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    國內(nèi)外行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢分析

    文章來源:《中國汽車安全發(fā)展報告(2016)》 添加人:聯(lián)合會--徐銘 更新時間:2016-11-10

     

           隨著汽車安全技術(shù)的不斷進(jìn)步乘員保護(hù)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展較為成熟,極大的改善了乘員安全。與之相比,汽車行人碰撞保護(hù)技術(shù)卻發(fā)展較慢,目前,汽車行人碰撞保護(hù)技術(shù)已成為世界范圍內(nèi)相關(guān)研究人員研究重心,得到了政府、企業(yè)和消費者的共同關(guān)注。
      作者:孫振東,中國汽車技術(shù)研究中心首席專家,全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會汽車碰撞試驗及碰撞防護(hù)分技術(shù)委員會秘書長;李海斌,工程師,中國汽車技術(shù)研究中心汽車試驗研究所零部件試驗研究部副部長。
      一行人碰撞保護(hù)概述
       隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車保有量逐年增加,由此造成的安全問題備受關(guān)注。在汽車被動安全技術(shù)研究中,乘員保護(hù)一直是汽車被動安全研究的核心內(nèi)容。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,汽車的安全性逐漸提高,乘員保護(hù)技術(shù)已經(jīng)得到很大的改善。安全帶、安全氣囊、安全車身等被動安全裝備以及防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESC)等主動安全裝備的裝備率越來越高。汽車安全方面的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)也不斷出臺,使乘員在交通事故中的生存概率、受傷害程度得到普遍改善。
       相比之下,汽車的行人安全技術(shù)卻發(fā)展較慢,人與車碰撞事故已成為全世界相關(guān)研究人員共同關(guān)注的問題。據(jù)統(tǒng)計,在歐洲交通事故死亡者中12%為行人,在美國為11%,中國則超過50%。在交通事故中,處于弱勢群體的行人,更需要得到保護(hù)。
       二世界各國的行人碰撞保護(hù)法規(guī)及評價
       行人碰撞保護(hù)的概念,最早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代,由歐洲和澳大利亞的專家提出。但由于缺乏數(shù)據(jù)和研究手段,研究進(jìn)展緩慢;20世紀(jì)80年代,歐洲、日本等國家和地區(qū)在該領(lǐng)域陸續(xù)開展了大量的研究工作。
       1994年行人碰撞保護(hù)的試驗方法及碰撞模擬器在歐洲推出,即EEVC WG10,用假人模塊的試驗方法來考核車輛行人碰撞保護(hù)性能。1998年,EEVC/WG17提出了行人碰撞保護(hù)試驗草案,該草案成為歐盟、ISO、全球統(tǒng)一技術(shù)法規(guī)(GTR)、日本等制定行人碰撞保護(hù)試驗標(biāo)準(zhǔn)的參考。2003年,歐洲新車評價規(guī)程(EuroNCAP)和澳大利亞新車評價規(guī)程(ANCAP)將行人碰撞保護(hù)加入新車評價規(guī)程。
       汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家至今已擁有一整套詳盡的汽車安全法規(guī)。行人碰撞保護(hù)方面的法規(guī)具有代表性的為歐洲、日本和全球技術(shù)法規(guī)。
       歐洲經(jīng)濟共同體(EEC)EEC74/483指令是最早的行人碰撞保護(hù)法規(guī),該指令于1998年生效,適用于新車定型試驗,從2001年10月起適用于所有上路車輛。該指令涉及檢驗汽車前部的行人安全性能的試驗方法,要求檢驗所有參與車輛和行人之間相互作用的部件。主要有:小腿沖擊撞擊保險杠的試驗;大腿沖擊撞擊發(fā)動機蓋前緣試驗;成人及兒童頭部沖擊撞擊發(fā)動機蓋上表面試驗。
       歐盟2003年頒布了EC 102/2003指令,該指令分兩階段執(zhí)行。第一階段開始于2005年10月1日,第二階段開始于2010 年9月1日,歐盟成員國所有新生產(chǎn)的乘用車都要配備行人碰撞保護(hù)系統(tǒng)。兩個階段都包括頭部試驗、大腿試驗和小腿試驗,其中第一階段的頭部對擋風(fēng)玻璃的碰撞及大腿試驗屬監(jiān)測范圍,非強制執(zhí)行。從2005年10月開始的第一階段,所有在歐盟銷售的新車必須符合新的行人碰撞法規(guī)。質(zhì)量在2.5t或小于2.5t的所有乘用車和輕型廂式車必須通過三項試驗,以滿足車輛前部碰撞時保護(hù)行人免受頭部和腿部傷害的法規(guī)要求。2009年1月,依據(jù)前期運行情況,歐盟發(fā)布了EC 78/2009,替代了之前的EC102/2003指令,對標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時間表、部分標(biāo)準(zhǔn)限值和試驗方法進(jìn)行了修改。
       另外,EuroNCAP在2003年就把行人碰撞保護(hù)列為新車星級評定的一項內(nèi)容。EuroNCAP行人碰撞保護(hù)碰撞試驗并不是嚴(yán)格按照歐洲法規(guī)的要求來進(jìn)行的,而是有自己的一套評價體系,其行人腿部試驗是按照EC 102/2003指令第二階段的條件和要求進(jìn)行,但是頭部試驗與EC 102/2003不盡相同,EuroNCAP的試驗條件更為嚴(yán)格,試驗車速由法規(guī)規(guī)定35km/h提高到40km/h,頭型質(zhì)量也不同于EC 102/2003指令的規(guī)定,但頭部傷害指標(biāo)仍然一致。EuroNCAP是目前世界上對行人碰撞保護(hù)試驗最為嚴(yán)格的評價體系。
       日本于2004 年頒布實施了TRIAS63《行人頭部保護(hù)基準(zhǔn)》,規(guī)定新車要安裝行人碰撞保護(hù)裝置,并于2005 年開始參照歐洲法規(guī)對行人碰撞保護(hù)進(jìn)行JNCAP 的檢測。日本的TRIAS 63《行人頭部保護(hù)基準(zhǔn)》法規(guī)是與JNCAP 相一致的。行人碰撞保護(hù)是日本JNCAP 中一個獨立的評價項目,它于2003 年開始實施,是參照歐洲行人碰撞保護(hù)法規(guī)制定的,但是其評價體系與歐洲的略有不同,日本的JNCAP只評價行人的頭部傷害。
       行人安全性還被列入首批制定的15項GTR項目,在WP29被動安全工作組(GRSP)內(nèi)成立了專門起草制定行人安全性GTR的非正式工作組,即行人安全性GTR非正式工作組,專門負(fù)責(zé)該法規(guī)的起草制定工作。行人安全性GTR非正式工作組成立后,在2003年提交了第一份工作報告,內(nèi)容主要為起草制定該法規(guī)的基礎(chǔ)和依據(jù),包括在各種交通事故中行人死傷的總體情況,不同受傷情況的分布,以及碰撞的速度等。GTR《全球技術(shù)法規(guī)關(guān)于機動車碰撞時對行人及弱勢道路使用者加強保護(hù)和減輕嚴(yán)重傷害的認(rèn)證統(tǒng)一規(guī)定》(2008年版)已發(fā)布實施。
       在中國,GB/T 24550-2009《汽車對行人的碰撞保護(hù)》于2009年10月30日發(fā)布,并于2010年7月1日開始實施。GB/T 24550-2009《汽車對行人的碰撞保護(hù)》修改采用了GTR9《關(guān)于機動車碰撞時對行人及弱勢道路使用者加強保護(hù)和減輕嚴(yán)重傷害的認(rèn)證統(tǒng)一規(guī)定》(2008年英文版)。2013年發(fā)布了汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 938-2013《汽車對行人的碰撞保護(hù)試驗規(guī)程》,2014年實施。
       經(jīng)過幾年的實施,目前國內(nèi)汽車企業(yè)都已認(rèn)識到汽車行人碰撞保護(hù)的重要性,并已將標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求作為產(chǎn)品的設(shè)計輸入,我國的汽車產(chǎn)品行人碰撞保護(hù)技術(shù)水平已較之前有較大幅度提高,但標(biāo)準(zhǔn)仍為推薦性標(biāo)準(zhǔn),對于促進(jìn)我國汽車行人碰撞保護(hù)技術(shù)的提高推動力仍顯不足。中國、歐洲、日本行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)及NCAP評價的對比分析,如表1所示。

    首先,從表1中可以發(fā)現(xiàn),世界各國行人碰撞保護(hù)法規(guī)中,均是對行人的頭部傷害與腿部傷害提出了要求,原因是通過對行人與車輛碰撞交通事故的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),頭部是行人主要的致死原因,而腿部是行人主要的致殘原因。我國行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)采用GTR 9全球法規(guī),與歐洲、日本一樣,主要是開展頭部保護(hù)性能和腿部保護(hù)性能的考核。
       第二,車輛行人碰撞保護(hù)性能的評價,主要使用假人模塊碰撞器進(jìn)行試驗,所使用的碰撞器主要有6種類型,分別是3.5kg兒童頭型、4.5kg成人頭型、TRL上腿型、TRL-LFI下腿型、FLEX-PLI下腿型和考核主動彈起式發(fā)動機罩的腿型。我國引入了其中的4種碰撞器,分別是3.5kg兒童頭型、4.5kg成人頭型、TRL上腿型和TRL-LFI下腿型。其中,TRL上腿型僅用于當(dāng)車輛高度較高時,對保險杠性能的評價。下腿型僅引入了TRL-LFI下腿型,尚未引入FLEX-PLI下腿型,而FLEX-PLI下腿型.在技術(shù)上更加先進(jìn),在生物力學(xué)性能方面較前者更加與人的實際情況相近,是行人碰撞保護(hù)下腿型未來的發(fā)展趨勢,目前已被歐洲、日本廣泛采用。中國也應(yīng)加快FLEX-PLI下腿型的引入,從而保持行人碰撞保護(hù)技術(shù)發(fā)展能夠跟上國際發(fā)展趨勢,避免在車輛出口時遭遇技術(shù)壁壘。
       第三,頭型限值方面,中國與歐洲、日本一樣,普遍將頭部傷害指標(biāo)(HIC)的分界線放在了WAD1000和WAD1700區(qū)域。
       第四,上腿型限值方面,中國與歐洲、日本采用的相同的限值要求,歐洲的Euro NCAP提出了更高的要求,中國也可以考慮此種模式,在C-NCAP中進(jìn)一步提出了更高要求。
       第五,下腿型限值方面,因FLEX-PLI下腿型與TRL-LFI下腿型在評價指標(biāo)上完全不同,同時經(jīng)測試表明,兩者間也不存在相關(guān)性,因此無法進(jìn)行相互之間的比較。中國標(biāo)準(zhǔn)采用了TRL-LFI下腿型,在TRL-LFI腿型的限值方面,與歐洲、日本的要求相同。中國應(yīng)加快標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作,盡快引入FLEX-PLI下腿型。
       在行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)方面,中國與其它實施行人碰撞保護(hù)法規(guī)的國家相比,雖然發(fā)展水平相對滯后,但中國行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布與實施時間較早,標(biāo)準(zhǔn)所包含的內(nèi)容較為全面。在標(biāo)準(zhǔn)制定時,使用了GTR 9,在之后幾年的發(fā)展中,除了下腿型之外的試驗內(nèi)容基本上沒有變化。行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)在中國行人碰撞保護(hù)技術(shù)發(fā)展的方面起到了非常大的促進(jìn)作用。
       三行人碰撞保護(hù)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢
       隨著國內(nèi)行人碰撞保護(hù)試驗研究的不斷深入,車輛行人碰撞保護(hù)性能整體水平逐漸提升,行人碰撞保護(hù)評價和研究也將逐漸被汽車企業(yè)和研究機構(gòu)所重視。
       (1)車輛行人碰撞保護(hù)性能將從設(shè)計階段就開始被考慮。現(xiàn)今主要在已有車型上進(jìn)行局部改進(jìn)的這種局面將被改變。在此設(shè)計思路下,車輛行人碰撞保護(hù)性能將得到大幅提升。
       (2)行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作將加快。國內(nèi)行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展相對滯后的局面將被改變,包括標(biāo)準(zhǔn)的強制實施也將會得到進(jìn)一步的研究。
       (3)行人碰撞保護(hù)共性技術(shù)研究將逐漸增多。國內(nèi)行人碰撞保護(hù)設(shè)計工作從局部改進(jìn)向前端設(shè)計的轉(zhuǎn)變,將促使國內(nèi)汽車企業(yè)更多的學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗,在模仿對標(biāo)車的同時,對于一些共性的造型、結(jié)構(gòu)、尺寸參數(shù)的研究勢必會增加。
       (4)起行人碰撞保護(hù)作用的車輛部件的實際應(yīng)用將得到增加。為滿足行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求,國內(nèi)車型大多有針對性的對車輛進(jìn)行了改進(jìn),但因成本、行人碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)并未強制實施等原因,這些改進(jìn)的構(gòu)件的裝備率并不高,在中國標(biāo)準(zhǔn)開始考慮強制實施、引入行人碰撞保護(hù)評價的大背景下,車輛生產(chǎn)企業(yè)將逐漸增加此類構(gòu)件的實際裝車使用率。
       (5)行人碰撞保護(hù)新技術(shù)的應(yīng)用。為獲得更好的行人碰撞保護(hù)性能,一些新的主、被動行人碰撞保護(hù)技術(shù)將被應(yīng)用,如制動輔助系統(tǒng)、主動避撞系統(tǒng)等主動安全技術(shù),主動彈起式發(fā)動機罩、行人氣囊等被動安全技術(shù)等。
       隨著社會的不斷進(jìn)步,行人這一弱勢群體將受到越來越多的重視,在此背景下,在已有的行人碰撞保護(hù)技術(shù)研究積累的基礎(chǔ)上,車輛行人碰撞保護(hù)性能將得到快速的提高,中國車輛行人碰撞保護(hù)性能的整體水平將得到極大提升。

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