摘要：針對車輛后方緊急制動系統(tǒng)測試與評價方法的缺失，通過分析后向緊急制動實現(xiàn)方案和現(xiàn)有車輛后方先關的法規(guī)及測試評價體系，提出了4個較為有代表性的面向車輛后方緊急制動系統(tǒng)的測試場景和一個誤觸發(fā)場景，并給出了評價方法，形成了一套較為完善的面向車輛后方緊急制動系統(tǒng)測試與評價方法。

關鍵詞：車輛后方主動安全；緊急制動系統(tǒng)；測試與評價

中圖分類號：U467.5 收稿日期：2024-10-12

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.11.020

1 前言

隨著汽車保有量的不斷增長，交通事故數量也在不斷增加。據統(tǒng)計，每年有數千萬人在交通事故中受傷，造成世界間接損失約2萬億美金[1]。汽車主動安全技術可有效減少事故發(fā)生，其中車輛自動緊急制動系統(tǒng)是重要的組成部分。目前車輛前方自動緊急制動系統(tǒng)在實際應用中展現(xiàn)了良好的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。此外，相關的車輛前方自動緊急制動系統(tǒng)的相關標準也較為完善，如歐洲的ECE R152《關于M1和N1型機動車高級緊急制動系統(tǒng)（AEBS）型式認證的統(tǒng)一規(guī)定》，我國的推薦性國家標準GB/T 39901—2021《乘用車自動緊急制動系統(tǒng)（AEBS）性能要求及試驗方法》，強制性國家標準《輕型汽車自動緊急制動系統(tǒng)技術要求及試驗方法》也完成首輪驗證，ENCAP和CNCAP等相關測試規(guī)程也較為完善。

在車輛前方自動緊急制動系統(tǒng)相關標準及測試評價體系逐步完善的同時，車輛后方的緊急制動系統(tǒng)也同樣應被重視。據美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）統(tǒng)計初始碰撞點在車輛后部的事故約占22.5%，倒車或在停車位發(fā)生的事故約占2.3%[2]。因此，車輛后方的緊急制動系統(tǒng)也逐漸受到行業(yè)的關注，越來越多的車輛開始配置面向車輛后方的緊急制動系統(tǒng)。

面向車輛后方緊急制動系統(tǒng)的測試評價方法是車輛后方主動安全的重要組成部分，一個全面完整的面向車輛后方緊急制動系統(tǒng)的測試評價方法可以引導鼓勵零部件企業(yè)和自研的主機廠更好地開發(fā)相關車輛后方的緊急制動系統(tǒng)樣車。目前關于車輛后向主動安全法規(guī)和測試評價規(guī)程以車輛后向報警為主，面向車輛后方緊急制動系統(tǒng)的測試及評價規(guī)程在E-NCAP 2023中存在極少量類似測試場景，缺乏系統(tǒng)的車輛后方緊急制動系統(tǒng)的測試場景及測試評價方法，故一個完整、全面、面向車輛后方的緊急制動系統(tǒng)測試場景及測試評價方法亟待研究。

本文通過分析車輛后方緊急制動系統(tǒng)構成、工作原理，以及現(xiàn)行相關車輛后方主動安全測試法規(guī)、測試規(guī)程，結合現(xiàn)實中高發(fā)的事故典型場景設計出面向車輛后方緊急制動系統(tǒng)的測試及評價方法，并進行相關的試驗，證明了本文提出測試及評價方法的科學性、有效性和可操作性。

2 車輛后向緊急制動系統(tǒng)實現(xiàn)方案

目前，針對側方和后方盲區(qū)引起的交通事故，車輛通常配備了盲點監(jiān)測系統(tǒng)（Blind Spot Monitor，BSM），以檢測和警示可能與車輛發(fā)生碰撞的其他車輛。BSM通過車載傳感器（如雷達）獲取環(huán)境數據，如車速、方向盤轉角、車距等，并通過數據處理器對獲取的數據進行分析，判斷車輛周圍是否有其他車輛[3]。如果發(fā)現(xiàn)盲區(qū)內有其他車輛，BSM會計算出它們與車輛的距離和相對速度，并判斷是否可能與車輛發(fā)生碰撞。如果判斷可能發(fā)生碰撞，BSM會計算出碰撞的嚴重程度，并通過警示燈或蜂鳴器發(fā)出警示。國內外研究學者和工程技術人員設計的預警系統(tǒng)主要通過機器視覺技術、毫米波雷達技術和超聲波傳感器技術實現(xiàn)。其中，機器視覺技術和毫米波雷達技術的應用較為廣泛。

不同的傳感器具有不同的優(yōu)點與缺點，目前主流后向探測系統(tǒng)解決方案如表1所示，激光雷達由于比其他傳感器更大，且價格昂貴，這使得在后向探測中難以推廣，故不作探討。目前應用最多的是毫米波雷達，利用后向雷達與角雷達的組合進行后向全方位的檢測，但其檢測范圍很小，檢測速度慢，且不能提供環(huán)境顏色。此外，純視覺傳感器方案也有所應用，但其對光線強度非常敏感，只適用于光線條件好的場景?；谏鲜鰡我粋鞲衅鞯娜秉c，越來越多融合方案被提及，但目前融合難度大，導致技術水平參差不齊，更需要對其進行試驗和評價[4]。

車輛后向緊急制動系統(tǒng)在工作時期間傳感器采集物體的位置和運動、目標車輛的運動以及駕駛員動作的信息，并通過控制器對上述信息進行綜合評估。如果存在碰撞風險，車輛后向緊急制系統(tǒng)將自動啟動制動動作，以避免或至少減輕碰撞。如果司機不進行干預，則車輛后向緊急制動系統(tǒng)繼續(xù)制動，直到車輛完全停止。

3 現(xiàn)行法規(guī)及測試規(guī)程分析

3.1 車輛后向報警類法規(guī)及測試規(guī)程

在車輛發(fā)生事故時分心駕駛（包括打電話、發(fā)短信、吃東西和其他非駕駛活動）是交通事故的主要誘因，車輛后向報警系統(tǒng)可及時有效的給予駕駛員聲學、光學、震動等信號的有效提示，并起到警醒作用。目前相關的法規(guī)主要有歐洲的ECE R158（用于倒車和機動車關于駕駛員識別車輛后方弱勢道路使用者的設備核準的統(tǒng)一條款）、印度的AIS-145，澳大利亞的Australian Design Rule 108/00、我國推薦性標準《乘用車后部交通穿行提示系統(tǒng)性能要求及試驗方法》和C-NCAP2024 RCTA等。

ECE R158作為最早的強制性標準被廣泛借鑒，AIS-145，Australian Design Rule 108/00與ECE R158類似。上述主要測試場景如圖1所示，主要針對后方靜態(tài)障礙物全方位、多點位進行測試，觀察車輛是否發(fā)出報警。

《乘用車后部交通穿行提示系統(tǒng)性能要求及試驗方法》和C-NCAP2024后方交通穿行提示系統(tǒng)（RCTA）測試則是針對后方穿行的運動目標物進行測試，測試場景分別如圖2所示，C-NCAP2024 RCTA測試引入了更多中國特色目標物，使場景更符合中國國情，測試難度也更大。

3.2 后向制動類法規(guī)及測試規(guī)程

目前后向制動相關法規(guī)和測試規(guī)程主要有兩種，即E-NCAP2023 CRRA/CPRC和C-NCAP2024 RCTB，其中ENCAP從2020版就加入了后向制動相關的場景。目前最新的E-NCAP2023版中CPRA/CPRC場景如圖3所示，主要考察車輛在不同速度下對于行人目標的檢測和制動。

C-NCAP2024的RCTA場景中，若RCTA無法滿足TTC（Time to Collision）≥1.7，可選擇在RCTA場景（如圖2所示）的基礎上進行RCTB試驗，倒車速度為10 km/h，考察車輛對于兒童行人、電動自行車和踏板是摩托車的探測和制動。

4 測試場景設計及試驗方法

通過上文分析，并根據車輛實現(xiàn)后方緊急制動的相關原理和現(xiàn)有的標準法規(guī)和測試評價規(guī)程，針對速度低于10 km/h時的車輛后方緊急制動系統(tǒng)提出測試場景及評價方法。行人及其他道路弱勢交通參與者（Vulnerable Road Users，VRU）是本文研究的關鍵，針對其他道路使用者（如車輛）和固定物體（包括基礎設施元件，如墻壁、柱子）的碰撞在低速倒車狀態(tài)下很難發(fā)生安全相關事故，故本文不針對此類目標物進行討論。

4.1 基本要求

車輛后方緊急制動系統(tǒng)運行過程中，無論施加的轉向角度如何，其功能都應激活。如果車速超過制造商規(guī)定的上限，車輛后方緊急制動功能可將不再激活，但系統(tǒng)最大運行速度不應低于10 km/h。車輛后方緊急制動系統(tǒng)應始終自動激活，駕駛員可以手動關閉車輛后方緊急制動功能，關閉此功能的操作次數至少為兩次操作。

車輛后方緊急制動功能應在制動干預之前通過聲音或視覺信號警告駕駛員潛在的碰撞，以引起駕駛員的注意。在需要即時制動激活的情況下，可以在制動激活的同時提供報警信號。駕駛員通過視覺、聽覺或觸覺信號被立即告知每個車輛后方的緊急制動，其中制動加速度可以被識別為觸覺信號。

本文通過減速來避免碰撞，不考慮具體的制動方法，且不考慮為避免碰撞而實行的轉向干預。

4.2 測試環(huán)境和測試目標物要求

測試環(huán)境對于車輛后方緊急制系統(tǒng)的測試結果和一致性具有較大的影響，故應針對測試環(huán)境做出相應的規(guī)定，測試期間的環(huán)境條件應滿足以下標準：

a.風速不超過5 m/s；b.溫度介于-15 ℃和40 ℃之間；c.非降水天氣（沒有下雨、雨夾雪、下雪等）；d.最低光照強度為2 000勒克斯；e.試驗方向的能見度不低于500 m；f.試驗路面峰值附著系數大于0.9，且干燥、平整、堅實。

對于行人目標和兒童行人目標物，需滿足ISO 19206相關標準。對于電動自行車目標物，外觀需符合 GB 17761—2018《電動自行車安全技術規(guī)范》的要求。障礙車輛應為普通大批量生產的汽車，軸距應滿足2.3～2.9 m的范圍要求。

4.3 測試場景設計

根據上文分析，綜合考慮事故發(fā)生典型場景、駕駛員駕駛習慣等綜合因素，提出了面向車輛后方緊急制系統(tǒng)的4個典型測試場景。該4種場景能夠較好地覆蓋不同的VRU、車輛運行軌跡、車輛運行速度和駕駛員駕駛習慣等，能夠做到少場景、大覆蓋的試驗測試設計宗旨。此外，本文針對車輛后方緊急制系統(tǒng)設計了一種誤作用場景，以測試車輛不會因為過度設計而導致的誤作用頻發(fā)的情況。4個測試場景如圖4所示，分別為車輛倒車靜止行人場景、車輛倒車入庫靜止蹲姿兒童場景、車輛倒車后向電動自行車橫穿場景和車輛倒車兒童橫穿鬼探頭，誤作用場景如圖5所示。

上述場景中測試車輛速度、目標物類型、目標物速度、駕駛員在倒車過程中是否輕踩制動等參數設置如表2所示，通過上述場景和相關參數設置可以進行試驗。

對于車輛后方緊急制系統(tǒng)，使用的評價標準主要分為兩個方面，即倒車過程中是否與目標物發(fā)生碰撞和報警時刻，具體的評價標準如下：

a.是否發(fā)生碰撞：若發(fā)生碰撞則為不通過，若未發(fā)生碰撞則為通過測試。

b.報警時刻：車輛應在不晚于制動干預之前發(fā)出聲音或視覺信號警告。

如以上兩項內容均滿足，則視為通過該場景的測試。誤作用場景中，車輛不發(fā)生報警且不產生制動，則視為通過誤作用場景的測試。

6 結語

本文針對車輛后向緊急制動系統(tǒng)實現(xiàn)方案和目前現(xiàn)有的后向相關測試法規(guī)進行分析，結合車輛后向倒車緊急制動系統(tǒng)的功能特點和現(xiàn)有法規(guī)中的啟示，通過測試車輛速度、目標物類物、目標物速度和駕駛員習慣以及測試場景的定義，提出了4種車輛后向緊急制動系統(tǒng)測試場景和一種誤作用測試場景，并形成了一套較為完整面向車輛后方的緊急制動系統(tǒng)測試場景及測試評價方法，研究結論對于緊急制動系統(tǒng)的評價和測試具有重要的意義。

參考文獻：

[1]World Health Organization.Global status report on road safety 2018[EB/OL].（2018-06-17）.https：//www.who.int/publications/i/item/9789241565684.

[2]NHTSA.2020 Traffic Safety Facts Annual Repor[EB/OL].https：//crashstats.nhtsa.dot.gov/Api/Public/ViewPublication/813375.

[3]馬文博，陳帥，趙士舒，等.乘用車盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)（BSD）主觀評價方法研究[J].中國汽車，2021（11）：9-12+48.

[4]王海，徐巖松，蔡英鳳，等.基于多傳感器融合的智能汽車多目標檢測技術綜述[J].汽車安全與節(jié)能學報，2021，12（4）：440-455.

作者簡介：

沈亮屹，男，1995年生，工程師，研究方向為汽車主動安全檢驗等。