从小就喜欢车,读书期间学习汽车相关知识,工作后一直在研究汽车。机缘巧合下接触到汽车安全,心中开始播撒下交通事故零伤亡愿景的种子,从此全身心地投入到一个又一个汽车安全相关的科研项目中,且取得了丰硕的成果——他就是今天的受访者,中国汽车工程研究院股份有限公司(以下简称“中国汽研”)指数管理中心智能安全主线执行负责人、汽车安全中心前瞻技术研究室室主任刘煜。
【人物简介】
刘煜,博士,高级工程师,现供职于中国汽车工程研究院股份有限公司,担任指数管理中心智能安全主线执行负责人、汽车安全中心前瞻技术研究室室主任,负责汽车安全测评标准与规程的迭代升级;长期从事交通事故深度研究、汽车安全测评技术研究及装备开发;主持10余项汽车安全科研项目,牵头完成10余项中国保险汽车安全指数相关标准研究,研究成果申请专利40余项,发表学术论文20余篇;先后获得科技创新成果奖、高质量发展专项奖等。
“从小我就喜欢车,那会儿村里有辆靠手摇发动的拖拉机,我觉得很有趣。路途中如果能坐上拖拉机,那是一件很幸福的事。”据刘煜回忆,小时候他还和村里的小伙伴一起搭建了一辆木质的小车,小车下方有几个轴承,上方是几个板子,他们甚至做出了方向盘。刘煜读中学期间,已经有了记各种各样车标和汽车车型的习惯,尽管那时周边的车辆还不是很多,但乐在其中。对汽车浓厚的兴趣,促使刘煜报考了湖南大学的车辆工程专业,开始系统性地学习车辆相关知识。“我开始真正地了解汽车安全,是在读博士阶段。”有一天,刘煜的导师建议他未来的研究方向可以围绕“车辆安全与测评”进行,告知他可以参考国际上已有的相关测评体系,同时要求他去学习交通伤流行病学分析的相关理论。这让刘煜既紧张又兴奋,紧张的是如何高效地学习安全新知识并转换至生产应用中去;兴奋的也是学习了多年理论知识后终于可以开始实践了,于是他开始查阅大量的相关学习资料进行阅读和总结、跟踪安全试验、书写科研规划等,刚开始的半年基本每两个星期便要进行一次汇报,然后再进行完善。得益于当时产学研合作的契机,带着导师给他安排的任务,刘煜在读博期间,便开始进入中国汽研进行实习,“虽然只是实习,但是充实的工作和学习方式,大量的仿真与实验数据,以及国际一流的安全实验室与平台资源,对我今后的研究和整个职业生涯都有很大的帮助。”实习结束后,刘煜顺利成为中国汽研的一名正式员工,直至今日。研究初期,刘煜阅读最多的是美国公路安全保险协会(IIHS)和欧洲新车安全评鉴协会(Euro-NCAP)的相关资料。通过众多的案例可以看出,想要做好一个科学的安全测评标准,交通事故数据深度分析是非常必要的基础。与此同时,刘煜发现在车辆安全测评阶段,需要相应的设备对其进行测试与评价,包括如何标准化模拟真实事故中人员、车辆的等效测试装备,即通常说的拟人/拟车化装备,如假人、冲击器、壁障等,而这些装备目前大部分仍被国外垄断。随着研究的深入,刘煜及其所在团队梳理了车辆安全与测评研究思路,同时发现,为研究科学严谨且有特色的车辆安全评价标准,对事故的深入研究及装备开发都是必须做的工作。车辆安全与测评体系研究思路
2014年以来,随着汽车产品和服务消费的快速发展,汽车消费市场呈现出了新形势下的新需求。因此,在中国保险行业协会指导下,中国汽研和中保研汽车技术研究院联合开展了中国保险汽车安全指数(C-IASI)的研究工作,首次从汽车的持有使用环节,将汽车作为承保标的物对其安全风险进行了系统、深入的试验研究。C-IASI从车内乘员安全、车外行人安全、辅助安全等方面将车辆相关的隐性安全特征显性化和定量化,并且以一种直观的指数形式将安全结果呈现给消费者,可以为消费者买车用车提供参考,也可以为保险费用的厘定提供数据支撑,同时相关测试评价标准为车企提供了设计准则。中国保险汽车安全指数主要特点
截至目前,中国汽研已经对50余家汽车生产企业的130余款车型的安全测试结果进行发布,完成了C-IASI 2017版、2020版和2023版3个版本的车辆安全标准迭代升级,正在开展2026版标准升级研究及更长远的路线图规划。刘煜表示,在迭代升级安全标准的过程中,取得了一系列研究成果,比如率先实现了车辆碰撞测试中标准等效物(移动可变形状壁障)的设计与开发,打破了国外垄断;率先在行业中推出了轿车追尾卡车的AEB功能测试场景并设计开发了卡车目标物等。同时在智能化发展趋势下,开展了主被动安全共同作用机理、测试方法、赋权方法研究,推出了全球首个行人一体化安全测评方案,开展智能座舱中零重力座椅安全的测试工况、评价工具、评价指标研究,推出了全球首个零重力座椅安全测评方案。其中,值得关注的是,刘煜带领的团队联合国内8所高校及多家医疗院共同开发了中国体征的50百分位数字人体模型。研究团队构建了从测量学、解剖学、材料力学等三个层面基础数据支撑模型,并进行了大量的节段模型、整人模型、真实事故重建等验证,保证模型对运动与损伤的预测能力,该成果系国内首个具有完全自主产权的系列中国体征人体数字模型。该模型使得C-IASI能够真正面向中国道路交通场景进行测试评价,赋能安全指数发展。同样,汽车企业现在有了新的仿真工具进行新车安全性能开发,可以进一步提升新车安全性能,特别是对中国人的安全保护。中国体征50百分位数字人体模型(乘员与行人)
刘煜表示:“我们开发的中国体征的50百分位数字人体模型还可以应用在国防军工、医疗健康、竞技体育等方面,目前已经收到了50多家单位的试用申请。”下一步,将继续开发精准、高效、有代表性的女性、儿童、老人等中国体征系列模型,为提升中国道路交通安全水平,实现交通事故零伤亡愿景贡献力量。访谈中,刘煜多次提到了开展交通事故深度研究对汽车安全研究的重要性。交通事故深度研究包括事故深度信息的采集、事故数据高精度还原重建、流行病学分析、事故数据挖掘等方面。真实道路交通事故深度研究是车辆安全研究的源头和根本出发点,同时也为安全测评标准及规程的制定与升级提供了基础支撑数据。刘煜指出:“基于真实道路交通事故分析和损伤流行病学分析,可以得出车辆事故发生的原因、类型、分布规律以及创伤的机理。”一方面,事故发生的原因和损伤机理可以指导车辆与交通安全技术的开发与优化;另一方面,先进安全技术及相关测评体系的有效性又可以通过实际道路交通事故得到检验。总之,交通事故的深度调查与研究对促进汽车安全技术发展、降低或减轻人员伤亡具有重要意义。目前,刘煜在事故深度研究的创新性方面可以总结为三点:一是兼顾精度和效率的智能化事故重建方法,二是基于事故模型的两轮车保护车辆安全测评方法,三是基于数据挖掘构建预测模型的车辆安全策略。智能化事故重建方法是指,把事故重建看作一个已知结果,反求输入,在一定约束条件下高维度、强非线性多目标优化问题,实现模型从参数调整、仿真计算、结果读取,到目标优化的全过程、无间断自动化,显著提高效率且保证结果客观性和精度。基于事故模型的两轮车保护车辆安全测评方法可以理解为面向骑车人保护的测试方法,通过结合运动学与损伤响应机理分析、统计学规律及相关性分析等结果,建立了面向骑车人保护的车辆安全测评程序。相比现有测评程序,其将不同车辆及同一车辆不同区域的测评边界参数进行差异化,从而有针对性地提升骑车人的安全。基于预测模型的安全策略则旨在解决少量事故数量不足以反映出整体规律及传统单因素控制方法无法厘清参数间交互作用关系的问题。该安全策略以树状结构直观解析和量化变量与响应之间的关系,同时阐明因素间的相互作用机制,从而为安全对策的开发和事故重现提供支持。后续,刘煜将围绕交通事故零伤亡愿景,主要进行两方面的研究:一是涉及车辆主动安全的场景和目标物设计、开发、验证等;二是车辆被动安全测评的科学性、全面性、人员保护多样性。翻开刘煜的简历,他除了负责汽车安全前瞻技术研究的发展规划,在项目研究、相关知识产权多方面也成果颇丰。他曾主持 10余项科研项目,主持开发了中国体征系列人体有限元数字模型(AC-HUMs)、拟车化移动可变形等效壁障(AC-MDB、AC-MPDB)等重点产品,牵头完成10余项中国保险汽车安全指数中车内乘员安全相关标准研究工作,研究成果申请专利40余项,发表学术论文20余篇。刘煜认为,这主要得益于四方面原因:一是领导及前辈的鼓励及指导。“读万卷书不如行万里路,行万里路要有高人指路”。在学习与工作中,导师的言传身教及榜样作用,领导的鼓励和信任,专家细致入微的指导,日复一日,刘煜和这个团队学会了如何去设计研究方向和内容、执行和交流、展示和总结,让整个团队受益终身,为顺利开展研究奠定了坚实的基础。二是构建一套科学的研究体系和行之有效的沟通机制。刘煜指出:“我们团队研究体系的内容分为应用型、探索型和风险型三大类。我采取了5-4-1的比例分配法。”即把5成的人力和财力投入到应用型研究,4成投入到探索型研究,剩下1成投入到风险型研究。因为应用型研究能够及时产生收益,但很难形成支撑力;探索型研究具有风险,但是一旦成功,能产生一定的核心竞争力;风险型研究虽然需要较长时间才能获得收益,甚至有可能一直没有收益,但是这类型研究的成功,会产生一鸣惊人的效果。与此同时,在团队内部建立了很好的沟通渠道——4级会议机制。日常会议灵活性较大;双周例会主要解决当下项目推动中的难点问题;月度会议围绕近期的工作汇报,无需讨论具体细节;季度会议及时跟踪目前的研究方向是否偏离主题,项目是否需要更多的人力资源支持。不同级别的会议,参加人员和侧重点不同,其团队还开发了专门的平台,以实现研究中的信息对称及信息跟踪,达到较高的运行效率。三是研究项目时贵在坚持。刘煜回忆:“很多项目,都是由简单到复杂,再到疑难去解决。体会最深的是‘贵在坚持、难在坚持、成功也在坚持’。”多数情况下,项目最初设想的问题很简单,但随着研究的深入,问题也越来越多,只有坚持做下去,才能有结果,甚至收获意想不到的成果,比如研究零重力座椅安全标准时,刚开始认为只是将新的假人放上去就可以进行替换测试,项目开展过程中越做越深,新的乘坐方式有什么样新的损伤风险?当前的安全技术是否有足够好的解决方案?是否有合适的评价工具?是否有对应成熟的损伤指标和风险函数……未来这个项目可以支撑至少一个博士和两个硕士的毕业论文。四是知识产权的获得要多尝试、多历练。谈及团队知识产权方面的成果,刘煜自豪地说:“现在专利是我们的强项。”最初大家很难下笔写专利,但是经过一段时间的历练,现在几乎团队所有成员都能挖掘出项目中的创新点,树立创新总结意识,成功写出专利。刘煜强调,最重要的是先把科研项目高质量完成,即突破项目中存在的真问题与难题,获得知识产权就是水到渠成的事情。除了C-IASI,刘煜还在推进IVISTA中国智能汽车指数(以下简称“智能指数”)建设的相关工作。智能指数展现的形式及发挥的功能与C-IASI类似,只不过在具体指标方面智能指数是从智能行车、智能泊车、智能交互、智能安全等维度量化智能汽车的安全性能。刘煜认为:“智能安全有智能、安全,以及智能的安全三个关键词,包括了会影响事故发生率及伤亡率的自动驾驶安全、辅助驾驶安全、碰撞安全、碰撞后的安全,以及功能安全、预期功能安全、信息安全等。”智能网联技术为汽车行业带来了诸多利好,包括提高驾驶安全性、优化驾驶体验、提升交通效率以及推动产业升级。然而,其发展也面临诸多挑战。刘煜指出:技术瓶颈是首要问题,自动驾驶算法、高精度地图等关键技术的成熟度有待提升;第二,法规滞后,自动驾驶汽车的责任认定、数据安全等问题尚缺乏明确规定;第三,基础设施不足也制约了智能网联汽车的普及,车-路-云一体化、5G网络、充电桩等建设尚不完善;第四,数据安全与隐私保护成为亟待解决的问题,需确保大量个人和交通数据的安全;第五,市场接受度也是一大挑战,高昂的成本和消费者认知不足限制了其推广。因此,智能网联汽车的发展需克服这些挑战,才能实现更广泛的应用和普及。刘煜认为,生产企业把好安全关需要加强安全技术研发与投入,对智能网联系统进行全面的安全测试和验证,注重漏洞管理与应急响应,严格遵守用户隐私保护相关法律法规,推动行业合作与标准制定,共同确保智能网联汽车的安全性。车主选择智能汽车时,务必关注其安全性能和技术成熟度,确保车辆安全可靠。同时,了解并熟悉智能驾驶系统的功能和操作方式也至关重要,以提升驾驶体验。即使在智能驾驶模式下,也应保持注意力集中,随时准备接管车辆,确保行车安全。保护个人隐私同样重要,要妥善保护个人信息和车辆数据。刘煜透露:“目前我们正在制定面向2030年的智能安全主线路线图,基于车辆行驶过程中的安全风险衍化时间链条,路线图将从智能驾驶、辅助安全、被动安全、应急安全四个维度进行展开。”智能安全主线路线图2030编制思路
刘煜深知,智能网联汽车的安全是未来发展的关键所在。智能网联技术带来了前所未有的便捷与高效,但同时也伴随着功能安全、预期功能安全和信息安全的新挑战。如今,以安全为先的智能网联汽车已成为行业共识,全行业需在确保安全的基础上充分发挥车辆的智能化水平。刘煜期待未来能在技术创新与安全防护间找到平衡,让每一次出行都安心无忧,真正享受智能网联汽车带来的豪华体验。汽车安全研究是一项高尚的事业,刘煜希望通过自己的持续努力,能够为交通零伤亡愿景贡献一份力量,并致力于让研究成果落地应用,减少道路交通事故及人员伤亡。*本文来自《产品安全与召回》杂志2024年第5期,转载请注明来源。推广新能源汽车,国管局、中直管理局发文!
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