ترمز اضطراری خودکار (Automatic Emergency Braking – AEB) یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در زمینه ایمنی فعال خودروها در سال‌های اخیر است. این سیستم که بخشی از مجموعه‌ی سیستم‌های پیشرفته کمک‌راننده (ADAS) محسوب می‌شود، با هدف اصلی جلوگیری از وقوع تصادف یا کاهش شدت آن در لحظات بحرانی، به طور خودکار و بدون نیاز به دخالت راننده، اقدام به ترمزگیری می‌کند. تصادفات از عقب، به خصوص در ترافیک شهری، یکی از رایج‌ترین انواع حوادث رانندگی هستند و ترمز اضطراری خودکار (AEB): معرفی و هدف اصلی در افزایش ایمنی خودرو به طور خاص برای مقابله با این نوع حوادث طراحی شده است. این فناوری نه تنها برای سرنشینان خودرو، بلکه برای سایر کاربران جاده مانند عابران پیاده و دوچرخه‌سواران نیز مزایای ایمنی قابل توجهی به همراه دارد. این دانشنامه به بررسی جامع سیستم AEB، نحوه عملکرد، انواع، تأثیر و نقش آن در آینده ایمنی خودرو می‌پردازد.
ترمز اضطراری خودکار (AEB): معرفی و هدف اصلی در افزایش ایمنی خودرو
ترمز اضطراری خودکار (AEB) سیستمی است که به طور پیوسته محیط جلوی خودرو را نظارت می‌کند تا موانع یا سایر کاربران جاده را که احتمال برخورد با آن‌ها وجود دارد، تشخیص دهد. هدف اصلی در افزایش ایمنی خودرو از طریق AEB این است که در صورتی که سیستم تشخیص دهد خطر برخورد قریب‌الوقوع است و راننده واکنشی نشان نمی‌دهد یا واکنش کافی (مانند ترمزگیری یا انحراف) انجام نمی‌دهد، ابتدا هشدارهای لازم (دیداری، شنیداری یا لمسی) را به راننده بدهد و در صورت عدم واکنش مناسب، به طور خودکار و با حداکثر توان ترمزگیری کند.
این عمل ترمزگیری خودکار در شرایط اضطراری می‌تواند از وقوع تصادف به طور کامل جلوگیری کند (به خصوص در سرعت‌های پایین) یا با کاهش قابل توجه سرعت خودرو پیش از لحظه برخورد، شدت ضربه و در نتیجه احتمال و شدت جراحات وارده به سرنشینان و طرف مقابل را به میزان زیادی کاهش دهد.
فناوری و نحوه عملکرد سیستم AEB (حسگرها، پردازش، هشدار و ترمزگیری)
فناوری و نحوه عملکرد سیستم AEB بر پایه جمع‌آوری داده‌های محیطی، پردازش سریع آن‌ها و واکنش مناسب استوار است. اجزای کلیدی این سیستم عبارتند از:
- حسگرها (Sensors):
- رادار (Radar): معمولاً در جلوی خودرو نصب می‌شود و با ارسال امواج رادیویی و دریافت بازتاب آن‌ها، فاصله و سرعت اجسام جلوی خودرو را با دقت بالایی اندازه‌گیری می‌کند. رادار در شرایط آب و هوایی نامساعد (مانند باران یا مه) عملکرد نسبتاً خوبی دارد.
- دوربین (Camera): معمولاً در بالای شیشه جلو (پشت آینه عقب) قرار می‌گیرد و با پردازش تصویر، قادر به تشخیص اشیاء، خودروهای دیگر، خطوط جاده، علائم راهنمایی و رانندگی و مهم‌تر از همه، شکل و حرکت عابران پیاده و دوچرخه‌سواران است. دوربین اطلاعات بصری غنی‌تری نسبت به رادار فراهم می‌کند.
- لیدار (LiDAR) و حسگرهای فراصوت (Ultrasonic Sensors): در برخی سیستم‌های پیشرفته‌تر برای بهبود دقت تشخیص در فواصل کوتاه یا در محیط‌های پیچیده‌تر (مانند پارک کردن) نیز ممکن است استفاده شوند.
- واحد پردازش و ترکیب اطلاعات (Processing Unit and Sensor Fusion): داده‌های خام دریافتی از تمام حسگرها در این واحد توسط الگوریتم‌های پیچیده پردازش می‌شوند. سیستم با ترکیب اطلاعات حسگرهای مختلف (Fusion) یک مدل دقیق از محیط اطراف خودرو ایجاد می‌کند، اشیاء را شناسایی و دسته‌بندی می‌کند و مسیر و سرعت آن‌ها را پیش‌بینی می‌نماید.
- ارزیابی خطر و تصمیم‌گیری: نرم‌افزار سیستم بر اساس داده‌های پردازش شده، فاصله زمانی تا برخورد احتمالی (Time-to-Collision – TTC) را محاسبه کرده و خطر برخورد را ارزیابی می‌کند. اگر خطر بالا تشخیص داده شود، سیستم مراحل زیر را انجام می‌دهد:
- هشدار (Warning): ابتدا هشدارهای دیداری (در صفحه نمایش، چراغ‌های هشدار)، شنیداری (صدای بوق) و/یا لمسی (لرزش فرمان) به راننده داده می‌شود تا او را از خطر آگاه کند.
- ترمزگیری خودکار (Automatic Braking): اگر راننده به هشدارها واکنش مناسبی نشان ندهد و خطر همچنان بالا باشد، سیستم AEB به طور خودکار و با حداکثر نیروی ممکن ترمزها را فعال می‌کند تا از تصادف جلوگیری کرده یا شدت آن را کاهش دهد.
کل این فرایند فنی در کسری از ثانیه اتفاق می‌افتد تا در زمان حیاتی تصمیم‌گیری برای راننده، سیستم بتواند واکنشی سریع و مؤثر نشان دهد.
انواع سیستم‌های ترمز اضطراری خودکار (شهری، بین شهری، تشخیص عابر پیاده/دوچرخه‌سوار)
قابلیت‌ها و پیچیدگی سیستم‌های ترمز اضطراری خودکار در خودروهای مختلف می‌تواند متفاوت باشد. انواع سیستم‌های ترمز اضطراری خودکار اغلب بر اساس سرعت عملکرد و نوع اهدافی که قادر به تشخیص آن‌ها هستند، دسته‌بندی می‌شوند:
- AEB با سرعت پایین (City AEB): این سیستم‌ها برای عملکرد در سرعت‌های پایین‌تر (معمولاً زیر ۳۰ یا ۵۰ کیلومتر بر ساعت) طراحی شده‌اند و هدف اصلی آن‌ها جلوگیری از تصادفات از عقب در ترافیک شهری است. تمرکز اصلی حسگرها بر تشخیص خودروهای دیگر است.
- AEB با سرعت بالا (Interurban AEB): این سیستم‌ها در سرعت‌های بالاتر (مانند رانندگی در بزرگراه) نیز فعال هستند و هدف اصلی آن‌ها کاهش سرعت خودرو پیش از برخورد با خودروی جلویی است.
- AEB با تشخیص عابر پیاده (Pedestrian Detection AEB): سیستم‌های پیشرفته‌تر که قادر به تشخیص شکل و حرکت عابران پیاده هستند و در صورت تشخیص خطر برخورد با آن‌ها، اقدام به هشدار و ترمزگیری می‌کنند. این نوع برای افزایش ایمنی در محیط‌های شهری و معابر بسیار مهم است.
- AEB با تشخیص دوچرخه‌سوار (Cyclist Detection AEB): زیرمجموعه‌ای از سیستم‌های تشخیص عابر پیاده که به طور خاص برای تشخیص دوچرخه‌ها و دوچرخه‌سواران آموزش دیده‌اند.
- AEB با تشخیص موانع ساکن (Static Obstacle Detection): برخی سیستم‌ها می‌توانند موانع ساکن (مانند خودروهای پارک شده یا موانع موجود در جاده) را نیز تشخیص دهند و در صورت لزوم واکنش نشان دهند.
خودروهای جدیدتر معمولاً به سیستم‌های AEB با قابلیت‌های گسترده‌تر (ترکیبی از انواع بالا) مجهز هستند.
تأثیر ترمز اضطراری خودکار بر کاهش آمار تصادفات و شدت جراحات (شواهد آماری)
پیاده‌سازی گسترده ترمز اضطراری خودکار در خودروهای مدرن، تأثیر مثبت و قابل اثباتی بر افزایش ایمنی رانندگی و کاهش آمار تصادفات داشته است. شواهد آماری از سوی سازمان‌های ایمنی و شرکت‌های بیمه در کشورهای مختلف نشان‌دهنده نتایج امیدوارکننده این فناوری است:
- کاهش تصادفات از عقب: مطالعات متعدد نشان داده‌اند که خودروهای مجهز به AEB نرخ تصادفات از عقب، به‌خصوص در سرعت‌های پایین، را به طور قابل توجهی (در برخی موارد تا بیش از ۵۰%) کاهش می‌دهند.
- کاهش شدت تصادفات: حتی در مواردی که تصادف جلوگیری نمی‌شود، کاهش سرعت ناشی از ترمزگیری خودکار باعث کاهش شدت ضربه و در نتیجه کاهش آمار جراحات سرنشینان و سایر افراد درگیر در تصادف می‌شود.
- کاهش خسارات مالی: کاهش تعداد تصادفات و شدت آن‌ها مستقیماً به کاهش هزینه‌های تعمیر خودرو و خسارات مالی منجر می‌شود.
- کاهش تصادفات با عابران پیاده: سیستم‌های AEB با تشخیص عابر پیاده در کاهش تصادفات منجر به جراحت یا مرگ عابران پیاده در محیط‌های شهری مؤثر بوده‌اند.
این شواهد آماری، تأثیر ترمز اضطراری خودکار بر افزایش ایمنی رانندگی را به وضوح نشان می‌دهند و به همین دلیل است که این سیستم به سرعت در حال تبدیل شدن به یک ویژگی ایمنی استاندارد در خودروها است.
نقش ترمز اضطراری خودکار در استانداردهای ایمنی خودرو (Euro NCAP, IIHS) و توسعه سیستم‌های کمک راننده
با اثبات اثربخشی، ترمز اضطراری خودکار به یک فاکتور کلیدی در اهمیت AEB در استانداردهای ایمنی خودرو (Euro NCAP, IIHS) تبدیل شده است. سازمان‌های ارزیابی ایمنی برجسته مانند برنامه ارزیابی خودروهای جدید اروپا (Euro NCAP) و مؤسسه بیمه ایمنی بزرگراه‌ها در آمریکا (IIHS) برای خودروهایی که مجهز به سیستم‌های AEB با عملکرد خوب در تست‌های شبیه‌سازی تصادف هستند، امتیازات بالایی قائل می‌شوند. این موضوع خودروسازان را ترغیب کرده است تا این سیستم را در طیف وسیع‌تری از محصولات خود نصب کنند تا بتوانند رتبه ایمنی بالاتری کسب کرده و در بازار رقابتی موفق‌تر باشند.
علاوه بر این، ترمز اضطراری خودکار یکی از اجزای بنیادین و اساسی در توسعه سیستم‌های کمک راننده پیشرفته‌تر (ADAS) و پله‌ای به سوی سیستم‌های رانندگی خودکار آینده است. توانایی درک محیط، تشخیص اشیاء و واکنش خودکار در شرایط بحرانی، پیش‌نیاز تمام سطوح بالاتر اتوماسیون رانندگی محسوب می‌شود. سیستم‌های پیشرفته‌تر AEB داده‌ها و الگوریتم‌های مشترکی با سیستم‌هایی مانند کروز کنترل تطبیقی و سیستم حفظ خودرو در خط دارند.
محدودیت‌ها: با وجود مزایای فراوان، سیستم‌های AEB کامل نیستند و ممکن است در شرایط خاص (مانند آب و هوای بسیار نامساعد، تابش مستقیم خورشید یا نور چراغ در شب، کثیفی حسگرها، سناریوهای ترافیکی بسیار پیچیده) عملکرد آن‌ها محدود شود یا با خطا همراه باشد. همچنین، این سیستم‌ها جایگزین توجه و هوشیاری راننده نیستند.
نتیجه‌گیری
ترمز اضطراری خودکار (Automatic Emergency Braking – AEB) یک فناوری ایمنی فعال حیاتی در خودروهای مدرن است که با فناوری و نحوه عملکرد سیستم AEB مبتنی بر حسگرها و پردازش اطلاعات، در شرایط اضطراری به طور خودکار ترمز می‌گیرد. وجود انواع سیستم‌های ترمز اضطراری خودکار (شهری، بین شهری، تشخیص عابر پیاده/دوچرخه‌سوار) امکان محافظت در سناریوهای مختلف را فراهم می‌آورد. تأثیر ترمز اضطراری خودکار بر کاهش آمار تصادفات و شدت جراحات با شواهد آماری اثبات شده است و به همین دلیل، اهمیت AEB در استانداردهای ایمنی خودرو (Euro NCAP, IIHS) به شدت افزایش یافته است. ترمز اضطراری خودکار نه تنها خودروها را ایمن‌تر می‌کند، بلکه به عنوان بلوک ساختمانی اصلی در توسعه سیستم‌های کمک راننده و سیستم‌های رانندگی خودکار آینده عمل می‌کند و نقشی محوری در آینده حمل و نقل ایفا خواهد نمود.
