黃志剛　李金路　郭亮　宋廣文

摘 要：從實車碰撞試驗角度出發(fā)，對車載緊急呼叫系統(tǒng)（E-CALL）進行解讀，利用實驗室設備資源，建立了ECE R94試驗中E-CALL測試方法以及實施流程。此外，對3款品牌車型實車碰撞試驗結果及E-CALL測試結果進行分析：結果表明，當前E-CALL測試流程可以達到檢測標準，經過E-CALL測試試驗后三款車型位移誤差相差較大，各企業(yè)在E-CALL技術設備提升上仍有很大發(fā)展空間。

關鍵詞：碰撞試驗 E-CALL 試驗流程 位移誤差

Application of E-call Technology In Vehicle Crash Test

Huang Zhigang Li Jinlu Guo Liang Song Guangwen

Abstract：From the perspective of real vehicle collision test， the E-CALL system is interpreted， and the E-CALL test method and implementation process in ECE R94 test are established by using laboratory equipment resources. In addition， the results of E-CALL test in the real vehicle crash test of three models are analyzed. The results show that the current test conditions can meet the test standards. For different car models， after E-CALL test， the displacement error results are quite different， and there is still a great development space for enterprises in the application of E-CALL technology equipment.

Key words：collision test， E-CALL， test procedure， displacement error

1 前言

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車保有量持續(xù)增加，與此同時，汽車碰撞事故也越來越多。重大交通事故帶來生命和財產損失。為解決這一問題，世界各國正著重發(fā)展車載緊急呼叫技術，例如俄羅斯Glonass和歐盟E-CALL技術。當發(fā)生交通事故時，車載E-CALL系統(tǒng)會自動向公共安全應答點（PSAP）發(fā)送信息，包括車輛的VIN號，車輛碰撞位置、車輛損傷信息等。根據事故發(fā)生形式和具體地理位置，車輛及乘員將得到最迅速的救援，進而減少事故中人員傷害，減小事故代價[1]。歐盟已經立法決議強制E-CALL作為車輛標配，并要求其成員國在2015年建設PSAP應答點，推進E-CALL技術的進一步發(fā)展。

針對車載緊急呼叫系統(tǒng)技術的發(fā)展，學者們做出了一定的研究。郭鵬[2]總結了車載緊急呼叫系統(tǒng)的發(fā)展歷程，對E-CALL技術各代產品進行對比分析，此外，其還分析了E-CALL技術的標準化和測試情況;羅德與施瓦茨公司[3]設計了首個車載緊急呼叫測試方案，具體應用設備包括無線通信測試儀和矢量信號源，通過模擬全球衛(wèi)星系統(tǒng)可以使廠家對其緊急呼叫模塊進行可靠分析;中汽中心張悅[4]利用實驗室現有設備搭建了Glonass呼叫系統(tǒng)測試平臺，建立了一套測試技術方案;馮薇薇[5]從信息傳輸的角度介紹了車載緊急呼叫系統(tǒng)中MSD模塊具體特點，分析數據傳輸方式;張輝[6]對歐盟關于機動車E-CALL系統(tǒng)、單元和部件形式認證技術要求和檢測具體程序進行了解讀;Attila[7]對目前E-CALL技術探測車輛事故方式進行了分析，同時考慮到了技術水平，政策法規(guī)、市場政策對E-CALL發(fā)展的需求和影響。

本文以實車碰撞試驗為出發(fā)點，對碰撞試驗中的E-CALL測試進行研究，本文首先對ECE R94[8]試驗流程進行介紹，其次將E-CALL技術在ECE R94中碰撞試驗中的具體實現形式和認證要求進行說明，最后通過分析3種不同品牌車型碰撞試驗結果以及E-CALL測試結果，對三種車型被動安全性進行分析，同時也表征了不同車企E-CALL設備現有技術水平，為E-CALL技術發(fā)展提供支援。

2 E-CALL系統(tǒng)工作原理

車載智能系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無線網絡服務平臺（MNO）以及公共安全呼叫中心（PSAP）共同組成車載E-CALL系統(tǒng)。如圖1，四個部分之間相互通信，車載E-CALL智能系統(tǒng)在車輛發(fā)生緊急事故時，車輛碰撞傳感器信號探測碰撞信號，車載E-CALL系統(tǒng)觸發(fā)模式包括手動觸發(fā)以及自動觸發(fā)。衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以監(jiān)測發(fā)生事故車輛所處的位置，通信模塊將負責信息傳輸，車載話筒和揚聲器可以保證車內人員可以與公共安全呼叫中心人員進行交流。通過兩者的溝通情況，公共安全呼叫中心會采取一系列的救援措施。

車輛發(fā)生碰撞時，數據通信系統(tǒng)會發(fā)送最精簡的車輛數據（Minimum Set of Data， MSD），其中，歐洲E-CALL系統(tǒng)有些直接撥打“112”，有些與第三方服務機構（TPS）相連，基于TPS的E-CALL技術中信息首先傳輸給TPS，經過評估之后再傳輸給PSAP。MSD信息主要包括：信息代碼、觸發(fā)模式（自動觸發(fā)或者人工觸發(fā)）、呼叫類型（緊急或試驗測試）、車輛類型、車輛識別碼、車輛位置等。

3 ECE R94碰撞試驗及E-CALL認證要求

針對總質量不大于2.5t的M1類型車型前碰試驗的乘員保護評價，歐洲ECE R94做出了具體規(guī)定，試驗形式如圖2中所示。試驗中的壁障為固定可沖擊變形壁障，試驗時車速度為56.0-57.0km/h，試驗車與壁障的重疊率在40%車輛寬度±20mm范圍內。試驗車輛前排駕駛員和乘員位置分別放置Hybrid III 50%男性假人用來測量假人傷害。ECE R94試驗，不但要保證車載E-CALL設備正常工作，同時也要滿足假人傷害指數和車輛其他指標符合法規(guī)要求。

假人評價指標包括頭、頸部、胸、大腿四個部分，按照不同的指標對各部位進行評價。此外，ECE R94試驗中還有一系列的要求。例如在試驗過程中，車門不得開啟，前門的鎖止系統(tǒng)不能發(fā)生鎖止。對于每一排座位，如有門，碰撞試驗后至少有一個門可以打開，如果沒有門，對于有天窗的車型，應能通過移動座椅使乘員逃離。當將假人從約束系統(tǒng)中拉出時，松開安全帶卡扣的力應當不大于60N。碰撞試驗后需要檢測是否有燃油泄漏，如果存在燃油泄漏，其泄漏速率應不超過30g/min等。在進行ECE R94試驗時，要確認壁障及其定位符合要求，對車輛狀況，車輛質量、乘員艙調整、假人測量等方面，規(guī)范均作出了一系列的要求。

在對試驗車輛進行實車碰撞E-CALL測試時，車輛認證報告過程要包含：對認證試驗車輛信息詳細說明，包括試驗樣本號碼、試驗日期、試驗車品牌、車輛類型、車載呼叫模塊代碼和型號，MSD信息具體格式等。E-CALL認證檢測要求在測試車輛司機位置和副司機位置可以清楚觀察到SOS按鈕，并且在未松開安全帶的情況下可以被觸及。在E-CALL呼叫模式啟動時，認證公司要確認是否具有視覺和聽覺功能。針對E-CALL設備的供電問題，認證公司要明確車載電池的具體位置，針對電動汽車要同時記錄兩電池的試驗時的電量。

車載E-CALL的觸發(fā)效果和模式要在正式認證試驗之前進行測試，當人工觸發(fā)E-CALL呼叫功能時，將測試車輛啟動開關打“ON”模式并將E-CALL功能開啟，人工將E-CALL呼叫第三方機構（TPS）功能取消，在人工測試前要保證測試地點可以連接公共安全呼叫中心，然后人工觸發(fā)E-CALL呼叫功能。測試過程中檢測是否有經過編碼的MSD文件發(fā)送到PASP，在這個過程中要檢查MSD傳輸文件中的車輛代碼和車輛位置信息準確。

車載E-CALL檢測前還需要檢查車輛收音機狀態(tài)，根據其是否處于靜音狀態(tài)，如果收音機處于開啟狀態(tài)，在碰撞后E-CALL檢測時要自動關閉。此外，E-CALL檢測前要確認E-CALL與PASP通信狀態(tài)，可以完成回撥通信功能。

4 車載E-CALL系統(tǒng)設備搭建

在進行E-CALL檢測時按照認證流程需要進行多項測試、考察測試系統(tǒng)的數據傳輸是否可以有效建立、E-CALL系統(tǒng)工作是否符合法規(guī)要求、E-CALL系統(tǒng)與PASP建立連接時的語音通話質量，這些都緊密影響車載緊急呼叫功能的成功與否。

測試方案建立在EU2017/79的要求下，整個測試過程實驗室搭建了一套E-CALL檢測系統(tǒng)，在整個過程中對試驗車輛E-CALL系統(tǒng)的功能進行測試并由認證公司出具認證結果。如圖3所示，實驗室中搭建的測試系統(tǒng)需要的設備依次有：CMW500綜合測試儀、SMBV、KAO94軟件界面。CMW500無線通信測試儀可以模擬2G/3G網絡，當與E-CALL系統(tǒng)建立聯系時，可以通過其連接的收聽及聲卡設備與車載E-CALL建立語音通話。而SMBV設備與車載E-CALL相連接提供車輛定位信息，KAO94軟件應用在PC上可以對整個系統(tǒng)進行調試，具有控制、信息通知功能，同時其也作為PASP呼叫中心。圖4中為軟件運行的具體流程。

1）CMW500和SMBV設備需要由KAO94進行初始化，當完成后Idle狀態(tài)將進行到下一步驟：Configured。

2）觸發(fā)模擬工作狀態(tài)，此時Configured將轉變?yōu)镾imulation Running。

3）此時將發(fā)送信息到車載緊急呼叫系統(tǒng)，系統(tǒng)成功注冊，此時PASP與E-CALL已經建立連接并開始傳輸信息。

4）當信息傳輸完成后，系統(tǒng)掛斷電話，模擬結束，重新復位至Idle。

通過以上設備和方法，可以滿足車載E-CALL系統(tǒng)的測試要求，可以按照法規(guī)要求進行檢測。

5 實車碰撞試驗E-CALL測試結果

選擇三款轎車進行ECER94認證測試，在試驗過程中，使用搭建的E-CALL測試系統(tǒng)對車輛緊急呼叫系統(tǒng)功能進行評估。在E-CALL測試過程中，車輛碰撞后由車輛SMBV提供的坐標與實際車輛碰撞區(qū)域會有一定的經緯度誤差，其距離誤差按照以下公式計算。

＼*MERGEFORMAT（1）

＼*MERGEFORMAT（2）

＼*MERGEFORMAT（3）

＼*MERGEFORMAT（4）

公式中，為經度誤差（弧度制）， 為緯度誤差（弧度制），其中，為平均經度，R為地球半徑。在對車載E-CALL系統(tǒng)進行測試時，標準要求不大于150m。三款車型均按照ECE R94試驗流程進行實車碰撞測試，試驗后假人各部位傷害均滿足要求，試驗車輛未出現燃料泄漏的情況，試驗過程中各項指標均符合規(guī)范要求，按照EU2017/79規(guī)定，三款車型的試驗后E-CALL測試距離誤差見表1。

從表中可以看出，三款車型分別在同一試驗區(qū)域使用相同的測試設備分別進行了ECE R94試驗，三次試驗中碰撞發(fā)生區(qū)域的經度和緯度坐標測量定位幾乎相同，但經過認證試驗后，不同廠家E-CALL設備測量誤差相差較大。當事故發(fā)生時，E-CALL系統(tǒng)定位信息準確將對事故后救援有重要意義，數據體現了部分企業(yè)所選用的車載E-CALL設備仍有一定的進步空間。

6 結論

正本文通過對ECE R94試驗流程以及在進行認證時的E-CALL檢測技術和方法作出了說明，以實車碰撞試驗作為著重點，利用試驗室設備搭建了E-CALL測試系統(tǒng)，選取三種品牌車型正式認證E-CALL采集數據作為參考，分析了碰撞試驗后ECEr94中要求的假人傷害、車輛狀態(tài)等各項指標以及EU2017/79中要求的E-CALL測試距離誤差。試驗結果證實，搭建的測試系統(tǒng)完全可以滿足EU2017/79要求，這不僅對國內車載緊急呼叫系統(tǒng)的配備升級具有一定的促進與指導，同時也為國內車載緊急呼叫系統(tǒng)配備法規(guī)要求奠定基礎。

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