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[业界达人] 高频现象---女司机油门当刹车的根本问题

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实习生

发表于 2016-5-4 01:04:44 |显示全部楼层
车辆加速踏板与制动踏板分列式布局缺陷
田幸马
摘要:在操纵端实现车辆根本功能的加速踏板和制动踏板同时满足车辆行驶的安全要求,一百三十年间,没有任何迹象表明人类大脑在反应时间、肌肉活力以及分辨能力方面有进化,车辆速度全然提高,可谓风驰电掣。车辆各部各系统百年来极尽发展,而加速踏板和制动踏板的分列式布局却从未改观,这一分列式布局在时机(车辆百公里时速每秒前行约28米例)上的延误以及不能共轨切轨是其致命缺陷,是接二连三的“女司机、油门当刹车踩”惨案以及其他在加速踏板和制动板间错踩或换脚失败导致车祸的罪魁祸首,基于安全原则和人机工程的理想,中国专利文献ZL201520296631.2针对加速踏板与制动踏板分列式布局的种种缺陷提供逐一克服的解决方案,依据如下。
关键词:加速踏板(A);制动踏板(B);分式布局;邻板(相邻之A和B);∩轨迹(右脚从踏板满程至邻板满程点脚尖轨迹)
前言工业革命使得人类发展进入了空前繁荣的时代,而人类也付出了相应代价,例如汽车的行驶速度已经从当初的18公里时速提高了10倍甚至20倍以上,当然汽车造成的事故伤亡也在成倍增加,据报道全球车祸每天致死约3000人。那么,那些主动造成事故的车辆为什么不及时减速或加速从而使自己处于危险范围之外呢?驾车人性别年龄差异、注意力投入差异、对车辆刹车距离估计差异以及对车辆起步和加速功率的利用差异都是危险因素的考虑范畴,然而固定的危险因素在于车辆状态每一次改变需要操纵的处于分列式布局的AB,这两块踏板动作轨迹完全相同,而功能意义完全相反,左右分列于右脚前端,右脚左右摆(移)动消耗长短不等(视顺畅情况)的时间以及其二者相同又相反、相反又相同,造成驾车人错,是其致命缺陷。
1.∩轨迹上弧-----控制中断
汽车进化从“蜗牛速度”到“猎豹速度”预警距离要求更远,而反应时间只能更短,这一组交替使用,互为牵制的操纵端A和B犹如将一个灯泡的开关一分为二,床头右边只能开灯,左边只能关灯,百年前,分列式加速和制动装置操纵车辆尚且从容惬意,那时候18公里时速,可谓便捷舒适,人们享受了流畅操纵的乐趣,但是今天1秒钟的时间推迟或许就会经历险情,一成不变的AB分列式布局没有也不能为汽车速度的飞跃省略转换和过渡时间。∩轨迹是足尖从踏板满程退回施压至邻板满程点所划轨迹,例如右脚需要踩B板制动车辆,那么从A板的升轨的时间和∩轨迹上端弧线段空过渡的时间总共为推迟B动作所占用的时间,这一时间的长度在同一险情时,因人而异,专业运动员的反应时间可以少至0.1秒,普通人的反应时间在0.2秒以上,大多数人的动作时间约需1秒。车速越快,反应时间越要求短,动作时间的要求常常少于1秒,踏板踩的越深,回脚到邻板的时间越晚,而车祸概率越大,尽管车厂精心调节A、B间距但是脚掌并不能像手指之于钢琴键这种不关安全的即时互动,右脚摆(移)动准确和顺畅的前提下∩轨迹对动作时间的固定占用和无端延迟,是A、B分列式布局无法克服的缺陷,两块踏板各自独立、轨迹平行、方向一致,初程持平,不论何种情况下改变一次车辆快慢多得摆动一次右脚,不论何时何地起停车辆一次必得摆动一次右脚,乍看起来似乎科学合理,实为“进化”的死角,这生成一个右脚不做功(相对于车)而做弧形的过渡轨迹,如附图2中A1-----B1间弧,这是车辆失去控制的短暂(或许更久)过程,试想120公里时速时短暂的1秒钟车辆已经飞奔约33米,况且在这失控的短暂时间里还必须清晰的决策和准确而快速的摆脚。谨慎的司机前辈和贴心的驾驶要领提出的“好习惯”告诫人们,只要右脚不在A板的一切时间里,应该将右脚放置于B板,这样就可以提前预判提前处理提前化解,因为大家都知道紧急情况下缺乏思考时间,误踩几率很高,那是下意识反应,大家都承认A、B分列式布局多种缺陷的存在尤其是时间延误,所以谆谆教导行车时视线宽远,注意力高度集中,视线保持最前方并提前备刹以弥补A、B分列式的中断、混淆以及其他磕绊延误的缺陷,因为A、B分列,所以驾驶难度更大要求更高,而提前备刹似乎可以确保安全,这是及时减速刹车从而避免进入危险区域的情况,但是试问,另外一种情况需要紧急加油提速的危险时刻来临,这可怜的右脚会不会又下意识踩下刹车B板,它是否能快速的流畅的准确的回到A板踩下从而加速离开危险区域呢?
2.∩轨平行-----捷径矛盾
倾向于从A板满程以N轨迹快速到达B板初程的捷径意图往往不能得呈。这是平行的A、B踏板的T形结构和操作时的无视觉参与特征造成的紧急情况下极端失误,需要改变车辆行驶状态的要求越紧急,右脚摆(移)动的愿望越迫切,完整的∩轨迹上弧被改变N形回脚的可能性也就越大。T形踏板的盖板以下与扁平纵轴性状的脚掌部分形成咬合角,右脚从踩踏状态向邻板移动的轨迹越早倾斜,越易被邻板顶盖下面卡住,不能保证实现最短时间流畅移脚,必须完整退出一个行程,经历更耗时但更可靠的圆弧轨迹,落脚于相邻踏板,如附图2所示。这一组矛盾产生卡(绊住)脚缺陷。
3.∩轨迹中断——辩距失真定位失当踩偏踩空
AB分列式布局导致落脚不准、辨距不良是其固有缺陷。右脚在处于初程的两块踏板间移动,落脚的定位准确性尤为主要,经过∩轨迹的上段圆弧时脚(掌)处于悬空状态,这是生理学上跟-膝-胫试验的翻版应用,每一次移脚都是一次测试,路况预警越紧急,越容易产生意识震颤和移动摇摆,落脚定位越有失败的危险,右脚移向相邻踏板的轨迹也就越有可能失距失稳,这一探寻的思量过程促生了因人而异的定位方式,共同拖延了动作时间,只有A、B分列式布局才会产生移脚过程,进而提出无视觉参与的落脚准确性的要求,这是假设移脚顺畅时落脚轨迹的偏离问题,是A、B分列式布局第三缺陷-----落脚失准、踩偏踩空
4.∩轨迹左右同轨,分辨困难
车辆速度翻倍提高可能令防错设计成为酿祸结构,除非可以不加选择,∩轨迹的左右两边,就动作形式和功能意义而言,相同中有相反、对抗中有一致,这在当时的低速车辆有充裕的决策和动作时间,可谓简单可靠,符合当初时代人机工程的诉求,人们悠然的换脚,放心的踩踏,吹着口哨、左顾右盼。但是今天层出不穷的“女司机,油门当刹车踩”事故报道已经屡见不鲜,油门错踩和刹车错踩在世界各地演绎,此起彼伏,该加速时继续制动,该制动时又突然加速,这些情景昭示了所谓防错设计的AB分列式布局正在变为酿错列阵,导致持续增加的事故,事故前惊慌失措的恐惧淹没了“分辨左右”这一思维过程而同时保留了“伸脚踩踏”这种“下意识”,决策时间和肢体到位的动作时间以及对A或B做功的时间是改变一次车辆行驶状态所需要的时间,例如车辆时速28米每秒,反应时间的允许值被极度缩,因为AB分列式布局而增加的“肢体到位动作”-----移脚,使人们认知负荷极度增加-----确定左右-----确定当时右脚的左右所在和确定右脚需要移至左右之一!
分辨重于行动,除了短暂紧迫的时间造成分辨的困难,AB分列式布局在大脑左半球重新派生左右概念本身就很不科学,有违平衡机制,为错踩埋下隐患,人类大脑的左右半球在形态和功能上先天对称,运动区和体觉区在两边半球对称分布,运动区对肢体的控制路径左右交叉,正常情况下,两半球分工合作,由位于两半球中间的胼胝体沟通信息,保证行为协调统合;运动中枢是躯体运动的最高级中枢,位于大脑皮质中央前回的4区和6区,兼顾身体左右,运动指令是复杂的大脑运算结果,而将右脚一分为二使用(如图1),令大脑运算工作量增加了一次方,短时间内完全超过了腿部运动对应的大脑皮质中的面积的运算能力,从而易使人产生意识震颤令右脚摇摆不定。
人们踩下A板,车辆可以起步、加速,收回A板意味着减速至停车,而踩下B板,可以减速、可以停车,收回B板意味着放弃减速、不必停车,这些走、停、快、慢的状态概念在不看见的情况下依靠感觉共济以右脚探寻实现,在一些情况下极不稳定可靠,大脑需要处理的信息量因为AB左右分列而成倍增加-----甄别参与,有些人甚至会依靠点踩来观察车辆状态变化进而确定右脚所处的右A左B位置,单侧肢体在“黑暗”中分辨左右的困难以及这一过程对行车安全的潜在威胁显而易见。
人捡拾地面物件以近手使用左右,物件在身体的左侧地面时,就使用左手捡起,这是随机的左右,统合作用使捡拾动作尽快完成,这时选择机制并未启动,但当物件较远需要走动几步接近,人就会将右则身体靠近以右手捡拾,这是左右选择的有意性,选择过程短暂又简单,照顾右手习惯,显示了节约可靠原则,表明了自然工学的单一化倾向和简单性原则,以上示例均为人身整体面临左右使用和左右选择时的意识倾向,但当肢体的左右一侧再次分为左右使用,例如在高速飞奔的汽车上右脚操纵AB踏板的情境,比起捡拾物件要复杂的多,如附图1,首先在AB间选择摆脚是无视觉动作,左B、右右A的分辨完全脱离视觉帮助,尤其突发险情需要迅速辨别左右的要求令更多的人难以适从,是紧急的跟--胫试验应用;“黑暗”状态下辨别左右是一次复杂的神经心理学过程,涉及到多项高极大脑功能,涉及越多、越不可靠。
当两人面对时,其中一人的左侧指向另一人的右侧,此种左右的确认需要借助心理旋转图像的能力调动,医生给病人做属于对称器官或组织的单侧手术时,将多次进行镜像旋转的分辨,以确保左右正确无误。必不可少的左右分辨确认,增加了人的负担,而混淆左右有时会招至灾难性后果,相比类似的左右分列式布局的AB,虽然清晰分隔、单独列阵,但也不幸形成分辨的严峻考验,在紧急关头,AB有别的信号强度并未优先于踩踏命令的习惯力量,踩踏方式的完全相同重复,越过意义分辨的过程以主观意志和被动驱使忽略左右差-----踩下实现最终愿望,提示失效促成人为错误的发生
犯错误是人类行为的固有特征,有时候人们只是拿错东西,但是混淆左右这种情况通常不只会发生一次,尤其是操纵高速机器,例如操纵汽车左右分列式布局的AB踏板时概率更高,而女性左右不分更为普遍,时间越短,左右概念越不稳定,另外,A板的返程与B板的进程都会使车速减慢,B板的返程与A板进程时车辆可以继续前进,虽然强度悬殊、主次有别,但其范畴相交、意义重叠,所以AB左右分列布局有可能模糊二者功能边界、弱化衔接(移脚)动机,误导正确决策,推迟有利时机。
辨别左右的判断能力会因为各种干扰和车辆状态的影响而进一步降低,AB分列式布局坚持一个脚在两个地方使用而又无法消除影响左右判断的各种危险因素,人们各自有辨别左右的方式,但不能保证在所有情况下都可靠,事故以前的惊恐情绪严重分散了人们辨别左右需要的注意力,AB分列式布局的缺陷要求人们格外警惕,并承受瞬间高负荷的分辨压力,虽然取缔分辨程序和改变∩形轨迹事关重大,然而合理摒弃视觉辅助才会令人踏实,淘汰分辨、实现不动脚的即时才会可靠,这符合理性的科学观-----剔除左右混淆以及其衍生的辩距失真定位失当的可能性。
5.动作单一又复杂-----参与摆脚的肌肉群
一节中,本来人身整体简单原始聚焦式并优先使用的一次左右动机投入被AB分列式布局延展分裂为一脚二用的二次左右辩别投入,右脚本属身体右侧,再次一分二两个位置,右脚派生出两个右脚-----右脚的左右,如图1,这样势必调动更多的肌肉参与动作,面每一块(条)肌肉都需要神经支配,调动肌肉越多能耗越大越疲劳,也就越危险,自动档车型的诞生即是基于降低疲劳感和减少分辨环节来追求安全,AB分列式布局要求摆脚(移脚)的动作使用是辅助肌群,而人类迈步行走就腿部而言主力肌群全部是屈肌和伸肌,踩踏板在髋关节、膝关节和踝关节使用的主力伸屈肌包括髂腰肌,股直肌和缝匠肌等等22块肌肉,但在分列式AB间摆(移、挪)脚这些侧方动作需要调动长收肌、短收肌和大收肌等等27块股肉,这27块肌肉是迈步走路和踩踏板时的辅助肌肉,但在AB间侧向摆(移、挪)脚动作时作为主力肌肉调动,主次换位效率上不具有安全优势,危险因素因此而增加
人体左右移动躯体的能力远差于躯体前后移动的能力,而倒退躯体的能力(肌群)也是前行的辅助部分,相对人体前行的主功能,侧向动和后退动作都是主功能的辅助和完善,在人体神经束的分配上来看,主要功能得到最多神经支配,包括神经束的直径和数目,而引起肌肉收缩完成主要功能的生物信号的来源亦处于神经中枢的最核心最重要部位,所以人们步行或跑步的神经中枢的支配机制,形成了最稳固的动作单元得以固化存储和加强,而主次肌群频繁换位在舞蹈武术或者类似乒乓球等等运动时得以必要和充分利用但操纵车辆轨迹上打乱的肌群主次则会因为车速高预警急而产生行车危险。
A、B踏板就结构和轨迹来看,极其简单一致(但也极易混淆),但随时准备在急刹(或加速)时“跳脚(甩脚)”至邻板,不是什么舒适性,未伤亡事主可以再次消费和重复购买车辆,而亡命事主也无法陈述A、B分列的拙劣危险,错踩和换脚不及成为“放错设计”的直接讽刺,相对比AB踏板使用时间的差异可谓天壤之别,然而两者的使用次数不相上下,这意味着每踩一次踏板(A或B),下一个踩踏就在邻板(不论间隔时间长短)-----车辆状态的每一次改变(不论幅度)都将使用全腿肌肉一次(髋、膝、踝关节在内)-----在时间充分、思维敏捷安全渡过-----这是AB分列式布局在肢体动力学方面的缺陷。
6.顾此失彼、两速失和
跟趾动作的需要显然存在,然AB分列式布局却不能满足绝大多数人的愿望,分列式布局就是顾此失彼的所谓“防错设计”的初衷,引擎转速和车速的配合关系到发动机、变速器以及离合器的寿命和轮胎地面附着情况的瞬间变化,部件寿命和行车安全以及人性化的要求随着车速提高和路况复杂进一步暴露了顾此失彼AB单列的缺陷,坡起、点刹、高速降档和刹车加档各种需要都会因为分列式而衔接中断、响应迟钝、降档困难以及转速反拖,AB单列、两速(引擎转速和车速)失和是根本原因所在,不论使用内八字脚或外八字脚做跟趾动作、扭腿都不是一件舒服的事,更不会安全,最严重的车辆失控例如驱动轮锁死(尤其雨天)就是降档过程中难以同时控制的单列AB造成的发动机动力瞬间传递引起坡道停车脚刹转给手刹,准备起步,这时候四肢各负其责-----抬离合、加油、松手刹、掌方向-----然而溜坡惊魂几多回,脚在邻板难作为,失顾事故知多少,AB单列不能保,这是AB分列式布局不能兼顾的缺陷
7.初程衔接,间距延长
在上节,侧重论及AB分列式布局的水平固有距离导致不能兼顾的缺陷,本节分析更进一步的动态距离,论及核心初程衔接问题,通过观察-----伴随踏板的踩下,其与邻板初程越来越远的距离-----事实上,处于降程的踏板,到邻板功能的全效点,距离更远,结论于∩轨迹中暗藏的时间消耗,百年来,汽车已高度“进化”,安全之于操纵端,第一要求就是动作的及时性,即快速响应,但是,车辆越快,分列式布局的A与B间距越远,如附图2:踏板初程为1位、踏板轨满程为4位,A1位怠速、A4位全速、B2位刹车生效,B4位轮抱死。假如从4位到3位需时0.1秒,等分法每格0.1秒,AB间脚弧形轨迹(顶端)需时0.5秒,∩形转变一次全程需要耗时1.1秒,而例如120公里时速的车辆每行驶约33米,假如A2位置时车辆时速50公里,A3位置时速100公里,而事实刚好相反,更需要快速即时启动刹车的100公里时速A3位置反倒比要求较低的50公里A2位置到达刹车生效的B2甚至B4位置需的时间更长。B1为零行程,A2到B1需要0.6秒,A3到B1需要0.7秒,耗时更长。从B板至A板演示,原理相同,对于运动的车辆而言,AB交替作用互为牵制,不再赘述。
结论  诚然车辆根本功能将永远表现为停车和起步交替、加快和减慢相济,而其中踏板结构布局和人体机能特征作为人机工程学的基本研究对象体现了生理学、心理学和其它有关学科知识的综合运用,合理分配人和机器承担的操作职能,并使之相互适应,从而为人创造出舒适和安全的工作环境,使之功效达到最优,人机工程学定义确切如此,在每年优良产品的评选时,德国一家权威设计中心设定评选标准如下:(附评)
①产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合(如果人类有三条腿,那么分列式布局的A、B、C踏板完符合这一条评选标准,尤其“用力配合”四字)
②产品是否顺手和方便使用(是的,错踩很顺手脚摸索邻板很方便)。
③是否能防止意外伤害和错用时产生危险(这一条最重要,直接关系生命安全,而您最近一次留意到“油门当刹车踩“这类事故报道是在哪一天了,前两天?今天?)
④各操作单元是否实用,是否能毫无疑问地辩认各单元在安置上的意义(别急,我在摸另一块踏板,等一下,这俩踏板踩着一样,我得试探踩一下,看车是快了还是慢了,快了就是A,慢即是B)。
⑤产品是便于清洗、保养及修理(这是停车以后的工作,多由专业人员进行操作,暂不论及)。
人文精神的体现,贡献了人与产品结合在工程、技术和艺术方面的价值,将始终彰显对人的尊重和关心这也是本文的初衷 图tu.jpg
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