歐洲Euro NCAP被動(dòng)安全兒童保護(hù)研究*

韓菲菲 黎謙 凡沙沙

（1. 中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300；2. 上汽通用五菱汽車股份有限公司，柳州 545000）

主題詞：兒童保護(hù) 車輛安全 評(píng)價(jià)規(guī)程

NCAP New Car Assessment Programme

COP Child Occupant Protection

CPD Child Presence Detection

MPDB Mobile Progressive Deformable Barrier

HIC Head Injury Criterion

PAB Passenger AIRBAG

THOR Test Device for Human Occupant Restraint

WS World Side impact crash test dummy

AE-MDB Advanced European Mobile Deformable Barrier face

ISOFIX International Standards Organisation FIX

1 前言

通常消費(fèi)者在購車時(shí)會(huì)更關(guān)注成人安全性能，而忽略兒童安全，但隨著汽車保有量的增加，兒童參與道路交通出行比例也在逐年增加。而兒童有著其特殊的身體結(jié)構(gòu)，作為道路交通中的弱勢(shì)群體，一旦發(fā)生交通事故，其受重傷的程度遠(yuǎn)大于成人。根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，車輛發(fā)生碰撞時(shí)，正確使用兒童約束系統(tǒng)裝置(兒童座椅)，可大幅降低嬰幼兒的死亡率和受傷概率。歐洲道路交通安全相關(guān)法律2003∕30.EC規(guī)定身高低于 135 mm 的兒童乘坐 M1、N1、N3、N3 類車輛，須使用兒童乘員用約束系統(tǒng)。

兒童約束系統(tǒng)使用過程中也面臨著很多問題，如由于人為誤操作未能按照正確的方式安裝固定兒童約束系統(tǒng)，或是選擇的兒童約束系統(tǒng)尺寸型號(hào)不適合兒童年齡或者身材，亦或是某款兒童約束系統(tǒng)難以兼容匹配自己的車輛等。為了解決這些常常發(fā)生的問題，各國(guó)頒布相應(yīng)的兒童保護(hù)評(píng)價(jià)規(guī)程來提升車輛兒童安全性能，其中最為全面的兒童保護(hù)評(píng)價(jià)方法是歐洲新車評(píng)價(jià)規(guī)則，即Euro NCAP兒童保護(hù)評(píng)價(jià)。其它地區(qū)國(guó)家如拉丁、東盟、中國(guó)、澳大利亞等在制定兒童保護(hù)評(píng)價(jià)規(guī)程一般會(huì)參考?xì)W洲標(biāo)準(zhǔn)制定，并根據(jù)本國(guó)的實(shí)際情況加以修改。

2 Eruo NCAP兒童保護(hù)評(píng)價(jià)

2.1 總體評(píng)價(jià)概述

Euro NCAP評(píng)價(jià)規(guī)程包含成人保護(hù)、兒童保護(hù)、行人保護(hù)和安全輔助技術(shù)4個(gè)部分，兒童保護(hù)是其中一項(xiàng)，占整車星級(jí)評(píng)價(jià)20%權(quán)重。2021 年11 月Euro NCAP兒童保護(hù)更新發(fā)布V7.3.2版本，總分為49分，如表1所示，包含3方面：

表1 兒童保護(hù)得分分布

（1）動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，24分，占比約49%；

（2）基于車輛評(píng)估，13分，占比26.5%；

（3）兒童約束系統(tǒng)安裝評(píng)價(jià)，12分，占比24.5%。

這3 方面中，（2）基于車輛評(píng)估和（3）兒童約束系統(tǒng)安裝評(píng)價(jià)可統(tǒng)稱為靜態(tài)評(píng)價(jià)，合計(jì)占比51%，動(dòng)態(tài)性能（49%）與靜態(tài)評(píng)價(jià)（51%）分值大約是1：1，由此可見動(dòng)態(tài)性能與靜態(tài)評(píng)價(jià)對(duì)于車輛兒童保護(hù)安全性都是同樣重要的測(cè)評(píng)項(xiàng)。

2.2 兒童保護(hù)星級(jí)要求

歐洲對(duì)兒童保護(hù)性能要求日趨嚴(yán)苛，逐步提高星級(jí)得分率分值。2013年兒童保護(hù)整車四星、五星評(píng)價(jià)的兒童保護(hù)得分需達(dá)到60%，2014年兒童保護(hù)單項(xiàng)五星得分率需達(dá)到75%，2019 年至少達(dá)到80%，也就是49總分的80%，即39.2分以上，如表2所示。

表2 兒童保護(hù)星級(jí)得分率[2] %

3 兒童保護(hù)評(píng)價(jià)規(guī)程解讀

3.1 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

3.1.1 評(píng)價(jià)要求

Euro NCAP 規(guī)定在MPDB 及側(cè)面碰撞中，在車輛后排安裝由汽車制造商推薦的兒童約束系統(tǒng)，分別放置Q6（6 歲）和Q10（10 歲）兒童假人，如圖1 所示。兒童假人傷害指標(biāo)包含頭部、頸部和胸部傷害，具體傷害限值如表3、4所示。其中偏置碰16分，側(cè)面碰撞8分，總得分為24分。碰撞過程中要考察兒童約束系統(tǒng)是否具有良好的約束性能，不允許兒童假人從座椅上彈起，不能與車體內(nèi)部猛烈撞擊，兒童約束系統(tǒng)裝置不能有損壞。

圖1 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)碰撞兒童保護(hù)[3]

表3 MPDB Q6、Q10兒童假人傷害指標(biāo)及分值[3]

表4 側(cè)碰Q6、Q10兒童假人傷害指標(biāo)及分值[3]

3.1.2 動(dòng)態(tài)兒童約束系統(tǒng)選擇

兒童約束系統(tǒng)選擇是進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)最初的步驟，也是重要的一步，需要主機(jī)廠推薦2款兒童約束系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，如果主機(jī)廠不推薦，那么由測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)隨機(jī)選擇2款。市場(chǎng)上銷售的兒童約束系統(tǒng)類型眾多，如何選擇合適的產(chǎn)品來提升兒童動(dòng)態(tài)保護(hù)效果，需要從兒童約束系統(tǒng)產(chǎn)品多方面考慮，如安全性能、安裝方式、造型特點(diǎn)、兒童約束系統(tǒng)與整車的匹配性適用性等。Bendjellal F等提出不建議將兒童增高墊做為獨(dú)立系統(tǒng)直接使用，需要使用ISOFIX固定鏈接提升其穩(wěn)定性，針對(duì)相對(duì)大齡的兒童，同時(shí)搭配使用車內(nèi)成人安全帶固定Q6、Q10 兒童假人，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論，即限力預(yù)緊式安全帶有利于降低兒童假人傷害。因此選擇合適的兒童約束系統(tǒng)同時(shí)也需要進(jìn)行整車安全帶配置的選型，預(yù)緊限力式安全帶約束系統(tǒng)參數(shù)匹配設(shè)計(jì)，例如優(yōu)化安全帶預(yù)緊、限力、點(diǎn)火時(shí)刻這些主要參數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化兒童假人傷害。

3.2 車輛匹配性能評(píng)價(jià)

3.2.1 評(píng)價(jià)要求

基于車輛評(píng)估主要是考察車輛本身與兒童保護(hù)相關(guān)的功能定義、標(biāo)識(shí)標(biāo)簽、適應(yīng)大尺寸兒童約束系統(tǒng)的能力等，包括以下6個(gè)部分，如表5所示。其中第1 項(xiàng)評(píng)估是必要條件，車輛上的每個(gè)座椅都必須配備三點(diǎn)式安全帶，并帶有ECE 認(rèn)證標(biāo)識(shí)，如果沒有滿足此要求，那么車輛評(píng)估得0分，不再進(jìn)行后續(xù)評(píng)估。

表5 車輛匹配評(píng)估內(nèi)容[3]

Gabarit是一款基礎(chǔ)模塊，評(píng)價(jià)要求將模塊放置于車輛除駕駛員的所有座椅位置，并用安全帶纏繞評(píng)價(jià)整車安全帶的長(zhǎng)度和鎖扣布置，目的是為了使用安全帶能夠更好的固定通用性兒童約束系統(tǒng)。車輛配備有2個(gè)i-Size位置，包含對(duì)應(yīng)的上拉帶裝置，并且標(biāo)識(shí)符合要求，滿足ECE R129 法規(guī)的兒童座椅均屬于i-Size 兒童座椅，是ECE R44 ISOFIX 的升級(jí)版，對(duì)于這一項(xiàng)不僅是要標(biāo)識(shí)正確，而且要確保i-Size 兒童約束系統(tǒng)正確便利安裝。ISO∕R3 模塊代表大尺寸反向安裝的兒童座椅，此項(xiàng)評(píng)價(jià)是考察車輛對(duì)大尺寸兒童約束系統(tǒng)空間容納性能。車輛匹配性能示意如圖2 的（1）～（4）。

圖2 車輛匹配性能示意

當(dāng)前排乘客側(cè)座椅安裝反向兒童約束系統(tǒng)時(shí)，為了避免乘員側(cè)氣囊PAB起爆造成誤傷害情況發(fā)生，車輛需要配備氣囊開關(guān)，開關(guān)布置形式和指示燈要滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求，給人們明顯提示和警示氣囊是否處于關(guān)閉狀態(tài)，否則碰撞時(shí)彈開的安全氣囊對(duì)兒童將是致命的傷害。氣囊警告標(biāo)簽如圖3所示，永久粘貼在車輛遮陽板正反兩面。

圖3 氣囊警告標(biāo)簽要求

集成式兒童約束系統(tǒng)，又稱內(nèi)置式兒童安全座椅。由于與汽車座椅設(shè)計(jì)為一體，并通過三點(diǎn)式成人安全帶將兒童直接固定在車輛座椅上，如圖4沃爾沃XC60后排集成式兒童座椅示意圖。若車內(nèi)有一個(gè)集成式座椅得1 分，如有兩個(gè)及以上再得2 分。集成式兒童安全座椅擁有安裝更加便捷、避免安裝錯(cuò)誤、占據(jù)空間小、固定效果好、適用時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

圖4 集成式兒童約束系統(tǒng)[5]

3.2.2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

兒童保護(hù)設(shè)計(jì)首先要考慮整車星級(jí)定義、兒童保護(hù)得分目標(biāo)和成本預(yù)算分析。經(jīng)Euro NCAP官方網(wǎng)站公布車型成績(jī)及配置統(tǒng)計(jì)，車輛匹配性能一般在7分左右，必然會(huì)有一些必要得分項(xiàng)和舍棄項(xiàng)。像安全帶、i-Size安裝、氣囊開關(guān)及警告標(biāo)簽、空間這些是比較容易實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目，也是保證兒童乘車安全比較關(guān)鍵的因素，一般滿足這些設(shè)計(jì)需求，兒童乘車安全已經(jīng)有了一定安全基礎(chǔ)保障；出于成本控制的考慮，車輛就較少配備集成式兒童座椅，但并不影響兒童出行的基本安全性。

3.3 兒童約束系統(tǒng)安裝評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

3.3.1 評(píng)價(jià)要求

Euro NCAP 選取歐洲市場(chǎng)上常見的、性能較好的兒童約束系統(tǒng)進(jìn)行安裝評(píng)價(jià)，兒童約束系統(tǒng)涵蓋不同類型，不同組別以及不同安裝方式，座椅型號(hào)公布于“Top Pick List”列表，座椅型號(hào)選型每 2 年更新一次。詳細(xì)型號(hào)分類如表6所示，每款兒童約束系統(tǒng)都需要在合適的座位上進(jìn)行安裝評(píng)價(jià)，比如安全帶類型兒童座椅要在除駕駛員的其他全部位置進(jìn)行安裝評(píng)價(jià)，ISOFIX∕i-Size 要在有裝置的座椅位置進(jìn)行安裝評(píng)價(jià)。其中第4項(xiàng)主機(jī)廠必須推薦兩款兒童約束系統(tǒng)，也就是進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的兩款兒童約束系統(tǒng)。

表6 兒童約束系統(tǒng)安裝評(píng)價(jià)內(nèi)容[3]

車載安全帶兒童座椅操作較復(fù)雜，不易安裝，據(jù)統(tǒng)計(jì)，英國(guó)大約有50%以上的安全座椅通過車載三點(diǎn)式固定方式被家長(zhǎng)錯(cuò)誤安裝，而ISOFIX 固定方式兒童座椅操作起來相對(duì)更簡(jiǎn)便、不容易出錯(cuò)，ISOFIX 兒童座椅以兒童體重來進(jìn)行分組選擇。滿足ECE R129的i-Size認(rèn)證兒童座椅必須采取ISOFIX固定方式，很大程度避免了在使用車載安全帶固定時(shí)錯(cuò)誤安裝的情況，而且i-Size 認(rèn)證比ISOFIX 認(rèn)證增加了側(cè)撞測(cè)試，安全保護(hù)更全面；i-Size兒童座椅以身高為選擇標(biāo)準(zhǔn)，消費(fèi)者在選擇座椅時(shí)比體重分組更加精準(zhǔn)（圖5）。

圖5 兒童座椅安裝類型

3.3.2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

在兒童約束系統(tǒng)整個(gè)安裝過程中，需要進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，考察不同類型兒童約束系安裝過程中是否具有良好的通過性、便利性以及穩(wěn)定性；同時(shí)還要評(píng)價(jià)是否有足夠的空間放置對(duì)應(yīng)年齡組兒童假人，不與車內(nèi)內(nèi)飾和其它部件發(fā)生干涉。有些兒童約束系統(tǒng)可以安裝在相應(yīng)的車輛上，但是安裝過程比較費(fèi)力，也是不滿足評(píng)價(jià)要求。這就需要精準(zhǔn)設(shè)計(jì)座椅造型、安全帶布置位置和安裝接口。整個(gè)評(píng)價(jià)由兒童保護(hù)專家來操作，但他們要站在普通消費(fèi)者的角度去考量，最終的目標(biāo)是所有的兒童約束系統(tǒng)都可以很方便且不費(fèi)力地安裝在車輛上。

4 兒童保護(hù)未來測(cè)評(píng)展望

由于家長(zhǎng)疏忽等原因?qū)和蛘邒雰哼z留在車中，導(dǎo)致兒童或者嬰兒中暑、窒息死亡的問題，類似悲劇在全球均有發(fā)生，若能夠及時(shí)提醒人們發(fā)現(xiàn)兒童狀況可挽救更多的生命。安全技術(shù)的發(fā)展源于解決實(shí)際問題，歐洲Eruo NCAP技術(shù)委員會(huì)將在2023年～2025年增加兒童車內(nèi)遺忘監(jiān)測(cè)（Child Presence Detection，CPD）。車內(nèi)的CPD系統(tǒng)可用來監(jiān)測(cè)遺忘在車內(nèi)的兒童狀態(tài)，并提醒車輛用戶或第三方服務(wù)部門。從2023年起，歐洲NCAP將獎(jiǎng)勵(lì)提供此類標(biāo)準(zhǔn)解決方案的車輛。2023年起，車輛配備CPD系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多場(chǎng)景監(jiān)測(cè)兒童狀態(tài)，并即時(shí)提示、警報(bào)或干預(yù)功能，最高可獲得4分。

對(duì)比車輛匹配性能評(píng)價(jià)內(nèi)容，較大變更刪掉了集成式兒童約束系統(tǒng)3 分，i-Size 評(píng)價(jià)少了1 分，即從3分降至2分，而CPD測(cè)評(píng)定義為4分，所以車輛匹配性能評(píng)價(jià)總體仍為13分，如表7所示。這一項(xiàng)變化體現(xiàn)了兒童保護(hù)測(cè)評(píng)更多的趨勢(shì)都將圍繞車內(nèi)的“人”展開，更加貼近實(shí)際生活場(chǎng)景。

表7 車輛匹配評(píng)估內(nèi)容對(duì)比 分

監(jiān)測(cè)功能的難度在于如何實(shí)現(xiàn)提高識(shí)別精度，車載設(shè)備需要能夠測(cè)量?jī)和鞣N生物信號(hào)，包括如呼吸、心率、體溫等具體的健康指征。為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)兒童監(jiān)測(cè)功能，車內(nèi)常采用多傳感器融合技術(shù)，比如傳感器、攝像頭、超聲波、毫米波雷達(dá)等加以綜合，多傳感器融合具有容錯(cuò)性、互補(bǔ)性和實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)。

5 總結(jié)

兒童保護(hù)評(píng)價(jià)能夠積極促進(jìn)整車企業(yè)完善研發(fā)體系，提升兒童乘車安全性。本文以Euro NCAP 兒童保護(hù)評(píng)價(jià)規(guī)程為基礎(chǔ)深入解讀，整車兒童保護(hù)開發(fā)需同時(shí)兼顧靜態(tài)評(píng)價(jià)性能與碰撞動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。研究歐洲兒童保護(hù)評(píng)價(jià)方法可為其他測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)提供參考依據(jù)，但仍需充分考慮其國(guó)家及所在地區(qū)自身的市場(chǎng)特點(diǎn)和技術(shù)水平，這樣既符合其汽車技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，也能夠循序漸進(jìn)的提高兒童乘車安全。兒童保護(hù)測(cè)評(píng)未來的發(fā)展更加趨于生活場(chǎng)景化，整車企業(yè)應(yīng)加大研發(fā)力度，關(guān)注生活中常見的乘車安全隱患，為兒童乘車提供更加全面的安全守護(hù)。