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第1篇

1)加速度法

該算法是通過測量汽車碰撞時的加速度（減速度），當加速度超過預先設定的閾值就彈出安全氣囊。

2)速度變量法

該算法是通過對汽車加速度進行積分從而得到加速度變化量，當加速度變化量超過預先設定的閾值時就彈出安全氣囊。

3)加速度坡度法

該方法是對加速度進行求導得到加速度的變化量作為判斷是否點火的指標。

4)移動窗積分算法[2]

對加速度曲線在一定時間內進行積分，當積分值超過預先設置的閾值時，就發出點火信號。

1.1移動窗積分算法

下面具體介紹一下移動窗積分算法，選定以下幾個觀察量作為氣囊點火的條件指標。①汽車碰撞時的水平方向加速度（或減速度）ax。ax是直接反映碰撞激烈程度的信號，而且ax在最佳點火時刻的選取中起關鍵作用。②汽車碰撞時垂直方向的加速度ay，氣囊控制系統加入ay對非碰撞信號能起到很大的抗干擾作用，當汽車發生正向碰撞時，ay與ax有很大的不一致性[3]；而當汽車受到路面干擾，例如汽車與較高的臺階直接相撞時，ay與ax有很大的一致性[3]，可以由此來判別干擾信號。

結合這幾個量，得出一個判斷氣囊點火的最佳指標。

需要采樣一個時間段（從碰撞開始）ax的值，根據這一系列的值才能判斷碰撞的激烈程度.氣囊點火控制算法應在發生碰撞后20～30ms內做出點火判斷，因為氣囊膨脹到最大需要時間大概為30ms[4]，在碰撞初速度為28.4km/h時，人體向前移動5inch到達接觸氣囊的時間大概為70ms，則目標點火時刻為70－30＝40ms，所以氣囊打開應該在碰撞后的40ms時刻，所以算法必須在20～30ms內做出點火決定。這樣可以采樣碰撞后的20個加速度值（頻率是1kHZ）作為算法的輸入值。而對于垂直方向也可以如此采樣。則可得兩組值：ax(1)，ax(2)……ax(20)；ay(1)，ay(2)……ay(20).

移動窗算法中對ax的處理為（1）式：

(1)

圖2移動窗口算法示意圖

其中t為當前時刻，w為時間窗寬度（采樣時間寬度），對ax(t)進行積分，得到指標S(t，w)，當S(t，w)超過預先設定值時，則發出點火信號。

寫成離散形式，如式(2)：

(2)

n為當前時間點，k為采樣點數，f為采樣頻率。

加上垂直加速度之后，可以提高對路面干擾的抗干擾能力[3]，形式如式(3)：

(3)

S(n，k，ρ)為雙向合成積分量，n，f，k如上定義；ρ為合成因數，表征兩個方向加速度在合成算法中的權重。這種算法主要是考慮了汽車碰撞時的加速度因素，當加速度的積分達到一定值的時候，表示汽車的碰撞劇烈程度也到達一定值，會給乘員帶來一定傷害。而且這種算法對于判斷最佳點火時刻也是很有優勢的，經過實驗，利用這種算法得出的點火時刻離汽車碰撞的最佳點火時刻（利用攝像得出）僅差幾毫秒[2]，符合要求的精度。

但是這種算法也有其不足，例如沒有考慮碰撞時的速度以及座位上有沒有人的因素，這樣當汽車低速運行的時候，還是有可能引起誤觸發。如果將速度和座位上是否有人的信號引入，則可以進一步減少誤觸發的機會。

1.2利用數據融合提出的改進算法

由上面的敘述中我們可以知道，移動窗積分算法對于氣囊彈出與否進行判斷主要是根據積分量S，現在我們對積分量進行一些改造，可以克服上述缺點。具體做法如下，加入以下幾個觀察量：

（1）汽車碰撞時的水平方向速度v，v可以反映汽車碰撞時乘客的受傷害程度。v越大，乘客的動能就越大，碰撞時受到的傷害就越大。v是判斷氣囊是否應該打開的最直接的指標。（2）坐位上是否有乘員的信號[5]。坐位上無人時，當發生碰撞則可以不彈出氣囊，這樣做可以減少誤觸發的幾率，同時避免對其他乘員的傷害。

引入函數，這個函數的波形為：

圖3函數波形圖

當v超過30km/h的時候，y的值就大于1；反之就小于1。現在普遍采用的標準是，安全帶配合使用的氣袋引爆車速一般為：低于20km/h正面撞擊固定壁時，不應點爆。而在大于35km/h碰撞時，必須點爆。在20km/h和35km/h之間屬于可爆可不爆的范圍。所以我們取v0＝30km/h為標準點，這樣結合上面的移動窗積分算法，提出新的S1，則S1為：

(4)

這樣當v>v0時，汽車點火引爆的靈敏度就比原來大了；而v<v0時，點火靈敏度就比原來小了。再引入座位是否有人信號c，有人時c＝1，反之c＝0。

(5)

S''''即為加入了v和c的雙加速度合成積分量，其優點是可以減少氣囊誤觸發的幾率，更好的保護乘員的安全。

再考慮到v>v0時引爆氣囊的靈敏度不需要太大，可以適當調整的系數為1/∏，此時y函數圖形如圖4。

由圖4可看到，采用增加了速度函數的算法后，使到v>v0時的靈敏度適當增加，同時也有效的減少了v<v0（低速）時的誤點火幾率。這個參數可以通過大量的碰撞實驗來確定，使得點火效果最優。

1.3利用模式識別的方法提出的控制算法

上述利用數據融合改進的移動窗控制算法是一種利用直觀概念進行設計的方法，采用的是實時計算得出碰撞判決指標，缺點是計算量比較大，控制系統的性能要求較高。如果能夠直接根據輸入進行點火判斷，則計算量會大大減少。

為了減少計算量，使點火控制速度更加迅速，可以采用模式識別的方法。原理如下，在臺車碰撞試驗中采用第二節中提出的加入了速度函數的改進移動窗算法，對不同的輸入（加速度和速度）及其結果進行判斷，并將其記錄下來，得到一個數據庫。再利用模式識別的方法，結合大量的記錄，則可以求出某一車型的氣囊點火判斷的判別函數。然后在實際應用中可以利用判別函數對輸入的加速度和速度直接進行判別，對汽車狀態（氣囊彈出和氣囊不彈出）進行分類，從而大大減少計算量。

圖4函數波形圖

2設計判別函數原理

氣囊的彈出(w1)與不彈出(w2)可歸結為通過對對象（汽車的碰撞）n組特征觀察量（a1，a2....an，v）的判斷（這里取汽車碰撞的加速度和速度為特征觀察量），從而對x＝[a1，a2....an，v]進行歸類。在歸類中，我們總是希望錯誤率最小，所以可以采用基于最小錯誤率的貝葉斯決策[6]。

通過對上述數據庫的統計，我們可以得到氣囊彈出的概率P(w1)，從而P(w2)=1－P(w1)。

要對x進行分類，還需要類條件概率密度。p(x|w1)是氣囊彈出狀態下觀察x的類條件概率密度；p(x|w2)是氣囊不彈出狀態下觀察x的類條件概率密度。這樣我們可以算出w1和w2的后驗概率，如式(6)：

(6)

基于最小錯誤率的貝葉斯決策規則為：如果P(w1|x)>P(w2|x)，則把x歸類于彈出狀態w1，反之P(w1|x)<P(w2|x)，則把x歸類于不彈出狀態。把它設計成分類函數的形式，則可以直接利用分類函數進行判別。如式(7)：

(7)

x是樣本向量，w為權向量，w0是個常數。在實際操作中，可以通過上述數據庫中大量的樣本來計算出w和w0。得出g(x)后，則可以對實際中檢測到的一組特征值進行評估，以決定是否引爆氣囊。

二維的情況下g(x)的示意圖如圖5所示。

圖5分類函數示意圖

如圖5所示，分類函數g(x)可以將兩種狀態（引爆氣囊和不引爆氣囊）很好地區分開來，實現了對汽車碰撞狀態的即時判斷。而這種算法只要求系統進行一個查表的運算，大大減少計算量。

3總結

綜上所述，移動窗算法對于低速的抗干擾方面存在不足；而加入了速度函數的改進算法，能夠適當增加系統在高速時的靈敏度，又能減少低速時的氣囊誤觸發幾率，符合現代安全氣囊的控制要求；模式識別的控制算法是建立在前面正確的控制算法的基礎上，利用大量的歷史數據得出判別函數，從而直接對氣囊是否彈出進行判斷，大大減少計算量。

參考文獻

[1]鐘志華，楊濟匡.汽車安全氣囊技術及其應用[J]．中國機械工程，2000年2月第11卷第1-2期

[2]王建群等.汽車安全氣囊點火控制算法的研究[J]．汽車工程，1997年第1期

[3]鄭維等.雙向加速度合成氣袋控制算法及其抗路面干擾特性[J].清華大學學報，2003年第43卷第2期

[4]張金換等.汽車安全氣袋系統的研究[J]．清華大學學報，1997年第11期第69～72頁

[5]尹武良等.一種基于電容傳感的乘員感應裝置[J].汽車技術，2000年第8期

[6]邊肇祺，張學工.模式識別[M．清華大學出版社2000，第1～100頁

第2篇

［關鍵詞］汽車制造企業；安全生產管理；安全教育

0引言

隨著現代化大生產時代的到來，汽車制造已經成為我國工業制造生產中的重要組成部分。目前，影響現階段我國汽車制造企業安全的因素很多，比如主觀方面—員工的思想、客觀方面—企業管理制度的規范性以及相應的生產線管理等。如果汽車制造企業對于安全問題不夠重視，就很有可能出現各種安全事故，進而會造成巨大的經濟損失，更為嚴重的話，甚至會威脅人身安全。因此，無論對于企業而言，還是對于社會而言，都會有很大的不良影響。汽車制造企業必須重視汽車安全生產，提高對該問題的重視程度，并且尋找更好的辦法解決現階段出現的問題，提出更多更好適合本企業的管理對策。

1汽車制造企業安全生產管理存在的問題

目前，全球經濟已經進入信息化時代，汽車制造企業與時代進行接軌，已經實現了信息化與自動化生產，有效提高了企業的生產效率與工作效率。但是，現階段的汽車制造企業日常生產車間工作中還存在很多安全隱患，很多企業都以盈利為目的，在生產過程中沒有認識到安全管理工作的重要性。為了降低成本，很多企業就會在設備檢修、人員培訓、危險品管理等方面偷工減料。汽車制造企業在實際的生產過程中還存在以下幾方面的問題。第一，安全生產費用管理問題。資金是企業正常運營的保障。一些企業為了獲得更多的利潤，不惜減少安全生產費用，從而不利于企業開展安全生產工作。由于缺少經費支持，安全生產也只是紙上談兵。第二，安全教育管理問題。個別企業的管理者和員工認為學習安全生產相關知識是沒實際用處的，錯誤地認為只要做好自己的本職工作就行了，沒必要在學習安全管理知識，覺得事故離自己還很遠。殊不知，事故發生絕非偶然，是長期疏忽造成的，汽車制造企業應該做到防患未然。第三，設施設備及危險品安全管理問題。一些汽車制造企業并沒有認識到建立設施設備安全管理制度的重要性，從而在管理各種危險設施設備與特種設備的過程中存在很多問題，一旦發生意外，后果不堪設想。

2汽車制造企業安全生產管理措施

想要提高汽車制造企業的安全管理效率，就需要管理層仔細熟悉國家相應的法律法規以及行業內相應規范，在了解本單位現階段的生產情況基礎之后進行相應調整。相關管理人員要對每個重要環節進行嚴格把控，對各個生產設備進行仔細檢查，選取合適的生產措施，采取合適的預防手段。

2.1安全生產費用管理對策

為了更好地管理安全生產費用，汽車制造企業要做好以下工作。第一，制定科學的資金管理制度，弄清楚每項資金的來龍去脈，確定各筆資金的提取標準，并仔細核查年度費用計劃的使用情況，按照相應的管理要求進行審核；按照國家和各個地區的相關規定，結合企業本身的實際情況，在年度資金生產計劃中，提取相應的安全生產費用，用于專項安全生產。第二，汽車制造企業要將安全生產費用用在正確的地方，比如對于各種安全設備進行相應的維護與保養更新，從而保證安全生產設備可以正常使用。第三，定期進行應急彩排演練，將容易出現的突況進行多次彩排演練，從而保證在出現特殊情況時能夠有條不紊地進行救護，將危險降到最低。第四，對整個生產車間進行安全評估，如果發現不符合安全標準的地方應及時進行整改，從而確保整個車間的安全性。第五，也可以進行安全教育宣傳，設置相應的課程培訓，使員工深刻理解安全管理知識。

2.2安全教育管理對策

為了更好地開展安全教育管理工作，汽車制造企業要做好以下工作。（1）使員工了解法律法規，并制定嚴格的管理制度。①管理人員應及時將相應的法律法規與行業規范以文件的形式傳達給各個員工和相應的從業人員，讓他們進行深度理解，并且有更深一步的研究。②將有關法律法規文件融入企業的規章制度中，在工作中嚴格按照這些制度執行，并對規章制度的執行情況進行檢測。③配備專門的檢測管理人員，當發現員工執行制度不到位時，應該及時進行批評引導，對于嚴格執行制度的員工，要及時進行表揚。④建立嚴格的管理制度，明確獎懲機制，結合企業自身的生產情況，根據企業安全教育培訓要求進行調整。⑤根據自身擁有的資源進行改進，定期考核培訓結果，找到上一階段培訓中存在的不足之處，然后尋找解決方法。讓下一階段的培訓得到改進與完善。（2）做好安全教育培訓活動。汽車制造企業應要求安全管理相關人員，無論是管理層員工還是車間人員，都要把每次的安全教育培訓活動和考核結果記錄在案，并與個人工資直接掛鉤。同時，管理人員應該對安全生產管理知識進行考核，如果考核通過才能夠任職，如果考核沒有通過，要繼續進行培訓；對于在職人員也應該進行定期的教育培訓與教育考核，特別是對于一些新加入生產企業的員工，要以企業為中心、以車間為單位開展安全教育工作，建議每天都進行，并且持續較長一段時間。此外，對于一些在危險崗位工作的人員，需要嚴格把握人員的從業標準，只有符合相應標準即取得特種作業操作資格證書的人才可以從事相應的工作，不能馬虎對待，要嚴抓質量，確保在工作過程中不出現意外，從而保證整個工作的安全性，提高生產管理水平。（3）加強企業文化建設。汽車制造企業還可以在員工進行正式上崗時，將培訓的內容與自身工作和企業文化相結合，根據每個人從事的職業加強企業文化建設，讓員工在工作的同時加深對企業文化的理解，增強員工的安全生產意識。在日常工作之余，汽車制造企業還可以組織一些文化建設活動，開展相應的比賽與討論，認識到安全生產的重要性，進而約束自身的工作行為，提高對于自身職業的安全性理解，從而提高整個企業的安全生產管理水平。

2.3設施設備及危險品安全管理對策

汽車制造企業應建立一些設施設備安全管理制度，明確各種危險的設施設備與特種設備以及平時使用設備的驗收檢查標準，定期進行設備維護，如果發現問題應及時進行補救，從而規避生產設備在使用過程當中出現意外的可能性，提高整個車間生產過程的安全性。與此同時，相關操作人員必須按照相應標準和設備使用說明書，建立一些設備操作的規范步驟，規范日常工作人員使用設備的方法，提高安全性。對于一些特殊的電器設備，比如說處在爆炸危險區內的電氣設備，應該符合相應的專業規定，汽車制造企業要委托相關資質機構對這些電器設備進行安全檢查，并將安全檢查報告存留檔案以便查詢。同時，汽車制造企業應建立后臺的安全設備管理賬目，制訂設備生產安全計劃與維護計劃，對于這些危險性較大的設備進行定期檢修與養護，降低這些設備出現事故的可能性。除此之外，汽車制造企業一定要嚴格保證這些生產設備的質量，不能使用國家明令禁止殘次設備，要是出現質量殘缺以及不符合國家規定的設備，就直接進行淘汰，從而減少出現安全事故的概率。對于場內的日常設備也要進行相應檢修，保證整個車間生產過程的安全性與正常運轉。對于危險品的安全管理，汽車制造企業要根據國家相關規定，對于不同的危險品進行不同等級的劃分登記管理。比如：危險品就要送在標準的隔離區；對于化學品和一些其他裝置應該放在專業的區域進行不定期檢查；將各個危險品都選擇較為安全的地方進行存放，定期進行檢查，并且加大檢查力度，確保這些危險品能夠在使用過程中不出現意外，降低出現意外的風險，確保生產正常進行。

3結語

現階段，汽車制造企業應該全面地從思想上提高對于安全管理的認識，建立相關的質量生產安全檢查制度，以及相應的責任制，規范各個操作流程，優化車間日常工作流程。除此之外，汽車制造企業還要不斷完善預防機制，對相關設備與產品進行定期檢查，確保設備和機器處于穩定的狀態，加快企業安全生產進程，從而才能為企業更好更快地發展奠定基礎，才能為國家以及當地的經濟發展做出貢獻。

主要參考文獻

［1］周巧梅.供應鏈環境下中小制造企業安全生產敗德行為的規避機制研究［D］.鎮江:江蘇大學,2017.

［2］蔣林艷,覃紅林,陳榮杰,等.汽車制造企業生產安全事故致因分析與風險管理——基于SGMW安全管理的案例［J］.化學工程與裝備,2016(9).

［3］王鑫.新時期汽車制造企業安全生產管理問題及措施［J］.中國科技縱橫,2014(23).

第3篇

關鍵詞安全氣囊；汽車碰撞；數據融合；模式識別

1引言

汽車安全氣囊的應用拯救了許多乘員的生命。但隨著汽車的應用越來越多，氣囊錯誤彈出的情況也時有發生，這樣反而會威脅到乘員的安全，所以必須提高安全氣囊的控制性能。因此，我們也需要進一步研究氣囊控制算法。

汽車安全氣囊技術發展到今天，其優劣已經不在于是否能夠判斷發生碰撞和實現點火，現代的安全氣囊控制的關鍵在于能夠在最佳時間實現點火和對于非破壞性碰撞的抗干擾。只有實現最佳時間點火，才能夠更好的保護駕駛員和乘客。

最佳時間的確定在于當汽車發生碰撞的過程中，乘員向前移動接觸到氣囊，此時氣囊剛好達到最大體積，這樣的保護效果最好。如果點火慢了，則乘員在接觸氣囊的時候，氣囊還在膨脹，這樣會對乘員造成額外的傷害。如果點火快了，乘員在接觸到氣囊的時候氣囊已經可以萎縮，則氣囊不能對乘員的碰撞起到最好的緩沖作用，也就不能很好的起到對乘員的保護作用。

圖1氣囊示意圖

第二個是氣囊的可靠性問題，也就是對于急剎車、過路坎和其他非破壞性碰撞時引起的沖擊信號的抗干擾。汽車在顛簸路面上行駛或以很低速度的碰撞產生的加速度信號可能會令氣囊誤觸發，一個好的控制系統應該能夠很好的識別這些信號，從而在汽車產生非破壞性碰撞時不會使氣囊系統誤打開。

第三個就是氣囊控制技術的基本指標，包括避免以下情況：①氣囊可能在很低的車速時打開。車輛在很低車速行駛而發生碰撞事故時，只要駕駛員和乘員系上了安全帶，是不需要氣囊打開起保護作用的。這時氣囊的打開造成了不必要的浪費。②當乘客偏離座位或座位上無人，氣囊系統的啟動不僅起不到應有的保護作用，還可能對乘客造成一定傷害[1]。

2安全氣囊點火控制的幾種算法

1)加速度法

該算法是通過測量汽車碰撞時的加速度（減速度），當加速度超過預先設定的閾值就彈出安全氣囊。

2)速度變量法

該算法是通過對汽車加速度進行積分從而得到加速度變化量，當加速度變化量超過預先設定的閾值時就彈出安全氣囊。

3)加速度坡度法

該方法是對加速度進行求導得到加速度的變化量作為判斷是否點火的指標。

4)移動窗積分算法[2]

對加速度曲線在一定時間內進行積分，當積分值超過預先設置的閾值時，就發出點火信號。

2.1移動窗積分算法

下面具體介紹一下移動窗積分算法，選定以下幾個觀察量作為氣囊點火的條件指標。①汽車碰撞時的水平方向加速度（或減速度）ax。ax是直接反映碰撞激烈程度的信號，而且ax在最佳點火時刻的選取中起關鍵作用。②汽車碰撞時垂直方向的加速度ay，氣囊控制系統加入ay對非碰撞信號能起到很大的抗干擾作用，當汽車發生正向碰撞時，ay與ax有很大的不一致性[3]；而當汽車受到路面干擾，例如汽車與較高的臺階直接相撞時，ay與ax有很大的一致性[3]，可以由此來判別干擾信號。

結合這幾個量，得出一個判斷氣囊點火的最佳指標。

需要采樣一個時間段（從碰撞開始）ax的值，根據這一系列的值才能判斷碰撞的激烈程度.氣囊點火控制算法應在發生碰撞后20～30ms內做出點火判斷，因為氣囊膨脹到最大需要時間大概為30ms[4]，在碰撞初速度為28.4km/h時，人體向前移動5inch到達接觸氣囊的時間大概為70ms，則目標點火時刻為70－30＝40ms，所以氣囊打開應該在碰撞后的40ms時刻，所以算法必須在20～30ms內做出點火決定。這樣可以采樣碰撞后的20個加速度值（頻率是1kHZ）作為算法的輸入值。而對于垂直方向也可以如此采樣。則可得兩組值：ax(1)，ax(2)……ax(20)；ay(1)，ay(2)……ay(20).

移動窗算法中對ax的處理為（1）式：

(1)

圖2移動窗口算法示意圖

其中t為當前時刻，w為時間窗寬度（采樣時間寬度），對ax(t)進行積分，得到指標S(t，w)，當S(t，w)超過預先設定值時，則發出點火信號。

寫成離散形式，如式(2)：

(2)

n為當前時間點，k為采樣點數，f為采樣頻率。

加上垂直加速度之后，可以提高對路面干擾的抗干擾能力[3]，形式如式(3)：

(3)

S(n，k，ρ)為雙向合成積分量，n，f，k如上定義；ρ為合成因數，表征兩個方向加速度在合成算法中的權重。這種算法主要是考慮了汽車碰撞時的加速度因素，當加速度的積分達到一定值的時候，表示汽車的碰撞劇烈程度也到達一定值，會給乘員帶來一定傷害。而且這種算法對于判斷最佳點火時刻也是很有優勢的，經過實驗，利用這種算法得出的點火時刻離汽車碰撞的最佳點火時刻（利用攝像得出）僅差幾毫秒[2]，符合要求的精度。

但是這種算法也有其不足，例如沒有考慮碰撞時的速度以及座位上有沒有人的因素，這樣當汽車低速運行的時候，還是有可能引起誤觸發。如果將速度和座位上是否有人的信號引入，則可以進一步減少誤觸發的機會。

2.2利用數據融合提出的改進算法

由上面的敘述中我們可以知道，移動窗積分算法對于氣囊彈出與否進行判斷主要是根據積分量S，現在我們對積分量進行一些改造，可以克服上述缺點。具體做法如下，加入以下幾個觀察量：

（1）汽車碰撞時的水平方向速度v，v可以反映汽車碰撞時乘客的受傷害程度。v越大，乘客的動能就越大，碰撞時受到的傷害就越大。v是判斷氣囊是否應該打開的最直接的指標。（2）坐位上是否有乘員的信號[5]。坐位上無人時，當發生碰撞則可以不彈出氣囊，這樣做可以減少誤觸發的幾率，同時避

免對其他乘員的傷害。

引入函數，這個函數的波形為：

圖3函數波形圖

當v超過30km/h的時候，y的值就大于1；反之就小于1。現在普遍采用的標準是，安全帶配合使用的氣袋引爆車速一般為：低于20km/h正面撞擊固定壁時，不應點爆。而在大于35km/h碰撞時，必須點爆。在20km/h和35km/h之間屬于可爆可不爆的范圍。所以我們取v0＝30km/h為標準點，這樣結合上面的移動窗積分算法，提出新的S1，則S1為：

(4)

這樣當v>v0時，汽車點火引爆的靈敏度就比原來大了；而v<v0時，點火靈敏度就比原來小了。再引入座位是否有人信號c，有人時c＝1，反之c＝0。

(5)

S''''即為加入了v和c的雙加速度合成積分量，其優點是可以減少氣囊誤觸發的幾率，更好的保護乘員的安全。

再考慮到v>v0時引爆氣囊的靈敏度不需要太大，可以適當調整的系數為1/∏，此時y函數圖形如圖4。

由圖4可看到，采用增加了速度函數的算法后，使到v>v0時的靈敏度適當增加，同時也有效的減少了v<v0（低速）時的誤點火幾率。這個參數可以通過大量的碰撞實驗來確定，使得點火效果最優。

2.3利用模式識別的方法提出的控制算法

上述利用數據融合改進的移動窗控制算法是一種利用直觀概念進行設計的方法，采用的是實時計算得出碰撞判決指標，缺點是計算量比較大，控制系統的性能要求較高。如果能夠直接根據輸入進行點火判斷，則計算量會大大減少。

為了減少計算量，使點火控制速度更加迅速，可以采用模式識別的方法。原理如下，在臺車碰撞試驗中采用第二節中提出的加入了速度函數的改進移動窗算法，對不同的輸入（加速度和速度）及其結果進行判斷，并將其記錄下來，得到一個數據庫。再利用模式識別的方法，結合大量的記錄，則可以求出某一車型的氣囊點火判斷的判別函數。然后在實際應用中可以利用判別函數對輸入的加速度和速度直接進行判別，對汽車狀態（氣囊彈出和氣囊不彈出）進行分類，從而大大減少計算量。

圖4函數波形圖

3設計判別函數原理

氣囊的彈出(w1)與不彈出(w2)可歸結為通過對對象（汽車的碰撞）n組特征觀察量（a1，a2....an，v）的判斷（這里取汽車碰撞的加速度和速度為特征觀察量），從而對x＝[a1，a2....an，v]進行歸類。在歸類中，我們總是希望錯誤率最小，所以可以采用基于最小錯誤率的貝葉斯決策[6]。

通過對上述數據庫的統計，我們可以得到氣囊彈出的概率P(w1)，從而P(w2)=1－P(w1)。

要對x進行分類，還需要類條件概率密度。p(x|w1)是氣囊彈出狀態下觀察x的類條件概率密度；p(x|w2)是氣囊不彈出狀態下觀察x的類條件概率密度。這樣我們可以算出w1和w2的后驗概率，如式(6)：

(6)

基于最小錯誤率的貝葉斯決策規則為：如果P(w1|x)>P(w2|x)，則把x歸類于彈出狀態w1，反之P(w1|x)<P(w2|x)，則把x歸類于不彈出狀態。把它設計成分類函數的形式，則可以直接利用分類函數進行判別。如式(7)：

(7)

x是樣本向量，w為權向量，w0是個常數。在實際操作中，可以通過上述數據庫中大量的樣本來計算出w和w0。得出g(x)后，則可以對實際中檢測到的一組特征值進行評估，以決定是否引爆氣囊。

二維的情況下g(x)的示意圖如圖5所示。

圖5分類函數示意圖

如圖5所示，分類函數g(x)可以將兩種狀態（引爆氣囊和不引爆氣囊）很好地區分開來，實現了對汽車碰撞狀態的即時判斷。而這種算法只要求系統進行一個查表的運算，大大減少計算量。

4總結

綜上所述，移動窗算法對于低速的抗干擾方面存在不足；而加入了速度函數的改進算法，能夠適當增加系統在高速時的靈敏度，又能減少低速時的氣囊誤觸發幾率，符合現代安全氣囊的控制要求；模式識別的控制算法是建立在前面正確的控制算法的基礎上，利用大量的歷史數據得出判別函數，從而直接對氣囊是否彈出進行判斷，大大減少計算量。

參考文獻

[1]鐘志華，楊濟匡.汽車安全氣囊技術及其應用[J]．中國機械工程，2000年2月第11卷第1-2期

[2]王建群等.汽車安全氣囊點火控制算法的研究[J]．汽車工程，1997年第1期

[3]鄭維等.雙向加速度合成氣袋控制算法及其抗路面干擾特性[J].清華大學學報，2003年第43卷第2期

[4]張金換等.汽車安全氣袋系統的研究[J]．清華大學學報，1997年第11期第69～72頁