"""
传统安全带 vs 自适应安全带 压力分析

问题1: 小体型乘员（50kg女性）
- 固定载荷限制力 = 4000N
- 胸部压缩量可能超过50mm（Euro NCAP marginal）
- 肋骨骨折风险随年龄增加

问题2: 大体型乘员（100kg男性）
- 固定预紧力不足
- 身体前冲距离过大
- 安全带"submarining"（滑入腹部）

问题3: 后仰姿态乘员
- 安全带不在肩部正确位置
- 气囊距离过近
- 约束力分布不均
"""

# 传统安全带固定曲线
def traditional_belt_force(displacement_mm, occupant_weight_kg):
    """传统安全带力-位移曲线"""
    # 固定载荷限制: 所有乘员相同
    load_limit = 4000  # N
    pretension = 2000  # N (火药预紧)
    
    if displacement_mm < 50:
        return pretension + displacement_mm * 20  # 弹性段
    elif displacement_mm < 150:
        return load_limit  # 塑性段（恒力）
    else:
        return load_limit * 1.2  # 底部硬段

# 多重自适应安全带
def volvo_adaptive_belt(displacement_mm, occupant_weight_kg, 
                        occupant_height_cm, posture, crash_severity):
    """
    Volvo多重自适应安全带力-位移曲线
    
    根据乘员状态和碰撞态势实时调整：
    - 体重→载荷限制峰值
    - 身高→织带长度分配
    - 姿态→预紧力和位置
    - 碰撞→整体力曲线
    """
    # 体重自适应载荷限制
    if occupant_weight_kg < 60:
        load_limit = 2500  # 小体型: 降低胸部力
    elif occupant_weight_kg < 80:
        load_limit = 3500  # 标准
    else:
        load_limit = 4500  # 大体型: 增大约束
    
    # 姿态自适应预紧
    if posture == 'reclined':
        pretension = 2500  # 后仰: 增加预紧消除松弛
    elif posture == 'leaning_fwd':
        pretension = 3000  # 前倾: 更强预紧
    else:
        pretension = 2000  # 正常
    
    # 碰撞强度自适应
    crash_factor = min(1.5, crash_severity / 350)  # 350m/s²为标准
    
    if displacement_mm < 50:
        return (pretension + displacement_mm * 20) * crash_factor
    elif displacement_mm < 150:
        return load_limit * crash_factor
    else:
        return load_limit * 1.2 * crash_factor


# 对比测试
if __name__ == "__main__":
    import numpy as np
    
    displacements = np.arange(0, 200, 5)
    
    print("=== 场景1: 50kg女性，正常坐姿，350m/s²碰撞 ===")
    trad = [traditional_belt_force(d, 50) for d in displacements]
    adapt = [volvo_adaptive_belt(d, 50, 160, 'normal', 350) for d in displacements]
    print(f"传统峰值力: {max(trad):.0f}N @ {displacements[trad.index(max(trad))]}mm")
    print(f"自适应峰值力: {max(adapt):.0f}N @ {displacements[adapt.index(max(adapt))]}mm")
    print(f"胸部力降低: {(1 - max(adapt)/max(trad))*100:.0f}%")
    
    print("\n=== 场景2: 100kg男性，后仰，500m/s²碰撞 ===")
    trad = [traditional_belt_force(d, 100) for d in displacements]
    adapt = [volvo_adaptive_belt(d, 100, 185, 'reclined', 500) for d in displacements]
    print(f"传统峰值力: {max(trad):.0f}N")
    print(f"自适应峰值力: {max(adapt):.0f}N")
    print(f"约束力增加: {(max(adapt)/max(trad)-1)*100:.0f}%")
    
    print("\n=== 场景3: 70kg成人，前倾OOP，400m/s²碰撞 ===")
    trad = [traditional_belt_force(d, 70) for d in displacements]
    adapt = [volvo_adaptive_belt(d, 70, 175, 'leaning_fwd', 400) for d in displacements]
    print(f"传统峰值力: {max(trad):.0f}N")
    print(f"自适应峰值力: {max(adapt):.0f}N")
    print(f"前倾OOP额外预紧: {(max(adapt)/max(trad)-1)*100:.0f}%")