智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)研究進展

為了解決現(xiàn)有被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制約智能汽車新技術(shù)發(fā)展的問題，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)組織和美國標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)對智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作及內(nèi)容，制定了中國智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)評價體系建設(shè)方案和中國智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展路線圖，并以一項國家強制標(biāo)準(zhǔn)進行舉例說明以期為中國被動安全標(biāo)準(zhǔn)的適用性制定和修改提供必要的支撐。

1 前言

伴隨著人工智能以及新一代信息通信技術(shù)革命浪潮，汽車作為新技術(shù)集成應(yīng)用的最佳載體之一，正在加速向智能化轉(zhuǎn)型，智能汽車已經(jīng)成為國際汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向和競爭焦點[1-4]。

為了避免現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)制約新技術(shù)的發(fā)展，本文結(jié)合國際標(biāo)準(zhǔn)組織和美國標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)對智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作原則和方法，開展了中國智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)評價體系建設(shè)方案和中國智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展路線的研究工作，并針對被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂進行了初步探究。

2 國外智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究進展

2.1 美國NHTSA 針對智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂原則和范圍

美國自2016 年開始對美國現(xiàn)有被動安全標(biāo)準(zhǔn)進行了系統(tǒng)地掃描，以便應(yīng)對智能汽車技術(shù)的發(fā)展帶來的沖突和影響[5]。美國高速公路安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA）在2018年9 月28 日發(fā)布了智能汽車駕駛系統(tǒng)的可測試案例和場景框架[6]，在2019 年5 月28 日發(fā)布了預(yù)先通知建議規(guī)則（Advance Notice of Proposed Rule Making，ANPRM），用來解決未來智能汽車的開發(fā)對碰撞安全性能產(chǎn)生影響的問題[7-8]。為解決新型車輛設(shè)計的問題（尤其是非乘用車，或是對駕駛員位置和操控形式進行重大修改的車輛），NHTSA在2020年3月30日發(fā)布了一項規(guī)則制定提案，修改了幾項耐撞性法規(guī)，以明確無駕駛員控制的機動車輛的安全標(biāo)準(zhǔn)[9]。2021年1月13日，NHTSA推出了最終版提案，消除了重大的、不必要的法規(guī)障礙，為未來智能汽車的生產(chǎn)、銷售和使用鋪平道路[10-11]。2022年3月10日，NHT?SA發(fā)布了最終規(guī)則，該規(guī)則更新了乘員保護聯(lián)邦機動車輛安全標(biāo)準(zhǔn)，以確保自動駕駛汽車乘員的安全。

2.1.1 NHTSA針對智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂原則

第一，要保持智能汽車和傳統(tǒng)汽車具有相同的乘員保護性能；第二，去掉針對智能汽車開發(fā)可能產(chǎn)生的不需要進行監(jiān)管的條文要求；第三，修訂后的要求有利于配備智能汽車技術(shù)的車輛，且不改變對非智能汽車的要求；最后，根據(jù)美國運輸部指南《為未來運輸作準(zhǔn)備：自動車輛3.0》中概述的原則，修訂后的要求以保持技術(shù)中立，即既不傾向主動安全也不傾向被動安全的方式對美國汽車安全技術(shù)法規(guī)（Federal Motor Vehicle Safety Stan?dard，F(xiàn)MVSS）進行修改，并以更能反映某些創(chuàng)新內(nèi)飾的方式對FMVSS進行修改。

2.1.2 NHTSA針對智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂的前提條件

a.假定智能汽車座椅布局與傳統(tǒng)車輛相同，其他形式的座椅布局需要進一步的研究。

b.針對只載貨（無/少乘客）的車輛修訂了碰撞安全性的要求，但未考慮其相容性的問題。

c.修訂僅限于200 系列FMVSS，不適用于300 系列標(biāo)準(zhǔn)。不修改與信號裝置和警告相關(guān)的要求，因為該領(lǐng)域的影響超出了200 系列標(biāo)準(zhǔn)，并且是NHTSA 繼續(xù)研究的主題。但安全氣囊抑制信號裝置的修改計劃在未來單獨發(fā)布通知。

2.1.3 NHTSA針對智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂的范圍

針對無駕駛員座位，但是有多個前排乘員座位的情況進行了修訂。針對前排安全氣囊指示燈和抑制裝置，建議分開顯示，并且在每一個前排乘坐位置乘坐時均可見。

針對中型客車（整備質(zhì)量為4 536～11 793 kg）和校車（整備質(zhì)量大于4 536 kg）安全帶要求進行了修訂，針對智能汽車無駕駛員的情況，建議車輛前排座椅滿足與駕駛員座椅相同的要求。

當(dāng)車輛沒有轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向裝置時，F(xiàn)MVSS 203 和FMVSS 204 將不適用于對智能汽車的評價。建議不將乘員保護標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于僅用于載貨的車輛（“無乘員”車輛），這種要求可通過修改適用范圍來實現(xiàn)，以表明該標(biāo)準(zhǔn)僅適用于帶有駕駛員的“卡車”。

NHTSA 對FMVSS 201、FMVSS 205、FMVSS 206、FMVSS 207、FMVSS 208、FMVSS 214、FMVSS 216 和FMVSS 226進行了修訂。

2.2 WP.29 被動安全性工作組針對智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂范圍

在2022年5月10日世界車輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇（World Forum for the Harmonization of Vehicle Regulations，WP.29）的被動安全性工作組（The Working Party on Passive Safety，GRSP）第71屆會議中成立了被動安全標(biāo)準(zhǔn)與智能汽車相關(guān)功能協(xié)調(diào)性研究工作組，旨在研究目前被動安全相關(guān)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會汽車法規(guī)（the regulation of Economic Commission of Europe，ECE)和全球技術(shù)法規(guī)（Global Technical Regulation，GTR）標(biāo)準(zhǔn)中與未來智能汽車技術(shù)的兼容問題，以便推動智能汽車被動安全性能的合理發(fā)展[12]。

目前該項工作處于初期階段，涉及的主要相關(guān)ECE和GTR被動安全國際標(biāo)準(zhǔn)清單如表1所示。

表1 主要相關(guān)的ECE被動安全國際標(biāo)準(zhǔn)

3 國內(nèi)智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究進展

3.1 智能汽車標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展與被動安全國家強制標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，中國智能汽車產(chǎn)量迅速增長，主動安全和被動安全相結(jié)合的技術(shù)也有了一定的發(fā)展。汽車安全技術(shù)的規(guī)劃和發(fā)展催生了主動安全和被動安全標(biāo)準(zhǔn)的制定和升級[13-15]。

智能汽車標(biāo)準(zhǔn)主要由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（National Technical Committee of Auto Standardization，SAC/TC114）負責(zé)組織制定，標(biāo)準(zhǔn)劃分為基礎(chǔ)、通用規(guī)范、產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用、資源管理與信息服務(wù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止已發(fā)布智能汽車標(biāo)準(zhǔn)12項，另有26項標(biāo)準(zhǔn)處于研究中、立項或待發(fā)布狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)智能車輛的功能安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全和人機交互方面進行技術(shù)功能和性能的約定，并未對車輛乘員的保護性能進行要求。

汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)主要由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會汽車碰撞試驗及碰撞防護分技術(shù)委員會SAC/TC114/SC33負責(zé)組織制定。目前已批準(zhǔn)發(fā)布汽車強制性國家標(biāo)準(zhǔn)96 項，其中汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)28 項，占比29%，如表2 所示。標(biāo)準(zhǔn)主要集中在對整車及其部件在碰撞過程中的性能要求，以及對車內(nèi)乘員的保護要求，并未針對智能汽車新功能和新部件對乘員傷害產(chǎn)生的影響進行規(guī)定。

表2 被動安全國家強制標(biāo)準(zhǔn)

智能車輛主動安全功能和部件（如自動緊急制動功能）完全改變了車輛乘員在發(fā)生碰撞時的運動姿態(tài)和位置，傳統(tǒng)的被動安全系統(tǒng)將無法正確地將乘員傷害最小化；另外，在未來無駕駛員或車內(nèi)乘員乘坐姿態(tài)變化的情況下，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容將存在技術(shù)沖突和產(chǎn)品性能要求沖突的問題。為了避免現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容限制先進技術(shù)的發(fā)展進步，有必要對現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)進行系統(tǒng)性的技術(shù)內(nèi)容掃描，提出對應(yīng)的修改建議，以便促進汽車行業(yè)合理有序發(fā)展。

3.2 中國智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)評價體系建設(shè)方案

結(jié)合目前智能汽車技術(shù)發(fā)展趨勢和相關(guān)國家、國際標(biāo)準(zhǔn)組織對智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂過程，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和修訂方向，在保障有利于配備智能汽車技術(shù)的車輛且不改變非智能汽車的要求的基礎(chǔ)上，初步建立了中國智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方案。

3.2.1 體系建設(shè)前提

a.智能商用車輛無乘員；

b.智能乘用車無駕駛員；

c.智能汽車無轉(zhuǎn)向盤（或存在可收縮式轉(zhuǎn)向盤）；

d.存在新內(nèi)飾的變化及座椅布置位置和形式的變化。

3.2.2 體系建設(shè)原則

在未來實際交通環(huán)境中必然存在傳統(tǒng)車輛和智能汽車，2 種類型車輛必須保證具有相同的乘員保護性能。修訂的內(nèi)容應(yīng)有助于智能汽車技術(shù)的發(fā)展，以及可能產(chǎn)生的內(nèi)飾結(jié)構(gòu)或布置等新的變化，不能限制相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進步。修訂內(nèi)容應(yīng)有利于智能汽車的發(fā)展，但不能改變對傳統(tǒng)車輛原有的要求。

3.2.3 體系建設(shè)內(nèi)容

針對智能汽車和傳統(tǒng)車輛并存的情況，需要對相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進行修訂：

a.針對車輛類型是否是智能汽車，對標(biāo)準(zhǔn)適用范圍進行修訂；

b.針對有無駕駛員、轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)和新的內(nèi)飾布置及變化，對術(shù)語和相應(yīng)的試驗實施過程進行修訂；

c.針對安全氣囊和安全帶在前排位置的變化，需要對座椅布置要求和乘員保護要求進行修訂；

d.針對乘員位置的變化，需要對安全氣囊和安全帶警告裝置要求進行修訂；

e.針對新內(nèi)飾和座椅布置的變化，需要對相應(yīng)部件和整車碰撞標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進行適應(yīng)性修訂；

f.針對智能汽車主動安全裝置起作用的情況下，需要對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法和過程進行修訂。

3.3 中國智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展路線圖

根據(jù)智能汽車發(fā)展規(guī)劃，2025 年高度自動駕駛（Highly Autonomous driving，HA）技術(shù)開始進入市場，2030 年實現(xiàn)HA 級智能網(wǎng)聯(lián)汽車在高速公路廣泛應(yīng)用，在部分城市道路規(guī)?；瘧?yīng)用，2035 年以后HA 級、完全自動駕駛（Fully Autonomous driving，F(xiàn)A）級智能網(wǎng)聯(lián)車輛具備與其他交通參與者間的網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制能力，各類高度自動駕駛車輛廣泛運行于中國廣大地區(qū)。

智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展總體路線如圖1所示，在智能汽車可實現(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，兼顧了乘用車、貨運車輛和客運車輛的智能發(fā)展需求，構(gòu)建了整車和部件方向的技術(shù)架構(gòu)，主要涵蓋了智能汽車主動安全裝置起作用條件下整車碰撞試驗技術(shù)、新內(nèi)飾新姿態(tài)下乘員保護評價技術(shù)和新型碰撞模式下部件碰撞試驗技術(shù)等重點研究方向。

圖1 智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展總體路線圖

3.4 中國被動安全強制標(biāo)準(zhǔn)分析案例

結(jié)合智能汽車發(fā)展各階段、安全場景、可能的未來事故場景等方面，開展對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢分析；同步梳理標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，開展標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的適用性分析。由此確定標(biāo)準(zhǔn)是否符合智能汽車發(fā)展趨勢，是否需要廢止、修訂、加強、新增等。以GB 11551—2014《汽車正面碰撞的乘員保護》為例，標(biāo)準(zhǔn)建議修訂內(nèi)容如表3所示[16]。

表3 主要相關(guān)的中國被動安全國家強制標(biāo)準(zhǔn)

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4 結(jié)束語

本文根據(jù)中國智能汽車標(biāo)準(zhǔn)和中國被動安全國家強制性標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了各自標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)注焦點。智能汽車標(biāo)準(zhǔn)主要針對車輛的功能安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全和人機交互方面進行技術(shù)功能和性能的約定，并未對車輛乘員的保護效果進行性能要求；而被動安全國家強制標(biāo)準(zhǔn)主要集中在車輛及其部件在碰撞過程中的性能要求，以及對車內(nèi)乘員的保護要求，并未對智能汽車新功能和新部件對乘員傷害產(chǎn)生的影響進行性能要求。為了促進新技術(shù)的發(fā)展和真正實現(xiàn)乘員傷害的最小化，本文針對未來智能車輛被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂工作進行了初步探索，結(jié)合國際標(biāo)準(zhǔn)組織和美國標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)對智能汽車被動安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作原則和方法，提出了中國智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)評價體系建設(shè)方案和中國智能汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展路線圖。

審核編輯：黃飛

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