汽车安全性已经成为车辆的重要评价指标之一，其中针对车外行人的保护性能也逐渐被各国重视。欧洲从上世纪70年代开始着手行人保护的相关研究，并于2003年颁布欧盟指令2003/102/EC，规定从2005年10月1日和2010年9月1日起分两个阶段，所有在欧盟销售的新车都要满足欧洲行人保护要求。我国于2009年10月正式颁布行人保护的推荐性国家标准GB/T24550-2009《汽车对行人的碰撞保护》，明确规定了对行人头部和腿部的保护要求。随着法规的实施和市场准入门槛的提高，国内外各大厂家和研究机构也针对行人保护开展了相关研究，从主动保护和被动保护两个方面进行了技术应用，以满足法规的要求。
主动保护的研究
行人主动探测系统研究：欧盟是行人保护法规的提出者，启动了多个关于行人保护的智能汽车研究项目，其中名为PEeVENT项目所研究的就是基于感应器对周边环境和驾驶者的行为进行分析，开发出帮助驾驶者避免或者减轻交通事故后果的安全技术。其技术手段是通过各类传感器的综合使用，如热传感器、激光扫描、红外传感器、影像系统等，实现对行人、自行车或车辆的精确探测。
作为行人保护法规的积极推动国的日本也开展了名为先进安全车辆的项目，其中在行人保护研究方面又集中对行人主动探测系统进行了研究。当驾驶者在转弯时，系统会向驾驶者发出行人出现的警告。通过这些警示信息，实现对驾驶者的主动提醒，使其能够注意到行人或者车辆，采取措施避免或减轻碰撞。
辅助制动系统。基于行人主动探测系统研究的基础上，辅助制动系统应用研究也随着展开。辅助制动系统能够在车辆与行人将要发生碰撞时主动采取制动措施，短时间内大幅度降低碰撞速度，减少传递给行人的冲击能量。碰撞速度的降低不但能减少对行人的直接碰撞伤害，而且也能有效降低二次碰撞带来的伤害。
比利时、瑞典、挪威等国的研究人员对基于长距离红外摄像技术的辅助制动系统进行了研究，并提出了既能满足性能要求同时还能实现成本最低化的系统方案。沃尔沃汽车公司在部分车型上装备了主动制动系统，通过基于雷达和摄像头的系统可以探测车辆前端的行人情况，如果探测系统发现有行人走入汽车的行进路线，会及时发出警告提醒驾驶者，以便驾驶者采取措施避免碰撞发生。如驾驶者未能及时做出反应，系统会自动全力制动。当车速小于35km/h时，能避免车辆与行人相撞；在较高车速下，则可以降低发生碰撞的车速。戴姆勒汽车公司也研发出类似的系统，当车辆与前车或障碍物距离过小，系统探测出即将发生碰撞时，系统会发出图像和声音警告；如果警告重复三次驾驶者还没有采取措施，车辆会主动采取部分制动措施，降低车速；如果此时驾驶者还未采取措施，系统则会采取紧急制动，避免碰撞发生，如图1所示。
车外行人安全气囊系统。车外行人安全气囊也是近年来针对车外行人保护提出的新的应用方向。当碰撞发生时，感应器探测到行人与车辆接触，在极短的时间内点爆车外安全气囊，使气囊在行人头部或腿部与车辆硬物接触之前全面展开，避免行人与车身产生直接接触，降低碰撞损伤。
目前，针对车外行人气囊的应用研究包括保险杠前端气囊、前风窗玻璃下端气囊和风窗A柱区域气囊。瑞典研究人员在SUV的保险杠下端布置一个气囊，通过试验对比验证了气囊的作用。试验数据表明，装备了气囊的SUV在按照欧洲行人保护测试方法进行测试时，小腿的伤害指标都有明显的改善，甚至能够较好地满足EURO NCAP要求。另外在前风挡下端设置安全气囊也是有效减少行人头部损伤的手段。TRL公司的研究表明，增加前风窗下端安全气囊，在49km/h的碰撞速度下，可以将全尺寸假人头部的伤害数值下降93%，胸部加速度下降76%。沃尔沃汽车公司和Autoliv公司的联合研究也针对前风窗下端设置安全气囊展开，如图2所示。试验证明，车外安全气囊对成人头部的保护能够满足EURO-NCAP的要求。
自动弹出式发动机罩。自动弹出式发动机罩的工作原理是当行人与车辆发生碰撞时，发动机罩后端会自动弹升一定的高度，增加发动机罩与发动机舱内部零件的间隙，可以有效避免行人头部与发动机舱内部刚性零件的直接接触，减少对头部的伤害。
法国PSA公司推出的雪铁龙C6轿车是第一个装备自动弹出式发动机罩的车型。在防撞杆的上端安装一个感应器，感应器通过障碍物的刚性和碰撞力来判断碰撞物的类别。当系统识别出车辆与行人发生碰撞时，位于前风窗玻璃下方的机构在15ms内会将发动机罩抬高65mm，从而保证行人头部与发动机舱内的刚性零件之间有足够的空间。
Autoliv公司的研究表明，在40km/h成人头部冲击试验中，采用自动弹出式发动机罩能够实现所有碰撞位置的头部伤害值都小于1000。即使在50km/h的速度下，也能极大降低头部伤害值。德国梅赛德斯-奔驰汽车公司的车型上也装备了自动弹出式发动机罩，如图3。
被动保护的研究
除了在车辆与行人发生碰撞前或者碰撞时，使车辆能够采取措施避免或者减少行人伤害的主动保护外，在碰撞发生后的被动保护也有相关应用性研究。
针对保险杠和防撞杆的研究。日本研究人员采用小腿撞击器对轿车、小客车以及SUV的保险杠进行碰撞试验，得出针对轿车增加保险杠下端的支撑可以有效减小腿部损伤指标的结论。欧洲的汽车公司如德国大众、欧宝等都采用类似的概念设计来实现对小腿的保护。美国通用汽车公司在雪佛兰AVEO轿车上采用的策略是在防撞杆和下支撑件上分别安装吸能装置，来分配冲击能量以达到对小腿保护的目的，如图4所示。
针对发动机罩结构的研究。发动机罩结构的研究主要是通过对发动机罩的弱化，如采用较软的材料替代钢材，或者对发动机罩内板进行结构优化，来降低对行人头部的损伤。另外，通过设计压溃式的发动机罩铰链，即当行人头部撞击时能够在一定外力的作用下溃缩，从而减小对头部的伤害。
德国欧宝公司针对铝合金发动机罩内板提出多圆锥坑设计取代传统的局部挖孔设计，使整个内板刚度的变化范围缩小在一定范围内，从而避免局部刚度过大或者过小而造成头部伤害过大，如图5所示。通过采用上述发动机罩设计和单点连接的发动机罩压溃式铰链，欧宝ZAFIRA Ⅱ车型首次满足了行人保护法规要求。
通过主动保护和被动保护技术的应用，在EURO-NCAP的行人保护评价体系中许多厂商生产的汽车都获得了较高的分数，如日本本田汽车生产的2009款JAZZ，德国大众汽车生产的2009款高尔夫等都在行人保护测试中获得22分，其中小腿得分为满分。随着行人保护技术应用的日渐广泛，作为道路交通参与弱势群体的行人也将会得到更好的保护，降低在交通事故中的损伤。这也能在一定程度上改善道路交通安全的状况，特别是对于我国汽车保有量迅速提高，道路建设滞后，行人密度高的情况将更有意义。
