Введение
Изучение и практика, направленные на минимизацию возникновения и последствий дорожно-транспортных происшествий
Автомобильная безопасность – это изучение и практика автомобильного проектирования, конструирования, оборудования и регулирования для минимизации возникновения и последствий дорожных столкновений с участием автотранспортных средств. Безопасность дорожного движения в более широком смысле включает в себя проектирование дорожной сети. Одним из первых формальных академических исследований по улучшению безопасности автотранспортных средств была работа, проведенная Корнеллской аэронавтической лабораторией в Буффало, штат Нью-Йорк. Главный вывод их обширного доклада заключается в критической важности ремней безопасности и мягких панелей приборов. Однако основным фактором смертности и травматизма, связанных с дорожным движением, является несоразмерная масса и скорость автомобиля по сравнению с преобладающей жертвой – пешеходом. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 80% автомобилей, продаваемых в мире, не соответствуют основным стандартам безопасности. Только 40 стран приняли полный набор из семи наиболее важных правил для автомобильной безопасности. В Соединенных Штатах пешеход получает травмы от автотранспортного средства каждые 8 минут, и вероятность его гибели в дорожно-транспортном происшествии в 1,5 раза выше, чем у пассажиров автомобиля на каждую поездку. Улучшения в конструкции дорог и автотранспортных средств постепенно снижают уровень травматизма и смертности во всех странах первого мира. Тем не менее, дорожно-транспортные происшествия остаются основной причиной смертей, связанных с травмами, – около 1,2 миллиона в 2004 году, или 25% от общего числа смертей по всем причинам. Из числа погибших в результате дорожно-транспортных происшествий почти две трети – пешеходы. Теория компенсации риска использовалась в аргументах против устройств безопасности, правил и модификаций транспортных средств, несмотря на их эффективность в спасении жизней. Коалиции, продвигающие безопасность дорожного движения и автотранспортных средств, такие как Together for Safer Roads (TSR), объединяют глобальные компании частного сектора из различных отраслей для сотрудничества в целях повышения безопасности дорожного движения. TSR объединяет знания, данные, технологии и глобальные сети своих членов, чтобы сосредоточиться на пяти ключевых областях безопасности дорожного движения, которые окажут влияние как на глобальном, так и на местном уровнях. Растущая тенденция развития автономных систем во многом обусловлена переходом к автономным автомобилям, которые одновременно решают основные существующие проблемы безопасности и создают новые. Ожидается, что автономные автомобили будут безопаснее существующих транспортных средств, поскольку устраняют самый опасный элемент – водителя. Центр интернет- и общественных исследований при Стэнфордской юридической школе утверждает, что «около девяноста процентов дорожно-транспортных происшествий вызываются, по крайней мере частично, человеческим фактором». Однако, хотя стандарты безопасности, такие как ISO 26262, определяют требуемый уровень безопасности, для отрасли по-прежнему является задачей продемонстрировать его соответствие.
Профессиональное вождение
На рабочем месте дорожно-транспортные происшествия являются основной причиной смерти от травм в США. С 1992 по 2000 год они стали причиной почти 12 000 смертей. Смерть и травмы, полученные в результате этих происшествий, приводят к увеличению расходов работодателей и снижению производительности труда, помимо человеческих страданий. Водители грузовиков подвергаются более высокому риску смертельного исхода, чем работники других профессий, однако вопросы безопасности автотранспорта на рабочем месте не ограничиваются эксплуатацией большегрузных автомобилей. Сотрудники, не связанные с транспортной отраслью, регулярно используют служебные автомобили для доставки, продаж, выездов на ремонт, посещения клиентов и т.п. В этих случаях работодатель, предоставляющий транспортное средство, обычно играет ключевую роль в установлении правил безопасности, технического обслуживания и обучения.
Активная и пассивная безопасность
Термины "активный" и "пассивный" – простые, но важные понятия в области автомобильной безопасности. Под "активной безопасностью" понимаются технологии, помогающие предотвратить аварию, а под "пассивной безопасностью" – компоненты автомобиля (прежде всего, подушки безопасности, ремни безопасности и конструкция кузова), которые защищают пассажиров во время аварии.
Стойкость к столкновениям
Системы и устройства пассивной безопасности предотвращают или снижают тяжесть травм при неизбежном или происходящем столкновении. Значительная часть исследований проводится с использованием антропоморфных манекенов для краш-тестов. Ремни безопасности ограничивают перемещение пассажира вперед, растягиваются для поглощения энергии, увеличивают время отрицательного ускорения пассажира при столкновении, снижая нагрузку на тело. Они предотвращают выброс пассажиров из транспортного средства и обеспечивают их правильное положение для срабатывания подушек безопасности. Подушки безопасности надуваются, чтобы смягчить удар пассажира о различные элементы салона автомобиля. Наиболее важной задачей является предотвращение прямого удара головы водителя о рулевое колесо и стойку двери. Ламинированные лобовые стекла сохраняют целостность при ударе, предотвращая проникновение головы незастегнутых ремнями пассажиров и обеспечивая минимальную, но достаточную прозрачность для управления автомобилем сразу после столкновения. Они также являются неотъемлемой частью несущей конструкции ячейки безопасности. Боковые и задние стекла, изготовленные по технологии закалки, разбиваются на гранулы с минимально острыми краями, в отличие от раскалывания на острые осколки, характерное для обычного стекла. Зоны программируемой деформации поглощают и рассеивают энергию столкновения, перенаправляя ее от пассажирского отсека и снижая силу отрицательного ускорения, воздействующую на пассажиров. Транспортные средства могут иметь зоны деформации спереди, сзади и, возможно, с боков (например, SIPS от Volvo). Ячейка безопасности – пассажирский отсек – усилена высокопрочными материалами в местах, подверженных высоким нагрузкам при столкновении, для сохранения жизненного пространства для пассажиров. Деформация подножия – один из известных сценариев разрушения ячейки безопасности, и поперечные усилители – один из элементов, обеспечивающих защиту при боковых ударах. Рулевая колонка с универсальными шарнирами, способная к складыванию, в сочетании с подушкой безопасности рулевого колеса. Рулевая система установлена за передней осью, позади и под защитой зоны программируемой деформации спереди. Это снижает риск и тяжесть травм водителя, вплоть до пронзающих ран, при лобовом столкновении. Системы защиты пешеходов. Амортизирующие накладки на приборной панели и других элементах салона, расположенные в зонах возможного контакта пассажиров при столкновении, а также тщательное расположение крепежных элементов вдали от этих зон. Грузовые решетки иногда устанавливаются для создания физического барьера между пассажирским и грузовым отсеками в автомобилях типа внедорожников, универсалов и фургонов. Они помогают предотвратить травмы, вызванные ударом незакрепленного груза по пассажирам, а также могут предотвратить обрушение крыши при опрокидывании транспортного средства.
Выживаемость после аварии
Выживаемость после столкновения – это вероятность того, что водитель и пассажиры переживут аварию после ее наступления. Технологии, такие как расширенное автоматическое оповещение о столкновении, могут автоматически вызывать службы экстренной помощи и отправлять информацию об автомобильной аварии.
Безопасность пешеходов
Автомобили гораздо опаснее для пешеходов, чем для водителей и пассажиров. Две трети из 1,3 миллиона ежегодных смертей, связанных с дорожно-транспортными происшествиями, приходятся на пешеходов. По крайней мере, с начала 1970-х годов также уделяется внимание конструкции транспортных средств с точки зрения безопасности пешеходов при столкновениях с автомобилями. В Европе обсуждаются предложения, требующие, чтобы автомобили, продаваемые на территории ЕС, имели минимальную и максимальную высоту капота. С 2006 года использование "кенгурятников", популярных на внедорожниках и автомобилях 4x4, стало незаконным в Европейском Союзе, после того как в 2002 году они были запрещены на всех новых автомобилях.
Светильники и отражатели
В автомобилях установлено множество световых приборов и отражателей для обозначения их присутствия, местоположения, ширины, длины и направления движения, а также для информирования других водителей о намерениях и действиях водителя. К ним относятся фары, передние и задние габаритные огни, боковые указатели и отражатели, указатели поворота, стоп-сигналы (тормозные огни) и огни заднего хода. Школьные автобусы и седельные тягачи в Северной Америке обязаны быть оснащены ретрорефлекторными полосами, очерчивающими их боковые и задние контуры для повышения видимости в ночное время. Огни дневного хода обязательны в странах Северной Европы с середины 1970-х годов, в Канаде – с 1990 года, а на всей территории Европейского союза – с 7 февраля 2011 года.
Цвет транспортного средства
В 2004 году в эссе о связи между цветом автомобиля и безопасностью утверждалось, что ни одно из предыдущих исследований не дало научно обоснованных результатов. С тех пор шведское исследование показало, что автомобили розового цвета участвуют в наименьшем количестве, а черного – в наибольшем количестве ДТП (Land transport NZ 2005). В Окленде, Новая Зеландия, исследование выявило значительно более низкий уровень серьезных травм в серебряных автомобилях и более высокий – в коричневых, черных и зеленых. Исследование цвета транспортных средств, проведенное Центром исследований дорожно-транспортных происшествий Университета Монаш (MUARC) и опубликованное в 2007 году, проанализировало 855 258 ДТП, произошедших в период с 1987 по 2004 год в австралийских штатах Виктория и Западная Австралия, которые привели к травмам или эвакуации транспортного средства. В исследовании анализировались риски в зависимости от условий освещения. Было установлено, что при дневном свете черные автомобили на 12% чаще, чем белые, оказывались участниками столкновений, далее шли серые – на 11%, серебряные – на 10%, а красные и синие – на 7%, при этом другие цвета не представляли значительно большей или меньшей опасности, чем белый. На рассвете или в сумерках коэффициент риска для черных автомобилей увеличился до 47% выше, чем для белых, а для серебряных – до 15%. В темное время суток только красные и серебряные автомобили оказались значительно более опасными, чем белые, на 10% и 8% соответственно.
Неиспользуемые средства безопасности
Было предложено множество различных изобретений и идей, которые могли быть как практическими, так и нет, в области автомобильной безопасности, но ни одно из них так и не попало в серийное производство. К таким разработкам относятся центральное расположение водительского сиденья (для улучшения обзора) – за исключением суперкара McLaren F1 – и управление с помощью джойстика.
XVIII век XIX век
Автомобильная безопасность, возможно, стала проблемой почти с самого начала развития механизированных дорожных транспортных средств. Второй паровой "Фардье" (артиллерийский тягач), созданный Николасом-Жозефом Кугно в 1771 году, по некоторым сведениям, врезался в стену во время демонстрационного заезда. Однако, согласно Жоржу Ажеону, самое раннее упоминание об этом инциденте датируется 1801 годом и отсутствует в отчетах современников. Одной из первых зафиксированных смертей, связанных с автомобилем, стала смерть Мэри Уорд, произошедшая 31 августа 1869 года в Парсонстауне, Ирландия.
20-е годы
В 1922 году Duesenburg Model A стала первым автомобилем, оснащенным гидравлическими тормозами на всех четырех колесах.
1940-е годы
В 1942 году Хью ДеХейвен опубликовал классический труд «Механический анализ выживания при падениях с высоты от пятидесяти до ста пятидесяти футов». В 1947 году американский автомобиль Tucker был оснащен первой в мире мягкой приборной панелью. Также он имел центральную фару, поворачивающуюся вместе с рулевым колесом, переднюю стальную перегородку и переднюю защитную камеру. В 1949 году компания SAAB применила принципы авиационной безопасности при разработке автомобилей, сделав Saab 92 первым серийным автомобилем SAAB с каркасом безопасности. Кроме того, в 1949 году Chrysler Imperial Crown стал первым автомобилем, в стандартной комплектации оснащенным дисковыми тормозами.
1950-е годы
В 1955 году хирург ВВС США, консультировавший главного хирурга США, опубликовал статью о том, как повысить безопасность автомобилей для пассажиров. Помимо стандартных средств безопасности, таких как ремни безопасности и мягкие панели приборов, были внедрены амортизаторы бампера. В 1956 году Ford безуспешно попытался заинтересовать американцев покупкой более безопасных автомобилей, предложив пакет безопасности Lifeguard. (Тем не менее, эта попытка принесла Ford награду "Автомобиль года" от журнала Motor Trends за 1956 год.) В 1958 году Организация Объединенных Наций учредила Всемирный форум по гармонизации правил дорожного движения – международный орган по стандартизации, способствующий повышению автомобильной безопасности. Многие из наиболее важных инноваций в области безопасности, такие как ремни безопасности и усиленная конструкция кузова, появились на рынке под его эгидой. В том же году инженер Volvo Нильс Болин изобрел и запатентовал трехточечный ремень безопасности (набедренный и плечевой), который в 1959 году стал стандартным оборудованием на всех автомобилях Volvo. В течение последующих нескольких десятилетий регулирующие органы во всем промышленно развитом мире постепенно сделали трехточечные ремни безопасности обязательными для всех транспортных средств. В 1959 году American Motors Corporation впервые предложила опциональные подголовники для передних сидений. Также в 1959 году концепт Cadillac Cyclone, разработанный Харли Эрлом, был оснащен "системой предотвращения столкновений на основе радара", расположенной в передних конусах автомобиля, которая предупреждала водителя звуковыми и визуальными сигналами о препятствиях на пути.
1970-е годы
В 1974 году GM предлагала подушки безопасности для водителя и пассажира в качестве опционального оборудования на больших моделях "Кадиллак", "Бьюик" и "Олдсмобил". В 1976 году был представлен манекен Hybrid III для оценки последствий автомобильных столкновений. Он представлял собой мужчину среднего роста (50-й процентиль), ростом примерно 5 футов 9 дюймов и весом 78 кг (171 фунт). В 1979 году NHTSA начала проводить краш-тесты популярных автомобилей и публиковать их результаты, чтобы информировать потребителей и стимулировать производителей к повышению безопасности своих транспортных средств. Первоначально краш-тесты в рамках американской программы NCAP (New Car Assessment Program – Программа оценки новых автомобилей) проверяли соответствие требованиям по защите находящихся в автомобиле лиц, установленным FMVSS 208. В последующие годы эта программа NHTSA постепенно расширялась по охвату.
1980-е годы
В 1984 году в штате Нью-Йорк был принят первый в США закон, предписывающий использование ремней безопасности в легковых автомобилях. С тех пор законы об использовании ремней безопасности были приняты в 49 штатах (Нью-Гэмпшир не принял их). NHTSA оценивает, что благодаря увеличению использования ремней безопасности ежегодно спасаются жизни 10 000 человек в Соединенных Штатах. В 1986 году в Северной Америке было введено обязательное наличие центрального третьего стоп-сигнала, а большинство стран мира вскоре последовали этому примеру, приняв аналогичные стандарты в области автомобильного освещения. Подушки безопасности впервые начали устанавливать на серийные автомобили в 1980-х годах в качестве стандартного оборудования, в отличие от опции, как это было в середине 1970-х годов (например, на Oldsmobile Toronado в 1974 году). В 1981 году подушки безопасности были доступны в качестве опции на Mercedes Benz W126 (S-класс). В 1987 году Porsche 944 Turbo стал первым автомобилем, в котором подушки безопасности для водителя и пассажира устанавливались в стандартной комплектации, а подушки безопасности предлагались в качестве опции на моделях 944 и 944S. Первая подушка безопасности также была установлена на японском автомобиле Honda Legend в 1987 году. В 1988 году Chrysler стала первой американской компанией, установившей стандартные подушки безопасности для водителя в шести своих пассажирских моделях. В 1989 году Chrysler стала первым американским автопроизводителем, оснастившим подушками безопасности для водителя все свои автомобили, произведенные внутри страны.
1990-е годы
В 1995 году Страховой институт безопасности дорожного движения (IIHS) начал проводить краш-тесты со смещением фронтальной части. В том же году Volvo представила первый в мире автомобиль, оснащенный боковыми подушками безопасности: модель 850. В 1996 году была учреждена Европейская программа оценки новых автомобилей (Euro NCAP) для оценки безопасности новых транспортных средств и публикации результатов в целях информирования покупателей. В настоящее время краш-тесты NHTSA проводятся и публикуются как американское отделение международной программы NCAP.
2000-е годы
В 2000 году NHTSA выпустила нормативный акт, предписывающий обязательную установку дистанционного открывания багажника на новых автомобилях к сентябрю следующего года, что было частично обусловлено лоббистскими усилиями Джанет Феннелл. В 2003 году IIHS начал проводить краш-тесты при боковом ударе. В 2004 году NHTSA представила новые тесты, разработанные для оценки риска опрокидывания новых автомобилей и внедорожников. Только Mazda RX-8 получила 5-звездочный рейтинг. Также в 2003 году Национальное управление безопасностью дорожного движения (NHTSA) представило женский манекен для краш-тестов, основанный на модели Hybrid III. Этот манекен являлся лишь уменьшенной копией оригинального Hybrid III и соответствовал параметрам только 5% женщин, согласно стандартам середины 1970-х годов. В 2009 году Citroën стал первым производителем, оснастившим автомобили системой "Snowmotion" – интеллектуальной системой контроля тяги, разработанной совместно с Bosch, обеспечивающей уровень управления на скользких дорогах, сравнимый с автомобилями 4x4. В 2009 году NHTSA ужесточила требования к прочности крыши для автомобилей весом 6000 фунтов и менее. Новый стандарт увеличил требуемую нагрузку на крышу с 1,5 до 3 раз по сравнению с фактической массой автомобиля.
Специфика США
Безопасность транспорта в Соединенных Штатах контролируется различными ведомствами. Исследования тенденций использования большегрузных транспортных средств показывают, что значительное отличие США от других стран заключается в относительно высокой распространенности пикапов и внедорожников. Исследование 2003 года, проведенное Транспортным исследовательским советом США, выявило, что внедорожники и пикапы значительно менее безопасны, чем легковые автомобили, что автомобили иностранных марок, как правило, безопаснее американских, и что размер и вес транспортного средства оказывают существенно меньшее влияние на безопасность, чем качество инженерных решений, примененных при его разработке. В США объем движения крупногабаритного коммерческого транспорта значительно возрос с 1960-х годов, в то время как пропускная способность автомагистралей не успевает за этим ростом. Однако значительное влияние оказывают и другие факторы: в Канаде уровень смертности и травматизма на дорогах ниже, несмотря на схожий состав транспортных средств. NHTSA США выпустило относительно немного новых нормативных актов с середины 1980-х годов; большая часть снижения смертности на дорогах в США в последней трети 20-го века была достигнута благодаря первоначальным стандартам безопасности NHTSA, разработанным в период с 1968 по 1984 год, и последующим добровольным изменениям в конструкции транспортных средств, внесенным производителями.
Женщины
Область автомобильного дизайна традиционно считалась сферой, где доминируют мужчины. В результате, в области автомобильной безопасности наблюдается недостаток женщин-дизайнеров по сравнению с мужчинами. Это приводит к недочетам в автомобильной безопасности и эргономике, касающимся женщин-потребителей, на долю которых приходится 62% всех новых автомобилей, продаваемых в США. Согласно данным Страхового института дорожной безопасности (IIHS), женщины реже попадают в аварии, чем мужчины. Однако, вероятность погибнуть в автокатастрофе у женщин на 17% выше, а вероятность получения серьезных травм – на 73% выше, чем у мужчин. При столкновениях сзади женщины-водители подвергаются более высокому риску травм шейного отдела позвоночника (хлыстовых травм) по сравнению с мужчинами, из-за меньшего веса, который приводит к более быстрому рывку вперед. Беременным женщинам следует продолжать правильно использовать ремни безопасности и подушки безопасности. Исследование, проведенное Мичиганским университетом, показало, что "беременные женщины, не пристегнутые ремнем безопасности или пристегнутые неправильно, в 5,7 раза чаще сталкиваются с неблагоприятными последствиями для плода, чем правильно пристегнутые беременные женщины". Если ремни безопасности недостаточно длинные, удлинители можно получить у производителя автомобиля или у поставщика автозапчастей.
Водители-подростки
В Великобритании полное водительское удостоверение можно получить в возрасте 17 лет, а в большинстве штатов США – в 16 лет, при этом возраст получения полного водительского удостоверения варьируется от 14 до 18 лет. Помимо относительной неопытности, молодые водители также отличаются когнитивной незрелостью по сравнению со взрослыми водителями. Это сочетание факторов приводит к относительно высокой аварийности среди данной возрастной группы. В США, в штате Нью-Джерси действует закон Кайли, требующий от молодых водителей нанесения специальной наклейки на автомобиль. В некоторых странах, таких как Австралия, Соединенные Штаты, Канада и Новая Зеландия, предусмотрены поэтапные системы получения водительских прав с особыми правилами для каждого этапа. К 2010 году все штаты США ввели систему поэтапного получения водительских прав для водителей младше 18 лет. В Италии ограничены максимальная скорость и мощность транспортных средств, которыми управляют начинающие водители. В Румынии максимальная скорость для новых водителей (с опытом вождения менее одного года) на 20 км/ч ниже общенационального стандарта (за исключением населенных пунктов). Во многих штатах США 18-летние водители освобождаются от некоторых требований, предъявляемых к более молодым водителям, что, согласно статистике, может приводить к увеличению числа аварий среди начинающих водителей. В Нью-Джерси действуют те же требования для новых водителей до 21 года, что может предотвратить эту проблему.
Медицинские состояния
Согласно исследованию, опубликованному в 2017 году в журнале Mayo Clinic Proceedings, хотя большинство водителей с заболеваниями были безопасными, водители с психическими расстройствами или зависимостью от психоактивных веществ подвергались значительно более высокому риску небезопасного вождения. В исследовании также сообщалось, что водители с неврологическими заболеваниями составляли большинство всей исследуемой популяции (Бельгия), направленной на оценку пригодности к вождению, однако они не были наиболее склонны к небезопасному вождению.
Пожилые люди
Страховые статистические данные в Соединенных Штатах показывают увеличение числа погибших пожилых людей на 30% при сравнении 1975 и 2000 годов. В ряде штатов требуется дополнительное обследование для пожилых водителей. В расчете на одного водителя, количество смертельных случаев и общее число аварий снижается с возрастом, за исключением некоторых случаев с водителями старше 75 лет. Общая тенденция может быть обусловлена большим опытом и избеганием вождения в сложных погодных условиях. Водители младше 25 и старше 65-70 лет имеют значительно более высокий уровень аварийности. Вероятность выжить в аварии монотонно снижается с возрастом пострадавшего. Кроме того, некоторые местные органы власти организуют специальные маршруты "шаттлов для пожилых людей", ориентированные на эту демографическую группу.
Программы для транспортных средств
Хотя обычно считается, что водитель несёт ответственность при возникновении столкновений, транспортное средство также может быть фактором, способствующим столкновениям, вплоть до 3–5% случаев аварий. Существуют два вида программ: программы оценки безопасности новых автомобилей для новых машин и технические осмотры для остальных.
НКПП
Программа оценки безопасности новых автомобилей — это государственная или институциональная программа, предназначенная для оценки новых моделей автомобилей по их характеристикам при столкновениях и других угрозах безопасности. Два известных примера NCAP — Национальная администрация безопасности дорожного движения США (NHTSA) с 1978 года и Европейская программа оценки новых автомобилей (Euro NCAP) с 1997 года.
Проверка легальных транспортных средств
Инспекция транспортных средств – это процедура, предписанная национальными или региональными органами власти во многих странах, в ходе которой транспортное средство проверяется на соответствие требованиям безопасности, экологическим нормам или обоим этим параметрам. Инспекция может быть обязательной в разное время, например, периодически или при смене владельца транспортного средства. Если требуется периодическая инспекция, она может называться периодическим техническим осмотром, тестом MOT в Великобритании или проверкой технического состояния в директивах ЕС. Типичные интервалы составляют каждые два года (в ЕС) и каждый год (в Великобритании). В случае успешного прохождения инспекции на лобовое стекло или номерной знак транспортного средства часто наклеивается наклейка для упрощения последующего контроля, однако в некоторых странах (например, в Нидерландах с 1994 года) это больше не требуется. Транспортные средства проверяются на станциях технического осмотра по мере необходимости. На большинстве американских наклеек с результатами инспекции указывается номер месяца и год. В директивах ЕС такие станции называются центрами тестирования. Инспекция транспортных средств существует в Соединенных Штатах. В штате Виктория (Австралия) проверяются конструкция транспортного средства, шины (глубина протектора), колеса, двигатель, рулевое управление, подвеска, тормоза, осветительные приборы и ремни безопасности. Проверка шин особенно важна, поскольку для обеспечения надлежащего управления транспортным средством необходим достаточный контакт между шиной и дорожным покрытием.