警察查控車輛避讓與防撞反應(yīng)訓(xùn)練裝置研發(fā)

1、<p>　　警察查控車輛避讓與防撞反應(yīng)訓(xùn)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(jìn)行模擬，通訊總線和中繼器下達(dá)給訓(xùn)練測試裝置，通過其中的檢測單元實(shí)時(shí)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(xùn)練縮短人體瞬間反應(yīng)時(shí)間和到達(dá)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(guān)

2、鍵詞]車輛查控；車輛撞擊；人體反應(yīng)；訓(xùn)練 </p><p><b>　　一、項(xiàng)目背景 </b></p><p>　　2012年，公安部交通管理局接報(bào)了20起共導(dǎo)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(shí)被撞5起、“二次事故”4起、意外墜落2起、被犯罪嫌疑人報(bào)復(fù)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(dāng)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(yīng)時(shí)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(shí)被撞和“二次事故”的發(fā)生傷亡案例中暴露了當(dāng)事民警身體靈敏性差、心理反應(yīng)時(shí)間長等缺點(diǎn)，而這些問題完全可以通過專項(xiàng)訓(xùn)練得以緩解，若能通過專門設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，更會達(dá)到事半功倍的效果。 </p><p>　　本項(xiàng)目研究將測試儀的刺激信號設(shè)置為視頻信號，其內(nèi)容可根據(jù)被測試者面臨不

4、同場景變換。同時(shí)，為了能夠更好模擬現(xiàn)實(shí)場景和反應(yīng)環(huán)境，視頻信號將模擬現(xiàn)實(shí)場景，場景在顯示屏上出現(xiàn)的時(shí)間、形式都是隨機(jī)的，即測試或訓(xùn)練者必須進(jìn)行瞬間復(fù)雜選擇并根據(jù)臨場判斷做出快速移動反應(yīng)，到達(dá)指定安全區(qū)域。 </p><p><b>　　二、研究內(nèi)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(jìn)行分類，在還原各類車禍發(fā)生場景的同時(shí)，對相

5、似案例場景發(fā)生時(shí)不同個(gè)體成功躲閃和遭遇車禍的兩種結(jié)果產(chǎn)生時(shí)當(dāng)事人反應(yīng)差異進(jìn)行比較，通過人體心理反應(yīng)時(shí)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(xué)理論為支撐，對面臨車輛撞擊瞬間能夠安全避險(xiǎn)的人體反應(yīng)時(shí)范圍進(jìn)行量化和界定，以運(yùn)動人體科學(xué)對瞬間躲閃最快動作進(jìn)行研究和確定。 </p><p>　　訓(xùn)練設(shè)備研發(fā)將通過視頻庫建立、軟硬件設(shè)計(jì)展開。視頻信號內(nèi)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(jī)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(shí)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(xùn)提供硬件和技術(shù)支持。 </p><p><b>　　三、技術(shù)指標(biāo)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(xiǎn)區(qū)域。國家標(biāo)準(zhǔn)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(jī)動車輛外廓尺寸。顯然，按照國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，路面寬度大于車輛寬度，除特殊情況外，均應(yīng)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(dāng)車輛因沖卡加速逃離時(shí)，車輛行駛方向正前方和左側(cè)均為危險(xiǎn)區(qū)域，因?yàn)檎胺綖楸粩r截車輛最易撞擊區(qū)域，而左側(cè)則為對面來車撞擊區(qū)域。因此，正在行駛的車

8、輛右側(cè)與路邊沿的區(qū)域?yàn)榈谝粫r(shí)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(hù)欄以外做出再次躲閃，即車輛行駛方向右側(cè)道路邊線或護(hù)欄以外區(qū)域，即第二安全區(qū)域。 </p><p>　?。ǘ┟撾U(xiǎn)安全距離及時(shí)間 </p><p>　　根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，機(jī)動車輛寬度限制為2.5m，其中的寬度是指車身外側(cè)鈑金最突點(diǎn)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(yīng)時(shí)到完成安全距離移動的運(yùn)動時(shí)間的和為本次脫險(xiǎn)安全時(shí)間。安全距離是恒定不變的，安全時(shí)間則因人心理反應(yīng)能力和運(yùn)動靈敏性的不同而不同。靈敏性素質(zhì)是指人在一定空間里快速改變整個(gè)身體運(yùn)動方向的能力，是一種能迅速、準(zhǔn)確完成動作的能力， 它與速度素質(zhì)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(yīng)對及時(shí)躲閃大有裨益。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料顯示，心理反應(yīng)時(shí)和運(yùn)動靈敏性均可通過有針對性的訓(xùn)練大幅度提高。 </p><p>　　（三）易遭車輛撞擊傷亡情形 </p><p>　　1.大貨車超載剎車不及 </p><p>　　大貨車超載剎車不及，嚴(yán)重影響其它正常行駛車輛通行安全的同時(shí)，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(dāng) </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(xiǎn)。另外，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，車輛越來越普及，路面新手增多，操作不當(dāng)時(shí)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)致的碰撞。此類傷亡案例中，駕駛員不存在主觀故意，但當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)，均已無法有效控制車輛及時(shí)剎車，從

13、而造成嚴(yán)重后果。 </p><p><b>　　四、設(shè)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(shí)速80、60、40km/h和非正常時(shí)速140、120、100km/h的六種不同速度，設(shè)計(jì)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(shí)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(dāng)?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(yīng)急車道急剎不住。 </p><p>　　（二）設(shè)備電路圖及構(gòu)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(zhuǎn)換器；3.上位機(jī)；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(zhuǎn)換器3與上位機(jī)4連接，上位機(jī)4的視頻信號與測試指令同時(shí)與大屏幕5連接。 　　所述位置數(shù)據(jù)采集器2包括單片機(jī)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(shè)有64個(gè)測試方格，每個(gè)方格內(nèi)設(shè)有一個(gè)按鍵開關(guān)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(jī)IC1的P0和P2的16個(gè)端口分別

16、與8×8陣列式位置傳感器的8個(gè)橫向信號輸出端和8個(gè)縱向信號輸出端連接，單片機(jī)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(jī)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(zhuǎn)換器3連接。 </p><p>　　所述上位機(jī)內(nèi)存有真實(shí)場景拍攝模擬的車輛行

17、駛視頻庫，并設(shè)有能完成信號選擇、指令下達(dá)、安全區(qū)域界定及生成測試報(bào)告的程序。 </p><p>　　裝置將操作人員在上位機(jī)選擇的視頻信號與測試指令顯示在大屏幕的同時(shí)，將操作指令通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換器下達(dá)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(dāng)受測者在測試毯上迅速移動時(shí)，其位置信息由位置數(shù)據(jù)采集器從測試毯上實(shí)時(shí)獲取，

18、采集周期可達(dá)0.01s，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理后再經(jīng)RS485/RS232轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)發(fā)送到上位機(jī)，上位機(jī)的測試程序檢測到數(shù)據(jù)后實(shí)時(shí)顯示并計(jì)算出受測者的實(shí)時(shí)行動距離及最終抵達(dá)區(qū)域，將結(jié)果同測試影像已設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較，整理分析得出評估報(bào)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(shè)定好的通訊協(xié)議由RS485/RS232轉(zhuǎn)換器上傳給上位機(jī)。目前實(shí)現(xiàn)的測試毯由64個(gè)測試方格組成，每個(gè)方格代

19、表一個(gè)位置單元，根據(jù)不同情況的設(shè)置參數(shù)可在測試毯上劃分出不同的危險(xiǎn)與安全區(qū)域。 </p><p>　　本系統(tǒng)的中央監(jiān)控設(shè)備主要根據(jù)訓(xùn)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(xiǎn)/安全區(qū)域和最大逃生時(shí)間，下達(dá)操控指令，計(jì)算人員的位置和移動信號，得出避險(xiǎn)測試報(bào)告。 </p><p><b>　　五、小結(jié) </b></p><p&

20、gt;　　警察查控車輛防撞反應(yīng)訓(xùn)練裝置的研發(fā)是當(dāng)前公安民警執(zhí)法訓(xùn)練的需要，同時(shí)，也可廣泛應(yīng)用于普通人群日常生活的自我保護(hù)訓(xùn)練、與車輛密切接觸的特種行業(yè)安全生產(chǎn)訓(xùn)練等。 </p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)] </b></p><p>　　[1]何樹林.論警車警衛(wèi)時(shí)的操控技巧與技術(shù)規(guī)范[J].警察技術(shù)，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(xué)學(xué)報(bào)，2001（2）：127-129. </p><p>　　[3]范旭東.靈敏素質(zhì)測試儀的開發(fā)與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的研究[J]. 廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（1）：90-91. </p><p>　　[作者簡介]許在華，南京森林警察學(xué)院警務(wù)技戰(zhàn)術(shù)系。 </p><p>