UN R159与GB∕T 39265-2020、UN R151标准的对比研究

摘要：盲区监测系统是通过安装在车辆尾部和侧方的传感器（毫米波雷达、视觉传感器）来检测后方的车流及行人，通过在车辆后视镜内显示报警信息、触发光学信号或发出警示音等方法提醒驾驶员后方有无行人或来车，从而避免因驾驶员疏忽、视野盲区、天气等产生的潜在事故。据此，将对UNR151、UNR159及GB/T39265-2020标准进行对比分析，探讨其差异性。关键词：标准；盲区监测；欧盟1前言众所周知，由于汽车后视镜存在视觉盲区，在变道之前可能出現驾驶员看不到盲区车辆、行人及超车车辆等情况，如果此时变道则存在碰撞风险，尤其卡车体积较大，在行驶过程中存在大量盲区，虽能通过增加后视镜数量等方法来改善驾驶员的视线，但仍有大量事故发生，于是车辆引入了盲区监测系统及行人和自行车移动监测系统。盲区监测系统又叫并线辅助系统，通过毫米波雷达及视觉传感器等来监测视野盲区内有无来车及行人，而行人和自行车移动监测系统则通过传感器监测并通知驾驶员车辆前方盲点附近存在行人及自行车，这两个系统都有效规避了车辆盲点所带来的影响，避免了大量潜在的威胁。由于UNR151、UNR159、GB∕T39265-2020《道路车辆盲区监测（BSD）系统性能要求及试验方法》等标准已实行，本文将对此三个标准进行对比分析，深入研究国内外标准的差异性及标准UNR151与UNR159的差异性。2适用车辆范围对比分析UNR151适用于N2类（最大允许质量>8t）、N3类车辆盲区监测系统，N2类（最大允许质量≤8t）以及新增了M2和M3类车辆。UNR159适用于M2、M3、N2和N3类车辆。GB∕T39265-2020适用于安装有盲区监测系统的M和N类车辆。与UNR159和UNR151相比，国标的使用车辆范围更为广泛，对所有的M类和N类车辆都适用，而UNR159和UNR151对车辆的质量都有严格的管控。3一般要求及性能要求对比分析3.1一般要求对比分析UNR151、UNR159、GB∕T39265-2020标准同时要求系统的有效性不应受到磁场或电场的不利影响。3.2盲区监测功能对比分析GB∕T39265-2020规定在试验车辆直线行驶状态时，M，N类车辆盲区监测系统应能探测试验车辆左右相邻区域内的目标车辆，并在其进入监测范围时发出警告。在试验车辆右转行驶时，M2、M3、N2、N3类车辆的盲区监测系统能够探测试验车辆右相邻区域的目标车辆，并在可能发生碰撞危险时发出警告。UNR151规定在可能的转弯过程附近存在可能发生碰撞风险的自行车时，通过光信号以告知驾驶员，当碰撞风险增加时，可通过光信号、声信号、触觉信号或这些信号的任何组合向驾驶员发出警告，同时明确规定了不允许因车辆偏离自行车轨道而使信息信号失效。UNR159则规定在潜在的超车或低速行驶过程中，车辆前方附近可能存在危险的VRU，并提供信号。对比GB∕T39265-2020和UNR151，UNR159主要是针对车辆前方盲区进行监测和预警，而GB∕T39265-2020和UNR151则是针对车辆左右盲区进行监测和预警，同时UNR151还明确规定了车辆偏离目标车轨道后信号仍需保持信号。3.3激活要求对比分析GB∕T39265-2020规定BSD系统应具备手动开启或关闭功能，手动关闭时应符合目视可见的指示信号发出状态指示。BSD系统开启且处于非激活状态时，系统可检测目标车辆，但不应向驾驶员发出警告，BSD系统激活时，系统至少能通过下列方式之一激活：a.启动激活：车辆启动后，系统自动启动并进入激活状态。b.最低速度激活：车辆速度达到系统设计的最低激活时速时系统自动激活。c.转向信号激活：系统接收到车辆发出的转向信号或判定其即将或正在进行转向操作时，自动激活目标转向区域一侧的系统功能。UNR151规定警告信号可手动激活，同时在手动停用的状态下，每次激活车辆主控开关后应重新激活，在15lux以上的环境光照条件下BSIS至少应在从静止到30km/h的所有前进车辆速度下运行。UNR159规定因传感器设备被冰、雪、泥、污或类似物质污染而发生故障或不能正常工作的，自动停用。当传感器的正常功能得到验证时，MOIS将自动重新激活。系统可手动停用且可以轻松地手动激活，同时在手动停用的状态下，每次激活车辆主控开关后应重新激活。对比GB∕T39265-2020、UNR151、UNR159标准要求，盲区监测系统应都能手动停用且每次启动车辆主控开关后都能自动激活，GB∕T39265-2020对系统激活提出了更明确的激活条件。3.4警告信号及故障信号对比分析系统应采用易被驾驶员感知的方式发出警告信息，并能清晰地指示目标车辆出现的一侧，警告指示信息应该清晰区分于车辆中其他系统的警告信息。系统应具有系统故障指示提醒功能，其提醒状态标识应能被驾驶员清晰观测。系统至少应具备以下自检功能：a.检查相关电器部件是否正常运行。b.检查相关传感元件是否正常运行。自检时不应出现明显延迟，在发生电子、电器故障时，故障指示不应出现明显延迟。UNR151规定驾驶员应容易理解将警告信号与潜在碰撞联系起来。如果警告信号是光信号，该信号在白天和夜间也应可见。当碰撞风险增加时，BSIS应通过光信号、声信号、触觉信号或这些信号的任何组合向驾驶员发出警告。同时UNR151规定故障信号与信息信号应有明显区别，且在白天和夜间都能看到，驾驶员也应很容易核实。UNR159规定信息信号应是一个光信号，驾驶员应很容易看到验证，当碰撞危险加剧时，应通过从光信号、声信号或触觉信号中选择的至少两种模式的组合来提供。故障信号应与信息信号有明显区别，且这个故障信号白天和夜间都能看见，驾驶员也应很容易核实。对比GB∕T39265-2020、UNR151、UNR159标准要求，信息信号及警告信号都应是驾驶员在白天和夜间清晰可见的，同时UNR151、UNR159对碰撞警告信号提出了明确要求，至少两种模式的组合来提供。4测试程序对比分析4.1测试环境条件GB∕T39265-2020测试环境：a.试验应在水平、干燥、具有良好附着能力的混凝土或沥青路面上进行。b.测试时环境温度应为-20～40℃。c.水平可视范围应确保能够在整个试验中清晰观察目标。UNR151测试环境：a.试验应在平坦、干燥的沥青或混凝土表面进行。b.环境温度应在0～45℃之间。c.测试应在能见度清晰条件下进行，以保证以要求的测试速度安全驾驶。UNR151、UNR159测试环境：a.试验应在平坦、干燥的沥青或混凝土路面进行。b.环境温度应在0～45℃之间。c.测试应在能见度清晰条件下进行，使目标在整个测试过程中都能被观察到，并允许在要求的测试速度下安全驾驶。d.测试区域的自然环境照度应均匀且超过1000lux。应确保测试不是在以低角度朝向或远离太阳时进行的。GB∕T39265-2020与UNR151、UNR159相比测试温度范围更为广泛，且UNR159对光照条件具有更加严格的要求。4.2试验测量系统4.2.1试验测量系统要求GB∕T39265-2020对试验测量系统提出了明确的要求。试验测量系统应满足下列要求：a.完全独立于盲区监测系统。b.能测量试验车辆后缘与目标车辆前缘之间的纵向距离。c.能测量试验车辆前缘与目标车辆后缘之间的纵向距离。d.能测量试验车辆最左边缘与目标车辆最右边缘之间的横向距离。e.能测量实验车辆最右边缘与目标车辆最左边缘之间的横向距离。f.能测量从目标车辆满足警告条件到发出警告的时间延迟。4.2.2试验测量系统精度要求试验测量系统应能达到如下精度：a.距离测量精度应符合下列要求。①距离小于2m时，测量精度应小于或等于0.1m。②距離大于或等于2m且小于等于10m时，测量精度应小于或等于测量距离的5%。③距离大于10m时，测量精度应小于或等于0.5m。b.时间测量精度应符合下列要求。①时间小于200ms时，测量精度应小于或等于20ms。②时间小于或等于200ms且小于或等于1s时，测量精度应小于或等于测量时间的10%。③时间大于1s时，测量精度应小于或等于100ms。对于试验测量系统，GB∕T39265-2020给出了明确的要求，而UNR151、UNR159未做明确阐述。4.3盲区监测试验4.3.1GB∕T39265-2020测试试验4.3.1.1左右侧盲区监测警告a.目标车辆识别试验。试验车辆以（40±2）km/h匀速直线行驶，目标车辆以（55±5）km/h由侧后方驶向并超越试验车辆，行驶过程中应保持目标车辆车身的最外缘与试验车辆中心线之间的距离为2.0～3.5m，如图1所示。当目标车辆从侧后方行驶进入试验车辆盲区监测范围时，系统应发出警告，警告发出的时间不得晚于目标车辆前缘穿过图2、图3所示C线。当目标车辆的前缘超越试验车辆图2、图3所示的C线3m时试验结束。测试完成后应由试验车辆另一侧重复进行该试验。b.直线道路并道试验。试验车辆以（50±2）km/h匀速直线行驶，目标车辆以（50±2）km/h匀速行驶并保持与试验车辆的横向距离为6.0～7.0m，见图4。当目标车辆越过图2、图3所示B线，完全在C线之后时，以0.25～0.75m/s的侧向速度分别从实验车辆侧后方进行变道，直至两车的横向距离为（1.5±0.3）m。变道完成后，确保目标车辆仍然越过B线并且完全在C线之后，目标车辆至少保持直线行驶300ms，然后变道返回最初车道线，试验结束。测试完成后应由试验车辆另一侧重复进行该试验。当目标车辆并道接近试验车辆时，盲区监测系统应满足：①当目标车辆完全位于图2、图3所示H线或M线外时，BSD系统不能发出警告。②当目标车辆的任何部分位于试验车辆的盲区时，系统应发出警告，警告发出的时间不得晚于目标车辆外缘穿过图2、图3所示L/G线后300ms。c.直线道路目标车辆超越试验车辆试验。试验车辆以（50±2）km/h的匀速直线行驶，目标车辆在相邻车道匀速直线行驶并保持与试验车辆的横向距离为（1.5±0.3）m，目标车辆以高于试验车辆的速度匀速行驶并超越试验车辆，见图5。目标车辆根据表1规定场景的车速行驶于测试车辆侧后方，当两车达到试验开始两车纵向距离时，试验开始；当目标车辆的前缘超越试验车辆图2、图3所示C线3m时，试验结束。测试完成后应由试验车辆另一侧重复进行该实验。当目标车辆接近试验车辆时，盲区监测系统要求如下：①当目标车辆完全位于图2、图3所示A线之后时，BSD系统不应发出警告。②当目标车辆的任何部分位于试验车辆的盲区时，系统应发出警告，警告发出的时间不得晚于目标车辆前缘穿过B线后300ms。d.目标车辆变道超越试验车辆测试。试验车辆以（50±2）km/h匀速直线行驶，目标车辆以（60±2）km/h同车道驶向测试车辆，见图6。开始测试时，目标车辆与试验车辆相距大于20m，当目标车辆距实验车辆图2、图3所示B线10m时，目标车辆以0.55～0.85m/s的侧向速度从试验车辆侧后方进行变道至两车的横向距离在（1.5±0.3）m。变道完成后，目标车辆保持直线行驶，直至目标车辆完全超越试验车辆的前缘，当目标车辆的前缘超越试验车辆图2、图3所示C线3m时，试验结束。测试完成后应由试验车辆另一侧重复进行该试验。当目标车辆的任何部分进入试验车辆的盲区时，系统应发出警告，且警告发出的时间不得晚于目标车辆外缘穿过图2、图3所示B线或F线后300ms。e.直线道路双目标车辆超越试验车辆。试验车辆以（50±2）km/h匀速直线行驶，目标车辆以（60±2）km/h在相邻车道匀速直线行驶并保持与试验车辆的横向距离为（1.5±0.3）m，如图7所示。开始测试时，目标车辆距试验车辆图2、图3所示B线纵向距离大于11m；当最前缘超越试验车辆C线3m时，试验结束。①当目标车辆完全位于图2、图3所示A线之后时，BSD不应发出警告。②当双目标车辆的任何部分位于试验车辆的盲区时，系统应发出警告，警告发出的时间不得晚于目标车辆前缘穿过B线后300ms。4.3.1.2M2、M3、N2、N3车辆右转盲区监测警告a.测试场景和车速设置。使用标记线和自行车假人按照图8和表2规定的试验设施布置和尺寸参数建立一个M2、M3、N2、N3类车辆右转盲区监测报警测试场景。b.M2、M3、N2、N3类车辆右转弯测试。将测试车辆和自行车假人从各自的起始位置按照规定的试验车速进行测试，试验要求测试车辆前缘在通过图8中Q线（误差在0.5m以内）的同时自行车假人通过图8中P线（误差在0.5以内），测试车辆在规定车速（±2km/h的范围内）向右转向，朝设定的碰撞点行驶。自行车及假人以规定的速度，至少保证自行车假人车速稳定8s以上，沿着规定的路线向预定的碰撞点移动。当测试车辆前缘穿过R线时，盲区监测系统应发出警告。300ms后结束试验。根据表2规定的参数，重复上述试验，验证M2、M3、N2、N3类车辆盲区监测系统性能。4.3.2UNR159测试试验a.信號验证测试。测试方法：在车辆静止时检查光学故障警告信号是否符合表3所述要求。b.静态横穿测试。测试场景：测试区域如图9所示。测试方法：测试车辆静止，主控开关打开，并使车辆处于前进挡位。VRU：垂直于车辆纵向中线平面行驶，距离近端（或远端，视情况）分离平面不小于15m达到目标速度3km/h或5km/h，然后匀速到与车辆对侧平面不少于5m的距离。根据表4中对应的测试案例和标准中5.2.2.2中对于车速在3～5km/h之间、从车辆的右侧和右侧沿垂直于车辆纵中平面的方向行驶，且位于最大、最小前向分离面和右侧、右侧分离面为界的区域内的VRU，MOIS应提供信息信号，选择其中一个测试用例执行如上操作。例如：选取测试用例2和测试用例3，则应操纵成年假人沿图9中红色虚线轨迹行驶，在到达①点前速度达到3km/h，并保持3km/h的速度至少到②点。应操作成年骑自行车者沿图9蓝色虚线轨迹行驶，在到达①′点前速度达到3km/h，并保持3km/h的速度至少到②′点。如附加用例选取VRU为儿童假人，横穿方向为近端，VRU速度为4km/h，dTC=1.5m。则应操纵儿童假人沿图9绿色虚线所示的轨迹行驶，在到达①″点前速度达到4km/h，并保持4km/h的速度至少到②″点。通过要求：VRU在到达最后信息点（dLPI）之前启动信息信号，并且在最大和最小前分离平面以及近端和远端分离平面所包围的区域内，该信息信号一直保持，不启动碰撞警告信号。如前文例子中，测试车辆应至少在成年假人到达③′点前发出信息信号，且在③′点和④′点之间该信息信号一直保持，不启动碰撞警告信号。测试车辆应至少在成年骑自行车者到达③″点前发出信息信号，且在③″点和④″点之间该信息信号一直保持，不启动碰撞警告信号。测试车辆应至少在儿童假人到达③″点前发出信息信号，且在③″点和④″点之间该信息信号一直保持，不启动碰撞警告信号。c.测试车辆纵向停车，自行车纵向行驶。测试场景：测试区域如图10所示。测试方法：测试车辆进入停车通道前加速到（10+0/-0.5）km/h，保持该速度匀速行驶5m直至到Pbrake制动平面开始制动，经过10m的减速距离，使车头处于Pstop停车平面处，并使车辆不再处于前进模式。VRU起初静止在Pcyc处，车辆前部和VRU最尾部之间的距离（100+10/-0）mm，当测试车辆停稳以后，经过不少于10s的延迟，VRU开始从0直线加速到（10+0/-0.5）km/h，加速距离为5m，然后减速，横向运动公差不应超过±0.05m。从表5中选取两个测试案例和从标准第5.2.2.3中规定的在测试车辆纵向平面上有速度为0～10km/h的成人或儿童骑行目标物，在车辆的近侧、越位面和最大、最小向前分隔面为界的区域内，选择自行车测试目标和测试起点的一个附加测试用例执行上述操作。例如：选取测试用例1和测试用例2。应操纵自行车（放置成年假人）在测试车辆停稳超过10s后，在如图10所示的①点出发，沿图10红色虚线所示轨迹从零加速到（10+0/-0.5）km/h，加速距离5m，然后减速（测试用例1）。应操纵自行车（放置成年假人）在测试车辆停稳超过10s后，在如图10所示的①′点出发，沿图10蓝色虚线所示轨迹从零加速到（10+0/-0.5）km/h，加速距离5m，然后减速（测试用例2）。如附加用例选取px=dFSP-0.15m，py=-d25%，dLPI=0.15m，应操纵自行车（放置成年假人）在测试车辆停稳超过10s后，在如图10所示的①″点出发，沿图10绿色虚线所示轨迹从零加速到（10+0/-0.5）km/h，加速距离5m，然后减速。通过要求：测试车辆应至少在到达dLPI点时激活MOIS信息信号，并且MOIS信息信号一致保持到VRU穿过距离停车平面dFSP的最大前分离平面。碰撞警告信号可根据情况启动。如上文的两个测试用例和附加测试用例，测试车辆应在到达②点前激活MOIS信息信号，且至少保持到VRU穿过③点（测试用例1）；测试车辆应在到达②′点前激活MOIS信息信号，且至少保持到VRU穿过③′点（测试用例2）；测试车辆应在到达②″点前激活MOIS信息信号，且至少保持到VRU穿过③″点（附加测试用例）。d.测试车辆纵向行驶，自行车纵向行驶。测试场景：测试区域如图11所示。测试方法：测试车辆在进入停车通道前加速到（10+0/-0.5）km/h，然后匀速行驶5m到达pbrake制动平面开始减速，经过10m的减速距离，停车使得车头处于停车平面pstop处，并使车辆不再处于前进模式。自行车起初静止在pcyc位置，最尾部与测试车辆前部的距离在（100+10/-0）mm之间，当测试车辆停稳不小于10s，测试车辆和自行车同时开始从0加速到（10+0/-0.5）km/h，加速距离为5m，然后保持匀速直到测试车辆从停车平面pstop处开始的总行驶距离不少于15m。测试车辆和自行车的横向运动误差不应超过±0.05m。从表5中选取两个测试案例和通过从标准第5.2.2.3中规定的在测试车辆纵向平面上有速度为0～10km/h的成人或儿童骑行目标物在车辆的近侧、越位面和最大、最小向前分隔面为界的区域内选择自行车测试目標和测试起点的一个附加测试用例执行上述操作。例如：选取表5中测试用例3和测试用例4，则VRU的起点位置分别如图11中的①点（测试用例3）和图12中的①点（测试用例4）。附加测试用例可以参考上文方法。通过要求：测试车辆应至少在与停车平面距离dLPI处激活MOIS信息信号，并且该信息信号一直保持到测试车辆至少越过距离停车平面15m处。如上文的测试用例3和测试用例4，测试车辆应分别在图12和图13所示的蓝色区域内保持MOIS信息信号。e.故障检测。测试方法：通过断开MOIS组件电源或断开MOIS组件之间的电气连接来模拟MOIS故障，观察测试车辆状态，将测试车辆熄火然后重新启动，观察测试车辆状态。通过要求：故障警告信号应激活并在车辆行驶时保持激活状态，只要模拟故障存在，每次激活车辆主控制开关时应重新激活。f.自动停用测试。测试方法：（1）在MOIS系统激活时，用类似于雪、冰或泥的物质（例如基于水）完全污染任何MOIS传感设备；（2）彻底清除MOIS传感设备上的任何污染物，并重新激活车辆主控制开关。通过要求：MOIS传感器被污染后，MOIS应自动停用，并用故障警告指示MOIS系统状态；清除MOIS传感设备的污染物后，驾驶时间不超过60s后，MOIS应自动重新激活。4.3.3UNR151测试试验a.光学故障警告信号验证测试。测试方法：在车辆静止时检查光学故障警告信号是否符合表6所述要求。b.盲点信息动态试验。测试场景：测试区域如图14所示。测试方法：①使车辆在通道内按表7所示的车速行驶；②将自行车（含自行车和假人）放在起始位置，自行车沿图14所示的轨迹前进，5.66m内加速到试验