وقد شهدت الإلكترونيات لنظام براك تحولا عميقا على مدى العقدين الماضيين، حيث تطورت من آليات توقف وتحرك هدرولية بحتة إلى نظم فرعية ذكية وقائمة على البرامجيات تشكل العمود الفقري للمساعدة الحديثة في مجال السائقين، وهذه التطورات تتيح تدخلات سريعة أكثر دقة، وتخفض من المسافات، وتسمح للمركبات بالتنبؤ بالأخطار وتستجيب لها بسرعة أكبر من قدرة المحرك البشري.

تطور نظام الإلكترونيات

وقد بدأت الرحلة من مكابح الطبول الميكانيكية إلى نظم التفاخر الخاضعة للمراقبة الالكترونية اليوم بإدخال نظام مكافحة الشباك في السبعينات، وقد استخدمت هذه العجلات أجهزة الاستشعار ذات السرعة الميكانيكية ووحدة التحكم الالكترونية البسيطة لضبط ضغط المكابح ومنع غلق العجلات أثناء النضال الحاد، وكانت هذه خطوة ثورية لأنها سمحت لسائقي التحكم في العجلات بأن يحافظوا على القدرة على التنظيف

ويمكن أن تكون وحدات النقد الأوروبية اليوم أكثر تطوراً، فهي تدمج البيانات من الرادار والكاميرات والجهاز الليداري للصوت والأجهزة الاستشعار فوق الصوتي، وتتواصل مع شبكات الضغط الكهربائي ذات السرعة العالية (مثلاً، شبكة المكابح الآلية) لتنسق التكفير مع نظم التوجيه والتعليق والضغط الميكانيكية.

التكنولوجيات الرئيسية

وقد تقاربت عدة تكنولوجيات إلكترونية أساسية لإنشاء نظام مكابح حديث، ومن الضروري فهمها لتقدير مدى نجاح سمات المساعدة على السائقين.

وبالإضافة إلى هذه الركائز الأربع، تدعم الكترونيات المكابح الحديثة أيضاً التعويض عن الزوال الهيدروليكي، ومساعدة الحواضر، والتحكم في الحشرات، وتستخدم أجهزة الفرز الانتقائية تطبيقاً للمكابح لتدير المركبة بلطف، وتعزز الاستقرار في الزوايا، وتخفض تقنية النادل التي أصبحت شائعة في الأداء وفي جميع المركبات ذات المحرك.

تعزيز قدرات السائقين على تقديم المساعدة التي يمكن أن تُتاح بواسطة الإلكترونيات المبرِّرة

وتعتمد نظم المساعدة المتقدمة على السائقين اعتمادا كبيرا على قدرة نظام المكابح على الاستجابة بسرعة ودقيقة للمدخلات المستشعرة. وقد أتاحت نظم المكابح والكهرباء إمكانية دمج أوامر التجسس دون هوادة من وظائف متعددة في مجال مكافحة المخدرات دون الحاجة إلى دائرة هدرائية مخصصة لكل سمة.

مكافحة الحصوة التصحيحية والتوقيف والتحرك

ويستخدم التحكم في الرحلات الجوية التصحيحية رادارا أو كاميرا متحركة للحفاظ على مجموعة بعد المسافة من السيارة المقبلة، وعندما تبطئ المركبة الرائدة، يطلب جهاز الكمبيوتر التابع للجنة التنسيق الإدارية تباطؤاً لطيفاً من وحدة المكابح، وفي حركة المرور المتوقفة، يمكن للنظام أن يوصل المركبة إلى محطة كاملة ثم يطلق تلقائياً المكابح عندما تتحرك حركة المرور مرة أخرى، وهذا يتطلب إجراء تعديلات دقيقة على المكابح الإلكتروني.

المساعدة والدعم التوجيهي المفرغ

وفي المقام الأول، تستخدم المساعدة في مجال صيانة المركبات المسيلة لإبقائها مركزة، غير أن بعض النظم - خاصة في الشاحنات الثقيلة ومركبات التنفّذ الرياضية - تستخدم أيضاً التفاخر التفاضلي كتدخل ثانوي، وإذا بدأ السائق ينجرف من الممر، فإن وحدة الضغط الأوروبية تطبق العجلة الداخلية على الجانب الآخر من الانجراف لتوليد لحظة تهتز فيها المركبة.

نظم التخفيف من حدة الاصطدام

وهذه النظم تمثل ملامح التكامل الإلكتروني المفاجئ اليوم، وعندما تكتشف أجهزة الاستشعار حدوث تصادم وشيك، يمكن للنظام أن يجهز نظام الفرامل )في المكدسات الهيدروليكية( للقضاء على التركة الميكانيكية، أو أن يطبق قوة متحركة أولية صغيرة للوصول إلى المزلاجات بالقرب من المركب، وإذا لم يرد السائق بعد، فإن النظام يستعمل محركات الإنذار المسبق.

الأثر على السلامة على الطرق

أما الأدلة الداعمة لنظم المكابح الإلكترونية فهي طاحنة، ووفقا لبيانات من ] لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا ، فإن التركيز الإلزامي على المعالجة الإلكترونية في الاتحاد الأوروبي يخفض من حوادث السيارات المنفردة القاتلة بنسبة 20 في المائة في غضون خمس سنوات من بدء العمل باللوائح التنظيمية، بل إن البحوث التي نشرها مجلس سلامة النقل الأوروبي تبين أن نسبة السيارات التي تعرضت لحادثة أقل بنسبة 38 في المائة.

وفيما عدا الإحصاءات، هناك تحسن نوعي في ثقة السائقين، فالخصائص مثل مساعدة الحواضر (التي تمنع التلال من خلال إبقاء ضغط المكابح مطبقا بعد أن يزيل السائق من الدواسة) ودعم بخار الأمطار (الذي يمسح بصورة دورية أغطية المكابح ضد المتقلبات في ظروف رطبة للحفاظ على التجفيف) تبين كيف تسهم الإلكترونيات المكابحة في الراحة اليومية وسلام العقل.

الاتجاهات المستقبلية

وسيتم تحديد الجيل القادم من الجيل الإلكتروني لنظم الفرامل بثلاث اتجاهات: التفاخر التنبؤي باستخدام الذكاء الاصطناعي، والتكامل مع الاتصالات بين المركبات وكل شيء، والهيكلات الفشلية اللازمة لقيادة السيارات بصورة مستقلة.

الإبداع والتعلم في مجال الآلات

ولن يكون رد فعل وحدات النقد الأوروبية في المستقبل على أجهزة الاستشعار المباشر للبيانات - بل ستتوقع حدوث أحداث مكابحة - من خلال تحليل أنماط أضواء المرور، وأبوات الطرق، وحتى سلوك السائق، يمكن أن تؤدي العجلات المتحركة إلى تحميل نظام المكابح أو أن تطلب تباطؤاً متجدداً قبل أن يكتشف السائق أو جهاز الاستشعار خطراً، مثلاً إذا كانت المركبة تتجه نحو معالجة أسرع من ذلك.

مركبة إلى كل شيء (V2X)

ويتيح الاتصال بالمركبات تبادل البيانات مع الهياكل الأساسية (مثل إشارات المرور) ومع المركبات الأخرى، ويمكن للأجهزة الالكترونية لشبكة براك أن تستغل هذه المعلومات لتوقع حدوث تغييرات حمراء خفيفة أو كوادر للمركبات المتوقفة حول زاوية عمياء، وبدلا من انتظار جهاز استشعار للأمام للكشف عن سيارة متوقفة، يمكن أن يتلقى وحدة الإرساليات المطاطية من نظام ABS التابع للمركبات ويبدأ في التباطؤ " .

أمن الفضاء في نظم براك - بي - وير

ونظرا لأن نظم المكابح أصبحت إلكترونية تماما ومرتبطة بها، فإنها تصبح أيضا أهدافا محتملة للهجمات الإلكترونية، إذ أن أي جهة فاعلة خبيثة تكسب الوصول إلى وحدة المكابح يمكن أن ترسل أوامر تطهيرية أو تعطل النظام تماما، ولمكافحة هذه النظم، فإن هياكل المكابح الحديثة تتضمن وحدات أمن المعدات (HSMs) توثق جميع رسائل الكانتونات أو الشبكة الإثيرية باستخدام مفاتيح مثبتة.

الموثوقية والإعادة إلى الوطن فيما يتعلق بالتدفئة المستقلة

ولا يمكن للمركبات المستقلة ذاتياً (المستوىان 4 و5 من النظام الداخلي) أن تعتمد على سائق بشري كدعم، ولذلك فإن أجهزة الاستشعار التابعة للنظام المتحرك بكاملها، ووحدات الاكتوار، وأجهزة الإمداد بالطاقة الكهربائية، تكون متخلفة عن العمل، مما يعني أن خطأ واحد لا يؤدي إلى تعطيل الأداء المزعج، مما أدى إلى تصميمات ذات وحدات متداخلة من المكابح ذات الصبغة المزدوجة (1]

التنسيق مع أجهزة الإبراه والكهرباء

وتضيف المركبات الكهربائية والهجينة طبقة أخرى من التعقيد: المكابح التراكمية (التي تعيد شحن البطاريات) مع المكابح المحترقة، كما يجب على الكترونيات نظام الحفر أن تدير الانتقال ببطئ بحيث يشعر السائق باستجابة طبيعية ومتسقة للعجلات، ويحسب الاتحاد الأوروبي طلب الحرق المشترك ويوزعه على الوجه الأمثل بين المحركات الكهربائية ومكابح الاحتكاك، ويعطي الأولوية لنظم السلامة المتقدمة.

التحديات والنظر في المسألة

ورغم التقدم السريع، لا تزال هناك تحديات عديدة، حيث إن ضمان موثوقية النظام عبر درجات الحرارة القصوى والارتفاعات وظروف الطرق يتطلب التحقق على نطاق واسع، كما أن تكلفة التكرار (الوحدات الاقتصادية العادية، والمجسات الاحتياطية) تضيف، مما يجعل من الصعب على المركبات التي تعمل على مستوى الدخول التمتع بنفس مزايا السلامة التي تتمتع بها النماذج الكمالية، رغم أن الأنظمة تدفع إلى معايير خط الأساس، بالإضافة إلى ذلك، يجب على الصناعة أن تحقق توازنا دقيقا بين سلطة التشغيل والقوادة.

وسيظل التعاون بين صانعي السيارات والموردين من المستوى الأول وصانعي شبه الموصلات ومنظمي الحكومات أمراً بالغ الأهمية، كما أن معايير مثل منهاج عمل الفريق الاستشاري التابع للاتحاد الأفريقي ومنظمة التعاون الدولي لمكافحة المخدرات 262 (الأمان الوظيفي لمركبات الطرق) توفر إطاراً لتطوير أجهزة إلكترونية موثوقة للمكابح، ولكن سرعة الابتكار تتطلب تطور تلك المعايير إلى جانب التكنولوجيا، حيث تصبح نظم التبرير غير واضحة تماماً في مركبة التحكم في البرمجيات،