多工況下營運車輛電子后視鏡裝置（CMS）性能評估與法規(guī)解讀

摘 要：本文全面探討了多工況下營運車輛電子后視鏡裝置（CMS）的性能評估與法規(guī)要求。首先，概述了電子后視鏡的發(fā)展現(xiàn)狀，包括其技術(shù)演進、市場應(yīng)用及國際法規(guī)支持。隨后，詳細解讀了我國《機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求》（GB 15084－2022）標準，明確了CMS在視野覆蓋、圖像質(zhì)量、環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容性、數(shù)據(jù)安全和冗余設(shè)計等方面的具體要求。最后，強調(diào)了法規(guī)與標準的落實，包括CMS的安裝數(shù)量與位置、電磁兼容性測試及定期檢驗與維護的重要性。本文旨在為CMS技術(shù)的進一步發(fā)展和應(yīng)用提供有價值的參考，推動車輛安全技術(shù)的進步。

關(guān)鍵詞：電子后視鏡（CMS） 性能評估 法規(guī)要求

隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，電子后視鏡（Camera-Monitor System， CMS）作為一種先進的車輛安全技術(shù)，正逐步取代傳統(tǒng)物理后視鏡，成為提升行車安全的重要手段。傳統(tǒng)后視鏡在視野盲區(qū)、天氣影響和空氣動力學性能等方面存在局限性，尤其在復(fù)雜多變的多工況環(huán)境中，其局限性更加凸顯。而電子后視鏡通過高清攝像頭和顯示器組合，不僅提供了更廣闊和清晰的視野，還具備抗風阻、減小盲區(qū)和增強夜視能力等顯著優(yōu)點，更能適應(yīng)多種工況的需求。本文旨在深入分析多工況下營運車輛電子后視鏡裝置的性能表現(xiàn)，并結(jié)合國內(nèi)外法規(guī)要求，探討其在實際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)與機遇。

1 電子后視鏡的發(fā)展現(xiàn)狀與法規(guī)要求

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

電子后視鏡作為一種先進的車輛安全技術(shù)，近年來在全球范圍內(nèi)得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用[1]。傳統(tǒng)物理后視鏡在某些方面存在局限性，如視野盲區(qū)、天氣影響和空氣動力學性能較差等問題。電子后視鏡通過攝像頭和顯示器提供更廣闊和清晰的視野，具有抗風阻、減小盲區(qū)和增強夜視能力等優(yōu)點。

我國的電子后視鏡技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈迅速發(fā)展，已經(jīng)在多個車型上實現(xiàn)了應(yīng)用[2]。許多國內(nèi)外知名汽車制造商如奧迪、寶馬、雷克薩斯等都推出了配備電子后視鏡的量產(chǎn)車型。與此同時，國內(nèi)的一些技術(shù)企業(yè)也在積極研發(fā)和推廣CMS技術(shù)，以提升我國在這一領(lǐng)域的技術(shù)水平和市場競爭力。電子后視鏡的發(fā)展可以追溯到20世紀90年代，最初采用了簡單的黑白攝像頭和小型顯示屏，雖然在可視性方面有所改善，但受制于技術(shù)和成本，應(yīng)用范圍有限。進入21世紀后，隨著技術(shù)進步和成本下降，電子后視鏡的應(yīng)用逐漸廣泛，高分辨率彩色攝像頭、大尺寸顯示屏以及高級圖像處理技術(shù)的引入，使其性能大幅提升。近年來，電子后視鏡不僅逐漸成為部分車型的標配，還開始應(yīng)用智能識別、輔助駕駛功能等新技術(shù)。同時，國際標準和法規(guī)的更新也為電子后視鏡的合法應(yīng)用提供了支撐，如2015年發(fā)布的ISO 16505標準和歐標ECE-R46的修訂，使得電子后視鏡在歐美及日本等地合法上路。國內(nèi)也在相關(guān)法規(guī)上進行了修訂，使電子后視鏡在中國市場逐步得到應(yīng)用與推廣。

1.2 法規(guī)要求

為規(guī)范電子后視鏡（CMS）的使用，保證其安全性和可靠性，我國發(fā)布了《機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求》（GB 15084-2022）。該標準詳細規(guī)定了CMS的技術(shù)要求、測試方法和安裝規(guī)范，旨在確保配備CMS的車輛能安全合法上路，適應(yīng)多種工況。具體要求涵蓋以下幾個方面。

1.2.1 視野要求

GB 15084-2022標準明確規(guī)定，CMS必須提供與傳統(tǒng)后視鏡相當甚至更優(yōu)的視野覆蓋范圍，有效減少視野盲區(qū)，提升行車安全性。具體要求包括：

視野覆蓋：CMS系統(tǒng)需覆蓋車輛兩側(cè)和后方的盲區(qū)，使駕駛員能清晰觀察到車輛周圍情況。

多視角切換功能：CMS系統(tǒng)應(yīng)具備多視角切換功能，以滿足不同駕駛環(huán)境和需求。例如，在高速公路上，駕駛員可能需要更廣闊的側(cè)后方視野；而在城市道路上，則更需要提供精確的近距離視野。

1.2.2 圖像質(zhì)量

圖像質(zhì)量是衡量CMS性能的重要指標。GB 15084-2022標準規(guī)定，CMS顯示器必須提供高分辨率、低延遲和高幀率的圖像，確保圖像清晰、流暢。特別是在快速移動或顛簸的多工況下，顯示器應(yīng)能實時呈現(xiàn)攝像頭捕捉的畫面，避免圖像滯后和模糊。此外，顯示器的亮度和對比度應(yīng)能根據(jù)環(huán)境光照條件自動調(diào)節(jié)，確保在強光、夜間和惡劣天氣條件下的可視性。

1.2.3 環(huán)境適應(yīng)性

CMS系統(tǒng)需具備在各種復(fù)雜環(huán)境下的工作能力。標準要求，CMS系統(tǒng)應(yīng)能在高溫、低溫、潮濕、振動等惡劣條件下長期穩(wěn)定運行。攝像頭應(yīng)具備高分辨率、寬動態(tài)范圍和低照度性能，保證在強光、背光和夜間等復(fù)雜光照條件下提供清晰圖像。同時，CMS系統(tǒng)應(yīng)具備良好的抗震和防塵性能，確保在復(fù)雜道路條件下的圖像質(zhì)量不受影響。

1.2.4 電磁兼容性

電磁兼容性是保障CMS系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵因素。GB 15084-2022標準規(guī)定，CMS系統(tǒng)必須通過電磁兼容性測試，確保在各種電磁環(huán)境中穩(wěn)定運行，不干擾車輛其他電子設(shè)備。同時，CMS系統(tǒng)的線束布局應(yīng)合理，避免與其他車輛系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，確保信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

1.2.5 數(shù)據(jù)安全

CMS系統(tǒng)涉及車輛和行車環(huán)境的實時數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)安全性至關(guān)重要。標準要求，CMS系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)加密和防篡改功能，保證圖像數(shù)據(jù)的安全性，防止被惡意篡改或竊取。同時，CMS系統(tǒng)應(yīng)具備故障檢測和報警功能，當攝像頭、顯示器或其他關(guān)鍵部件發(fā)生故障時，系統(tǒng)能及時提醒駕駛員進行檢查和維護。

1.2.6 冗余設(shè)計

為確保CMS系統(tǒng)在關(guān)鍵部件發(fā)生故障時仍能提供基本的視野覆蓋，標準建議進行冗余設(shè)計。例如，配備雙攝像頭或雙顯示器，可以在一個部件故障時提供替代功能，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，適應(yīng)多種工況需求。

2 多工況下營運車輛電子后視鏡裝置的性能評估

2.1 視覺性能評估

2.1.1 亮度調(diào)節(jié)

CMS監(jiān)視器需具備智能亮度調(diào)節(jié)功能，自動適應(yīng)白天至夜間、陰天、強光、雨雪、霧天等多種環(huán)境光照條件。通過環(huán)境光與天氣傳感器數(shù)據(jù)，實時調(diào)整亮度，確保駕駛員在各種光照下視野清晰，提升行車安全。

2.1.2 圖像質(zhì)量

圖像質(zhì)量直接影響駕駛員的判斷與反應(yīng)。CMS應(yīng)能準確復(fù)現(xiàn)攝像頭捕捉的亮度對比度，無論逆光、強光或低光環(huán)境，均保持畫面層次分明，細節(jié)清晰。色彩還原需逼真，幫助駕駛員準確區(qū)分路標、車輛與行人。高銳度圖像則能清晰展現(xiàn)細節(jié)，尤其在高速行駛或夜間行駛時，提升駕駛員的反應(yīng)速度與判斷準確性。同時，需嚴格控制幾何畸變，確保圖像真實準確，避免安全隱患。

2.1.3 延遲與幀率

低延遲與高幀率是保障CMS動態(tài)畫面流暢性與安全性的關(guān)鍵。圖像延遲需控制在極低范圍，確保駕駛員實時感知環(huán)境變化，特別是在高速行駛、緊急制動等動態(tài)工況下。足夠高的幀率（≥30fps）減少運動模糊，清晰展現(xiàn)周圍情況，包括快速移動的物體。智能幀率調(diào)整功能則根據(jù)車速與工況自動優(yōu)化，提升圖像質(zhì)量與系統(tǒng)性能。

2.2 多工況環(huán)境適應(yīng)性評估

夜間與惡劣天氣多工況適應(yīng)性：CMS需具備高靈敏度攝像頭與先進圖像處理算法，夜間低光照環(huán)境下捕捉清晰圖像，避免眩光干擾。雨雪、霧霾天氣下，防水攝像頭與算法處理有效消除雨滴、雪花影響，保持視野清晰。

高動態(tài)范圍（HDR）多工況適應(yīng)性：在復(fù)雜光照條件下，如隧道進出、逆光行駛，HDR技術(shù)捕捉明亮與陰暗區(qū)域細節(jié)，防止過曝或欠曝，確保駕駛員在各種光照下獲得清晰圖像，提升行車安全。

2.3 多工況耐久性評估

CMS系統(tǒng)需具備卓越的多工況適應(yīng)能力，耐極溫、防水防塵、防腐蝕，適應(yīng)高溫、低溫、潮濕、干燥等極端環(huán)境。在復(fù)雜道路條件下，如顛簸路面、崎嶇山路，系統(tǒng)需具備良好抗震與防塵性能，確保劇烈振動下仍能穩(wěn)定工作，圖像質(zhì)量不受影響。這些特性共同為駕駛員在各種惡劣工況下提供清晰、穩(wěn)定的視野支持，確保行車安全。

3 多工況下營運車輛電子后視鏡裝置法規(guī)與標準的落實

CMS的安裝和測試需符合GB 15084-2022標準。根據(jù)《GB 15084-2022》標準，車輛攝像頭監(jiān)視器系統(tǒng)（CMS）在多工況下的安裝與測試需嚴格遵循規(guī)范。該標準確保駕駛員在復(fù)雜駕駛環(huán)境中擁有清晰全面視野，要求車輛至少配備雙攝像頭與雙監(jiān)視器，替代傳統(tǒng)外后視鏡。對于大型貨車和客車，可能需額外增加攝像頭，實現(xiàn)360度視野覆蓋，應(yīng)對城市擁堵、高速公路、山區(qū)彎道等工況。攝像頭應(yīng)安裝于車輛兩側(cè)后視鏡位置或前門窗框外側(cè)，車頭和車尾增設(shè)攝像頭以消除盲區(qū)。監(jiān)視器則安裝在A柱內(nèi)側(cè)或中控臺上方、儀表盤旁，便于駕駛員直接查看，保持警覺，確保行車安全。

GB 15084-2022標準針對多工況條件，對CMS（電子后視鏡）系統(tǒng)的電磁兼容性提出了更高要求，確保其在城市道路擁堵、高速公路高速行駛、特殊工業(yè)環(huán)境等多種工況下穩(wěn)定運行，提供清晰、可靠的視野支持。為實現(xiàn)這一目標，CMS系統(tǒng)必須通過傳導干擾、輻射干擾等多項電磁兼容性測試。同時，為確保CMS系統(tǒng)在多工況下的持續(xù)穩(wěn)定運行，車輛制造商需制定詳盡的維護計劃，包括按月、季度進行定期檢查和維護，以及根據(jù)最新軟件版本進行系統(tǒng)更新。另外，加強技術(shù)人員培訓，使其熟練掌握多工況下的檢驗和維護技能，也是至關(guān)重要的。在安裝要求方面，根據(jù)車輛類別及多工況特點，M1和N1類車輛應(yīng)至少安裝Ⅰ類視野裝置，并可選裝Ⅱ類和Ⅲ類裝置；M2、M3類車輛需在駕駛員側(cè)和乘客側(cè)各安裝一個Ⅱ類視野裝置；N2類車輛則需在側(cè)后方安裝Ⅳ類視野裝置，并根據(jù)需求選裝Ⅴ類和Ⅵ類視野裝置。

3.1 CMS安裝數(shù)量和位置

3.1.1 安裝數(shù)量

根據(jù)新國標GB 15084-2022的規(guī)定，電子后視鏡CMS的安裝數(shù)量需遵循嚴格標準。對于乘用車而言，通常配備有2個外后視鏡CMS，分別位于車輛左右兩側(cè)，以及1個內(nèi)后視鏡CMS（或流媒體后視鏡），位于車輛內(nèi)部前擋風玻璃下方，總數(shù)不超過傳統(tǒng)光學視鏡數(shù)量。而對于商用車，由于其尺寸較大且視野需求復(fù)雜，可能需要更多CMS來覆蓋盲區(qū)，但安裝數(shù)量同樣不會超過傳統(tǒng)光學視鏡。商用車CMS可能包括左側(cè)和右側(cè)的外后視鏡CMS，以及前盲區(qū)CMS、下盲區(qū)CMS等，以保證駕駛員擁有全面清晰的視野。這一規(guī)定可以保障行車安全，減少盲區(qū)，提升駕駛體驗。因而，在安裝CMS時，需嚴格遵守新國標要求，確保數(shù)量與位置均符合要求。

3.1.2 安裝位置

在多工況駕駛環(huán)境中，攝像頭的安裝位置至關(guān)重要。側(cè)面攝像頭通常被巧妙地安置在車輛兩側(cè)的傳統(tǒng)后視鏡位置或前門窗框外側(cè)，旨在全面覆蓋側(cè)后方盲區(qū)，尤其在城市擁堵、高速公路行駛及越野路況下，確保視野無死角。對于大型車輛或視野受限的環(huán)境，如隧道、山區(qū)等，前方攝像頭則安裝在車頭上方，提供廣闊的廣角視野，增強行車安全[3]。而后方攝像頭則穩(wěn)穩(wěn)地固定在車尾中部的高位，無論是倒車入庫還是穿越人流密集區(qū)，都能清晰呈現(xiàn)車尾及周邊情況，有效避免盲區(qū)。至于監(jiān)視器，它們常被放置在A柱內(nèi)側(cè)，便于駕駛員在直行、轉(zhuǎn)彎等多種工況下直接查看，無需轉(zhuǎn)頭；有時也安裝在中控臺上方或儀表盤旁，提供中央視角或符合駕駛員觀察習慣的位置，確保在各種復(fù)雜工況下，駕駛員都能獲得全面、清晰且即時的視野信息。

3.2 電磁兼容性

GB 15084-2022標準對CMS系統(tǒng)的電磁兼容性提出了嚴格要求，系統(tǒng)必須通過全面的電磁兼容性測試，以保障其在多工況下的穩(wěn)定運行。這些測試涵蓋了傳導干擾、輻射干擾、傳導抗擾度和輻射抗擾度等多個維度，旨在確保CMS系統(tǒng)在不同電磁環(huán)境中均能表現(xiàn)出色。無論是在城市道路、高速公路，還是在特殊環(huán)境（如機場、工業(yè)區(qū)）中行駛，CMS系統(tǒng)都不會因電磁干擾而出現(xiàn)性能下降或失效，從而能夠在各種復(fù)雜電磁環(huán)境中提供持續(xù)穩(wěn)定的視野支持。這對于提升車輛行駛安全，保證駕駛員在各種工況下都能獲得可靠的視覺信息，具有至關(guān)重要的意義。

3.3 定期檢驗和維護

為了確保電子后視鏡系統(tǒng)（CMS）在多工況條件下持續(xù)保持最佳工作狀態(tài)，GB 15084-2022標準強調(diào)了對其進行定期檢驗與維護的重要性。檢驗周期需結(jié)合不同工況靈活調(diào)整，包括每月和每季度的全面檢查，旨在確保攝像頭、監(jiān)視器、傳感器及連接部件無損壞、無污垢，且顯示正常，同時測試系統(tǒng)的電磁兼容性和抗干擾能力。維護周期同樣需考慮工況因素，包括每周的清潔、每月的電纜與連接器狀態(tài)檢查及軟件版本更新，以及每季度的系統(tǒng)全面維護，如軟件更新、傳感器校準等，以保障CMS在各種復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。另外，為保證檢驗與維護工作的有效執(zhí)行，需對技術(shù)人員進行系統(tǒng)培訓，涵蓋CMS系統(tǒng)原理、故障識別排除、操作流程等內(nèi)容，并對車輛使用者進行必要指導，提升其對不同工況下CMS的正確使用與維護能力，共同確保行車安全。

4 結(jié)語

本文通過對多工況下營運車輛電子后視鏡（CMS）的性能評估與法規(guī)解讀，揭示了CMS在提升車輛安全性方面的巨大潛力。分析表明，CMS在視野覆蓋、圖像質(zhì)量、環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容性、數(shù)據(jù)安全和冗余設(shè)計等方面均需達到嚴格的標準要求。為確保CMS在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定運行，需進行定期檢驗和維護，并對系統(tǒng)的關(guān)鍵組件和技術(shù)進行優(yōu)化。同時，加強用戶培訓和提升用戶體驗也是推動CMS廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。展望未來，隨著技術(shù)的不斷進步和法規(guī)的逐步完善，CMS有望成為車輛安全技術(shù)的標配，為道路交通安全貢獻更大力量。

參考文獻：

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[3]全國汽車標準化技術(shù)委員會.機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求：GB15084-2022[S].北京：中國標準出版社，2021.