智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)發(fā)展方向探究

唐洪斌 孫振東 丁曉東 彭偉強(qiáng)

（1.中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司研發(fā)總院，長(zhǎng)春 130013；2.中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300；3.高端汽車(chē)集成與控制全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 130013）

主題詞：被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn) 智能汽車(chē) 發(fā)展路線(xiàn)

1 前言

伴隨著人工智能以及新一代信息通信技術(shù)革命浪潮，汽車(chē)作為新技術(shù)集成應(yīng)用的最佳載體之一，正在加速向智能化轉(zhuǎn)型，智能汽車(chē)已經(jīng)成為國(guó)際汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向和競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)[1-4]。

為了避免現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)制約新技術(shù)的發(fā)展，本文結(jié)合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)對(duì)智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作原則和方法，開(kāi)展了中國(guó)智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系建設(shè)方案和中國(guó)智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展路線(xiàn)的研究工作，并針對(duì)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂進(jìn)行了初步探究。

2 國(guó)外智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展

2.1 美國(guó)NHTSA 針對(duì)智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂原則和范圍

美國(guó)自2016 年開(kāi)始對(duì)美國(guó)現(xiàn)有被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了系統(tǒng)地掃描，以便應(yīng)對(duì)智能汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)的沖突和影響[5]。美國(guó)高速公路安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA）在2018年9 月28 日發(fā)布了智能汽車(chē)駕駛系統(tǒng)的可測(cè)試案例和場(chǎng)景框架[6]，在2019 年5 月28 日發(fā)布了預(yù)先通知建議規(guī)則（Advance Notice of Proposed Rule Making，ANPRM），用來(lái)解決未來(lái)智能汽車(chē)的開(kāi)發(fā)對(duì)碰撞安全性能產(chǎn)生影響的問(wèn)題[7-8]。為解決新型車(chē)輛設(shè)計(jì)的問(wèn)題（尤其是非乘用車(chē)，或是對(duì)駕駛員位置和操控形式進(jìn)行重大修改的車(chē)輛），NHTSA在2020年3月30日發(fā)布了一項(xiàng)規(guī)則制定提案，修改了幾項(xiàng)耐撞性法規(guī)，以明確無(wú)駕駛員控制的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安全標(biāo)準(zhǔn)[9]。2021年1月13日，NHTSA推出了最終版提案，消除了重大的、不必要的法規(guī)障礙，為未來(lái)智能汽車(chē)的生產(chǎn)、銷(xiāo)售和使用鋪平道路[10-11]。2022年3月10日，NHT?SA發(fā)布了最終規(guī)則，該規(guī)則更新了乘員保護(hù)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)輛安全標(biāo)準(zhǔn)，以確保自動(dòng)駕駛汽車(chē)乘員的安全。

2.1.1 NHTSA針對(duì)智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂原則

第一，要保持智能汽車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)具有相同的乘員保護(hù)性能；第二，去掉針對(duì)智能汽車(chē)開(kāi)發(fā)可能產(chǎn)生的不需要進(jìn)行監(jiān)管的條文要求；第三，修訂后的要求有利于配備智能汽車(chē)技術(shù)的車(chē)輛，且不改變對(duì)非智能汽車(chē)的要求；最后，根據(jù)美國(guó)運(yùn)輸部指南《為未來(lái)運(yùn)輸作準(zhǔn)備：自動(dòng)車(chē)輛3.0》中概述的原則，修訂后的要求以保持技術(shù)中立，即既不傾向主動(dòng)安全也不傾向被動(dòng)安全的方式對(duì)美國(guó)汽車(chē)安全技術(shù)法規(guī)（Federal Motor Vehicle Safety Stan?dard，F(xiàn)MVSS）進(jìn)行修改，并以更能反映某些創(chuàng)新內(nèi)飾的方式對(duì)FMVSS進(jìn)行修改。

2.1.2 NHTSA針對(duì)智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂的前提條件

a.假定智能汽車(chē)座椅布局與傳統(tǒng)車(chē)輛相同，其他形式的座椅布局需要進(jìn)一步的研究。

b.針對(duì)只載貨（無(wú)/少乘客）的車(chē)輛修訂了碰撞安全性的要求，但未考慮其相容性的問(wèn)題。

c.修訂僅限于200 系列FMVSS，不適用于300 系列標(biāo)準(zhǔn)。不修改與信號(hào)裝置和警告相關(guān)的要求，因?yàn)樵擃I(lǐng)域的影響超出了200 系列標(biāo)準(zhǔn)，并且是NHTSA 繼續(xù)研究的主題。但安全氣囊抑制信號(hào)裝置的修改計(jì)劃在未來(lái)單獨(dú)發(fā)布通知。

2.1.3 NHTSA針對(duì)智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂的范圍

針對(duì)無(wú)駕駛員座位，但是有多個(gè)前排乘員座位的情況進(jìn)行了修訂。針對(duì)前排安全氣囊指示燈和抑制裝置，建議分開(kāi)顯示，并且在每一個(gè)前排乘坐位置乘坐時(shí)均可見(jiàn)。

針對(duì)中型客車(chē)（整備質(zhì)量為4 536～11 793 kg）和校車(chē)（整備質(zhì)量大于4 536 kg）安全帶要求進(jìn)行了修訂，針對(duì)智能汽車(chē)無(wú)駕駛員的情況，建議車(chē)輛前排座椅滿(mǎn)足與駕駛員座椅相同的要求。

當(dāng)車(chē)輛沒(méi)有轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向裝置時(shí)，F(xiàn)MVSS 203 和FMVSS 204 將不適用于對(duì)智能汽車(chē)的評(píng)價(jià)。建議不將乘員保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于僅用于載貨的車(chē)輛（“無(wú)乘員”車(chē)輛），這種要求可通過(guò)修改適用范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)，以表明該標(biāo)準(zhǔn)僅適用于帶有駕駛員的“卡車(chē)”。

NHTSA 對(duì)FMVSS 201、FMVSS 205、FMVSS 206、FMVSS 207、FMVSS 208、FMVSS 214、FMVSS 216 和FMVSS 226進(jìn)行了修訂。

2.2 WP.29 被動(dòng)安全性工作組針對(duì)智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂范圍

在2022年5月10日世界車(chē)輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇（World Forum for the Harmonization of Vehicle Regulations，WP.29）的被動(dòng)安全性工作組（The Working Party on Passive Safety，GRSP）第71屆會(huì)議中成立了被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)與智能汽車(chē)相關(guān)功能協(xié)調(diào)性研究工作組，旨在研究目前被動(dòng)安全相關(guān)聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)汽車(chē)法規(guī)（the regulation of Economic Commission of Europe，ECE)和全球技術(shù)法規(guī)（Global Technical Regulation，GTR）標(biāo)準(zhǔn)中與未來(lái)智能汽車(chē)技術(shù)的兼容問(wèn)題，以便推動(dòng)智能汽車(chē)被動(dòng)安全性能的合理發(fā)展[12]。

目前該項(xiàng)工作處于初期階段，涉及的主要相關(guān)ECE和GTR被動(dòng)安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)清單如表1所示。

3 國(guó)內(nèi)智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展

3.1 智能汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展與被動(dòng)安全國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，中國(guó)智能汽車(chē)產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，主動(dòng)安全和被動(dòng)安全相結(jié)合的技術(shù)也有了一定的發(fā)展。汽車(chē)安全技術(shù)的規(guī)劃和發(fā)展催生了主動(dòng)安全和被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)的制定和升級(jí)[13-15]。

智能汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)主要由全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（National Technical Committee of Auto Standardization，SAC/TC114）負(fù)責(zé)組織制定，標(biāo)準(zhǔn)劃分為基礎(chǔ)、通用規(guī)范、產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用、資源管理與信息服務(wù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止已發(fā)布智能汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)，另有26項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)處于研究中、立項(xiàng)或待發(fā)布狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)智能車(chē)輛的功能安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全和人機(jī)交互方面進(jìn)行技術(shù)功能和性能的約定，并未對(duì)車(chē)輛乘員的保護(hù)性能進(jìn)行要求。

汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)主要由全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)汽車(chē)碰撞試驗(yàn)及碰撞防護(hù)分技術(shù)委員會(huì)SAC/TC114/SC33負(fù)責(zé)組織制定。目前已批準(zhǔn)發(fā)布汽車(chē)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)96 項(xiàng)，其中汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)28 項(xiàng)，占比29%，如表2 所示。標(biāo)準(zhǔn)主要集中在對(duì)整車(chē)及其部件在碰撞過(guò)程中的性能要求，以及對(duì)車(chē)內(nèi)乘員的保護(hù)要求，并未針對(duì)智能汽車(chē)新功能和新部件對(duì)乘員傷害產(chǎn)生的影響進(jìn)行規(guī)定。

表2 被動(dòng)安全國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)

智能車(chē)輛主動(dòng)安全功能和部件（如自動(dòng)緊急制動(dòng)功能）完全改變了車(chē)輛乘員在發(fā)生碰撞時(shí)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和位置，傳統(tǒng)的被動(dòng)安全系統(tǒng)將無(wú)法正確地將乘員傷害最小化；另外，在未來(lái)無(wú)駕駛員或車(chē)內(nèi)乘員乘坐姿態(tài)變化的情況下，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容將存在技術(shù)沖突和產(chǎn)品性能要求沖突的問(wèn)題。為了避免現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容限制先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，有必要對(duì)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)性的技術(shù)內(nèi)容掃描，提出對(duì)應(yīng)的修改建議，以便促進(jìn)汽車(chē)行業(yè)合理有序發(fā)展。

3.2 中國(guó)智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系建設(shè)方案

結(jié)合目前智能汽車(chē)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和相關(guān)國(guó)家、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織對(duì)智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂過(guò)程，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和修訂方向，在保障有利于配備智能汽車(chē)技術(shù)的車(chē)輛且不改變非智能汽車(chē)的要求的基礎(chǔ)上，初步建立了中國(guó)智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方案。

3.2.1 體系建設(shè)前提

a.智能商用車(chē)輛無(wú)乘員；

b.智能乘用車(chē)無(wú)駕駛員；

c.智能汽車(chē)無(wú)轉(zhuǎn)向盤(pán)（或存在可收縮式轉(zhuǎn)向盤(pán)）；

d.存在新內(nèi)飾的變化及座椅布置位置和形式的變化。

3.2.2 體系建設(shè)原則

在未來(lái)實(shí)際交通環(huán)境中必然存在傳統(tǒng)車(chē)輛和智能汽車(chē)，2 種類(lèi)型車(chē)輛必須保證具有相同的乘員保護(hù)性能。修訂的內(nèi)容應(yīng)有助于智能汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，以及可能產(chǎn)生的內(nèi)飾結(jié)構(gòu)或布置等新的變化，不能限制相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。修訂內(nèi)容應(yīng)有利于智能汽車(chē)的發(fā)展，但不能改變對(duì)傳統(tǒng)車(chē)輛原有的要求。

3.2.3 體系建設(shè)內(nèi)容

針對(duì)智能汽車(chē)和傳統(tǒng)車(chē)輛并存的情況，需要對(duì)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行修訂：

a.針對(duì)車(chē)輛類(lèi)型是否是智能汽車(chē)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)適用范圍進(jìn)行修訂；

b.針對(duì)有無(wú)駕駛員、轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)和新的內(nèi)飾布置及變化，對(duì)術(shù)語(yǔ)和相應(yīng)的試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程進(jìn)行修訂；

c.針對(duì)安全氣囊和安全帶在前排位置的變化，需要對(duì)座椅布置要求和乘員保護(hù)要求進(jìn)行修訂；

d.針對(duì)乘員位置的變化，需要對(duì)安全氣囊和安全帶警告裝置要求進(jìn)行修訂；

e.針對(duì)新內(nèi)飾和座椅布置的變化，需要對(duì)相應(yīng)部件和整車(chē)碰撞標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行適應(yīng)性修訂；

f.針對(duì)智能汽車(chē)主動(dòng)安全裝置起作用的情況下，需要對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法和過(guò)程進(jìn)行修訂。

3.3 中國(guó)智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展路線(xiàn)圖

根據(jù)智能汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃，2025 年高度自動(dòng)駕駛（Highly Autonomous driving，HA）技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)，2030 年實(shí)現(xiàn)HA 級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)在高速公路廣泛應(yīng)用，在部分城市道路規(guī)模化應(yīng)用，2035 年以后HA 級(jí)、完全自動(dòng)駕駛（Fully Autonomous driving，F(xiàn)A）級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)車(chē)輛具備與其他交通參與者間的網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制能力，各類(lèi)高度自動(dòng)駕駛車(chē)輛廣泛運(yùn)行于中國(guó)廣大地區(qū)。

智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展總體路線(xiàn)如圖1所示，在智能汽車(chē)可實(shí)現(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，兼顧了乘用車(chē)、貨運(yùn)車(chē)輛和客運(yùn)車(chē)輛的智能發(fā)展需求，構(gòu)建了整車(chē)和部件方向的技術(shù)架構(gòu)，主要涵蓋了智能汽車(chē)主動(dòng)安全裝置起作用條件下整車(chē)碰撞試驗(yàn)技術(shù)、新內(nèi)飾新姿態(tài)下乘員保護(hù)評(píng)價(jià)技術(shù)和新型碰撞模式下部件碰撞試驗(yàn)技術(shù)等重點(diǎn)研究方向。

圖1 智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展總體路線(xiàn)圖

3.4 中國(guó)被動(dòng)安全強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)分析案例

結(jié)合智能汽車(chē)發(fā)展各階段、安全場(chǎng)景、可能的未來(lái)事故場(chǎng)景等方面，開(kāi)展對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析；同步梳理標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的適用性分析。由此確定標(biāo)準(zhǔn)是否符合智能汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)，是否需要廢止、修訂、加強(qiáng)、新增等。以GB 11551—2014《汽車(chē)正面碰撞的乘員保護(hù)》為例，標(biāo)準(zhǔn)建議修訂內(nèi)容如表3所示[16]。

表3 主要相關(guān)的中國(guó)被動(dòng)安全國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)中國(guó)智能汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)被動(dòng)安全國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了各自標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)注焦點(diǎn)。智能汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)車(chē)輛的功能安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全和人機(jī)交互方面進(jìn)行技術(shù)功能和性能的約定，并未對(duì)車(chē)輛乘員的保護(hù)效果進(jìn)行性能要求；而被動(dòng)安全國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)主要集中在車(chē)輛及其部件在碰撞過(guò)程中的性能要求，以及對(duì)車(chē)內(nèi)乘員的保護(hù)要求，并未對(duì)智能汽車(chē)新功能和新部件對(duì)乘員傷害產(chǎn)生的影響進(jìn)行性能要求。為了促進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展和真正實(shí)現(xiàn)乘員傷害的最小化，本文針對(duì)未來(lái)智能車(chē)輛被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂工作進(jìn)行了初步探索，結(jié)合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)對(duì)智能汽車(chē)被動(dòng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作原則和方法，提出了中國(guó)智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系建設(shè)方案和中國(guó)智能汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展路線(xiàn)圖。