不可逆的恢复的技术。

2.2 行人保护专利申请技术分支

从下图主要申请国专利申请构成图上可见，德国在控制策略、缓冲结构、机罩3个技术领域发展均衡，对气囊的研究也占有一定的比例，显示出德国行人安全领域发展均衡充分。相对而言日本则侧重研究安全气囊和与之相关的控制策略方面，韩国、法国则侧重发动机罩的改进，美国则重视控制策略的研究，这与该领域的代表公司——通用的研究领域密切相关，我国国内研究在保险杠方面投入的精力较多，说明我国的行人安全领域的发展尚处于初级阶段。

另外，针对我国国内的申请，总量上申请人大多为个人申请，其次为企业和高校，说明了我国行人保护技术目前的发展并不系统，企业申请在总量上还没有占到一定的比重；该领域比较重要的几个申请人分别为浙江吉利、奇瑞汽车、重庆长安汽车。我国国内申请在早期的主要研究方向是包括保险杠在内的车头缓冲结构，然而随着技术的发展，关于发动机罩的研究逐渐开始增多，而对行人安全整体控制策略的研究则从2010年才开始受到关注，然而此时综合全球技术分支的发展状态，国内申请人的关注点与全球重点企业重点研究控制策略相比明显滞后。

3 结语

该文介绍与分析了车辆行人保护技术分支与专利申请的发展历程，反映出该领域的主要专利基本由国外大型公司申请，而国内现阶段在该领域的研究主要由大型汽车企业和院校进行，而大型企业的申请不够系统。随着我国对行人保护相关条例的出臺，对行人的安全保护提出了更高的要求，因此对于国内申请人来说，需要绕过国外专利壁垒，提升在行人保护控制策略上的研究，增强自身的专利保护意识。

参考文献

[1] 杨铁军.产业专利分析报告（农业机械）[M].北京：知识产权出版社，2013.

[2] 杨铁军.产业专利分析报告（汽车碰撞安全）[M].北京：知识产权出版社，2013.