安全是汽车的底线：50年5000起事故调查，奔驰安全技术如何进化？

几起事故表明，翻车时使用窗式气囊也有利于保护乘员。自 2004 年以来，这种侧翻感应传感器已应用于许多汽车中，第一款标准配备的车型是S级W221，随后是E级W211。

在某新势力车企还在研究“冰箱、彩电、大冰箱”的时候，汽车的发明者奔驰公司在50多年前已经成立事故研究调查中心调查事故和搜集相关数据了。

就像“安全是民航的生命线”，安全何尝不是一辆车的生命线？

航空从诞生时最危险的交通工具，经过一百多年的演变成为最安全的交通工具，离不开人们对事故的调查和研究，并留下数以千计的事故调查报告，可以说是千千万万的航空人从悲剧中汲取知识来改善所有人的安全。

奔驰公司也是走的这条路。

奔驰190碰撞测试——汽车安全发展里程碑

1959年9月10日，一辆带有奔驰190与17吨重的障碍物相撞。测试车辆拆除了车门，以便拍摄到驾驶舱的人体模型的动作。这辆奔驰190奠定了当今车辆安全的基础，也让奔驰成为全球首家引入系统碰撞测试的汽车制造商，标志着汽车安全研究的又一里程碑。

1969年，奔驰公司成立了“梅赛德斯-奔驰事故研究中心”，到2018年时，该中心已经研究了超过5000起事故。

现在，位于辛德尔芬根的车辆安全技术中心 (TFS)每天都会听到多次巨大的碰撞声，每年大约有1000次碰撞。工程师将一辆车撞到墙上或另一辆车上。并不是因为他们喜欢毁坏汽车，而是为了提升安全性。

交通事故是每一名驾驶员的噩梦，奔驰的目标是致力于无事故驾驶。现在车辆配备的辅助系统能避免碰撞或减轻后果。

一辆车在批量生产前，需要在计算机上进行1.5万次事故模拟，并在TFS进行大约150次真实碰撞测试。

奔驰车辆安全技术中心建筑面积5.5万平方米，检测大厅有8100平方米。工程师使用高速摄像机（每秒拍摄1000多张）记录撞车过程。

TFS最长的轨道超过200米，为了获得精确数据，轨道必须保持尽量水平，公差是每100米5毫米。地基更是用500根混凝土深入地下18米。

这可以让奔驰工程师以任何可以想象的角度测试汽车碰撞，甚至可以进行自动驾驶操作并随后发生碰撞。还可以模拟两辆移动车辆可能发生的不同重叠角度的碰撞或侧面碰撞测试。

图、TFS拥有四个碰撞轨道，每个轨道都能独立操作

近年来，事故调查和重建工作发生了重大变化。工程师用现代化的3D激光扫描仪替代了卷尺测量车道和痕迹。

现在不仅事故现场发生了变化，车辆本身也发生了显著变化。事故研究的目的是评估现代驾驶辅助系统的影响，以及调查碰撞的价值。

梅赛德斯-奔驰事故研究中心的起源

1969年1月，一个寒冷、灰蒙蒙的冬日，德国巴登乌尔登堡州的政府官员和高级警官与当时的戴姆勒-奔驰股份公司的代表在该州内政部进行了几个小时的会谈。当时奔驰提出一项不同寻常的请求——呼吁警方协助重建和分析涉及梅奔车型的道路交通事故。

工程师的想法是使用真实世界事故的数据，以提高车辆乘员的安全性。实际上奔驰公司在2年前进行的为期6个月的试点项目中已经获得了该领域的初步经验。1967年1月至6月间，奔驰员工和警方合作，对伯布林根地区和A8⾼速公路上发生的严重道路交通事故进行调查。

这次会议的主要目的是将研究项目置于更广泛的范围中。警官表示愿意合作，并向各部门发出一项请求支持的公报。事故研究在1969年4月29日正式启动，随后内政部门向所有相关警察部门发出指令。

该指令要求警察部门通过电话向奔驰公司通报任何道路交通事故，并允许该公司代表检查事故报告并向值班人员询问事故情况。内政部门给出的理由是：内政部支持戴姆勒‑奔驰公司的研究，因为它对道路安全具有普遍影响。

德国警方和奔驰的合作是成功的，奔驰事故研究的覆盖范围在接下来几年里扩大了数倍，从巴登巴登延伸至乌尔姆，从曼海姆延伸至康斯坦茨。

奔驰工程师用50年研究了5000起事故，这也转化为公司的一笔宝贵的安全数据库。现如今，研究人员就像NTSB的研究员一样，每当事故发生，他们就被召集，对严重事故进行第一手检查。

工程师在事故现场从一系列基本问题开始着手：事故是如何发生的？碰撞后车辆的位置如何？是否有任何痕迹？

现在工程师可以用3D激光扫描仪来扫描事故现场所有标记和环境的三维信息。

工程师对涉案奔驰车进行研究时，会抛出几个问题。溃缩区表现如何？客舱是否有变形？安全气囊和安全带预紧器是否启动？碰撞后的奔驰车型的内部有什么不同寻常之处？乘客是否受伤？如果受伤，他们的伤势如何？

所有这些问题的答案和信息都会被记录在数据库中，每个案例包含1200多个参数。数据库包括数十张照片、草图和目击者描述。一旦收集到相关信息，研究人员就可以系统地重建实际碰撞。

工程师将数据录入计算机，可以转化为可视化资料。他们能够通过将痕迹长度与设计数据和受损奔驰车的操作行为信息相结合来重建事件的实际顺序。然后研究人员可以在屏幕上查看车辆在碰撞之前、期间和之后的移动情况。

此外，计算机模拟还提供了从不同角度观察事故现场的视图。然后将结果与其他事故的数据进行比较，从而使汽车工程师能够逐步编制所涉及的典型伤害的准确图片，并获得开发新的、甚至更有效的安全系统所需的知识。

梅赛德斯事故研究中心的调查结果向工程师们表明，该品牌长期以来在安全方面毫不妥协的立场已经得到了回报。对交通事故的分析表明，多年来，乘坐奔驰出行时受伤的风险一直在持续下降。

奔驰通过事故研究保持该品牌相对于竞争对手汽车制造商的技术优势方面发挥了重要作用。这是因为工程师能够快速地将这些知识应用到实际中。多年来，此类研究的结果多次为新型、开创性安全系统的开发提供了基础。

60年代末，当梅赛德斯‑奔驰首次开始系统性事故分析时，专家们最初专注于改善乘客舱内部的保护。尽管当时奔驰车型已经配备了安全带，但真正使用的人却很少。对于许多前座乘客来说，这种放任的态度导致了方向盘、仪表板或挡风玻璃的撞击，导致头部严重受伤。

因此，事故研究人员开始着手识别车内的危险撞击点，并建议改进导致严重伤害的各种开关和手柄的设计。同样，仪表板和内饰材料也经过重新考虑，以确保安全。从那时起，设计工程师就青睐吸能材料。

工程师还通过事故分析改进车身结构。在重建与迎面而来的车辆的典型碰撞时，事故研究人员很快意识到车辆通常会不对称地相互碰撞。身体前部的结果是一侧比另一侧受到的影响更严重。专家将这种类型的碰撞描述为偏移碰撞。

在德国道路上大约一半的所谓正面碰撞中，碰撞实际上只影响到车辆前部左侧 30% 至 50%。另外25%的此类碰撞中，碰撞发生在车辆前部乘客侧。

这一发现对汽车设计产生了重大影响。鉴于法律要求对平坦墙壁进行完整的前端碰撞作为乘用车的安全测试，但这仅代表现实世界事故的一小部分，奔驰决定走得更远。

根据奔驰自身事故研究的结果，工程师早在1974年就引入了首次偏置碰撞测试，并继续开发了一种设计原则——即使在车辆前部受到极端局部载荷时也能提供较高的乘员安全性。该解决方案以叉形构件的形式实现--车身结构前部两侧的刚性纵向部分。

这些叉形构件中的每一个都位于前壁的前面并朝向侧裙和驱动轴驼峰，这使得碰撞的冲击力在驼峰、地板和侧板之间均匀传播，从而使乘客舱基本上保持完好。1979年推出的W 126系列S级轿车，是梅赛德斯第一款采用前叉式车身的车型，专门用于防止前端碰撞。如今这种新的设计原则为车辆乘员提供了更有效的保护，而不仅仅是在发生偏移碰撞的情况下。

图、奔驰S级W126

经过多年持续的事故观察，奔驰发现有必要进一步修改测试程序，于是他们又开发了针对可变形障碍物的偏移碰撞测试。在这次试验中，铝结构可以复制对方车辆的碰撞溃缩区，从而能够更真实地分析物体在撞击过程中是如何变形的，而不是与刚性混凝土或钢障碍物发生碰撞时的情况。

由奔驰联合开发的可变形护栏碰撞测试现已成为Euro NCAP(新车评估计划)的一部分，并成为欧洲所有新乘用车的强制性测试。

图、奔驰E级W213

改进安全带设计

对1970年代和80年代真实世界事故的进一步分析，导致了安全带开拓性安全功能的发展。其中最重要的是三点式安全带，由奔驰于1968年首次推出，并与司机和前排乘客的头枕一起，于1973年成为奔驰品牌所有车型的标准装备。

安全带仍然是乘员安全的最重要因素，多年来已使数十万司机和乘客免于死亡或严重受伤。

然而，事故研究再一次向梅赛德斯的工程师表明，仍有改进的空间。这包括增强型的安全带几何形状以及将下部安装点固定到座椅框架。这确保了安全带的最佳定位，无论座椅的位置如何。1971 年，梅赛德斯-奔驰 280 SL 首次亮相，成为世界上第一辆配备这一重要安全功能的汽车。

图、奔驰 280SL

安全带预紧器

1970年代初，事故研究人员首次意识到，在发生严重的前端碰撞时，传统的安全带不足以保护车辆乘员免受方向盘或仪表板的冲击。其原因是安全带的松弛，这是由部件的设计原理造成的，奔驰的工程师们发明了安全带预紧器，从而抵消了这一点。

发生碰撞时，预紧器会在几毫秒内拉紧安全带。奔驰工程师在1970年代开始开发这一实用组件。此后，随着微电子技术的不断进步，安全带预紧器才真正有机会进入批量生产。奔驰在1980年首次推出前排座椅的安全带预紧器，自1984年以来，它们一直是奔驰所有乘用车型的标准装备。

回过头来看，对这种复杂的研究是值得的。在发生前端碰撞时，安全带预紧器不仅可以防止头部和上身危险地向前倾斜，还可以减少车辆乘员的整体应力负荷。

图、安全带预紧器

前安全气囊

安全气囊的开发进一步提高了乘员约束系统的质量，这是奔驰工程师的又一次灵感进发，也是安全技术的一个里程碑。

这种开创性设备的开发始于1967年。奔驰在1971年10月就获得了专利(DE2152902 C2)，经过了整整13年的开发和测试后，在1980年代末首次投入批量生产。发生前端碰撞时，安全气囊会在几毫秒内充气，防止驾驶员的头部撞到方向盘或仪表板，从而大大降低了严重受伤的风险。自1992年以来，奔驰已将驾驶员安全气囊作为标准装备。

图、在精确控温的车间内有120个测试假人，每个假人成本高达70万欧元，里面有220个测量点

随着1998年S级(W220系列)的推出，奔驰的工程师们展示了安全气囊可以适应不同的事故情况。工程师们开发了一种创新的两相气体发生器，使安全气囊能够根据碰撞的严重程度进行充气：如果传感器系统记录到中等程度的碰撞，它只会激活气体发生器的第一相，从而安全气囊仅部分充气。然而，如果检测到更严重的撞击，则第一阶段之后的几毫秒后将进入第二阶段，进一步使安全气囊膨胀。这种适用于驾驶员和前座乘客安全气囊的自适应控制系统如今已成为所有梅赛德斯乘用车的标准配置。

奔驰的工程师设计了安全气囊，以补充三点式安全带。其主要功能是在发生前端碰撞时提供保护。梅赛德斯‑奔驰的事故研究证实了这种方法的智慧。

早在1970年代，尽管系了安全带，但仍有大约30%的奔驰车司机在严重的前端碰撞中受到危及生命的伤害。如今，由于安全气囊、安全带、安全带预紧器和其他安全系统之间的良好相互作用，如此严重的伤害已成为过去。

如果将这些奔驰事故研究结果外推到所有配备了这一技术的乘用车上，那就意味着自1990年以来，仅在德国，安全气囊就帮助挽救了超过2500人的生命。美国国家公路交通安全管理局已经确定，在发生事故时，安全气囊可以保护三分之一的车内乘员免受严重伤害。此外，大约1/6的司机和前排乘客在事故中的生命归功于安全气囊。

事实上，自1987年以来，安全气囊已在美国挽救了超过14200名车辆乘员的生命。

安全带限力器

1990年代中期对事故报告的分析显示，驾驶员和前排乘客的安全气囊和安全带预紧器的标准安装，为整个约束系统的进一步微调创造了空间。作为回应,奔驰开发了安全带限力器，一旦车辆乘员被安全气囊缓冲，它就减少了安全带的约束力。这大大减轻了前排乘客上半身的负荷。

侧气囊和帘式安全气囊

奔驰长期以来致力于提高乘员安全性的承诺产生了巨大的影响——到1998年初，事故研究人员已经能够确认，在发生正面碰撞时，遭受危及生命或致命伤害的风险在之前的二十年中已经大幅降低。

事实上，系安全带的乘用车乘员的死亡几乎完全限于极其严重的前端碰撞。

因此，焦点转移到另一种类型的事故:侧面碰撞。

自1990年代以来，这类碰撞在导致车辆乘员严重受伤的所有事故中所占的比例不断上升。虽然1985年只有14%，但到1995年已上升到30%。同样，侧面碰撞正成为造成车辆乘员死亡的一个日益重要的原因:梅赛德斯事故研究中心的一项研究揭示了涉及车祸的所有道路交通死亡人数的比例——此类碰撞占44%。

为了应对这一趋势，安全工程师制定了一系列措施，其中不仅包括更坚固的门锁和铰链，还包括在车门内部装饰中使用特殊的可变形元件和泡沫填充物。此外，梅赛德斯客车在车门的下部安装了防护加固物。在1995年和1998年分别采用了侧气囊和窗式气囊(帘式安全气囊)，进一步加强了对侧面碰撞的保护。

奔驰公司的深入研究表明，侧面碰撞可能导致严重的头部损伤，窗式气囊的开发是基于这一研究。要么是因为乘员被进入车辆的异物撞击，要么是因为撞击的力量导致乘客头部向外移动。一个窗式气囊与侧气囊一起充气并覆盖侧窗的内表面，可以有效防止此类伤害。

奔驰还为其跑车和敞篷车开发了类似的安全系统。这些车型均配有专用头/胸部侧气囊和专用头气囊，以保护前排乘客的上半身和头部。

图、奔驰S级W222被动安全功能

预安全

多亏了自动安全带、安全带预紧器、安全气囊和许多其他创新，奔驰车型近年来达到了新的安全水平，使用现有技术很难找到明显的改进空间。换句话说，需要新的想法和方法来实现乘员安全的进一步发展。

再一次，事故研究提供了必要的动力:不久前，专家们确定，超过2/3的交通事故都是在发生紧急驾驶情况之前发生的，例如打滑、紧急制动或突然避让动作。过去，事故发生前的这宝贵的几秒钟无法用于保障乘员的被动安全。这是因为安全带、安全气囊和安全带预紧器等现有保护系统只有在发生碰撞后才会起作用。

基于对事故研究的深入了解，PRE-SAFE应运而生，这是一种创新的乘员保护系统，于2002年底开创了汽车安全的新纪元，并从此为梅赛德斯-奔驰赢得了多项大奖。PRE-SAFE是一种预防性系统，可以预测即将发生的事故，并立即启动，例如通过启动安全带的预防性收紧措施，使车辆及其乘员为可能发生的碰撞做好准备。

因此，它尽可能地利用碰撞发生前的短暂时间来启动各种预防性安全程序。一个类似的比喻是:PRE-SAFE给出了汽车“反应能力”。PRE-SAFE能够识别即将发生的事故，因为它提供了独特的主动和被动安全功能协同作用。它连接到主动制动辅助系统和电子稳定程序(ESP）标准安全系统，使用传感器识别潜在的危险驾驶情况，然后在毫秒内将此信息传输到控制单元。奔驰还将这些数据用于预期乘员保护，从而开创了汽车安全的新领域。

PRE-SAFE经过不断开发，现在已扩展了PRE-SAFE声音和PRE-SAFe脉冲侧功能，在真实的事故中为车辆乘员提供更高的安全性。

可充气的安全带，即所谓的beltbag，它可以通过将胸部的负载分散在更大的面积上，来降低严重正面碰撞中后排乘客受伤的风险。如果碰撞传感器检测到严重的正面碰撞，安全气囊控制单元触发烟火式安全带预紧器与安全气囊一起展开。

气体发生器将织带膨胀到几乎是宽度的三倍。更大面积的织带(接触面积)现在减少了对后排外侧乘员胸部的压力。这有助于减少受伤的风险。该系统已在梅赛德斯事故研究人员调查的真实世界事故中证明了其有效性。

调查方法

多年来，使用激光扫描仪或高清晰度卫星地图取代了手工绘制现场草图的工作。这种方法产生的更详细的草图可以实现更准确地重建和进一步的分析。这对于评估碰撞前阶段的主动安全系统功能尤为重要。激光扫描的另一个优点是易于测量变形:该设备可以将被检查车辆的形状与新车的尺寸叠加，并轻松确定变形。

使用激光扫描仪调查现场需要熟练的人员。一些必要的准备工作包括参考点的正确使用方法。为此，特殊的白色和反射球形元素需要以一种方式定位，以便在后处理阶段可以定向各种扫描。最后，研究者可以决定什么样的素描对他的分析是最有利的。包含道路所有部分和不平整路面的3D图，或作为JPG文件的简单草图，以便于直观查看和计算。

这两种方法都用于重建，比任何手工绘制的草图都要精确。

国际调查

基于世界各地不同的数据库标准化数据成立了新的项目iGLAD。然而，iGLAD目前无法填补全球数据的所有空白。最大的差距是来自汽车本身的数据。为了缩小这一差距，还需要在其他市场进行调查，以确定差异。有了这一来自汽车的深入数据，将有足够的数据可供研发。

最大的挑战是不同地点的沟通和教育。因此，AR技术将在未来得到广泛地应用。借助这些VUZIXM300眼镜，可以方便地与不同地点的研究人员进行实时沟通。可以建立与实时视频流和音频以及其他具体数据和其他重要信息的快速和直接联系。可以在所有参与者之间快速传输数据。

结论

技术创新为奔驰乘用车的安全性做出了贡献。许多专利开发使梅赛德斯车型有别于其他汽车。从而突出了他们作为安全先锋的作用。其中大部分是50年来奔驰汽车事故研究的结果，这些事故帮助保障了大量生命的安全。

类似于激光扫描仪或增强现实这样的新技术也将改变将来现实世界中事故的调查和重建。这不仅可以让获得更多的事故数据，甚至在新兴市场。它也将提供一个更好的机会，找到正确的解决方案，以减轻甚至避免未来越来越多的事故。

图、奔驰每年在TFS进行1700次雪橇测试

世卫组织目前的状况报告记录了加强安全的必要性。2023年道路交通相关死亡人数为135万人，每天就有约3700人死于致命事故。来自多个国家的不同数据的收集带来了开发优化的独特车辆的机会，开发一个优化的独特的车辆，可以解决世界范围内的大多数事故。

参考资料：50 years of Mercedes-Benz Accident Research - ready for thenext level，Heiko Buerkle, Jochen Feese