本书聚焦客运车辆主被动安全防控技术最新研究进展、成果和应用情况，融合车辆工程、交通科学、安全科学与工程等多学科交叉的视角，通过大量研究实例系统详实的叙述了客车主被动安全防控技术的基本理论、方法和技术。
本书可供客车企业车身设计与制造、客车主被动安全设计与管理、火灾风险评估、应急疏散管理等领域相关技术人员参考，也可供车辆工程，交通工程、安全科学与工程、应急疏散管理等专业高校师生作为教学参考书使用。

1.符合国家发展方向。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《交通强国建设纲要》均把信息化和智能化的道路交通安全综合治理方案列为研发重点，研究利用当前新兴信息与智能技术，变传统被动式治理为主动防控，实现事故前的预报预警、事故中的应急管控、事故后的自主救援与安全疏散，对建立我国道路交通安全主动防控体系、提升客运车辆在途运行安全水平具有重要意义。
2.研究成果含金量高。本书是作者结合所在科研团队依托交通部重点实验室汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室，在车辆主被动安全方面近十年的工作经验与研究成果撰写而成，也是作者主持的国家重点研发计划重大事故下客运车辆应急逃生、自主救援关键技术及装备主要研究成果的高度凝练与总结。
3.实际工程应用性强。本书首次从客运车辆的主动防控与乘员的被动疏散两个角度，从车辆工程、交通科学、安全科学与工程等多学科交叉融合的视角，系统介绍了客运车辆主被动安全防控技术的基本理论、方法和技术，并聚焦最新研究进展、成果及其应用情况。全书以具体研究问题的提出、研究方法的实施、研究结果的分析与探讨为主线，详细阐述了研究过程中采用的基本理论与方法，避免枯燥繁杂的理论堆砌，使读者在实例研究介绍中掌握相关的研究方法与技术。

随着我国经济发展水平的不断提高和人民出行需求的快速增长，公路客车、公交车、快速公交（BRT）等客运车辆已成为日常客流运输的中坚力量。客运车辆具有空间封闭、载客量大、行驶工况复杂等特点，一旦发生交通事故，极易造成重大人员伤亡和财产损失。因此，客运车辆在给人民生活提供巨大便利的同时，也带来了严重的安全问题，如何提高道路交通安全水平以保障乘客安全已成为客运交通发展中亟待解决的重要问题之一。传统的被动式治理方法成本高、效率低，难以应对当前日益复杂的道路交通安全运行风险。近年来，先进驾驶辅助、5G通信和云计算等技术的发展与成熟使路网级交通安全状态评估及预警成为可能。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《交通强国建设纲要》均把信息化和智能化的道路交通安全综合治理方案列为研发重点，研究利用当前新兴信息与智能技术，变传统被动式治理为主动防控，实现事故前的预报预警、事故中的应急管控、事故后的自主救援与安全疏散，对建立我国道路交通安全主动防控体系、提升客运车辆在途运行安全水平具有重要意义。
本书是作者结合所在科研团队依托交通部重点实验室汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室，在车辆主被动安全方面近十年的工作经验与研究成果撰写而成，也是作者主持的国家重点研发计划重大事故下客运车辆应急逃生、自主救援关键技术及装备主要研究成果的高度凝练与总结。该项目主要针对在途车辆运行状态在线预警与自主救援关键技术开展深入研究，通过聚焦技术创新，综合运用新理论、新方法，最终得到以下主要成果：　①　融合在途车辆自主诊断、路网监测发现、在途交通事件等实时信息，构建通行车辆安全性诊断与测试平台，实现车辆运行状态安全诊断与在线预警；②　基于重大交通事故数据重构与再现技术，构建客运车辆逃生需求目标体系；③　基于虚拟现实技术，研究司乘人员在重大事故下的逃生行为与逃生仿真模拟；④　基于典型交通事故特征，研究高可靠性的司乘人员逃生自救型新技术；⑤　基于负泊松比材料特性，研究客运车辆结构技术；⑥　基于司乘人员客运车辆事故灾害，动态推演系统的客运车辆综合布设方案优化。
本书首次从客运车辆的主动防控与乘员的被动疏散两个角度，从车辆工程、交通科学、安全科学与工程等多学科交叉融合的视角，系统介绍了客运车辆主被动安全防控技术的基本理论、方法和技术，并聚焦最新研究进展、成果及其应用情况。全书以具体研究问题的提出、研究方法的实施、研究结果的分析与探讨为主线，详细阐述了研究过程中采用的基本理论与方法，避免枯燥繁杂的理论堆砌，使读者在实例研究介绍中掌握相关的研究方法与技术。
本书共分为12章，第1章绪论部分总体介绍了本书背景、国内外研究现状、主要内容和技术路线、成果应用、前景与效益等内容；第2章介绍了建立车联网信息采集与监测系统的方法；第3章介绍了建立车辆安全评判预警系统的方法及如何利用多传感器信息融合对行驶车辆状态进行监测评判；第4章介绍了建立车载域控制器的方法及应用情况；第5章介绍了在途客运车辆主被动安全技术的研究方法、研究成果及其应用情况；第6章介绍了客车内饰材料火灾燃烧性能评价的理论与试验方法及客车火灾数值模拟模型的构建过程；第7章分析了乘员事故灾害逃生制约因素，介绍了需求目标体系构建的基本方法；第8章介绍了机器学习在逃生行为与机理动态分析中的应用，以及乘员疏散决策及运动行为的试验研究方法；第9章介绍了面向司乘人员逃生需求的客车结构新技术；第10章和第11章对上述车辆运行状态在线预警技术及事故自主救援技术成果应用情况进行了系统展示；第12章是对客运车辆主被动安全技术的未来展望。
本书可供车辆工程、交通科学、安全科学与工程、应急疏散管理等领域科学研究及教学使用，可作为客运车辆主被动安全设计与管理、火灾风险评估、应急疏散管理等领域工程技术人员的参考资料，同时也可作为高等院校车辆工程、交通工程、安全科学与工程、应急疏散管理等专业研究生与高年级本科生的教材。此外，本书介绍的研究成果有助于提升我国客车行业安全理论水平、全民安全意识和自救互救能力，并且在提升客运车辆的市场附加值，降低客运车辆重特大交通事故率、交通事故伤亡率，提高交通事故后司乘人员存活率和逃生率等方面具有显著优势和重要意义，通过推广这些研究成果将取得良好的社会效益和经济效益。
全书由余强主持撰写完成。具体编写分工如下：　第1章由赵轩、余强、仝秋红、朱国华撰写，第2～4章由仝秋红撰写，第5章由朱国华撰写，第6章由赵轩撰写，第7章由余强撰写，第8章由赵轩、余强撰写，第9章由朱国华撰写，第10、11章由赵轩、余强、仝秋红、朱国华撰写，第12章由赵轩、余强撰写。
感谢国家出版基金给予的支持，感谢编委会成员和所有撰稿人，感谢上海科学技术出版社的编辑出版。
由于作者知识和水平所限，不足之处在所难免，恳请广大读者及专家批评指正。

作者
2022年9月

余强，教授，博士生导师，长安大学汽车学院副院长，兼任中国汽车工程学会常务理事、中国汽车工程学会货运装备分会副主任委员、中国汽车维修协会常务理事、陕西汽车工程学会常务理事、陕西省汽车工业协会副理事长、中国汽车标准化委员会制动分会委员、中共中央统一战线工作部联络员。研究方向主要集中在新能源汽车关键技术车辆系统动力学研究山区行驶车辆持续制动研究车辆行驶安全技术等方面。近年来承担国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、陕西省重点产业创新链项目、陕西省工业科技攻关项目等国家级、省部级课题30余项。发表学术论文100余篇，授权专利20余项。研究成果获陕西省科学技术一等奖1项、三等奖1项；获中国公路学会科技成果一等奖2项、三等奖1项；获陕西省高校科技成果一等奖1项。

第1章绪论1
1.1在途车辆运行状态在线预警技术的发展现状_4
1.2客运车辆事故模拟仿真技术的发展现状_6
1.3客运车辆自主逃生与救援技术的发展现状_8
1.4主要研究内容_10
第2章车载信息采集通信及监测系统15
2.1车载信息采集系统_17
2.1.1基于OBD的智能终端信息采集系统_17
2.1.2基于激光的前方障碍物信息采集系统_19
2.1.3基于视觉的信息采集系统_19
2.1.4车辆高精度定位信息采集系统_21
2.2车载通信及监测系统_24
2.2.1车载终端与云服务器的通信_24
2.2.2车载终端与路侧终端的通信_25
2.2.3车载数据监测系统_27
第3章车辆安全评判预警系统及信息服务29
3.1车辆安全评判预警系统_31
3.1.1前向碰撞预警系统_31
3.1.2车道偏离预警系统_32
3.1.3通过车载总线获取信息的预警系统_33
3.2多传感器信息融合对行驶车辆状态的监测评判_34
3.2.1车载端与路侧端信息的融合_34
3.2.2应用智能算法对车辆状态的评判_37
第4章车载域控制器的搭建39
4.1基于安卓APP的数据采集平台设计_41
4.1.1平台硬件架构_41
4.1.2平台软件设计_43
4.2基于工控机的域控制平台设计_46
4.2.1平台硬件架构_46
4.2.2平台软件设计_48
第5章客车碰撞事故数值建模与仿真分析51
5.1客车碰撞安全仿真概述_53
5.1.1汽车安全法规_53
5.1.2客车碰撞安全分析方法_55
5.1.3客车碰撞安全仿真分析软件_56
5.2客车正面碰撞整车建模与仿真分析_58
5.2.1实体模型构建_58
5.2.2正面碰撞模型构建_62
5.2.3正面碰撞仿真结果分析_64
5.3客车侧翻碰撞整车建模与仿真分析_68
5.3.1仿真要求_68
5.3.2模型构建_71
5.3.3仿真结果分析_73
第6章客车火灾损害数值建模与仿真分析81
6.1客车内饰表层材料热解特性_83
6.1.1试验样品及热解特性试验方法_83
6.1.2热解特性分析_84
6.1.3热解反应动力学分析_86
6.2客车典型内饰材料燃烧性能研究_95
6.2.1样品及锥形量热燃烧试验方法_95
6.2.2热释放速率及峰值_97
6.2.3点燃时间_102
6.2.4产烟量_106
6.2.5火灾风险评价_109
6.3客车火灾数值模拟_110
6.3.1数值模拟基础_110
6.3.2数值模拟研究对象和模型参数设置_113
6.3.3数值模拟结果和分析_118
6.3.4生存环境分析_125
6.4客车火灾烟气开口流动规律_130
6.4.1烟气开口流动特性分析_130
6.4.2烟气扩散试验_135
6.4.3烟气流动试验结果分析_138
第7章客车事故逃生制约因素及逃生需求目标体系145
7.1交通事故逃生制约因素_147
7.2层次分析法与逃生需求目标体系构建_153
7.2.1层次分析法_153
7.2.2逃生需求目标体系构建_154
7.3乘员逃生人因分析_157
7.3.1动态乘员数据采集设备_157
7.3.2动态乘员因素数据分析_159
7.4逃生需求目标综合模糊评价_161
第8章客车乘客疏散决策和运动行为研究165
8.1疏散行为研究基本方法_167
8.2客车乘客应急动态决策_170
8.2.1问卷设计与调查_171
8.2.2模型构建_173
8.2.3行为分析与预测_176
8.3基于有控试验的乘客疏散行为_179
8.3.1乘客疏散行为试验设计与人员选择_180
8.3.2乘客个体疏散时间分布规律_184
8.3.3乘客疏散行为速度密度关系_188
8.4基于问卷调查的乘客疏散行为_191
8.4.1乘客疏散行为图形问卷设计_191
8.4.2乘客疏散行为试验人员选择_193
8.4.3乘客疏散行为数据处理与结果分析_196
第9章面向司乘人员逃生需求的客车结构新技术201
9.1负泊松比结构定义及基本类型_203
9.1.1负泊松比结构定义_203
9.1.2负泊松比结构基本类型_204
9.2经典负泊松比结构及其在吸能构件中的应用_213
9.2.1经典负泊松比结构力学性能_213
9.2.2双箭头结构的优化及吸能盒设计_216
9.3增强型负泊松比结构设计及抗冲击性能研究_222
9.3.1内凹反手性负泊松比结构设计及建模_222
9.3.2内凹反手性负泊松比结构的临界冲击速度及变形模式_225
9.3.3内凹反手性负泊松比结构的抗冲击性能_231
9.4新型耐撞型客车安全门_240
9.4.1新型耐撞型安全门的设计_241
9.4.2不同事故类型下新型客车安全门的耐撞性能_243
第10章车辆运行状态在线预警技术成果应用249
10.1汽车前向碰撞预警系统_253
10.1.1工作原理_254
10.1.2典型应用_254
10.2V2X信息采集系统_259
10.2.1工作原理_259
10.2.2典型应用_259
10.3车道偏离监测及预警系统_261
10.3.1工作原理_261
10.3.2典型应用_262
10.4基于高精度GPS的车辆定位信息采集系统_265
10.4.1工作原理_265
10.4.2典型应用_267
10.5基于云服务器的行驶车辆监测系统_270
10.5.1工作原理_270
10.5.2典型应用_270
第11章客车事故自主救援技术成果应用269
11.1安全窗击破装置_275
11.1.1工作原理_275
11.1.2典型应用_276
11.2下翻式逃生窗_279
11.2.1工作原理_280
11.2.2典型应用_283
11.3司乘人员逃生自救引导系统_285
11.3.1工作原理_285
11.3.2典型应用_289
11.4多信号融合的智能车载防火/灭火设备_291
11.4.1工作原理_291
11.4.2典型应用_296
11.5交通事故自主救援虚拟仿真三维演练平台_299
11.5.1平台简介_300
11.5.2典型应用_303
第12章客车运行状态在线预警与自主救援技术展望299
12.1客运车辆安全预警_309
12.2客运车辆碰撞安全_311
12.3客运车辆防火安全_312
12.4客运车辆应急逃生_314
12.5客运车辆安全管理政策建议_314
参考文献