وقتی درباره ایمنی خودرو صحبت میکنیم، معمولاً مجموعهای از تجهیزات مختلف به ذهن میرسد؛ از ABS و سیستم کنترل پایداری گرفته تا کمربند ایمنی، ایربگ و ساختار بدنه. همه این موارد با ایمنی خودرو ارتباط دارند، اما وظیفه یکسانی ندارند. بعضی از آنها تلاش میکنند احتمال وقوع تصادف را کاهش دهند یا به راننده در کنترل شرایط خطرناک کمک کنند، در حالی که گروه دیگری زمانی اهمیت پیدا میکنند که برخورد رخ داده و باید از سرنشینان در برابر پیامدهای آن محافظت شود.
همین تفاوت، پایه دو مفهوم مهم در مهندسی ایمنی خودرو است: ایمنی فعال (Active Safety) و ایمنی غیرفعال (Passive Safety). این تقسیمبندی فقط برای دستهبندی تجهیزات خودرو نیست؛ در طراحی و توسعه محصول، تدوین الزامات و برنامهریزی آزمونها نیز باید مشخص باشد هر سیستم قرار است چه خطری را کاهش دهد و عملکرد آن چگونه ارزیابی شود.
ایمنی فعال خودرو چیست؟
ایمنی فعال به مجموعه سیستمها و ویژگیهایی گفته میشود که به پیشگیری از تصادف یا کاهش احتمال و شدت وقوع آن کمک میکنند. این سیستمها عمدتاً پیش از برخورد وارد عمل میشوند و بسته به نوعشان ممکن است اطلاعاتی در اختیار راننده قرار دهند، درباره یک خطر هشدار دهند، به حفظ کنترل خودرو کمک کنند یا در شرایط مشخص مستقیماً در عملکردهایی مانند ترمز یا فرمان مداخله کنند.
برای مثال، اگر خودرو در یک مانور ناگهانی در آستانه از دست دادن پایداری قرار بگیرد، سیستم کنترل پایداری الکترونیکی میتواند با کنترل ترمز چرخها و تعامل با سایر سیستمهای خودرو به حفظ پایداری کمک کند. در خودروی مجهز به ترمز اضطراری خودکار نیز سیستم میتواند خطر برخورد را تشخیص دهد و در شرایط تعریفشده برای جلوگیری از برخورد یا کاهش شدت آن ترمزگیری کند. در هر دو حالت، هدف اصلی این است که پیش از وقوع تصادف، وضعیت خطرناک کنترل شود یا پیامد احتمالی آن کاهش پیدا کند.
در تعریف کلاسیک Active Safety، سیستم ترمز، فرمان، کنترل پایداری، کنترل کشش و برخی تجهیزات مرتبط با دید و کنترل خودرو از اجزای مهم این حوزه هستند. با توسعه خودروهای جدید، سیستمهای پیشرفته کمکراننده یا ADAS نیز سهم بسیار بیشتری در ایمنی فعال پیدا کردهاند.
از ABS تا ADAS؛ ایمنی فعال چگونه توسعه پیدا کرده است؟
یکی از شناختهشدهترین نمونههای Active Safety، سیستم ترمز ضدقفل یا ABS است. ABS در شرایط مشخص ترمزگیری از قفل شدن چرخها جلوگیری میکند و به حفظ قابلیت هدایت خودرو کمک میکند. سیستم کنترل پایداری الکترونیکی یا ESC نیز با بررسی رفتار خودرو و مقایسه آن با مسیر موردنظر راننده میتواند در شرایط از دست رفتن پایداری مداخله کند.
اما ایمنی فعال خودروهای جدید دیگر فقط به این سیستمها محدود نیست. ترمز اضطراری خودکار (AEB)، هشدار برخورد جلو، سیستمهای پشتیبانی حفظ مسیر، تشخیص نقاط کور، تشخیص عابر پیاده و دوچرخهسوار و برخی سیستمهای کمک به کنترل سرعت نمونههایی از فناوریهایی هستند که با استفاده از دوربین، رادار، حسگرها و پردازش اطلاعات تلاش میکنند خطر را پیش از وقوع برخورد تشخیص دهند.
وجود یک سیستم در فهرست تجهیزات خودرو، بهتنهایی نشاندهنده کیفیت عملکرد آن نیست. دو خودرو ممکن است هر دو به AEB مجهز باشند، اما محدوده سرعت عملکرد، توانایی تشخیص اهداف، شرایط فعال شدن و واکنش سیستم آنها متفاوت باشد. به همین دلیل در ارزیابی مهندسی، سؤال فقط این نیست که «آیا خودرو این سیستم را دارد؟»؛ باید مشخص شود سیستم در شرایط تعریفشده چگونه عمل میکند.
میدان دید راننده چه ارتباطی با ایمنی فعال دارد؟
ایمنی فعال همیشه به معنای وجود یک سیستم الکترونیکی پیچیده نیست. توانایی راننده برای مشاهده محیط اطراف خودرو یکی از پایهایترین عوامل در تشخیص خطر و جلوگیری از حادثه است. موقعیت راننده، طراحی ستونها، شیشه جلو و محدودهای که راننده میتواند بدون مانع مشاهده کند، همگی بر میدان دید اثر میگذارند.
به همین دلیل، میدان دید راننده نیز موضوع الزامات و آزمونهای مشخصی است. یکی از مقررات مرتبط در این حوزه UN Regulation No. 125 است. در تات نیز صفحه اختصاصی آزمون میدان دید جلو خودرو – ECE R125 برای مشاهده اطلاعات این آزمون در دسترس است.
این مثال نکته مهمی درباره Active Safety را نشان میدهد: پیشگیری از تصادف فقط به سامانههای هوشمند جدید وابسته نیست. برخی ویژگیهای پایه طراحی خودرو نیز میتوانند مستقیماً بر توانایی راننده برای تشخیص خطر و کنترل وسیله نقلیه اثر بگذارند.
ایمنی غیرفعال خودرو چیست؟
اگر Active Safety تلاش میکند از وقوع برخورد جلوگیری کند، Passive Safety عمدتاً با حفاظت هنگام تصادف و کاهش شدت آسیبهای ناشی از آن سروکار دارد. در اینجا فرض بر این است که برخورد رخ داده یا دیگر امکان جلوگیری کامل از آن وجود ندارد؛ بنابراین مسئله اصلی این است که انرژی برخورد چگونه مدیریت شود و سرنشین تا چه اندازه در برابر نیروها و حرکات ناشی از تصادف محافظت شود.
ایمنی غیرفعال فقط به ایربگ محدود نیست. ساختار بدنه و نحوه تغییر شکل آن، فضای بقای سرنشین، کمربندهای ایمنی، نقاط اتصال کمربند، صندلی و اتصالات آن، پشتسری، پیشکشنده و محدودکننده نیروی کمربند و ایربگها همگی میتوانند بخشی از عملکرد Passive Safety خودرو باشند. نکته مهم این است که این اجزا مستقل از یکدیگر عمل نمیکنند؛ نتیجه نهایی به عملکرد هماهنگ ساختار خودرو و سیستمهای مهار سرنشین وابسته است.
چرا صندلی و پشتسری بخشی از ایمنی غیرفعال هستند؟
صندلی خودرو فقط وسیلهای برای نشستن سرنشین نیست. صندلی، اتصالات آن و پشتسری باید در شرایط مشخص توانایی تحمل بارهای تعریفشده را داشته باشند و طراحی آنها میتواند در نحوه حرکت و حفاظت از سرنشین هنگام برخورد نقش داشته باشد.
به همین دلیل، الزامات مربوط به استحکام صندلی، اتصالات صندلی و پشتسری در مقررات فنی خودرو بهصورت مشخص تعریف شدهاند. یکی از مقررات شناختهشده این حوزه UN Regulation No. 17 یا R17 است. برای آشنایی با آزمون و الزامات مرتبط، صفحه آزمون استحکام صندلی خودرو – ECE R17 در وبسایت تات در دسترس است.
در چنین آزمونهایی هدف صرفاً مشاهده سالم ماندن ظاهری یک صندلی نیست. نحوه نصب نمونه، نقاط اعمال بار، نیروها، جابهجاییها و معیارهای پذیرش بر اساس روش آزمون و استاندارد مورد استناد تعیین میشوند. به همین دلیل، برای یک پروژه توسعه صندلی بهتر است الزامات آزمون از مراحل طراحی محصول در نظر گرفته شوند، نه زمانی که نمونه نهایی آماده شده است.
چرا نقاط اتصال کمربند ایمنی آزمون میشوند؟
کمربند ایمنی زمانی میتواند وظیفه خود را بهدرستی انجام دهد که نقاطی که آن را به ساختار خودرو متصل میکنند نیز بتوانند نیروهای تعریفشده را تحمل کنند. اگر خود کمربند عملکرد مناسبی داشته باشد اما محل اتصال آن به خودرو استحکام کافی نداشته باشد، عملکرد کل سیستم مهار تحت تأثیر قرار میگیرد.
به همین دلیل، استحکام نقاط اتصال کمربند ایمنی موضوع یک ارزیابی مشخص است و UN Regulation No. 14 یا R14 یکی از مقررات شناختهشده این حوزه به شمار میرود. جزئیات مربوط به این خدمت را میتوانید در صفحه آزمون اتصالات کمربند ایمنی خودرو – ECE R14 در وبسایت تات مشاهده کنید.
این مثال بهخوبی نشان میدهد چرا در Passive Safety نباید فقط به نام تجهیزات توجه کرد. «داشتن کمربند ایمنی» یک موضوع است و عملکرد صحیح مجموعه کمربند، نقاط اتصال، صندلی و ساختار خودرو موضوع دیگری است.
کمربند ایمنی و ایربگ چگونه با یکدیگر کار میکنند؟
ایربگ برای جایگزینی کمربند ایمنی طراحی نشده است. در یک برخورد، کمربند به کنترل حرکت سرنشین کمک میکند و ایربگ بهعنوان بخشی از سیستم حفاظتی مکمل، در شرایط طراحیشده نقش خود را ایفا میکند. عملکرد این مجموعه به عواملی مانند شدت و جهت برخورد، موقعیت سرنشین، عملکرد سیستم مهار و طراحی خودرو وابسته است.
به همین دلیل، نگاه مهندسی به Passive Safety با شمردن تعداد ایربگهای خودرو کامل نمیشود. ممکن است دو خودرو تعداد مشابهی ایربگ داشته باشند، اما عملکرد ساختار بدنه، سیستم مهار، صندلیها و نحوه یکپارچهسازی تجهیزات حفاظتی آنها متفاوت باشد. آنچه اهمیت دارد عملکرد مجموعه در شرایطی است که برای ارزیابی آن تعریف شده است.
تفاوت ایمنی فعال و غیرفعال در چیست؟
سادهترین راه برای درک تفاوت Active Safety و Passive Safety، توجه به هدف و زمان مداخله است. ایمنی فعال عمدتاً پیش از برخورد تلاش میکند خطر را تشخیص دهد، کنترل خودرو را حفظ کند یا از وقوع تصادف جلوگیری کند؛ در حالی که ایمنی غیرفعال عمدتاً زمانی اهمیت پیدا میکند که برخورد اتفاق افتاده و باید احتمال یا شدت آسیب کاهش پیدا کند.
| ایمنی فعال (Active Safety) | ایمنی غیرفعال (Passive Safety) |
|---|---|
| عمدتاً پیش از برخورد عمل میکند | عمدتاً هنگام برخورد اهمیت پیدا میکند |
| هدف آن پیشگیری از تصادف یا کاهش احتمال و شدت برخورد است | هدف آن کاهش آسیب ناشی از برخورد است |
| با کنترل خودرو، دید، هشدار و مداخله در شرایط خطر مرتبط است | با حفاظت از سرنشین و مدیریت انرژی برخورد مرتبط است |
| نمونه: ABS، ESC، AEB و سیستمهای حفظ مسیر | نمونه: کمربند، نقاط اتصال کمربند، ایربگ، صندلی، پشتسری و ساختار بدنه |
فرض کنید یک خودرو به کمک AEB پیش از برخورد ترمز میکند. اگر سیستم بتواند خودرو را متوقف کند، از وقوع تصادف جلوگیری شده است. اگر نتواند برخورد را کاملاً حذف کند اما سرعت را کاهش دهد، انرژی برخورد کمتر خواهد شد. از لحظهای که برخورد رخ میدهد، ساختار خودرو، کمربند، صندلی و سایر تجهیزات حفاظتی باید پیامدهای آن را مدیریت کنند. در چنین سناریویی میتوان دید که Active و Passive Safety نه رقیب، بلکه دو لایه مکمل از ایمنی خودرو هستند.
آیا مرز ایمنی فعال و غیرفعال همیشه کاملاً مشخص است؟
نه. تقسیمبندی Active و Passive Safety برای شناخت اصول ایمنی خودرو بسیار مفید است، اما در خودروهای جدید مرز این دو همیشه کاملاً صلب نیست. برخی سیستمها پیش از برخورد اطلاعات محیط را دریافت میکنند و ممکن است از این اطلاعات برای آمادهسازی سیستمهای حفاظتی استفاده شود. از طرف دیگر، یک سیستم Active Safety ممکن است نتواند برخورد را کاملاً متوقف کند اما با کاهش سرعت، شرایطی را که سیستمهای Passive Safety باید مدیریت کنند تغییر دهد.
به همین دلیل، نگاه جدید به ایمنی خودرو بیشتر به یک زنجیره کامل توجه میکند: تشخیص خطر، کمک به جلوگیری از تصادف، کاهش شدت برخورد، حفاظت هنگام تصادف و اقدامات پس از برخورد. این نگاه کمک میکند نقش هر سیستم در ارتباط با سایر بخشهای خودرو دیده شود، نه اینکه ایمنی صرفاً به دو فهرست مستقل از تجهیزات فعال و غیرفعال تقسیم شود.
ADAS چه ارتباطی با ایمنی فعال دارد؟
Advanced Driver Assistance Systems یا ADAS یکی از مهمترین حوزههای توسعه ایمنی فعال در خودروهای جدید است. این سیستمها با استفاده از دوربین، رادار، حسگرهای مختلف، اطلاعات خودرو و الگوریتمهای پردازشی محیط و وضعیت حرکت را بررسی میکنند و بسته به عملکردشان میتوانند به راننده هشدار دهند یا در کنترل خودرو مداخله کنند.
با این حال، ADAS را نباید بهصورت خودکار با رانندگی خودکار یکی دانست. بسیاری از سیستمهای موجود روی خودروهای تولیدی همچنان کمکراننده هستند و راننده باید بر محیط و عملکرد خودرو نظارت داشته باشد. هنگام ارزیابی این سیستمها نیز تنها وجود سختافزار کافی نیست؛ عملکرد سیستم در سناریوها، سرعتها، اهداف و شرایط تعریفشده اهمیت دارد.
این حوزه برای صنعت خودرو ایران نیز اهمیت بیشتری پیدا کرده است، زیرا بخشی از الزامات جدید خودرو به سیستمهای پیشرفته کمکراننده، تشخیص خطر و حفاظت از کاربران آسیبپذیر جاده مربوط میشوند. برای مشاهده این الزامات و وضعیت اجرای آنها میتوانید به جدول استانداردهای ۱۲۲گانه خودرو مراجعه کنید.
استانداردها چگونه ایمنی خودرو را قابل ارزیابی میکنند؟
عبارتهایی مانند «ایمن»، «مقاوم» یا «عملکرد مناسب» بدون معیار مشخص برای یک ارزیابی فنی کافی نیستند. یکی از نقشهای استانداردها و مقررات این است که چنین مفاهیمی را به الزامات، شرایط آزمون و معیارهای قابل ارزیابی تبدیل کنند. برای مثال، بهجای اینکه صرفاً گفته شود نقاط اتصال کمربند باید مقاوم باشند، استاندارد مشخص میکند آزمون تحت چه شرایطی انجام شود و چه معیارهایی باید رعایت شوند.
همین منطق در بخشهای مختلف خودرو دیده میشود. صندلی و پشتسری، نقاط اتصال کمربند، میدان دید، تجهیزات روشنایی، سیستمهای هشدار و بسیاری از اجزای دیگر هرکدام بر اساس استاندارد یا مقرره مرتبط خود ارزیابی میشوند. اگر با شمارههایی مانند R14، R17 یا R125 و نحوه ارتباط آنها با استانداردهای ملی ایران آشنا نیستید، مقاله «استاندارد UNECE چیست؟ ارتباط مقررات UN با استانداردهای خودرو در ایران» این موضوع را با جزئیات بیشتری توضیح میدهد.
آزمون مرتبط با محصول خود را چگونه پیدا کنیم؟
اگر هدف شما فقط مطالعه استاندارد نیست و میخواهید بدانید برای محصول یا پروژه موردنظر چه خدمات آزمونی در تات ارائه میشود، میتوانید از فهرست آزمونهای تات استفاده کنید. صفحات اختصاصی آزمونها اطلاعات مربوط به هر خدمت و استانداردهای مرتبط با آن را در اختیار شما قرار میدهند و امکان رسیدن از یک موضوع فنی به آزمون مرتبط را سادهتر میکنند.
برای نمونه، در همین مقاله سه موضوع متفاوت از ایمنی خودرو به سه آزمون مشخص رسیدند: میدان دید راننده به R125، استحکام صندلی و پشتسری به R17 و نقاط اتصال کمربند ایمنی به R14. این ارتباط نشان میدهد که «ایمنی خودرو» یک آزمون واحد نیست؛ مجموعهای از الزامات و ارزیابیهای مختلف است که هرکدام بخش مشخصی از عملکرد خودرو را بررسی میکنند.
آیا تجهیزات ایمنی بیشتر همیشه به معنی خودروی ایمنتر است؟
نه الزاماً. تعداد تجهیزات میتواند اطلاعات اولیهای درباره امکانات یک خودرو بدهد، اما معیار کاملی برای قضاوت درباره ایمنی آن نیست. کیفیت طراحی، محدوده عملکرد، کالیبراسیون، نحوه یکپارچهسازی سیستمها و عملکرد واقعی آنها در شرایط آزمون اهمیت بیشتری دارد. یک سیستم ایمنی زمانی ارزش واقعی خود را نشان میدهد که در شرایطی که برای آن طراحی شده، عملکرد مورد انتظار را ارائه کند.
همین مسئله درباره Passive Safety نیز صدق میکند. تعداد ایربگها بهتنهایی نمیتواند سطح حفاظت خودرو را مشخص کند و وجود ABS یا AEB نیز بدون بررسی عملکرد آنها تصویر کاملی از Active Safety ارائه نمیدهد. ایمنی خودرو نتیجه عملکرد مجموعهای از سیستمها، ساختارها و تصمیمهای مهندسی است که باید در کنار یکدیگر کار کنند.
ایمنی خودرو یک زنجیره است، نه یک فهرست تجهیزات
تقسیمبندی Active Safety و Passive Safety یکی از سادهترین راهها برای فهم ساختار ایمنی خودرو است. ایمنی فعال تلاش میکند خطر را زودتر تشخیص دهد، کنترل خودرو را حفظ کند و احتمال یا شدت تصادف را کاهش دهد. ایمنی غیرفعال زمانی وارد بخش اصلی مأموریت خود میشود که برخورد رخ داده و باید انرژی تصادف و حرکت سرنشین به شکلی مدیریت شود که احتمال آسیب کاهش پیدا کند.
اما خودروهای جدید نشان دادهاند که ایمنی را نمیتوان صرفاً با دو فهرست از تجهیزات توضیح داد. میدان دید مناسب به راننده کمک میکند خطر را زودتر ببیند، سیستمهای کمکراننده میتوانند برای جلوگیری از برخورد مداخله کنند، ترمز میتواند سرعت برخورد را کاهش دهد و اگر برخورد همچنان اتفاق افتاد، ساختار خودرو، صندلی، کمربند، نقاط اتصال و ایربگها باید حفاظت از سرنشین را ادامه دهند.
بنابراین سؤال مناسب هنگام بررسی ایمنی یک خودرو این نیست که «چند سیستم ایمنی دارد؟» سؤال دقیقتر این است که این سیستمها در چه شرایطی و بر اساس چه الزاماتی ارزیابی شدهاند و در کنار یکدیگر چگونه خطر وقوع تصادف و پیامدهای آن را کاهش میدهند؟ همین نگاه است که یک فهرست تجهیزات را به ارزیابی مهندسی ایمنی خودرو تبدیل میکند.