Автомобиль, аварийность, пассивная и активная безопасность, устройства защиты, человеческий фактор
A car accident, passive and active safety, protection devices, the human factor

Прогрессивно возрастающая мобильность населения вызывает увеличивающийся спрос на колесные транспортные средства, приводит к возрастанию плотности транспортных потоков и вероятности аварий. В числе причин их возникновения немалую роль играет человеческий фактор. В этих квазиэкстремальных условиях важно соблюдение технических предписаний по безопасной эксплуатации автомобилей и еще более востребованными становятся современные устройства защиты людей в автомобиле и вне его, электронные системы предотвращения аварий, т.е. средства пассивной и активной безопасности.
Progressively increasing mobility of the population is increasing demand for wheeled vehicles, leads to an increase in the density of transport flows and the risk of accidents. Among the reasons for their appearance plays a significant role the human factor. In these circumstances it is important Quasi the technical requirements for the safe operation of vehicles and even more eye out-Bova are modern devices to protect people in the car and outside the electronic system for the prevention of accidents, ie means of passive and active safety.

Высокая аварийность на автомобильных дорогах Европы, например [1], и США при плотных транспортных потоках и высокой мобильности населения заставляет власти и автомобилестроителей использовать более эффективные средства защиты пользователей автомобилей. Это становится понятным при рассмотрении официальной статистики. Например, из данных отчета Федеральных ведомств дорожного транспорта и статистики Германии о динамике совокупных и дифференцированных аварийных потерь экономики вследствие дорожно-транспортных происшествий (ДТП) в 2005...2008 гг. Она такова: компенсации за погибших в 2005 г. составили 5,5 млрд. евро, тяжело раненным - 8,2 млрд. евро, легко раненным - 1,6 млрд. евро, за имущество - 16,3 млрд. евро; в 2006 г. - 5,2 млрд. евро; 8,0 млрд. евро; 1,6 млрд. евро; 16,2 млрд. евро; в 2007 г. - 5,1 млрд. евро; 8,2 млрд. евро, 1,6 млрд. евро, 17,1 млрд. евро; в 2008 г. - 4,6 млрд. евро, 7,8 млрд. евро, 1,6 млрд. евро, 17,0 млрд. евро, соответственно. Денежное выражение убытков недостаточно точно отражает картину ДТП, поскольку изменяется нормативная база выплат. Так, в 2008 г. она составляла 1.035.165 евро на погибшего, 110.506 евро на тяжело раненного и 4.403 евро на легко раненного, что выше уровня предшествующих лет. Ущерб от потери имущества оценивается по факту анализа повреждений. Куда более объективная картина предстает при анализе динамики пострадавших. В 2008 г. на дорогах погибло 4477 чел., что на 16 % меньше, чем в 2005 г. (5361 чел.), тяжело пострадало 70644 и 76952 чел. (-8,1 %), легко пострадало 3384403 и 356491 чел. (-5,1 %), соответственно.

Вообще, дорожные происшествия являются самой опасной угрозой здоровью людей во всем мире. Ущерб от ДТП превышает ущерб от всех иных транспортных происшествий (самолетов, кораблей, поездов, и т. п.) вместе взятых. ДТП являются одной из важнейших мировых угроз здоровью и жизни людей. Проблема усугубляется и тем, что пострадавшие в авариях — как правило, молодые и здоровые (до аварии) люди. По данным ВОЗ, в мире ежегодно в дорожных авариях погибают 1,2 млн человек и около 50 млн получают травмы [2]. Более 27000 погибает на российских дорогах [3] и более 40000 на дорогах США [4], в пересчете на количество автомобилей эти цифры означают в год 70 погибших в ДТП на территории России или 15 погибших в США на каждые 100 000 автомобилей [5]. По статистическим оценкам, с начала XX в. на дорогах США погибли в ДТП более трех миллионов человек, что превышает все потери США (650 000) во всех военных конфликтах с 1774 г.

На основе статистики ДТП исследователи из германского автомобилестроительного концерна Daimler установили, что 15 % всех аварий на дорогах Германии приходится на сход автомобиля с полосы движения на скорости более 60 км/ч, что приводит к боковым столкновениям с погибшими (34 % всех случаев) и тяжело пострадавшими (25 %). В США по этой причине погибает 29 % попавших в аварии. В связи с этим на легковые автомобили концерна уже несколько лет в качестве опции ставились электронные системы поддержки водителя по отслеживанию полосы движения и видеообзора мертвых или слепых зон. За эту инновацию коллектив разработчиков концерна в 2010 г. получил золотую медаль от контрольно-диагностического центра ADAC, являющего упол-номоченной Технической Службой в рамках Женевского Соглашения 1958 г. В новом спортивном родстере Mercedes-Benz SL конструктивного ряда R231 эти опции станут стандартными.

Проведенный управлением дорожного движения и дорожной полиции Германии анализ использования на территории страны ремней безопасности водителями и пассажирами переднего сиденья свидетельствует о повышении его степени с введением обязательности этого требования 01.08.1984 г. с 60 до 90 % и для всех, в том числе пассажиров задних сидений, с 1991 г. до 97...99 %. Пагубность пренебрежения этой защитой в аварийных ситуациях приводит к смертельным случаям. В абсолютном и относительном цифровом выражении число погибших в землях Германии в 2010 г. непристегнутых ремнями безопасности пользователей легковых автомобилей выглядит следующим образом: Баден-Вюртемберг - 68 (25,4 %), Бавария - 101 (25,18 %), Берлин - 20 %, Бремен - 0, Гамбург - 3 (37,5 %), Северный Рейн-Вестфалия - 26 ( 9,5 %), Рейн-Пфальц - 20 %, Саарланд - 8 (36,4 %), Захсен-Анхальт - 17 (14,2 %), Шлезвиг-Гольштейн - 10 %. А в среднем по стране -19,83 %.

Понятным также выглядит желание руководителей германских центров исследований аварий и реконструкции ДТП введение обяза-тельного строго документального оформления места, характера и авторов восстановления и реставрации транспортных средств. Основанием для этого является характеристика возрастной структуры парка легковых автомобилей Германии по состоянию на 01.01.2010 г. Она свидетельствует о том, что 15,5 % всего парка приходится на автомобили до двух лет эксплуатации после выпуска, 21 % - 3...5 лет, 18,5 % - 6...8 лет, 17,2 % - 9...11 лет, 14 % - 12...14 лет. А автомобили, эксплуатирующиеся 15...30 и более лет после схода с конвейера составляют, хоть и не превалирующую, но достаточно большую массу, количественно выражающуюся в 5,6 млн. ед. Доля старых и ретроавтомобилей в общем парке легковых автомобилей Германии (15...17 лет - 7,7 %, 18...20 лет - 4 %, 21...23 г. - 1 %, 24...26 лет - 0,3 %, 27...29 лет - 0,2 %, 30 и более лет - 0,8 %) хоть и не велика, но их появление на дорогах общего пользования не запрещено. Поэтому для общества небезразлично техническое состояние изначально небезопасных транспортных средств. Это делает особенно важным документированность оформления всякого рода переделок, вос-становлений и реконструкций, в первую очередь, ретроавтомобилей, оригинальные компоненты для которых просто неоткуда взять. Такая процедура актуальна и для автомобилей меньшего возраста.

По результатам анализа причин достаточно высокой аварийности на дорогах Германии, приведенного в отчете члена Правления германской Технической Службы Dekra в Комитете Внутреннего Транспорта ЕЭК ООН международного Женевского Соглашения 1958 г. о безопасности колесных транспортных средств за 2012 г. на Парламентских слушаниях в конце марта 2012 г., последовало предложение по значительному снижению этих рисков за счет устранения влияния человеческого фактора. Для этого необходимо строже следовать предписаниям об обязательности пристегивания ремнями безопасности и расширять, наряду со ставшими уже стандартными серийными автомобильными системами антиблокировки и электронной курсовой устойчивости и динамической стабилизации, использование систем превентивного автоматического торможения, удержания полосы движения, поддержания маневра поворота, защиты пассажиров, пешеходов, велосипедистов и мотоциклистов, пока еще мало знакомых многим водителям автомобилей.

По основанной на официальной статистике оценке руководителя института судебной медицины университета им. Людвига Максимилиана германского Мюнхена негатив усугубляется тем, что доля виновных в ДТП пьяных водителей в Германии растет. По сравнению с 2009 г. с 328915 случаями легкого повреждения пользователей автомобилей 2011 г. отмечен ростом на 15576 случаев, т.е. на 4,7 %. По тяжелым повреждениям (68533 чел.) рост составил 9 %.Особенно драматичным выглядит картина погибших (4154) с ростом на 10,6 %, требующая вмешательства законодательных и надзирающих органов власти. Ими также должна контролироваться правомочность и совместимость используемых в автомобиле компонентов.

Важность соблюдения технических предписаний и рекомендаций по безопасной эксплуатации автомобилей, в том числе, производителей шин и автомобилей по допустимости использования на его осях разных типов шин разных производителей, т.е. комбинированной ошиновки является одним из необходимых условий безопасности дорожного движения. И это необходимо популярно разъяснять пользователям автомобилей. Как, например, в аналитической заметке редактора мюнхенского (Германия) журнала Auto Service Praxis, в которой сообщается о нерекомендуемости одновременного использования диагональных и радиальных шин, шин разной размерности, летних и зимних, различных произ-водителей, конструктивного исполнения, с сильно отличающейся глубиной профиля протектора, обычных и безопасных шин. При этом недопустимым в Германии является только два первых сочетания. С одной стороны, это упрощает жизнь специалистам технических служб автоперевозчиков и автовладельцам, а, с другой стороны, угрожает жизни водителей и других участников дорожного движения.

Естественно, что не только подбором шин определяется активная безопасность автомобиля - опасны скрытые повреждения колеса при ударе о бордюрный камень, например, но для большей безопасности следует выполнять комплекс следующих теоретических правил и мероприятий: предписания Директивы Евросоюза 92/23/ECE по допуску к эксплуатации, рекомендации автомобилестроителей, контроль состояния (неповрежденности), глубины профиля протектора, недопущение перегрузок, отсутствие платформ износа, выполнение предписаний Правил ЕЭК ООН 117, особенно по предотвращению аквапланирования.

Морозные зимы двух последних лет в Северной и Центральной Европе с нередкими остановками на подъемах не только грузовых, но даже легковых автомобилей стали причиной для уточнения и разъяснения Порядка допуска к эксплуатации автомобилей в Германии. Они подчеркивают необходимость не только полного выполнения требований Директивы Евросоюза 92/93/EWC с изменениями 2005 г., но и обязательной ошиновки ведущих колес автотранспортных средств категорий М2, М3, N2 и N3 шинами с маркировкой M+S (грязь+снег). Эти зимние шины с увеличенными по сравнению с летними и всесезонными канавками и грунтозацепами наилучшим образом подходят как для заснеженных трасс, так и для проселочных дорог и лесных просек со снегом и грязью, а их натуральный каучук в резиновых смесях хорошо выдерживает низкие температуры до -60°C. Меньшее значение придается глубине профиля протектора (главное, чтобы он был не менее законодательно установ-ленных в Германии 1 мм). Зато большее внимание уделяется оптимальности развесовки при загрузке грузовых транспортных средств, позволяющей реализовать тяговые и тормозные силы. Эти рекомендации практически подтверждены результатами экспертных заключений испытателей, собранных Федеральным Объединением шинной торговли и вулканизационного восстановления (BRV) и показавших 20 %-ое повышение эффективности.

При постоянно растущей плотности транспортных потоков и интенсивности движения, а также в связи с развитием электроники, средств связи и коммуникаций возрастает роль и значимость автомобильных навигационных систем. Об их востребованности водителями свидетельствуют результаты опроса в Германии (уже используются 66 %), Франции (59 %), Италии (58 %), Польше (57 %). Из общей массы опрошенных 52 % регулярно используют в своих поездках встроенные автомобильные навигационные системы, 16 % - ежедневно. В Китае и Бразилии, например, более популярны сейчас навигационные возможности мобильных телефонов и смартфонов. Экономичность эксплуатации транспортных средств повышается за счет выбора оптимального маршрута движения. Бурными темпами осуществляется очеловечивание навигационных систем будущего с упрощенным общением. В этих условиях очень полезна и успешна деятельность предпринимателей, таких, например, как германская фирма Navteq, предлагающих клиентам большой набор электронных карт большинства крупных городов мира, в которые ежедневно вносится до 2,4 млн исправлений!

Для улучшения ситуации с безопасностью на автомобильных дорогах осуществляются различные эффективные защитные мероприятия. Так, например, серийные легковые автомобили Volvo V70, XC70 и S80 2012 модельного года оснащаются новой системой «городская безопасность». Она способна предотвратить или значительно снизить травматизм при движении по городу со скоростью до 30 км/ч, функционирует с оптическими лазерами в верхней части ветрового стекла и реагирует на впереди движущиеся автомобили на расстоянии до 8 м. Оценивая дистанционный сигнал с частотой 50 Гц, система при бездействии оповещенного об опасности водителя включает функцию автоматического принудительного торможения. При относительных скоростях движения встречных автомобилей до 15 км/ч каждого столкновение полностью исключается, при 15...30 км/ч - максимально смягчается. Видеокамерное наблюдение повышает степень превентивной защиты пешеходов.

Разработанная исследовательско-проектной группой германского автомобилестроительного концерна Daimler новая концепция ускоренной, более оперативной, чем позволяют физические и физиологические возможности человека, оценки аварийной транспортной ситуации системой 6D-Vision с бинокулярным видеокамерным стереоскопическим «зрением» позволяет в трехмерном пространстве обзора в уменьшенном временном диапазоне обеспечить повышенную гарантию автоматического срабатывания превентивного предотвращения аварийного столкновения.

Сформулированная еще в 1969 г. философия реальной безопасности жизни Real-Life-Safety концерна основана на целенаправленном анализе причин ДТП с фронтальными столкновениями, их компьютерном имитационном моделировании и использовании современного программного обеспечения, обработки сигналов видеонаблюдения. Уточняющими являются следующие сведения: последнее предупреждение водителю и начало превентивного торможения за 0,5 с и его осуществление за 0,2 с! до его возможного совершения. А задумано все это еще 30 лет назад!

Рис. 1. Испытания автомобильного кузова и полнокомплектного автомобиля на фронтальное столкновение

С 1939 г. реализуя идею аварийной защиты талантливого инженера Béla Barényi, уже в 1940 г. германским концерном Mercedes-Benz был создан первый прототип шасси безопасного легкового автомобиля с зонами деформации, защитой боковых сторон, безопасной рулевой колонкой и системой удержания ремнями безопасности. Эта идея систематически апробировалась сначала в лабораторных условиях на компонентах кузова при ударе маятником и фронтальном ударе на разгонных салазках, а с 10.09.1959 г. – в исследовательских испытаниях автомобилей Mercedes-Benz типа W 110. К 2010 г. на кузовах полнокомплектных автомобилях (рис. 1) инженерами-испытателями концерна в германском Зиндельфингене было проведено более 500 экспериментов и 50000 расчетных имитаций. В 1969 г. Mercedes-Benz открыл собственный исследовательский центр, на счету которого к настоящему времени более 4 тыс. экспериментов по исследованию, реализации и совершенствованию новой комплексной концепции и технологии безопасности с натяжителями ремней безопасности, фронтальными, боковыми и завесными оконными надувными подушками безопасности этой новой превентивной системы. Ее концепция для полноприводных легковых автомобилей M-класса сформулирована как «реальная безопасность жизни» и базируется на четырех доминантах: предотвращение возможной опасности с оповещением и защитой водителя, активизация защитных мероприятий при наступлении этой опасности, эффективность защиты при столкновении, быстрота извлечения пострадавших из аварийного транспортного средства. Понятно, что с увеличением количества и качества используемых в автомобиле электронных и мехатронных систем и устройств возрастает роль бортовой и сервисной диагностики (рис. 2). Объединив преимущества устройств активной и пассивной безопасности с эффективностью электронной системы превентивного торможения с оповещением водителя [6,7], дивизиону Mercedes-Benz германского концерна Daimler удалось успешно реализовать возможности новой концепции, получить в 2010 г. премию международной организации по безопасности автомобилей «Euro NCAP Advanced Reward» и все полных пять звезд международной организации по оценке безопасности Euro-NCAP.

Рис. 2. Современная система автомобильной бортовой и сервисной компьютерной диагностики

Немаловажным, а порой и определяющим активную, пассивную и экологическую безопасность, аспектом автомобилестроения является выбор конструктивных материалов и технологий их обработки. По прогнозу квалифицированных экспертов-аналитиков британской консультационной фирмы McKinsey к 2030 г. стоимость используемых в автомобильной промышленности высокопрочных сталей, алюминиевых сплавов и армированных углеволокнами полимерных материалов увеличится в стоимостном выражении с 70 до 300 млрд евро. Эту тенденцию подтверждает состоявшаяся 09...11.10.2012 г. в германском Дюссельдорфе европейская выставка ALUMINIUM und COMPOSITES EUROPE. В высшем классе автомобилей с ростом стоимости 1 кг конструкционного материала с 5 до 14 евро будут превалировать металло-пластмассовые комбинации с повышенным ростом доли алюминия и магния, и небольшим - армированных угле- и стекловолокнами полимеров. В сегменте автомобильного класса люкс при небольшой нынешней при 70 %-ом снижении стоимости до 15 евро/кг ожидается некоторое увеличение доли углепластиков. Германская технологическая фирма Leiber Group предлагает облегченный на 47 % хорошо формуемый штамповкой комбинированный алюминиево-стальной конструкционный материал динамической прочностью на кручение 4 кН м. Поставщик на сборочный конвейер нового Mercedes-Benz SL германского концерна Daimler литых алюминиевых профилей лонжеронов, порогов и других элементов днища кузова Martinrea Honsel также демонстрирует возможности модели электромобиля Tesla Motrors Aleoa S, выпускавшейся ежегодно в 5 тыс. экз., вдвое снижают собственную массу и позволяют разгонять его до 100 км/ч за 6 с. Разработанная институтом им. Фраунхофера химическая технология позволяет фирме Globelyst получать на 40 % облегченные армированные волокнами композиционные материалы.

Специфические проблемы безопасной эксплуатации гибридных и электромобилей с высоковольтным электрооборудованием в расширенном толковании положений Правил ЕЭК ООН 100 Альянсом Центра безопасности и Технической Службой Женевского Соглашения 1958 г. TÜV Süd вызывают необходимость углубленного информирования [8] специалистов и рядовых пользователей. Особое внимание должно быть уделено аварийной безопасности и правилам поведения на примерах видеоматериалов, полученных в ходе испытаний на пассивную безопасность при фронтальном столкновении с неподвижным препятствием на соответствие требованиям Правил ЕЭК ООН 94 и 95. По ним в течение первых 30 мин после этого события аккумуляторы не должны выпускать едкий огне- и взрывоопасный газ в салон транспортного средства. Повышению уровня противопожарной защиты пользователей гибридных и электромобилей способствует обеспечение пожарных формирований специальной информационной подборкой и проведение углубленного обучения с акцентом на особенности современных литий-ионных аккумуляторов.