警察查控車輛避讓與防撞反應訓練裝置研發(fā)

1、<p>　　警察查控車輛避讓與防撞反應訓練裝置研發(fā)</p><p>　　[摘 要]通過對警察車輛查控過程中車禍發(fā)生瞬間的車輛特征、人體所接收信號進行模擬，通訊總線和中繼器下達給訓練測試裝置，通過其中的檢測單元實時檢測安裝在測試毯中的傳感器發(fā)出的信號，人體通過視覺接收信號后，訓練縮短人體瞬間反應時間和到達安全區(qū)域的移動速度，最大程度避免車撞人事故的發(fā)生。 </p><p>　　[關

2、鍵詞]車輛查控；車輛撞擊；人體反應；訓練 </p><p><b>　　一、項目背景 </b></p><p>　　2012年，公安部交通管理局接報了20起共導致20名交警執(zhí)勤中犧牲的案件，其中民警駕車發(fā)生交通事故8起、查處交通違法時被撞5起、“二次事故”4起、意外墜落2起、被犯罪嫌疑人報復1起。通過分析發(fā)現(xiàn)，車禍發(fā)生的原因除駕駛員違章行車、判斷失誤或操作不當外，在車

3、撞人的特定環(huán)境下，可能被撞的人在車禍發(fā)生前瞬間判斷的心理反應時差異（即判斷后迅速移動速度）也是能否避免車禍發(fā)生的重要因素。[1]其中，在查處交通違法時被撞和“二次事故”的發(fā)生傷亡案例中暴露了當事民警身體靈敏性差、心理反應時間長等缺點，而這些問題完全可以通過專項訓練得以緩解，若能通過專門設備來實現(xiàn)，更會達到事半功倍的效果。 </p><p>　　本項目研究將測試儀的刺激信號設置為視頻信號，其內容可根據(jù)被測試者面臨不

4、同場景變換。同時，為了能夠更好模擬現(xiàn)實場景和反應環(huán)境，視頻信號將模擬現(xiàn)實場景，場景在顯示屏上出現(xiàn)的時間、形式都是隨機的，即測試或訓練者必須進行瞬間復雜選擇并根據(jù)臨場判斷做出快速移動反應，到達指定安全區(qū)域。 </p><p><b>　　二、研究內容 </b></p><p>　　首先對車禍發(fā)生過程中警察遭遇車輛撞擊的各類案例進行分類，在還原各類車禍發(fā)生場景的同時，對相

5、似案例場景發(fā)生時不同個體成功躲閃和遭遇車禍的兩種結果產(chǎn)生時當事人反應差異進行比較，通過人體心理反應時差異、躲閃動作差異、躲閃線路差異等方面因素分析，以心理學理論為支撐，對面臨車輛撞擊瞬間能夠安全避險的人體反應時范圍進行量化和界定，以運動人體科學對瞬間躲閃最快動作進行研究和確定。 </p><p>　　訓練設備研發(fā)將通過視頻庫建立、軟硬件設計展開。視頻信號內容根據(jù)警察查車過程中可能遇到的各種車輛撞擊場景隨機出現(xiàn)，包

6、括醉酒人員駕車撞擊、犯罪嫌疑人加速逃離撞擊、車輛事故現(xiàn)場的二次事故、路邊臨時檢查突遭其它車輛撞擊、雨雪天氣車輛打滑漂移意外撞擊等場景，為培訓提供硬件和技術支持。 </p><p><b>　　三、技術指標界定 </b></p><p><b>　?。ㄒ唬┌踩珔^(qū)域 </b></p><p>　　通過對事故現(xiàn)場警察被撞案例分析

7、發(fā)現(xiàn)，在車禍發(fā)生的瞬間，相對于路面上執(zhí)法的警察來說，車輛與道路存在相對安全區(qū)域和危險區(qū)域。國家標準沒有規(guī)定道路總寬度的上限，只是規(guī)定了最小車道寬度、機動車輛外廓尺寸。顯然，按照國家標準及行業(yè)標準，路面寬度大于車輛寬度，除特殊情況外，均應有足夠空隙供人躲避或逃離。以查控人員在車輛行駛前方攔截為例，當車輛因沖卡加速逃離時，車輛行駛方向正前方和左側均為危險區(qū)域，因為正前方為被攔截車輛最易撞擊區(qū)域，而左側則為對面來車撞擊區(qū)域。因此，正在行駛的車

8、輛右側與路邊沿的區(qū)域為第一時間容易躲避車輛撞擊區(qū)域，即第一安全區(qū)域。若考慮到防止車輛變向或制動不及而繼續(xù)造成撞擊等因素的存在，要向道路邊線或護欄以外做出再次躲閃，即車輛行駛方向右側道路邊線或護欄以外區(qū)域，即第二安全區(qū)域。 </p><p>　?。ǘ┟撾U安全距離及時間 </p><p>　　根據(jù)國家有關規(guī)定，機動車輛寬度限制為2.5m，其中的寬度是指車身外側鈑金最突點之間的距離，一般車的前

9、輪眉位置是最寬的。車輛撞擊前，移動到安全區(qū)域的通過最大距離為車輛最大寬度，即2.5m為安全距離，在發(fā)現(xiàn)車輛撞擊發(fā)生心理反應時到完成安全距離移動的運動時間的和為本次脫險安全時間。安全距離是恒定不變的，安全時間則因人心理反應能力和運動靈敏性的不同而不同。靈敏性素質是指人在一定空間里快速改變整個身體運動方向的能力，是一種能迅速、準確完成動作的能力， 它與速度素質一樣， 對一般人并不顯得特別重要， 但對類似車輛撞擊的緊急情勢而言，靈敏的動作、快

10、速的反應對及時躲閃大有裨益。據(jù)有關文獻資料顯示，心理反應時和運動靈敏性均可通過有針對性的訓練大幅度提高。 </p><p>　?。ㄈ┮自廛囕v撞擊傷亡情形 </p><p>　　1.大貨車超載剎車不及 </p><p>　　大貨車超載剎車不及，嚴重影響其它正常行駛車輛通行安全的同時，對路面人身安全造成極大的危害。 </p><p>　　2.酒

11、后駕駛或新手駕駛操作不當 </p><p>　　酒后駕駛處罰力度加大，違法犯罪成本提高，但仍有部分駕駛員鋌而走險。另外，隨著我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展，車輛越來越普及，路面新手增多，操作不當時有發(fā)生。 </p><p>　　3.無牌無證摩托車加速沖卡逃避檢查 </p><p>　　隨著我國部分城市禁摩行動及摩托車規(guī)范駕駛行動的開展，摩托車沖卡逃避檢查現(xiàn)象越來越普遍。摩托車

12、駕駛輕便，體積小，沖卡成功率高，且對路面人身安全傷害隱患廣泛存在。 </p><p>　　4.匝道及應急車道現(xiàn)場勘查或陰、雨、霧、冰、夜間天氣能見度低車輛急剎不住 </p><p>　　特殊天氣條件下車禍發(fā)生頻繁，主要原因均是匝道及應急車道現(xiàn)場勘查或陰、雨、霧、冰、夜間天氣能見度低車輛急剎不住導致的碰撞。此類傷亡案例中，駕駛員不存在主觀故意，但當發(fā)現(xiàn)目標時，均已無法有效控制車輛及時剎車，從

13、而造成嚴重后果。 </p><p><b>　　四、設備研發(fā) </b></p><p>　?。ㄒ唬┮曨l庫的建立 </p><p>　　根據(jù)公路交通（高速公路、國道、省道、縣道、鄉(xiāng)村公路）和城市交通兩大類，依據(jù)易發(fā)撞擊的四種情形，正常時速80、60、40km/h和非正常時速140、120、100km/h的六種不同速度，設計出車輛撞擊的各類情形組成

14、視頻庫。包括：轎車六類速度正面撞擊（含現(xiàn)場逗留、路邊臨時情況、酒后駕駛車輛直線撞擊/突然逃離、新手駕駛車輛操作不當?shù)龋?，卡車突然加速撞擊，無牌無證摩托車加速撞擊，陰、雨、霧、冰、夜間天氣能見度低車輛遇匝道及應急車道急剎不住。 </p><p>　?。ǘ┰O備電路圖及構件 </p><p>　　如圖1所示，包括測試毯1.位置數(shù)據(jù)采集器；2.RS232/RS485轉換器；3.上位機；4.和大屏

15、幕；5.所述測試毯。1輸出的位置信號經(jīng)位置數(shù)據(jù)采集器2處理成數(shù)字信號，再經(jīng)RS485/RS232轉換器3與上位機4連接，上位機4的視頻信號與測試指令同時與大屏幕5連接。 　　所述位置數(shù)據(jù)采集器2包括單片機IC1、總線收發(fā)器IC2、光耦隔離器IC3、IC4和IC5，所述測試毯1上設有64個測試方格，每個方格內設有一個按鍵開關SW1～SW64，組成8×8陣列式位置傳感器，如圖3所示。其中的單片機IC1的P0和P2的16個端口分別

16、與8×8陣列式位置傳感器的8個橫向信號輸出端和8個縱向信號輸出端連接，單片機IC1的RXD端和TXD端分別經(jīng)光耦隔離器IC3和IC4與總線收發(fā)器IC2的R端和D端連接，總線收發(fā)器IC2的RE端和DE端經(jīng)光耦隔離器IC5與單片機IC1的SCK端連接，總線收發(fā)器IC2的A端和B端為位置數(shù)據(jù)采集器2的收發(fā)總線與RS485/RS232轉換器3連接。 </p><p>　　所述上位機內存有真實場景拍攝模擬的車輛行

17、駛視頻庫，并設有能完成信號選擇、指令下達、安全區(qū)域界定及生成測試報告的程序。 </p><p>　　裝置將操作人員在上位機選擇的視頻信號與測試指令顯示在大屏幕的同時，將操作指令通過RS232/RS485轉換器下達給位置數(shù)據(jù)采集器，受測者通過觀看大屏幕上的影像畫面及 </p><p>　　行動指令做出避讓與否的判斷，當受測者在測試毯上迅速移動時，其位置信息由位置數(shù)據(jù)采集器從測試毯上實時獲取，

18、采集周期可達0.01s，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機處理后再經(jīng)RS485/RS232轉換器實時發(fā)送到上位機，上位機的測試程序檢測到數(shù)據(jù)后實時顯示并計算出受測者的實時行動距離及最終抵達區(qū)域，將結果同測試影像已設定的參數(shù)進行比較，整理分析得出評估報告，并返回測試界面顯示。其中位置數(shù)據(jù)采集器完成從傳感器發(fā)來的位置數(shù)據(jù)的采集、篩選、編碼工作，再經(jīng)設定好的通訊協(xié)議由RS485/RS232轉換器上傳給上位機。目前實現(xiàn)的測試毯由64個測試方格組成，每個方格代

19、表一個位置單元，根據(jù)不同情況的設置參數(shù)可在測試毯上劃分出不同的危險與安全區(qū)域。 </p><p>　　本系統(tǒng)的中央監(jiān)控設備主要根據(jù)訓練測試裝置得到的人員位置和速度等信息、選擇的視頻信號類型、界定的危險/安全區(qū)域和最大逃生時間，下達操控指令，計算人員的位置和移動信號，得出避險測試報告。 </p><p><b>　　五、小結 </b></p><p&

20、gt;　　警察查控車輛防撞反應訓練裝置的研發(fā)是當前公安民警執(zhí)法訓練的需要，同時，也可廣泛應用于普通人群日常生活的自我保護訓練、與車輛密切接觸的特種行業(yè)安全生產(chǎn)訓練等。 </p><p><b>　　[參考文獻] </b></p><p>　　[1]何樹林.論警車警衛(wèi)時的操控技巧與技術規(guī)范[J].警察技術，2012（1）：59-60. </p><p

21、>　　[2]孫寶元，錢敏，張軍.壓電式傳感器與測力儀研發(fā)回顧與展望[J]. 大連理工大學學報，2001（2）：127-129. </p><p>　　[3]范旭東.靈敏素質測試儀的開發(fā)與評價標準體系構建的研究[J]. 廣州體育學院學報，2012（1）：90-91. </p><p>　　[作者簡介]許在華，南京森林警察學院警務技戰(zhàn)術系。 </p><p>