1、1警察查控车辆避让与防撞反应训练装置研发摘 要通过对警察车辆查控过程中车祸发生瞬间的车辆特征、人体所接收信号进行模拟，通讯总线和中继器下达给训练测试装置，通过其中的检测单元实时检测安装在测试毯中的传感器发出的信号，人体通过视觉接收信号后，训练缩短人体瞬间反应时间和到达安全区域的移动速度，最大程度避免车撞人事故的发生。 关键词车辆查控；车辆撞击；人体反应；训练 一、项目背景 2012 年，公安部交通管理局接报了 20 起共导致 20 名交警执勤中牺牲的案件，其中民警驾车发生交通事故 8 起、查处交通违法时被撞 5 起、“二次事故”4 起、意外坠落 2 起、被犯罪嫌疑人报复 1 起。通过分析发现，
2、车祸发生的原因除驾驶员违章行车、判断失误或操作不当外，在车撞人的特定环境下，可能被撞的人在车祸发生前瞬间判断的心理反应时差异（即判断后迅速移动速度）也是能否避免车祸发生的重要因素。1其中，在查处交通违法时被撞和“二次事故”的发生伤亡案例中暴露了当事民警身体灵敏性差、心理反应时间长等缺点，而这些问题完全可以通过专项训练得以缓解，若能通过专门设备来实现，更会达到事半功倍的效果。 本项目研究将测试仪的刺激信号设置为视频信号，其内容可根据被测试者面临不同场景变换。同时，为了能够更好模拟现实场景和反应环2境，视频信号将模拟现实场景，场景在显示屏上出现的时间、形式都是随机的，即测试或训练者必须进行瞬间复杂
3、选择并根据临场判断做出快速移动反应，到达指定安全区域。 二、研究内容 首先对车祸发生过程中警察遭遇车辆撞击的各类案例进行分类，在还原各类车祸发生场景的同时，对相似案例场景发生时不同个体成功躲闪和遭遇车祸的两种结果产生时当事人反应差异进行比较，通过人体心理反应时差异、躲闪动作差异、躲闪线路差异等方面因素分析，以心理学理论为支撑，对面临车辆撞击瞬间能够安全避险的人体反应时范围进行量化和界定，以运动人体科学对瞬间躲闪最快动作进行研究和确定。 训练设备研发将通过视频库建立、软硬件设计展开。视频信号内容根据警察查车过程中可能遇到的各种车辆撞击场景随机出现，包括醉酒人员驾车撞击、犯罪嫌疑人加速逃离撞击、车
4、辆事故现场的二次事故、路边临时检查突遭其它车辆撞击、雨雪天气车辆打滑漂移意外撞击等场景，为培训提供硬件和技术支持。 三、技术指标界定 （一）安全区域 通过对事故现场警察被撞案例分析发现，在车祸发生的瞬间，相对于路面上执法的警察来说，车辆与道路存在相对安全区域和危险区域。国家标准没有规定道路总宽度的上限，只是规定了最小车道宽度、机动车辆外廓尺寸。显然，按照国家标准及行业标准，路面宽度大于车辆宽度，除特殊情况外，均应有足够空隙供人躲避或逃离。以查控人员在车3辆行驶前方拦截为例，当车辆因冲卡加速逃离时，车辆行驶方向正前方和左侧均为危险区域，因为正前方为被拦截车辆最易撞击区域，而左侧则为对面来车撞击区
5、域。因此，正在行驶的车辆右侧与路边沿的区域为第一时间容易躲避车辆撞击区域，即第一安全区域。若考虑到防止车辆变向或制动不及而继续造成撞击等因素的存在，要向道路边线或护栏以外做出再次躲闪，即车辆行驶方向右侧道路边线或护栏以外区域，即第二安全区域。 （二）脱险安全距离及时间 根据国家有关规定，机动车辆宽度限制为 2.5m，其中的宽度是指车身外侧钣金最突点之间的距离，一般车的前轮眉位置是最宽的。车辆撞击前，移动到安全区域的通过最大距离为车辆最大宽度，即 2.5m 为安全距离，在发现车辆撞击发生心理反应时到完成安全距离移动的运动时间的和为本次脱险安全时间。安全距离是恒定不变的，安全时间则因人心理反应能力
6、和运动灵敏性的不同而不同。灵敏性素质是指人在一定空间里快速改变整个身体运动方向的能力，是一种能迅速、准确完成动作的能力， 它与速度素质一样， 对一般人并不显得特别重要， 但对类似车辆撞击的紧急情势而言，灵敏的动作、快速的反应对及时躲闪大有裨益。据有关文献资料显示，心理反应时和运动灵敏性均可通过有针对性的训练大幅度提高。 （三）易遭车辆撞击伤亡情形 1.大货车超载刹车不及 大货车超载刹车不及，严重影响其它正常行驶车辆通行安全的同时，4对路面人身安全造成极大的危害。 2.酒后驾驶或新手驾驶操作不当 酒后驾驶处罚力度加大，违法犯罪成本提高，但仍有部分驾驶员铤而走险。另外，随着我国社会经济高速发展，车
7、辆越来越普及，路面新手增多，操作不当时有发生。 3.无牌无证摩托车加速冲卡逃避检查 随着我国部分城市禁摩行动及摩托车规范驾驶行动的开展，摩托车冲卡逃避检查现象越来越普遍。摩托车驾驶轻便，体积小，冲卡成功率高，且对路面人身安全伤害隐患广泛存在。 4.匝道及应急车道现场勘查或阴、雨、雾、冰、夜间天气能见度低车辆急刹不住 特殊天气条件下车祸发生频繁，主要原因均是匝道及应急车道现场勘查或阴、雨、雾、冰、夜间天气能见度低车辆急刹不住导致的碰撞。此类伤亡案例中，驾驶员不存在主观故意，但当发现目标时，均已无法有效控制车辆及时刹车，从而造成严重后果。 四、设备研发 （一）视频库的建立 根据公路交通（高速公路、
8、国道、省道、县道、乡村公路）和城市交通两大类，依据易发撞击的四种情形，正常时速 80、60、40km/h 和非正常时速 140、120、100km/h 的六种不同速度，设计出车辆撞击的各类情形组成视频库。包括：轿车六类速度正面撞击（含现场逗留、路边临时情况、酒后驾驶车辆直线撞击/突然逃离、新手驾驶车辆操作不当等） ，5卡车突然加速撞击，无牌无证摩托车加速撞击，阴、雨、雾、冰、夜间天气能见度低车辆遇匝道及应急车道急刹不住。 （二）设备电路图及构件 如图 1 所示，包括测试毯 1.位置数据采集器；2.RS232/RS485 转换器；3.上位机；4.和大屏幕；5.所述测试毯。1 输出的位置信号经位置
9、数据采集器 2 处理成数字信号，再经 RS485/RS232 转换器 3 与上位机 4 连接，上位机 4 的视频信号与测试指令同时与大屏幕 5 连接。 所述位置数据采集器 2 包括单片机 IC1、总线收发器 IC2、光耦隔离器IC3、IC4 和 IC5，所述测试毯 1 上设有 64 个测试方格，每个方格内设有一个按键开关 SW1SW64，组成 88 阵列式位置传感器，如图 3 所示。其中的单片机 IC1 的 P0 和 P2 的 16 个端口分别与 88 阵列式位置传感器的 8 个横向信号输出端和 8 个纵向信号输出端连接，单片机 IC1 的 RXD端和 TXD 端分别经光耦隔离器 IC3 和
10、IC4 与总线收发器 IC2 的 R 端和 D端连接，总线收发器 IC2 的 RE 端和 DE 端经光耦隔离器 IC5 与单片机 IC1的 SCK 端连接，总线收发器 IC2 的 A 端和 B 端为位置数据采集器 2 的收发总线与 RS485/RS232 转换器 3 连接。 所述上位机内存有真实场景拍摄模拟的车辆行驶视频库，并设有能完成信号选择、指令下达、安全区域界定及生成测试报告的程序。 装置将操作人员在上位机选择的视频信号与测试指令显示在大屏幕的同时，将操作指令通过 RS232/RS485 转换器下达给位置数据采集器，受测者通过观看大屏幕上的影像画面及 行动指令做出避让与否的判断，当受测者
11、在测试毯上迅速移动时，6其位置信息由位置数据采集器从测试毯上实时获取，采集周期可达0.01s，采集到的数据经单片机处理后再经 RS485/RS232 转换器实时发送到上位机，上位机的测试程序检测到数据后实时显示并计算出受测者的实时行动距离及最终抵达区域，将结果同测试影像已设定的参数进行比较，整理分析得出评估报告，并返回测试界面显示。其中位置数据采集器完成从传感器发来的位置数据的采集、筛选、编码工作，再经设定好的通讯协议由 RS485/RS232 转换器上传给上位机。目前实现的测试毯由64 个测试方格组成，每个方格代表一个位置单元，根据不同情况的设置参数可在测试毯上划分出不同的危险与安全区域。
12、本系统的中央监控设备主要根据训练测试装置得到的人员位置和速度等信息、选择的视频信号类型、界定的危险/安全区域和最大逃生时间，下达操控指令，计算人员的位置和移动信号，得出避险测试报告。 五、小结 警察查控车辆防撞反应训练装置的研发是当前公安民警执法训练的需要，同时，也可广泛应用于普通人群日常生活的自我保护训练、与车辆密切接触的特种行业安全生产训练等。 参考文献 1何树林.论警车警卫时的操控技巧与技术规范J.警察技术，2012（1）：59-60. 2孙宝元，钱敏，张军.压电式传感器与测力仪研发回顾与展望J. 大连理工大学学报，2001（2）：127-129. 3范旭东.灵敏素质测试仪的开发与评价标准体系构建的研究J. 7广州体育学院学报，2012（1）：90-91. 作者简介许在华，南京森林警察学院警务技战术系。 基金项目本文系中央高校基本科研业务费专项资金项目，名称：车辆查控中防撞反应训练仪研发，编号：LGYB20116。
