行人自动紧急制动系统测试评价方法研究

1、行人自动紧急制动系统测试评价方法研究摘要： 本文基于CIDAS 的198 起速度小于80km/h 且车辆直行的事故。通过对车辆速度、行人速度、碰撞位置、行人运动方向、行人身高和行人年龄等参数的分析，总结了3 种有代表性的刮撞行人事故的交通场景；根据事故占比，确定了用于评价行人自动紧急制动系统的测试场景和权重，建立了适用于C-NCAP 的行人自动紧急制动系统的评价方法，为C-NCAP 制定行人自动紧急制动系统测试评价方法提供帮助。论文关键词：自动紧急制动系统；行人；交通事故分析；C-NCAP 测试规程1前言近年来，日益严重的车辆碰撞行人事故受到各界的高度关注。Euro-NCAP行人交通事故研究团

2、队AsPeCSS;通过对大量交通事故的统计发现，19%的道路交通事故和行人有关，而事故的主要原因是驾驶员的注意力不集中【1】。国内方面，根据公安部公布的2006-2014年的交通事故数量，在总体交通事故减少的趋势下，与行人相关的事故却一直在增加【2】。如何保护道路交通中的行人安全成为了汽车领域研究的热点。本文将借鉴拉夫堡大学分析GIDAS事故的方法，通过分析中国交通事故深入研究统计的198起行人相关的事故数据。结合中国道路实际工况，从事故现场车辆速度、行人速度、碰撞位置、行人运动方向、行人身高和年龄等方面进行了分析，总结了3种适合中国AEB VRU系统的测试评价场景，形成完整的AEB VRU系

3、统测试评价方法。2AEB VRU 测试工况的提出从2006年到2014年，交通事故总数有明显下降趋势，主要原因是被动安全领域的发展；2012到2014年总体事故下降不明显，被动安全的作用遇到瓶颈。2006年到2014年行人事故占比在近年来增长明显。因此，迫切需要加强对道路行人的保护，改善这一现状，因此开展AEB VRU的研究工作就显得尤为重要。中国交通事故深入研究项目启动于2011年7月15日，由中国汽车技术研究中心联合国内外多家知名汽车企业发起，旨在通过对中国道路交通事故的深入调查、分析和研究，为中国乃至国际汽车行业提供基础数据支持和技术服务。从2011年项目启动至今，CIDAS项目已经采集

4、了三千多起中国道路交通事故，数据库的丰富内容已经得到了广泛的认可，CIDAS项目阶段性成果已在相关汽车安全标准的制修订、车辆主被动安全技术研究，C-NCAP测试评价等多个方面得到了应用。CIDAS采集数据的区域覆盖六个城市：长春、北京、威海、宁波、佛山和成都。根据事故现场信息，利用奥地利PC-Crash交通事故还原软件进行事故全过程的还原，可得到事故中车辆的速度、相对位置、驾驶员刹车情况等。采集的道路类型涵盖高速公路、城市道路、郊区公路及乡村道路等；事故类型涵盖车人事故、车车事故、单车事故、二轮车、三轮车事故等。从2011年至2015年7月底，累计调查事故总数达2522起，其中行人参与的事故4

5、93起，乘用车与行人之间的事故230起【2】。3CIDAS 行人事故数据分析考虑到我国城市中的实际道路交通环境，其最高车速多为80km/h，为研究适用于C-NCAP的AEB VRU测试工况，本文选取CIDAS采集到的乘用车与行人之间的230起事故中碰撞车速小于80km/h的217起的事故（以下简称事故统计源;），从车辆行驶动作;、行人的身高年龄;、行人的行走方向;等方面，对事故统计源;进行分析，选取各方面最具有代表性的场景作为测试工况的组成，最后汇总形成适用于AEBVRU的C-NCAP测试工况。3.1事故总体分布根据CIDAS公布的2522起事故，包括车人事故，车车事故，单车事故，二轮车、三轮

6、车事故等各种事故对象。下图1是总体事故的分布占比，可见刮撞二三轮车的事故最高，占比49%；其次是刮撞行人的事故，占比20%。本文重点研究刮撞行人的事故，随着主动安全技术的发展，后续会继续开展针对刮撞二三轮车事故的研究。3.2车辆行驶动作分布图2是对事故统计源;中车辆的运行动作进行统计分析的结果。由图2可见，217起事故中车辆直行的占到了193起，占比高达89%，可以认为车辆直行是目前代表性最高、最典型的车辆碰撞行人事故工况，因此在实际测试时应采用车辆直行;作为测试工况。3.3行人身高和年龄分布图3是对事故统计源;中事故行人的身高统计分析的结果。由图可见，交通事故中身高在160cm以上行人的占比

7、75%，可以认为行人事故中主要的目标物是成年人，代表了大多数事故类型。因此在实际测试中采用成年假人;作为目标物进行测试。3.4近端穿行工况分析3.4.1近端穿行碰撞位置分析CIDAS在统计数据时根据车宽（不含后视镜）对车辆前部进行三等分。为方便描述，本文引入25%分位、50%分位和75%分位的概念：靠近行人行驶方向的一侧为25%分位、远离行人行驶方向的一侧为75%分位、中间部分为50%分位。从左向右穿行的行人，碰撞位置在L区域的即归入25%分位、碰撞位置在M区的归入50%分位、碰撞位置在R区的归入75%分位；同样的从右向左穿行的行人，碰撞位置在R区域的即归入25%分位、碰撞位置在M区的归入50

8、%分位、碰撞位置在L区的归入75%分位。根据以上定义，对CIDAS近端事故中碰撞位置的统计结果如下表1所示。根据表1计算可得到表2中各分位的占比情况。由表2可知，近端穿行工况下，碰撞位置主要在25%分位点，其次是75%分位点。因此在AEB VRU测试工况中应选择这两个分位点比较合理。3.4.2近端穿行事故车速和受伤程度分析按照事故车辆的初始速度每10km/h为间隔，进行分组统计，得到近端事故中车速和受伤程度的对应关系图4。可以明显的看出随着车速越高，重伤和死亡的比例越高，且在45km/h-50km/h事故率最高。根据目前行人紧急制动的技术现状，将最高测试速度限制到60km/h。根据事故占比越大

9、，相应权重越大的原则。表3是根据事故比例确定的测试车速和权重关系表。结合实际情况，虽然速度越高事故占比越大，但由于高速下不要求AEB能完全避免碰撞，如果高速权重太大，会给设计者造成误导，这样会造成实际使用时的极易出现AEB功能误作用的情况。长期的AEB功能误作用会导致驾驶员厌烦甚至抛弃AEB功能，不利于AEB系统的推广和应用。因此工况制定时将50km/h和60km/h等高速工况的权重相应减少。3.4.3近端穿行行人速度分布分析图5是近端穿行情况下，行人速度分布图，可见速度范围集中在3-6km/h，平均速度5.17km/h。为方便测试，对该平均速度取整，确定行人的行驶速度为5km/h用于测试。3

10、.5远端穿行工况分析3.5.1远端穿行碰撞位置分析远端穿行情况下碰撞位置的分析方法同2.5.1。表3是远端穿行情况下行人右向左和左向右的事故数量和占比。表4是对应的碰撞位置分位占比。其中25%分位的占57%。通过表2和表6得知：穿行工况下，碰撞位置大多数在25%和75%分位处，相当于行人刚进入车辆和基本要穿过车辆的时候。统计结果和常理相符，该测试工况推荐选用25%碰撞分位。3.5.2远端穿行事故车速和受伤程度分析图6是远端事故中车速和受伤程度的对应关系图。事故主要集中在25-55km/h范围内。25-25km/h的事故占比较少，给予基础权重。3.5.3远端穿行行人速度分布分析图7是远端穿行行人

11、速度分布图。速度范围集中在4-8km/h。平均速度6.34km/h，取6.5km/h用于测试。相比较近端穿行下行人的速度分布，远端穿行的行人速度明显偏高。与实际情况相符，远端穿行时，由于行驶距离较长，行人一般会加快速度或者跑步穿过。因此速度会明显高于近端穿行的速度。4AEB VRU 测试工况构建基于以上研究结果，可归纳出三种测试场景：（1）近端穿行工况：行人速度5km/h；碰撞位置25%分位和75%分位，共两个碰撞位置；（2）远端穿行工况：行人速度6.5km/h，碰撞位置为25%分位；（3）行人沿路工况：行人沿路行走，速度4.5km/h，碰撞位置为R点。以上场景具有相同的测试速度区间20-60

12、km/h，测试速度递增步长为10km/h，以及均使用成年假人作为目标物，具体组成情况见下表5。在E-NCAP中，关于AEB VRU的测试规定的测试场景为远端穿行、近端穿行和遮挡工况三种。本文分析结果和E-NCAP中最大的差别就是取消了遮挡工况，远端碰撞位置不一样，权重等也有差别。这和中国的实际交通事故有关，比如中国的行人刮撞事故中行人主要是成年人，而欧洲的情况则是主要是老人和小孩。各国实际交通情况和法规不同导致分析结果有一定差异。5总结（1）基于CIDAS统计的刮撞行人的事故，从事故现场的光线、车辆速度、碰撞位置、行人速度、行人身高和行人年龄等方面分析了典型的刮撞行人事故的场景。（2）详细研究了远端穿行、近端穿行和行人沿路及静止工况这3种刮撞行人的