針對俄羅斯市場的車載緊急呼叫系統電聲性能測試技術研究

羅 遠

（深圳市計量質量檢測研究院，廣東 深圳 518055）

針對俄羅斯市場的車載緊急呼叫系統電聲性能測試技術研究

羅 遠

（深圳市計量質量檢測研究院，廣東 深圳 518055）

從車載緊急呼叫系統的發展歷史以及未來的發展方向出發，通過分析車載緊急呼叫系統的結構、工作程序和關鍵技術，對應的闡述了車載緊急呼叫系統各個部分的電聲性能測試方法，并針對俄羅斯市場對車載緊急呼叫系統的特殊法規要求，提出了車載緊急呼叫系統電聲性能的關鍵測試技術。國產車企為適應俄羅斯汽車市場而需要對車載緊急呼叫系統測試時，該方法可提供一些技術參考。

車載緊急呼叫系統；電聲性能；市場準入；噪聲均衡

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.019

CLC NO.:TB54 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-55-03

引言

車載緊急呼叫系統是當車輛出現碰撞事故或駕駛員出現異常情況時，自動或人工緊急呼叫救援中心，并通過全球衛星定位系統，自動提供車輛位置并發送給救援中心，以保證車上人員得到及時救援的系統。

早在1996年，通用汽車公司就建立起了服務自己汽車品牌的車載呼叫系統Onstar，隨后投入商用的日產的CARWINGS系統和豐田的G-BOOK系統都有著類似的功能。但這些系統的后臺都是各車商自己建立的，面對的都是自有品牌的汽車，不具備相互之間的兼容性；并且救援中心也基于各自品牌建立，不論是通信信號覆蓋范圍，還是救援中心的布局，都無法在全國范圍內滿足車輛緊急救援的要求。

為了能夠覆蓋所有機動車，并提供迅速的，強有力車輛和人員救援，車載緊急呼叫系統服務中心必須基于國家層面建立。俄羅斯建立了第一個基于國家層面的車載緊急呼叫救援系統。根據俄羅斯聯邦法規的規定，2015年1月1日以后的新車型進入俄羅斯市場，必須裝有車載緊急呼叫系統（Global Navigation Satellite System. Emergency ResponseSystem in case of accidents; ERA-GLONASS）；已在俄羅斯市場銷售的車型，2017年1月1日起，也必須配備此系統。歐洲議會也已宣布，2015年至2018年為車載緊急呼叫系統(Emergency Call; eCall）安裝過渡期，2018年起，擬強制執行車載緊急呼叫系統的安裝[1]。可以看到，車載緊急呼叫系統的強制安裝，已經是汽車產業發展的一個趨勢；而俄羅斯，是以法律形式強制執行的第一個國家，其法規實施方式以及配套測試技術對今后其他國家和地區具有指導性作用，其核心的電聲性能測試技術極具研究價值。

1、緊急呼叫系統的結構

俄羅斯ERA-GLONASS系統的運行基礎是全球衛星定位系統以及全球移動通信系統，他的硬件包括裝有帶CAN的微處理芯片、3G模塊、音頻編解碼和放大模塊以及電源管理模塊的控制器，麥克風，緊急呼叫系統喇叭，三軸向傳感器以及一些外置設施，功能框圖見圖1[2]。

圖1 ERA-GLONASS緊急呼叫系統的功能框圖

2、緊急呼叫系統的工作程序

當車輛發生碰撞自動發出緊急呼叫信號，或者駕駛員身體不舒服按下SOS求救信號按鈕，在向緊急服務中心發出緊急呼叫的同時，車載EAR-CLONASS緊急呼叫系統自動呼叫112呼救專線。ERA-GLONASS緊急呼叫信號標識用于區別是由于一般的身體不適的呼叫還是碰撞情況下的緊急呼叫。

一旦112呼救電話號碼呼叫信息形成，車輛ERAGLONASS緊急呼叫系統將向救援中西發送最簡潔的數據信息。此數據信息包含：①事件發生的時間；②車輛的位置（經度、緯度）；③計算出車輛的距離（位置誤差＜150 m）；④行駛方向；⑤呼叫信息的類型（呼叫類型：真實呼叫信息或者測試用呼叫信息；出發類型：自動或者手動）；⑥車輛信息[VIN碼（Vehicle Identification Number車輛識別碼），動力類型，車型]；⑦附加信息（可選）：車輛位置（n-1，n-2），乘員數量[3]。這些信息是通過ERA-GLONASS緊急呼叫模塊里的在線調制解調器進行傳遞的。

當呼叫信息傳到緊急呼叫服務中心，車輛ERA-GLONA SS緊急呼叫系統將會開通緊急呼叫服務中心與車里乘員之間的聲音互動通道。緊急服務中心分析具體情況，分配相關服務工作（消防員，警察，救援服務等）。在呼叫期間，緊急服務中心可以要求通過在線調制解調器實時更新信息，進行相應的服務安排。呼叫只能通過緊急服務中心給予終止。車載ERA-GLONASS緊急呼叫系統可以在最短1小時（最長12小時）內得到緊急服務中心或者救援服務的應答服務[4]。

通過ERA-GLONASS緊急呼叫系統的工作程序可以發現，系統的人機互動方式是通過語音完成，除系統生成的數據信息外，其他細節的描述與溝通，也需事故車輛與公共服務應答中心之間，通過語音的方式溝通。因此，可以認為系統的音頻性能，尤其是在車輛自生噪聲干擾條件下的音頻性能，是其最關鍵的部分之一。

3、電聲性能測試架構分析

ERA-GLONASS緊急呼叫系統人機語音交流依賴于車載音頻免提設備實現，聲信號采集通過車載麥克風和前置處理系統，而聲信號發射依靠車載音頻功率放大器和揚聲器系統，所有信號處理通過微處理芯片和車載音頻網關實現，見圖2。因此，標準音頻信號的播放和測試音頻信號的采集需模仿車載音頻免提設備的實際工況。由于ERA-GLONASS緊急呼叫系統可能在車輛行進中，或嘈雜的交通噪聲環境中使用，測試時還需考慮系統使用的聲環境模擬。

圖2 ERA-GLONASS緊急呼叫系統工作示意圖

如圖3所示，測試系統可分為兩個子系統，分別是電聲性能分析系統（圖3左側部分），以及背景噪聲模擬和均衡系統（圖3右側部分）。電聲性能分析系統由電聲分析儀、聲學用頭肩模擬器[5]、射頻通信模擬基站以及電聲性能分析軟件和數據庫組成，是整個測試系統的核心部分。

4、關鍵測試技術分析

由于IVS的終端類似車內免提通信設備，而傳輸方式也是經由GSM網絡，所以IVS電聲性能測試的項目，也參考了ITU-T P.1100-2015 《窄帶車內免提設備》和ITU-TP.1110-2015 《寬帶車內免提設備》中，電聲性能部分的測試方法[6]。

表1 車載緊急呼叫系統電聲性能主要測試項目

從測試項目中可以看出，測試過程分為發射鏈路測試和接收鏈路測試兩部分；在發射鏈路測試中，標準音頻測試信號通過電聲分析儀傳輸給通信模擬基站，再通過通信模擬基站與被測的車載緊急呼叫系統（In-Vehicle Emergency Call System, IVS）之間建立的GSM網絡，傳輸至被測IVS，并通過被測IVS的音頻網關解碼，并通過車載揚聲器播放出來。放置在指定座位上的頭肩模擬器（圖4），采集IVS播放出的經解調的標準音頻測試信號，并傳輸至電聲分析儀，電聲分析儀通過性能分析軟件分析，并通過標準數據庫比對，得到測試結果。

圖4 聲學用頭肩模擬器

在接收鏈路測試中，電聲分析儀將標準測試信號，通過頭肩模擬器的仿真嘴播放出來，播放出的聲信號通過被測IVS的麥克風采集，并經音頻編碼后，通過車載通信模塊，發射到通信模擬基站，通信模擬基站將接收到的被測信號解調后，傳送至電聲分析儀，電聲分析儀通過性能分析軟件分析，并通過標準數據庫比對，得到測試結果。

由于IVS可能在車輛行駛過程中使用，因此在測試其電聲性能過程中，必須考慮到車輛行駛過程中的路噪和風噪對測試結果的影響。由于在進行IVS電聲性能測試過程中，被測車輛需處于靜止狀態，因此需要背景噪聲模擬和均衡系統通過在車內同步播放路噪和風噪，來模擬車輛行駛過程中在車內形成的噪聲場。對于新車型，在進行IVS電聲性能測試前，需根據俄羅斯法規，使用背景噪聲模擬和均衡系統，在標準路面錄制行駛速度為60 km/s和130 km/s兩種速度下車內的噪聲情況。在IVS電聲性能測試過程中，背景噪聲模擬和均衡系統通過背景噪聲同步回放系統與電聲性能分析系統同步后，將錄制好的車輛行駛噪聲，通過布置在車內的5個揚聲器播放出來。為保證播放出的噪聲的指向性和均衡性，這5個揚聲器均與揚聲器均衡器相連，這樣可以最逼真的復現車內的行駛噪聲。

根據以上分析，可以得出測試的最優流程順序是：

1）錄制被測車型在規定速度行駛時的車內背景噪聲；

2）在一處安靜的環境中，在靜止的被測車輛里布置安裝IVS測試系統；

3）在安靜場中（背景噪聲模擬和均衡系統關閉）測試IVS的電聲性能相關項目；

4）在噪聲場中（背景噪聲模擬和均衡系統開啟）測試IVS的電聲性能相關項目。

5、結束語

雖然我國自主車企在俄羅斯汽車市場已經占有了一定的市場份額，但目前在國內還沒有一家第三方實驗室能夠提供車載緊急呼叫系統電聲性能測試的服務，我們的自主品牌為了滿足俄羅斯相關法規的要求，需將車載緊急呼叫系統電聲性能測試項目送到歐洲的實驗室進行，每款車型的測試費用高達數十萬元。測試周期也長達數月之久。由此可見，由于國內檢測能力的缺失，導致我國自主車企投放在俄羅斯市場的每款車型的研發時間成本和經濟成本都增加不少。

隨著車載緊急呼叫系統越來越得到更多國家和地區的重視，以及我國汽車產業在國際市場上的競爭力越來越強，筆者建議國內的檢測實驗室應盡早進行相關測試的研究，為中國汽車產業走向世界服務。而本文分析的一些關鍵測試技術和測試架構，可為有志開展相關業務的技術機構提供測試流程和測試系統搭建方式的參考。

[1] Alexander Weiss von Trostprugg ,ECall+:a positive business model for Advanced eCall applications, 14th World Congress on Internati-onal Transport Systems[R], January 2007, Beijing, China.

[2] 童圣驍,童國慶,孫澤昌,韓海強,韋興民,馮擎峰. 俄羅斯市場ERA-GLONASS緊急呼叫系統設計[J]. 汽車電器,2014(2):15-24.

[3] GOST R 55530-2013 Global Navigation Satellite System ROAD ACCIDENT EMERGENCY RESPONSE SYSTEM Functional test methods of in-vehicle emergency call systems and data transfer protocols[S].

[4] GOST R 54620-2011 In-vehicle emergency call system/device. Gen-eral technical requirements[S].

[5] JJF1520-2015 聲學用頭和軀干模擬器校準規范[S].

[6] GOST R 55531-2013 Test methods for verification of in-vehicle em-ergency call system conformity to quality requirements for loudspea-ker communication in vehicle cabin[S].

Electro-acoustic Performance Testing Technology Research for In-Vehicle Emergency Call System in Russian Market

Luo Yuan
( Shenzhen Academy of Metrology&Quality Inspection, Guangdong Shenzhen 518055 )

From the history of vehicle emergency call system and the future direction of development, after analyzing the structure of vehicle emergency call system, the work program and key technologies, describes the corresponding electroacoustic performance test method for each part of in-vehicle emergency call system, proposed key testing technology of in-vehicle emergency call system for Russian market, and provide some technical reference for domestic vehicle manufacturers to meetrequirements of Russian market.

In-vehicle emergency call system; Electro-acoustic performance; Market Access; Noise equalization

TB54

B

1671-7988(2016)01-55-03

羅遠，工程師，碩士研究生，就職于深圳市計量質量檢測研究院。主要從事聲學振動的計量和檢測以及科研管理工作。