多工況下營運車輛電子后視鏡裝置（CMS）性能評估與法規解讀

摘 要：本文全面探討了多工況下營運車輛電子后視鏡裝置（CMS）的性能評估與法規要求。首先，概述了電子后視鏡的發展現狀，包括其技術演進、市場應用及國際法規支持。隨后，詳細解讀了我國《機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求》（GB 15084－2022）標準，明確了CMS在視野覆蓋、圖像質量、環境適應性、電磁兼容性、數據安全和冗余設計等方面的具體要求。最后，強調了法規與標準的落實，包括CMS的安裝數量與位置、電磁兼容性測試及定期檢驗與維護的重要性。本文旨在為CMS技術的進一步發展和應用提供有價值的參考，推動車輛安全技術的進步。

關鍵詞：電子后視鏡（CMS） 性能評估 法規要求

隨著汽車技術的飛速發展，電子后視鏡（Camera-Monitor System， CMS）作為一種先進的車輛安全技術，正逐步取代傳統物理后視鏡，成為提升行車安全的重要手段。傳統后視鏡在視野盲區、天氣影響和空氣動力學性能等方面存在局限性，尤其在復雜多變的多工況環境中，其局限性更加凸顯。而電子后視鏡通過高清攝像頭和顯示器組合，不僅提供了更廣闊和清晰的視野，還具備抗風阻、減小盲區和增強夜視能力等顯著優點，更能適應多種工況的需求。本文旨在深入分析多工況下營運車輛電子后視鏡裝置的性能表現，并結合國內外法規要求，探討其在實際應用中的挑戰與機遇。

1 電子后視鏡的發展現狀與法規要求

1.1 發展現狀

電子后視鏡作為一種先進的車輛安全技術，近年來在全球范圍內得到了廣泛關注和應用[1]。傳統物理后視鏡在某些方面存在局限性，如視野盲區、天氣影響和空氣動力學性能較差等問題。電子后視鏡通過攝像頭和顯示器提供更廣闊和清晰的視野，具有抗風阻、減小盲區和增強夜視能力等優點。

我國的電子后視鏡技術和產業鏈迅速發展，已經在多個車型上實現了應用[2]。許多國內外知名汽車制造商如奧迪、寶馬、雷克薩斯等都推出了配備電子后視鏡的量產車型。與此同時，國內的一些技術企業也在積極研發和推廣CMS技術，以提升我國在這一領域的技術水平和市場競爭力。電子后視鏡的發展可以追溯到20世紀90年代，最初采用了簡單的黑白攝像頭和小型顯示屏，雖然在可視性方面有所改善，但受制于技術和成本，應用范圍有限。進入21世紀后，隨著技術進步和成本下降，電子后視鏡的應用逐漸廣泛，高分辨率彩色攝像頭、大尺寸顯示屏以及高級圖像處理技術的引入，使其性能大幅提升。近年來，電子后視鏡不僅逐漸成為部分車型的標配，還開始應用智能識別、輔助駕駛功能等新技術。同時，國際標準和法規的更新也為電子后視鏡的合法應用提供了支撐，如2015年發布的ISO 16505標準和歐標ECE-R46的修訂，使得電子后視鏡在歐美及日本等地合法上路。國內也在相關法規上進行了修訂，使電子后視鏡在中國市場逐步得到應用與推廣。

1.2 法規要求

為規范電子后視鏡（CMS）的使用，保證其安全性和可靠性，我國發布了《機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求》（GB 15084-2022）。該標準詳細規定了CMS的技術要求、測試方法和安裝規范，旨在確保配備CMS的車輛能安全合法上路，適應多種工況。具體要求涵蓋以下幾個方面。

1.2.1 視野要求

GB 15084-2022標準明確規定，CMS必須提供與傳統后視鏡相當甚至更優的視野覆蓋范圍，有效減少視野盲區，提升行車安全性。具體要求包括：

視野覆蓋：CMS系統需覆蓋車輛兩側和后方的盲區，使駕駛員能清晰觀察到車輛周圍情況。

多視角切換功能：CMS系統應具備多視角切換功能，以滿足不同駕駛環境和需求。例如，在高速公路上，駕駛員可能需要更廣闊的側后方視野；而在城市道路上，則更需要提供精確的近距離視野。

1.2.2 圖像質量

圖像質量是衡量CMS性能的重要指標。GB 15084-2022標準規定，CMS顯示器必須提供高分辨率、低延遲和高幀率的圖像，確保圖像清晰、流暢。特別是在快速移動或顛簸的多工況下，顯示器應能實時呈現攝像頭捕捉的畫面，避免圖像滯后和模糊。此外，顯示器的亮度和對比度應能根據環境光照條件自動調節，確保在強光、夜間和惡劣天氣條件下的可視性。

1.2.3 環境適應性

CMS系統需具備在各種復雜環境下的工作能力。標準要求，CMS系統應能在高溫、低溫、潮濕、振動等惡劣條件下長期穩定運行。攝像頭應具備高分辨率、寬動態范圍和低照度性能，保證在強光、背光和夜間等復雜光照條件下提供清晰圖像。同時，CMS系統應具備良好的抗震和防塵性能，確保在復雜道路條件下的圖像質量不受影響。

1.2.4 電磁兼容性

電磁兼容性是保障CMS系統正常運行的關鍵因素。GB 15084-2022標準規定，CMS系統必須通過電磁兼容性測試，確保在各種電磁環境中穩定運行，不干擾車輛其他電子設備。同時，CMS系統的線束布局應合理，避免與其他車輛系統產生干擾，確保信號傳輸的穩定性和可靠性。

1.2.5 數據安全

CMS系統涉及車輛和行車環境的實時數據，數據安全性至關重要。標準要求，CMS系統應具備數據加密和防篡改功能，保證圖像數據的安全性，防止被惡意篡改或竊取。同時，CMS系統應具備故障檢測和報警功能，當攝像頭、顯示器或其他關鍵部件發生故障時，系統能及時提醒駕駛員進行檢查和維護。

1.2.6 冗余設計

為確保CMS系統在關鍵部件發生故障時仍能提供基本的視野覆蓋，標準建議進行冗余設計。例如，配備雙攝像頭或雙顯示器，可以在一個部件故障時提供替代功能，提高系統的可靠性和安全性，適應多種工況需求。

2 多工況下營運車輛電子后視鏡裝置的性能評估

2.1 視覺性能評估

2.1.1 亮度調節

CMS監視器需具備智能亮度調節功能，自動適應白天至夜間、陰天、強光、雨雪、霧天等多種環境光照條件。通過環境光與天氣傳感器數據，實時調整亮度，確保駕駛員在各種光照下視野清晰，提升行車安全。

2.1.2 圖像質量

圖像質量直接影響駕駛員的判斷與反應。CMS應能準確復現攝像頭捕捉的亮度對比度，無論逆光、強光或低光環境，均保持畫面層次分明，細節清晰。色彩還原需逼真，幫助駕駛員準確區分路標、車輛與行人。高銳度圖像則能清晰展現細節，尤其在高速行駛或夜間行駛時，提升駕駛員的反應速度與判斷準確性。同時，需嚴格控制幾何畸變，確保圖像真實準確，避免安全隱患。

2.1.3 延遲與幀率

低延遲與高幀率是保障CMS動態畫面流暢性與安全性的關鍵。圖像延遲需控制在極低范圍，確保駕駛員實時感知環境變化，特別是在高速行駛、緊急制動等動態工況下。足夠高的幀率（≥30fps）減少運動模糊，清晰展現周圍情況，包括快速移動的物體。智能幀率調整功能則根據車速與工況自動優化，提升圖像質量與系統性能。

2.2 多工況環境適應性評估

夜間與惡劣天氣多工況適應性：CMS需具備高靈敏度攝像頭與先進圖像處理算法，夜間低光照環境下捕捉清晰圖像，避免眩光干擾。雨雪、霧霾天氣下，防水攝像頭與算法處理有效消除雨滴、雪花影響，保持視野清晰。

高動態范圍（HDR）多工況適應性：在復雜光照條件下，如隧道進出、逆光行駛，HDR技術捕捉明亮與陰暗區域細節，防止過曝或欠曝，確保駕駛員在各種光照下獲得清晰圖像，提升行車安全。

2.3 多工況耐久性評估

CMS系統需具備卓越的多工況適應能力，耐極溫、防水防塵、防腐蝕，適應高溫、低溫、潮濕、干燥等極端環境。在復雜道路條件下，如顛簸路面、崎嶇山路，系統需具備良好抗震與防塵性能，確保劇烈振動下仍能穩定工作，圖像質量不受影響。這些特性共同為駕駛員在各種惡劣工況下提供清晰、穩定的視野支持，確保行車安全。

3 多工況下營運車輛電子后視鏡裝置法規與標準的落實

CMS的安裝和測試需符合GB 15084-2022標準。根據《GB 15084-2022》標準，車輛攝像頭監視器系統（CMS）在多工況下的安裝與測試需嚴格遵循規范。該標準確保駕駛員在復雜駕駛環境中擁有清晰全面視野，要求車輛至少配備雙攝像頭與雙監視器，替代傳統外后視鏡。對于大型貨車和客車，可能需額外增加攝像頭，實現360度視野覆蓋，應對城市擁堵、高速公路、山區彎道等工況。攝像頭應安裝于車輛兩側后視鏡位置或前門窗框外側，車頭和車尾增設攝像頭以消除盲區。監視器則安裝在A柱內側或中控臺上方、儀表盤旁，便于駕駛員直接查看，保持警覺，確保行車安全。

GB 15084-2022標準針對多工況條件，對CMS（電子后視鏡）系統的電磁兼容性提出了更高要求，確保其在城市道路擁堵、高速公路高速行駛、特殊工業環境等多種工況下穩定運行，提供清晰、可靠的視野支持。為實現這一目標，CMS系統必須通過傳導干擾、輻射干擾等多項電磁兼容性測試。同時，為確保CMS系統在多工況下的持續穩定運行，車輛制造商需制定詳盡的維護計劃，包括按月、季度進行定期檢查和維護，以及根據最新軟件版本進行系統更新。另外，加強技術人員培訓，使其熟練掌握多工況下的檢驗和維護技能，也是至關重要的。在安裝要求方面，根據車輛類別及多工況特點，M1和N1類車輛應至少安裝Ⅰ類視野裝置，并可選裝Ⅱ類和Ⅲ類裝置；M2、M3類車輛需在駕駛員側和乘客側各安裝一個Ⅱ類視野裝置；N2類車輛則需在側后方安裝Ⅳ類視野裝置，并根據需求選裝Ⅴ類和Ⅵ類視野裝置。

3.1 CMS安裝數量和位置

3.1.1 安裝數量

根據新國標GB 15084-2022的規定，電子后視鏡CMS的安裝數量需遵循嚴格標準。對于乘用車而言，通常配備有2個外后視鏡CMS，分別位于車輛左右兩側，以及1個內后視鏡CMS（或流媒體后視鏡），位于車輛內部前擋風玻璃下方，總數不超過傳統光學視鏡數量。而對于商用車，由于其尺寸較大且視野需求復雜，可能需要更多CMS來覆蓋盲區，但安裝數量同樣不會超過傳統光學視鏡。商用車CMS可能包括左側和右側的外后視鏡CMS，以及前盲區CMS、下盲區CMS等，以保證駕駛員擁有全面清晰的視野。這一規定可以保障行車安全，減少盲區，提升駕駛體驗。因而，在安裝CMS時，需嚴格遵守新國標要求，確保數量與位置均符合要求。

3.1.2 安裝位置

在多工況駕駛環境中，攝像頭的安裝位置至關重要。側面攝像頭通常被巧妙地安置在車輛兩側的傳統后視鏡位置或前門窗框外側，旨在全面覆蓋側后方盲區，尤其在城市擁堵、高速公路行駛及越野路況下，確保視野無死角。對于大型車輛或視野受限的環境，如隧道、山區等，前方攝像頭則安裝在車頭上方，提供廣闊的廣角視野，增強行車安全[3]。而后方攝像頭則穩穩地固定在車尾中部的高位，無論是倒車入庫還是穿越人流密集區，都能清晰呈現車尾及周邊情況，有效避免盲區。至于監視器，它們常被放置在A柱內側，便于駕駛員在直行、轉彎等多種工況下直接查看，無需轉頭；有時也安裝在中控臺上方或儀表盤旁，提供中央視角或符合駕駛員觀察習慣的位置，確保在各種復雜工況下，駕駛員都能獲得全面、清晰且即時的視野信息。

3.2 電磁兼容性

GB 15084-2022標準對CMS系統的電磁兼容性提出了嚴格要求，系統必須通過全面的電磁兼容性測試，以保障其在多工況下的穩定運行。這些測試涵蓋了傳導干擾、輻射干擾、傳導抗擾度和輻射抗擾度等多個維度，旨在確保CMS系統在不同電磁環境中均能表現出色。無論是在城市道路、高速公路，還是在特殊環境（如機場、工業區）中行駛，CMS系統都不會因電磁干擾而出現性能下降或失效，從而能夠在各種復雜電磁環境中提供持續穩定的視野支持。這對于提升車輛行駛安全，保證駕駛員在各種工況下都能獲得可靠的視覺信息，具有至關重要的意義。

3.3 定期檢驗和維護

為了確保電子后視鏡系統（CMS）在多工況條件下持續保持最佳工作狀態，GB 15084-2022標準強調了對其進行定期檢驗與維護的重要性。檢驗周期需結合不同工況靈活調整，包括每月和每季度的全面檢查，旨在確保攝像頭、監視器、傳感器及連接部件無損壞、無污垢，且顯示正常，同時測試系統的電磁兼容性和抗干擾能力。維護周期同樣需考慮工況因素，包括每周的清潔、每月的電纜與連接器狀態檢查及軟件版本更新，以及每季度的系統全面維護，如軟件更新、傳感器校準等，以保障CMS在各種復雜環境下的穩定性和可靠性。另外，為保證檢驗與維護工作的有效執行，需對技術人員進行系統培訓，涵蓋CMS系統原理、故障識別排除、操作流程等內容，并對車輛使用者進行必要指導，提升其對不同工況下CMS的正確使用與維護能力，共同確保行車安全。

4 結語

本文通過對多工況下營運車輛電子后視鏡（CMS）的性能評估與法規解讀，揭示了CMS在提升車輛安全性方面的巨大潛力。分析表明，CMS在視野覆蓋、圖像質量、環境適應性、電磁兼容性、數據安全和冗余設計等方面均需達到嚴格的標準要求。為確保CMS在復雜環境下的穩定運行，需進行定期檢驗和維護，并對系統的關鍵組件和技術進行優化。同時，加強用戶培訓和提升用戶體驗也是推動CMS廣泛應用的關鍵因素。展望未來，隨著技術的不斷進步和法規的逐步完善，CMS有望成為車輛安全技術的標配，為道路交通安全貢獻更大力量。

參考文獻：

[1]張永剛，楊元雷，張方，等.電子視鏡的發展與應用[J].汽車文摘，2023（3）：39-43.

[2]王子龍，郭炳映，張海林.汽車電子后視鏡的發展現狀及國內政策進展[J].汽車實用技術，2023，48（19）：185-188.

[3]全國汽車標準化技術委員會.機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求：GB15084-2022[S].北京：中國標準出版社，2021.