Euro NCAP推薦系統在中國的應用分析

王宏雁，周圣立，吳 丹

（1.同濟大學 中德學院，上海 200092；2.同濟大學 汽車學院，上海 201804）

隨著道路交通事故的不斷增加，汽車的安全性越來越受到關注.汽車安全系統有主動和被動之分.盡管被動安全性可以有效地減輕事故災害，它只是在發生事故時起保護作用.而主動安全系統則事先防范，以避免人員及車輛的損傷［1］.近年來，因汽車主動安全性能使事故防患于未然，越來越受到汽車廠商和消費者的重視，諸如：ABS和ESP等產品的安裝率不斷提高［2］.越來越多的先進技術也被應用到汽車主動安全系統中.

目前，中國在主動安全系統的應用以國外引進為主（尤其是歐洲）.在汽車主動安全系統引進的同時，缺乏與國情結合的研究.Euro NCAP advanced獎項通過獎勵先進的技術，促進重要安全設備的標準制定，指引著未來汽車安全的方向.因此Euro NCAP推薦系統在中國的應用分析非常有必要.

1 Euro NCAP推薦系統功能

迄今為止，共有來自9個汽車生產商的11項主動安全系統獲得Euro NCAP advanced獎項.這些推薦系統有偏道警告系統、側向輔助系統和預碰撞系統.

1.1 偏道警告系統

偏道警告系統通過對車道的實時追蹤檢測實現.當發現駕駛人屬無意識（未打轉向燈）偏離原車道時，能發出警報，提醒駕駛人注意；也能在發生危險狀況時，為駕駛人提供更多的反應時間，減少因車道偏離引發的碰撞事故，這對提醒駕駛人長時間單調駕駛引發的注意力不集中等情況有明顯的作用.此外，使用偏道警告系統還能對糾正駕駛人不打轉向燈即變道的不良駕駛行為起到一定的作用［3］.

圖1 偏道警告系統示意Fig.1 Lane departure warning system

經研究發現：利用能檢測車輛運行時的橫向位置的系統將防止大約53%的單車偏離車道事故［4］.因此，絕大部分的車道偏離警告系統都將車輛在車道內的橫向位置作為計算警告發生與否的一個基礎.該系統可分為兩類：一類基于道路基礎（使用道路埋設的標記），另一類為利用車輛傳感器進行車道位置識別，如：AURORA系統、AutoVue系統、AWS系統和DSS系統等.偏道警告系統蠶蛹的警告標準也可分為4種：①基于車輛在車道中的當前位置（CCP）；②基于將來偏離量的不同（FOS）；③基于車輛將橫越車道邊界的時間（TLC）；④基于知識的道路場景感知（KBIRS），其中TLC標準使用最為廣泛［4］.

1.2 側向輔助系統

側向輔助系統主要針對安全變更車道設計通過雷達傳感器檢測汽車兩側和后方區域實現該系統在車速大于30km／h時被激活.當一輛汽車出現在盲點區域或者從后方快速靠近時，外后視鏡上的警示燈就會閃爍.即使駕駛人在這個時候撥動轉向燈開關，警示燈也會閃動.從而提示駕駛人可能出現的汽車碰撞.當時速低于一定值時側向輔助系統可以通過駕駛人側車門上的按鈕激活；當超過這個速度時，該系統會自動啟動.

圖2 側向輔助系統示意Fig.2 Side assist system

側向輔助系統的使用位于后保險杠內的兩個后向雷達.兩部雷達會連續掃描車輛正后方和側后方約70m遠的區域內的路況.對于不同的駕駛狀態系統也會有不同的警示信息.根據后車的速度及距離調整警示閃爍級別，并僅在駕駛人啟動轉向燈時介入，以避免過多警示對駕駛人正常駕駛造成干擾.

在如今主動安全系統與被動安全系統深度融合的發展趨勢下，除了通過點亮警示燈警示駕駛人，一系列被動安全系統也將發揮其作用，如：關閉車窗與天窗、收緊安全帶、調直座椅靠背及向前調節頭枕貼近乘客頭部等一系列對追尾的防護以減輕追尾事故給乘員造成的損傷.

1.3 預碰撞系統

預碰撞系統的傳感器是裝在車頭的一個毫米波雷達，能自動探測前方各種障礙物，測算出發生碰撞的可能性.若該系統判斷碰撞的可能性很大時，警報器將發出鳴叫警示，提示駕駛人規避.制動輔助系統會立刻進入準備狀態，必要時輔助駕駛人制動，給車輛更大的制動力；當該系統判斷出碰撞即將發生時，則會預先收緊正／副駕駛座安全帶，制動系統也會同時制動，自動降低車速［5］.

與傳統的汽車被動安全系統相比，應用了碰撞預判的顯著優勢體現在兩個方面［6］：①由于能在事故發生之前提前發現碰撞的潛在可能性，因此可逆式的被動安全保護裝置（比如：電機驅動的預緊式安全帶、能自動調整最佳保護姿態的主動式座椅等）可被廣泛地應用；②由雷達提前獲取的碰撞信息能對傳統的被動安全保護裝置的控制方法帶來了更多的正面影響，不僅對事故前環境的判斷更加準確，也能使這些裝置（比如：安全氣囊的點爆算法可得到很大程度上的優化）觸發選擇更佳的時機.

圖3 預碰撞系統示意Fig.3 Pre－collision system

目前，預碰撞系統的關鍵性技術主要集中在［6］：雷達系統的研究與開發，全新被動安全裝置的應用與優化以及碰撞預判技術系統集成這3個方面.

2 Euro NCAP推薦系統在中國的應用分析

2.1 在中國應用的必要性分析

2.1.1 基于事故特點分析

汽車主動安全技術與交通事故有著緊密的聯系，交通事故是交通安全問題最好的體現形式.因此通過研究交通事故找出中國亟待解決的交通問題與主動安全系統的關聯可以很好地剖析主動安全系統應用的必要性.

首先對交通事故原因［7－10］進行分類，如圖4所示.

與偏道警告系統緊密關聯的事故原因有駕駛狀態問題和違反標志標線問題.駕駛狀態包括疲勞駕駛和酒后駕駛.不良駕駛狀態導致駕駛人對外界的反應能力及控制能力下降，發生事故的幾率極大.而不良駕駛狀態的第一階段體現就在于偏離車道，因此偏道警告系統可以警告駕駛人正處在不良駕駛狀態或應提高注意力.同樣，對于駕駛人違反標志標線隨意變道的駕駛行為，偏道警告系統也有警示作用.

圖4 交通事故原因細分Fig.4 Category of traffic accident cause

與側向輔助系統緊密關聯的事故原因有視野問題和違反標志標線問題.其較為常見的情況是變更車道時未發現后方車輛，未讓正在該車道上行駛的車輛先行或是違法超車等，側向輔助系統能有效輔助駕駛人側后方視野，以避免因駕駛人未觀察到側后方來車而導致的不讓行等危險操作.

預碰撞系統與各種事故原因均有關聯，是預防車輛與前方物體碰撞的有效屏障.近年來，預碰撞系統從單純幫助駕駛人避免和減輕與其他汽車相撞，又發展了增進無保護道路使用者安全的技術，其行人探測功能使該系統成為了行人事故的針對性解決方案.

對2007～2010年間中國事故數據進行統計分析可知，4年平均事故為262571起，事故平均死亡人數為72029人，平均單位事故死亡率27.43%［7－10］.由各種原因引起的事故為：視野46244起、違反標志標線24835起、超速18816起、操作不當8625起、駕駛狀態6448起、行人問題2512起.各種原因引起事故所占總事故的比例如圖5所示.而各種原因引起的單位事故死亡率為：駕駛狀態45.43%、行人問題40.37%、超速38.32%、操 作 不 當 26.90%、違 反 標 志 標 線25.60%、視野20.13%.各種原因引起的單位事故死亡率所占總單位事故死亡率的比例如圖6所示.

圖5 事故起數統計數據Fig.5 Accident statistics

圖6 單位事故死亡率統計數據Fig.6 Mortality rate of accident statistics

從圖5中可以看到，視野和違反標志標線在2007～2010年的4年中，是事故發生起數最主要的兩個原因，分別占到43%和23%，是引發事故的主要原因.側向輔助系統可以有效解決視野問題中的側后方視野問題，輔助駕駛人判斷側后方盲區中的車輛情況，提供警告.側向輔助系統除了對側后方視野問題有幫助外，還能對駕駛人違反標志標線違法變道、違法掉頭等行為予以提醒和警告.可見側向輔助系統的應用很有必要性.

從2007～2010年單位事故死亡率統計可以看到，雖然駕駛狀態（疲勞駕駛和酒駕）和行人問題不是造成最多事故起數的原因，但卻是造成人員死亡的主要原因，其單位事故死亡率分別達到了45.43%和40.37%［7－10］，即由于這兩項原因導致的事故很有可能是惡性死亡事故.而駕駛狀態不良的最初表現形式就是車道的偏離，無法集中精神保持在車道中央形式，這也正是偏道警告系統設計的初衷，通過偏道現象提醒駕駛人注意自身駕駛狀態，避免惡性事故的發生.行人問題導致的死亡率也非常高，這是非常容易理解的.行人作為交通參與者中的無保護方，一旦發生事故其嚴重程度非常高，也很容易發生死亡事故.其解決方案是預碰撞系統對行人的探測，通過車輛的制動降低與行人碰撞時的車速減輕行人傷害甚至避免事故.因此偏道警告系統和預碰撞系統應用的必要性也得以體現.

2.1.2 基于典型城市的中國交通環境特點分析

通過對中國宏觀事故數據的研究，得出了Euro NCAP推薦系統在中國應用的必要性.通過對中國城市的微觀調查，可以得到中國微觀的交通特點，進而對必要性分析進行驗證的補充，同時能借助微觀視角進行主動安全系統的適應性分析.

中國幅員遼闊，選取典型城市的原則有：事故量多，事故影響因素差異大，并且要覆蓋中國一線、二線和三線城市.

通過對中國主要城市事故起數篩選，得到的初選城市為：一線（北京、上海、廣州和天津等）、二線（重慶（強）、武漢（強）、寧波（強）、長春（中）、昆明（中）、青島（強）和濟南（強）等）和三線（銀川和常州等）.通過對駕駛人和對車輛行駛影響差異進行篩選，得到可選城市見表1.

表1 按影響因素差異進行的城市篩選Table 1 City selection based on influencing factors

考慮事故數量、地形和氣候條件差異性，并覆蓋一線、二線和三線城市，最終選取上海、寧波、武漢、重慶、天津、濟南、青島和銀川等8個城市作為調查對象.

在典型城市中選取典型道路，選取參考因素為：車流量，交通復雜程度，道路類型及道路線形最終確定了8個城市中的88條道路（129個測點），典型道路覆蓋到了各城市的城區郊區，路口路段，一、二、三、四級道路，高速路及彎道坡道.

偏道警告系統：在對8個城市的調查中發現，混合交通情況非常普遍.銀川、重慶和青島的一、二級道路缺乏中央物理隔離和機非隔離的情況較多.銀川屬于三線城市，發展程度有限；重慶和青島有較多的坡路，加上地理條件原因導致道路寬度受限，不利于設置隔離設施.而所調研的城市中，三、四級道路大都沒有設置任何隔離設施.在三、四級道路上還存在許多路邊停車的情況.

在缺乏機動車道物理隔離及機非隔離的道路上，機動車和非機動車等在同一道路上混合行駛，存在著非常多的安全隱患：①沒有機動車道物理隔離的道路容易引發借用對向車道超車的情況，還容易引發由于駕駛人疲勞或者粗心駕駛等引起的壓中心線行駛的情況，也易引發對向車輛碰撞的事故；②沒有機非隔離的道路，時常容易引發車輛與盲區中的非機動車刮擦碰撞的事故；③路邊障礙物會極大地影響駕駛人和行人的視野，穿越機動車道的行人將很難被駕駛人察覺而導致事故.

偏道警告系統能夠在缺乏機動車道物理隔離的情況下實時提醒駕駛人保持車道，避免惡性的對向車輛碰撞事故.

側向輔助系統：在對8個城市的調查中發現，隨意變道超車現象在各城市中都很常見，尤其在較為寬敞、車流量大的主干道.由于車輛組成復雜，車輛間有明顯的速度差，使駕駛人頻繁采取變道行為，極大地增加了側向刮擦、碰撞發生的可能性.在上海等高架道路發達的城市，一些道路規劃設計問題使得車輛很難融入高速車流，或是在出岔道時的車輛頻繁變道行為，均體現了側向輔助系統應用的必要性.

另外，中國的一些城市公交系統非常發達.以上海為例，公共汽車線路數量1000多條，營運車輛1.8×104多輛，是世界上線路最多的城市之一.而上海大多數道路沒有設立專門的公交車道，公交車的頻繁靠站勢必對該車道上行駛的其他車輛造成困擾.當受到公交車阻擋時，后方機動車變換到其他車道的情況也屢見不鮮，這些情況下側向輔助系統能夠幫助駕駛人了解盲區的車輛情況其作用得到充分的體現.

預碰撞系統：在對8個城市的調查中發現，行人違法穿越機動車道的行為在調研城市中都很常見，重慶和武漢的情況更為嚴重，行人的交通安全意識薄弱，加上駕駛員沒有禮讓行人的習慣，針對行人碰撞事故的主動安全系統十分必要.

公共汽車頻繁靠站除了導致后方車輛變道在沒有機非隔離的三、四級道路中會直接搶占非機動車道，導致非機動車行駛在機動車道的情況也非常常見.

另外，在城市的三、四級道路上，路邊停車現象也非常普遍，尤其在調研城市銀川，由于城區停車泊位的嚴重缺失，交通部門采取了在慢車道上劃出停車泊位的措施，非機動車只得與機動車搶道爭行.行人穿越時，路邊車輛也影響了行人觀察車輛及車輛發現行人的視野，存在著很大的安全隱患.在這樣的交通環境特點下，預碰撞系統具有很強的應用價值.

預碰撞系統除了是對行人、非機動車事故的解決方案，也是預防車輛與前方物體碰撞的有效屏障，能夠避免或是減輕各種交通沖突及危險如：道路施工引起的交通沖突（武漢交通特點）和混合交通引起的交通沖突等.且對于中國某些城市的特殊天氣特點（如：重慶的大霧天氣、濟南的“團霧”天氣及銀川等北方城市的揚沙霧霾天氣等）導致的事故也有幫助.

2.2 應用前景展望

2.2.1 偏道警告系統

從事故數據宏觀統計和典型城市調查結果來看，偏道警告非常有應用的必要，可以提醒駕駛人保持良好的駕駛狀態，也可以警示駕駛人注意保持車道，尤其在銀川、重慶和青島等道路隔離設施狀況不佳導致交通沖突比較嚴重的城市，尤其有應用的緊迫性.

但該系統有對基礎設施的要求，即需要清晰的標線才能探測，可能造成在一些路段失去探測警告功能，因此在道路基礎設施較好的城市有更好的應用效果.在多彎道的城市（如：重慶和青島等）中，彎道處壓線的情況會比較多，因此導致的過多警告提示可能不易被接受，推測在多彎道城市的應用前景較差一些.對于眾多習慣隨意變道的中國駕駛人，同樣存在過多警告的問題，需要有一個適應過程.

從2002年開始，偏道警告系統已經發展了有10個年頭，目前日產、本田、雷克薩斯、豐田、英菲尼迪、標致雪鐵龍、奧迪、寶馬和奔馳均在高端車型上提供了偏道警告系統的選配［11］.結合中國的實際情況，該系統在中國的普及仍有待時日.

2.2.2 側向輔助系統

從事故特點來看，側向輔助系統對側后方視野的輔助作用非常適合在中國應用.中國駕駛人魯莽變道的情況相比國外的更加嚴重，它是能夠幫助駕駛人安全并線的系統，在中國的作用很大.

由于中國擁堵道路多，側向輔助系統的使用受限于車流量，在較高速的通暢路段下，它能夠較好地工作，但擁堵路段的警報可能會引起駕駛人反感.因此，如何設定適合于中國國情的工作車速及探測范圍值得研究和探討.

目前，側向輔助系統已經被多個廠商進行研究，并奧迪等品牌從高端車型可以選配，正在走向全系可以選配.在不久的將來，隨著成本的不斷下降，其普及程度會有明顯的上升，其在中國會有很好的前景.

2.2.3 預碰撞系統

基于事故數據宏觀統計和典型城市調查結果，中國非常需要預碰撞系統的應用，尤其是行人事故的高死亡率，更體現了其應用的價值.在業界預碰撞系統也已得到廣泛認可，在對武漢理工大學喬教授，同濟大學朱教授，法國國家運輸與安全研究所Cesari所長的訪談中，都對中國應用預碰撞系統表示出極高的期待.

但是，預碰撞系統對識別率的要求非常高，還沒有達到理想水平，目前的技術水平自動控制車輛制動很容易，但如何確保在準確的時機制動仍然在優化中.加之其高昂的價格，阻礙了其在中國的推廣步伐.城市版的預碰撞系統可以幫助駕駛人避免一些行人非機動車事故，但該系統需要對中國國情進行探測范圍的改進，探測范圍內過小，不適用于車速較高時；探測范圍太大，在交通擁堵的情況下不適用，需要通過一系列適應性改進來避免因交通情況復雜導致警報聲太過頻繁使駕駛人關閉系統的情況.另外，預碰撞系統雖然能幫助駕駛人避免危險，但也可能起到鼓勵駕駛人的疏忽行駛的反作用.

目前，福特、本田、奔馳和沃爾沃等廠商已經在預碰撞系統方面有較多的技術積累，有些已經用于高端車型的選配.但其成本將是阻礙在中國應用的最主要的障礙，在中國的推廣有待時日.

3 結語

對中國事故情況進行了宏觀統計，建立了交通事故與Euro NCAP推薦的主動安全系統的關聯，分析了系統應用的必要性.

通過確定選取原則，篩選出了中國典型城市和典型道路，并通過中國典型城市微觀調查，驗證分析了偏道警告系統、側向輔助系統和預碰撞系統在中國的應用前景.

本研究作為初步探索，主動安全系統在中國的適應性調整可以作為下一步研究方向.并且隨著汽車電子技術、傳感器技術及數據通信技術的進一步發展以及人們對汽車安全性要求的提高主動安全系統將會更加成熟，其成本進一步降低長遠來說，崛起的中國市場將使安全系統的供應得到最佳的市場，將在中國走向成熟［12］.

（References）：

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［7］公安部交通管理局.2007中華人民共和國道路交通事故統計年報［M］.北京：公安部交通管理局，2007.（Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security.Road traffic accident statistics annual report of People’s Republic of China in 2007［M］.Beijing：Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security，2007.（in Chinese））

［8］公安部交通管理局.2008中華人民共和國道路交通事故統計年報［M］.北京：公安部交通管理局，2008.（Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security.Road traffic accident statistics annual report of People’s Republic of China in 2008［M］.Beijing：Traffic Management Bureau of Ministry of Public Se－curity，2008.（in Chinese））

［9］公安部交通管理局.2009中華人民共和國道路交通事故統計年報［M］.北京：公安部交通管理局，2009（Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security.Road traffic accident statistics annual report of People’s Republic of China in 2009［M］.Beijing Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security，2009.（in Chinese））

［10］公安部交通管理局.2010中華人民共和國道路交通事故統計年報［M］.北京：公安部交通管理局2010.（Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security.Road traffic accident statistics annual report of People’s Republic of China in 2010 Beijing：Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security，2010.（in Chinese））

［11］Linder A.Intelligent transport systems in passenger cars and methods for the assessment of traffic safety impact［R］.［s.l］：VTI Report 604A，2007.

［12］Peart L，Geiger S.全球安全系統市場遠景（二［J］.汽車與配件，2007（2）：41.（Lee Peart，Stefan Geiger.Market prediction of the global safety system（2）［J］.Automobile ＆ Parts，2007（2）：41.（in Chinese））