没有什么地方比底特律更适合搞汽车研究了，这里聚集了美国三大汽车公司的总部，国际工程师学会（SAE）的世界年会在这里定期举办，北美国际车展、印地赛车（INDYCAR）和老式汽车嘉年华都是这里的固定节日。这里也聚集了很多汽车安全领域的科学家
韦恩大学生物工程中心(Bioengineering Center)坐落在这座不起眼的小楼里
随着汽车市场的复苏，美国仍然是世界汽车的中心，底特律则是美国汽车的重心。而对于高调标榜人权的美国，汽车安全研究更是一直站在业内的最前沿。要想了解最新的主流汽车安全研究方向，在底特律之外没有发言权。难得的是，在那里担纲领头的不乏中国面孔，更难得的是，我们的特约记者能够深入到各个安全实验室与之攀谈，并亲身体验那里的最新设备。
汽车从诞生之日就与人们的生命安全息息相关，对汽车安全的研究伴随着汽车工业的发展。从最初的保险杠、安全挡风玻璃、乘员安全带系统、安全气囊，到主动安全系统：防抱制动 (ABS)、驱动防滑 (ASR)、电子稳定控制 (ESP)，再到安全后视镜及儿童安全座椅系统的应用等等，汽车的安全性能正日趋完善。特别是近几年，随着汽车的碰撞试验等科学技术的迅速发展，越来越多的先进安全技术应用到汽车上。大批科学家在实验室夜以继日的研究工作，从各个方面提升了汽车行驶、驾乘人员和行人的安全保护。
在志愿者车内装上智能交通系统的设备和各种传感器、记录仪后开始测试
美国汽车安全领域的中国脸
笔者在底特律生活期间，先后结识了这几位科学家并逐步了解到他们是美国汽车安全领域的泰斗级人物，他们都与中国情谊深厚，从80年代开始经常到中国来讲学和交流，希望将汽车安全的概念和研究成果带到中国，并开花结果。现在他们依然引领年轻的研究者、学者工作在科技前沿。近年来，有很多来自中国的年轻学者聚集在美国研究所和各个汽车厂商的研究机构，他们之中有很多回到国内工作，将最先进的研究方向和研究方法带回来。
周启峰（Clifford C.Chou）博士，他是福特公司资深汽车碰撞安全专家， SAE国际会议汽车安全论坛的组织者。图为本文作者（右）与周启峰博士在研究所内攀谈。
“不同的标准会造成整车进出口的门槛，这需要认真考虑。”——美国车辆安全学科和碰撞生物力学方面的创始人之一：华裔科学家 金广平
在美国的汽车安全领域，恐怕无人不知华裔科学家金广平（Albert King）教授和他的生物工程中心(Bioengineering Center)。这个坐落在底特律城区的实验室成立于1939年，隶属于韦恩州立大学，是美国交通部众多安全标准的实验基地和汽车厂商青睐的研究机构。1955年，金教授毕业于香港大学后来到底特律，取得博士学位后晋升为全职教授和系主任，从事人体碰撞损伤生物力学研究超过55年，是美国第一位生物力学领域的工程院院士、美国医学和生物学研究院委员，是美国车辆安全学科和碰撞生物力学方面的创始人之一。在他的带领下，生物工程中心实验室在对车辆碰撞过程中车内乘员的受伤机理以及乘员保护也进行了大量的研究，发表数百篇高水平学术论文，在碰撞生物力学领域成为权威机构。金教授今年受邀访华时，对国内想要开发亚洲标准假人（全球通用50百分位假人）的项目提供建议，“这样是否会造成汽车制造销售的技术壁垒，不同的标准会造成整车进出口的门槛，这需要认真考虑。”可见，80高龄的金教授不仅是严谨的科学家，而且对汽车产业和贸易拥有很高的全球视野。
“学的越多，知道的越少。”——生物工程中心负责人，华裔科学家 杨金海
目前，生物工程中心的现任负责人是来自台湾的华裔科学家杨金海（King H. Yang）教授，他1985年在韦恩生物工程中心博士毕业后留校任教。杨教授不仅开创了电脑模拟碰撞模型研究和人体仿真实验，而且培养了数十位博士以及博士后的研究人才。开发人体的生物力学计算机模型，在一个可控制的虚拟环境中模拟汽车碰撞对人体造成的影响，并针对人体各个部位一套相当完整的模型，可以用来研究损伤的机理。碰撞中对大脑和胸部区域的损伤是最严重的，所以仅仅针对脑部，他们设计了一个包涵34万个元素的电脑模型。碰撞中大动脉受到损伤大多会导致死亡，做实物研究是困难的，但电脑模型可以模拟各种场景，或者构建涉及大动脉破裂的真实碰撞，然后在实验室里生成数据，发表有效的建议。其次严重的受损区域是腹部，特别是肾、脾和肝部，这些部位一旦受损通常会产生极为严重的问题。因此实验室也有专门针对这些器官设计的电脑模型。这些人体模型能够节约大量实验成本，而且可以弥补目前碰撞假人的缺失，以便用来设计更安全的汽车，以减少伤害。杨教授治学严谨是有名的，对学生的每一项实验、每一篇论文都会反复把关、力求精准。他常说“学的越多，知道的越少。”这不是有意谦虚而是科学家的态度。
“我们的愿景是到2025年，将10亿公里死亡率降到1%以下。”——汽车工程师学会（SAE）终身会员 周启峰
笔者还采访到了车辆翻滚碰撞研究的技术先驱、汽车工程师学会（SAE）的终身会员周启峰（Clifford C.Chou）博士，他是福特公司资深汽车碰撞安全专家， SAE国际会议汽车安全论坛的组织者。周博士1970年毕业于密歇根州立大学应用数学专业，一个巧合的机会来到韦恩的生物工程中心，参与第一代安全气囊的研究，后来在福特的汽车安全部门工作了30年，退休后他又回到这里将自己的经验传授给年轻一代的研究者。采访中他介绍了美国汽车安全研究五十多年来的发展。美国的汽车安全法规始于1966年，对于各种细节数据的改进却延续到今天。为此，各个汽车厂商必备强大的科研部门对交通部即将发布的新法规进行预研，通过大量的研究来验证法规数据并提出对应的车型改进方案。由于碰撞是交通安全的头号杀手，所以对防御碰撞的安全法规是重点，从正面、侧面到后面和翻滚中的各种碰撞情况，都会提出各种标准。厂商的汽车安全实验室，要不断研究加强碰撞防护的方法和装置。从安全带、安全挡风玻璃、吸能材料到安全气囊，被动安全系统不断的被研发出来。而主动安全系统的各种电子设备，越来越多的与被动安全结合在一起。“美国的汽车安全，通过将近50年的研究，使死亡率在逐步降低。我们的愿景是到2025年，将10亿公里死亡率降到1%以下。”
以人为本的汽车安全研究
整车碰撞实验台
汽车安全说到底还是为了保障人的安全，在美国，下肢残疾者也是可以驾驶汽车的，因此他们的安全也是研究的方向。此外，安全假人一般都是成年男子的数据，而受伤的往往是老人、儿童和妇女，这个情况如何模拟仿真？隶属于美国交通部的密歇根大学交通研究院的计算机人体仿真模型正在做出探索。
评估福特公司的气囊式安全带系统
目前，韦恩生物工程中心的研究项目之一是评估福特公司的气囊式安全带系统。气囊式安全带的概念早在1980年就已经提出，但是成为量产车的部件要在这里经过漫长的实验研究过程，从50百分位的假人到真正的人体，有很多细节需要设计和改进。所以直到2010年，福特公司才将这项技术应用于量产车。这一先进的安全带系统能在碰撞发生的40毫秒内在乘客躯干和肩膀处展开气囊，把撞击能量分散到乘客身体的功能比传统安全带高五倍。它通过把撞击压力扩散到更大面积来扩大保护范围，并降低发生伤害的风险，同时对头部和颈部提供额外支撑，减少事故发生对后座乘客头部、颈部和胸部的伤害，而后座乘客往往是更易受到伤害的儿童和老人。所以目前气囊式安全带安装在后座，为了保护在碰撞中更易受伤的孩子，它应用于儿童安全座椅。
实验室年轻的研究员金鑫博士说：“这是一个非常简单而合理的系统，但是它需要经过多年的反复试验和检测以证明该技术过关，并确保在碰撞中有精确可靠的性能，对它量产后的实际防护效果，实验室还要不断跟踪数据和研究案例。”
密歇根大学交通研究院的人体仿真模型
实验用的设备和人体模型
除了韦恩的生物工程中心，密歇根大学交通研究院也是美国交通部的重要研究机构。我采访到在这里任职的胡敬文博士，他向我详细介绍了一些研究院的项目。
实验室中用于测试的安全座椅
在汽车安全领域，计算机人体仿真模型是一个重要的研究方法，但目前的模型都是50百分位（即身高1.78m，体重78公斤的中年男子）。而在实际的交通事故中，受伤的往往是老人、儿童和女性，所以开发个性化、差异化的人体仿真数字模型，可以更有效的研究对这些特殊人群的安全防护。目前，本田等汽车厂商已经委托胡博士的课题组在这方面开展研究。
气囊式安全带首先用于儿童
“开发一套完整的仿真人需要3年至5年的时间，所以我们不可能逐一去开发，我们采用一个可变的数字体系，在标准模型的基础上，输入真人扫描数据的统计规律，使它变为我们需要的类型。这是一个非常有趣的过程，可以发现人体的各个部位在不同年龄段的变化，尤其是骨骼的变化。这些变化直接影响到安全系统对他的防护效果。”胡博士介绍道。
另一个研究是儿童安全座椅，在福特博物馆可以看到儿童安全座椅诞生和不断改进的历程。中国刚刚出台了关于儿童乘车安全的规定，但没有多少家长了解如何保护自己的孩子，经常可以看到小朋友坐在副驾驶位置或坐在大人腿上乘车。即便买了儿童安全座椅，还要学会正确的安装，才能够保护孩子的乘车安全。在美国，儿童的乘车安全是有强制性法规的，如果家长没有为孩子准备安全座椅而上路行驶，是违法行为。即便孩子乘坐其他人的汽车时也同样，学校校车都配有固定的儿童安全座椅。
福特博物馆中可见儿童安全座椅的发展历史
专门为下肢残疾者制作假人及碰撞试验
在研究院的实验室，我还看到他们专门为下肢残疾者做的假人及碰撞试验。因为在美国，下肢残疾者是可以驾驶汽车的，但他们的轮椅和安全带系统需要特殊的设计。甚至他们还研究车内宠物的安全防护，各种小狗模型也会出现在实验中。可见美国的汽车安全研究，已经从通用标准走向个体差异的细致研究，力图有效的保护到每一个人。
密歇根大学交通研究院目前受美国交通部委托研究的项目是针对智能交通安全系统的测试。这个测试项目已经进行了3年，并会持续更长时间，它将决定智能交通安全系统对减少汽车碰撞的有效性。由此可见，汽车的安全不仅取决于汽车本身，更是一个社会体系的安全保障，要结合交通道路设施，对行人、非机动车和其他汽车的安全保护。
”我们的安全谁做主
在汽车安全研究，中国虽然起步比较晚，但发展迅速。从1987年起步到1993年清华大学建立汽车碰撞试验台，再到现在的天津安全鉴定中心，这些美国华裔科学家始终给予了很多的帮助。清华大学的黄世霖教授（已故）、张金换教授和同济大学的朱西产教授等大量科研人员，都在为国内的汽车安全兢兢业业的工作。可以说国内的研究领域，与美国并没有很大差距。但是，在这些科学家看来，中国的汽车安全状态却有很多误区。
销量已经追平，但是交通管理水平和事故统计明显滞后
中国汽车产业在10年间追平了美国50多年的产销量，但交通管理水平和事故统计明显滞后。美国统计数据真是完整齐全,有政府机构和一些公益组织常年统计关于交通事故的各种数据，其中一个政府机构叫做National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA)对每年发生的交通事故的年龄、性别、死亡原因等等进行非常详尽的分类统计。在200多页的报告中，可以看到从1975年至今每一年的数据和各种比对数据。比如说各个年龄段的事故率，男性和女性的比对，受伤部位的分布和程度，救治和死亡的情况，事故发生车辆的里程和车型，甚至肇事者的血液酒精浓度，全都有详细的数据统计。甚至每年会有一定比例的详细病例报告、X光片进入数据库，为科学研究提供了有力的数据依据。中国的交通事故报告也越来越详细，但现在还没有建立完整的统计体系和强大的数据库。
只关心碰撞评级与气囊数目对不对？
另一方面，国内汽车厂商在安全方面只关心碰撞评级。虽然碰撞星级反映了整车结构、被动安全设备对乘员的保护情况，但这并不是唯一标准。在事故中有很多情况并不是按照试验的标准发生的，以人为本的细节设计往往可以更有效的保护乘车人的安全。而且，在国内的伤亡事故中，汽车与车外行人、非机动车碰撞的数量远远高于汽车本身的碰撞。在美国，厂商不断研发主动与被动相结合的更先进的安全防护方法，而且经常在商场做活动演示正确使用这些设备。
国内的消费者已经越来越重视安全，但是一般只关心有多少个安全气囊，认为气囊越多就越安全，而忽略安全带等最基本的安全防护。其实第一层保护屏障是——安全带。系好安全带是一个很有效的防护方法，就像六点式安全带可以在高速碰撞中保护赛车手一样。如果不系安全带，在碰撞中安全气囊弹出时可能会对前排的驾驶员和乘客造成创伤，而且后排座乘客同样应该系安全带。美国实验室的研究人员曾在中国做过统计，北京的驾驶员安全带使用率仅为25%，其他城市则更低。在美国安全带使用率超过85%，无论多破旧的车都有安全带，驾乘者也都会系上安全带，这已是一种行为习惯。
结语
有了这些高科技的保护，我们就可以随心所欲了吗？研究者们认为，安全驾驶的认知和行为才是决定因素。不在酒后开车、上车系好安全带、带孩子出行正确安装好儿童安全座椅并系好安全带、高速路不随意并线、路口安全礼让、并线转向提前打开转向灯、正确使用灯光等等......真正的安全来自我们自己的正确行为，我们必须为自己、乘车者和车外行人的安全负责！
