近20年来，汽车安全领域的数字化模型仿真技术发展迅速，已成为汽车安全开发中的常用方法。本书除了介绍汽车安全基本研究内容外，着重阐述面向汽车安全设计的仿真模型验证和确认方法，以及考虑不确定性的汽车安全数字化模型优化理论及方法两大部分内容。该两部分内容也是本书的特色所在。
世界卫生组织发布的《2015全球道路安全现状报告》显示，每年全球有逾百万人死于道路交通事故，另有数千万人因交通安全事故遭受非致命性伤害。汽车安全是未来汽车轻量化、智能化、电动化成功实施的有力保障。汽车安全系统的设计离不开物理样机的开发与试验。特别对于汽车安全结构耐撞性设计来说，高风险、高费用的物理试验使得工程师和研究人员不得不积极寻找其他途径来提高汽车的安全品质。近20年，汽车安全领域的数字化模型仿真技术发展迅速，已成为汽车安全开发中的常用方法。本书除了介绍汽车安全基本研究内容外，着重阐述面向汽车安全设计的仿真模型验证和确认方法，以及考虑不确定性的汽车安全数字化模型优化理论及方法两大部分内容。这两部分内容也是本书的特色所在。
本书内容结合实际工业应用，介绍了诸多分析实例以支撑所介绍的新理论、新方法。本书第1章回顾了汽车安全的历史沿革，并从全球安全法规及标准出发，详细介绍了主被动安全系统的原理、现状及研究内容。第2章着重介绍面向汽车安全系统设计的仿真与试验技术。第3章介绍面向汽车安全仿真的模型验证和确认的基本理论和典型模型确认度量，其中包括已纳入ISO标准的模型确认方法及相应案例。第4章针对以汽车安全系统为代表的复杂动态系统的数据特点，介绍了多元、不确定性以及层次化模型确认理论和方法。第5章基于贝叶斯决策论，介绍了考虑不确定性条件下近似模型的识别方法及汽车安全的设计优化。第6章详细介绍了基于模型偏差修正的技术及优化策略，以提高复杂汽车安全响应预测准确度。第7章引入数据挖掘技术，介绍了基于分类与回归树的汽车安全优化设计方法，并通过典型安全设计案例进行说明。
在本书的编著过程中，作者尽最大努力将自己对汽车安全系统设计开发的理解和经验融入书籍。作者感谢Priya Prasad博士、Barbat Saeed博士、Ren-Jye Yang博士对本书理论框架的指导，以及杨俊祺、杨鑫、胡宸、宋浩展、李君明、张玉峰等对资料整理、文字翻译及校对方面做出的协助。本书作为参考书籍，主要面向高校相关专业的学生和从事汽车安全相关行业的工程师。由于时间仓促和作者的阅历局限，疏漏和不妥之处在所难免，欢迎读者提出批评和修改意见。
詹振飞
汽车设计
詹振飞 石磊 编著 韩维建 主编：暂无相关简介
推荐序一
随着我国汽车工业的快速发展，先进的汽车设计理论和技术在车身开发中越来越受到重视。同时，汽车发展遇到了环保、能源、交通等各个方面的诸多问题，在这种新的形势下，从业者掌握和熟练运用核心设计技术显得尤为重要。
汽车的设计与制造是一个非常复杂的系统工程，需要考虑零件、子系统、系统及至整车各个层面，综合运用了材料科学、能源科学、信息科学和制造科学的相关知识、理论和方法。本套“汽车工程专业系列丛书”涵盖了汽车制造系统和质量、汽车动力总成、汽车材料及轻量化、汽车车身耐久性、汽车安全仿真与优化、汽车系统控制及其智能化、汽车尾气排放处理与二氧化碳减排等多个方面的内容，涉及汽车轻量化、安全、环保、电子控制等关键技术。
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本套丛书可作为汽车设计的参考工具，也可作为车辆工程、机械工程、环境工程等专业研究生的专门教材及学习参考书。相信丛书对于汽车行业相关领域的研究生、企业研发人员和科研工作者会产生重要的启发作用，特作序推荐。
上海交通大学
推荐序二
作为“中国制造2025”战略部署的主要支点之一，汽车业的持续、快速、健康发展将为实现我国制造业强国目标奠定坚实基础。面对中国汽车产业大而不强的现状，自主品牌汽车产业的发展壮大时不我待。重庆大学汽车协同创新中心立足于重庆地区汽车产业，依托国家“2011计划”，以我国自主品牌汽车发展重大需求为牵引，以体制机制创新为手段，探索我国汽车自主品牌发展模式。中心面向国内自主品牌汽车产业，重点开展培养高端人才、汇聚优秀团队、研发核心技术、推广产业应用、整合优势资源、搭建交流平台等工作。重庆自主品牌汽车协同创新中心瞄准“节能环保、安全可靠、智能舒适”的国际汽车三大发展趋势，专注学科发展方向、汇聚创新资源和汽车及相关领域优势学科群，建立了全面涵盖汽车行业研究领域的创新团队。本系列丛书由汽车中心特别顾问、福特汽车亚太区技术总监韩维建博士积极推动编著。丛书主编韩维建博士基于数十年国际一流汽车工程经验以及独到全面的行业技术趋势把握，整合及组建了编著团队进行丛书中各本书籍的编著。编著团队成员主要组成为具有多年国际汽车公司工作经验并且在高校及企业科研一线工作的归国人员，丛书内容拥有立足成熟技术、紧跟国际前沿、把握领域创新的特点及优势，丛书的成功出版将会为国内汽车行业及学科提供全面而翔实的参考材料。
书籍是知识传播的介质，也是人才培养及创新意识传承的基础。正如重庆大学建校宣言“人类之文野，国家之理乱，悉以人才为其主要之因”，本系列丛书秉承重庆自主品牌汽车协同创新中心的人才培养方针，主要面向高校汽车相关学科本科及研究生的教学，同时也可为汽车行业工程人员参考。相信本系列丛书对我国汽车领域学科及行业将产生积极良好的推动作用。
江苏省产业技术研究院
丛书总序
推荐序一
推荐序二
前言
第1章 绪 论1
1.1 汽车安全的发展1
1.2 汽车安全标准与法规概述2
1.2.1 国内外主要汽车安全技术法律法规体系3
1.2.2 国内外主要新车评估体系4
1.3 汽车被动安全研究6
1.3.1 被动安全基础理论6
1.3.2 被动安全系统开发12
1.4 汽车主动安全研究16
1.4.1 主动安全系统理论16
1.4.2 主动安全系统开发23
参考文献26
第2章 面向汽车安全设计的仿真与试验技术28
2.1 法规驱动的汽车安全系统设计28
2.2 被动安全仿真与试验30
2.2.1 被动安全试验简介30
2.2.2 被动安全仿真建模方法32
2.2.3 碰撞仿真模型34
2.3 主动安全仿真与试验37
2.3.1 主动安全试验简介37
2.3.2 主动安全仿真建模方法39
2.3.3 主动安全仿真模型46
参考文献50
第3章 面向汽车安全的模型验证与确认51
3.1 模型验证与确认概述51
3.1.1 模型验证与确认的基本概念51
3.1.2 模型确认度量54
3.2 面向动态系统的模型确认理论及方法55
3.3 国际标准组织（ISO）模型确认度量58
3.3.1 CORA度量58
3.3.2 EEARTH动态时间响应分析方法63
3.3.3 ISO整合度量72
3.4 ISO时间序列响应的典型应用案例75
3.4.1 儿童约束系统案例75
3.4.2 台车测试案例77
参考文献79
第4章 面向复杂动态系统的模型确认84
4.1 多元动态系统的模型确认85
4.1.1 PCA主元分析86
4.1.2 MEARTH多元时间响应误差评估方法87
4.1.3 MEARTH确认实例88
4.2 不确定性多元动态系统的模型确认91
4.2.1 PPCA统计主元分析92
4.2.2 不确定性多元动态系统重复性误差分析和计算94
4.2.3 不确定性多元动态系统的模型确认量和阈值的选取94
4.2.4 不确定性多元动态系统的模型确认流程与碰撞实例97
4.3 贝叶斯模型确认105
4.3.1 贝叶斯网络105
4.3.2 模型确认中的贝叶斯网络109
4.4 模型外推理论及方法112
4.4.1 模型外推理论简介112
4.4.2 基于贝叶斯推理的内插和外推方法113
4.4.3 基于高斯过程建模的内插和外推方法116
4.4.4 基于Copula内插外推方法118
参考文献120
第5章 基于数据不确定性的近似模型设计优化123
5.1 近似建模技术概述123
5.2 贝叶斯决策论128
5.3 考虑数据不确定性的贝叶斯指标130
5.3.1 贝叶斯指标推导130
5.3.2 贝叶斯指标物理意义及应用133
5.4 基于贝叶斯指标近似建模数值案例135
5.4.1 数学案例验证135
5.4.2 数据不确定性影响分析136
5.4.3 数据样本规模影响分析137
5.5 基于贝叶斯指标的汽车结构碰撞安全研究138
5.5.1 汽车安全仿真分析138
5.5.2 贝叶斯近似建模140
5.5.3 数据不确定性影响分析141
5.5.4 数据样本规模影响分析145
5.6 基于贝叶斯指标的汽车安全优化设计147
5.6.1 贝叶斯指标自适应建模147
5.6.2 应用案例149
参考文献153
第6章 面向汽车安全的模型偏差修正优化策略159
6.1 模型更新方法概述159
6.2 高斯随机过程161
6.3 模型偏差修正方法163
6.4 基于模型偏差修正的数据不确定性量化166
6.4.1 数据不确定性量化方法166
6.4.2 数学案例验证167
6.5 面向汽车安全设计优化的模型偏差修正更新策略170
6.5.1 近似模型更新策略170
6.5.2 汽车正面安全碰撞应用案例171
6.5.3 汽车侧面安全碰撞应用案例174
参考文献179
第7章 数据挖掘技术在汽车安全设计优化中的应用182
7.1 基于CART数据挖掘技术183
7.1.1 数据挖掘方法概述183
7.1.2 数学案例验证186
7.2 基于CART数据挖掘技术的汽车安全优化设计域识别方法188
7.2.1 优化设计域识别方法188
7.2.2 数学案例验证190
7.3 基于CART数据挖掘技术的汽车安全优化设计域识别算法200
7.4 基于CART数据挖掘技术的汽车安全优化设计应用案例202
7.4.1 优化设计域识别分析204
7.4.2 确定性多目标优化设计案例206
7.4.3 可靠性单目标优化设计案例207
参考文献209
