趙準(zhǔn) 張大壘 柳沛

摘 要：本文介紹了CIE，NTHSA及IIHS三大機(jī)構(gòu)對(duì)汽車(chē)前照燈評(píng)價(jià)體系的研究，指出了現(xiàn)有評(píng)價(jià)體系的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了建立基于性能的汽車(chē)前照燈評(píng)價(jià)體系的展望和建議。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)前照燈；評(píng)價(jià)體系；基于性能

中圖分類(lèi)號(hào)：TM923 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

汽車(chē)燈光是汽車(chē)主動(dòng)安全最基礎(chǔ)和最重要的部分之一，而汽車(chē)前照燈起到照亮前方道路和障礙物的作用，在夜間行車(chē)過(guò)程中與交通安全息息相關(guān)。目前，世界范圍內(nèi)沒(méi)有廣泛使用的統(tǒng)一有效的前照燈性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)燈制造行業(yè)對(duì)前照燈的評(píng)判也只是按照強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)提出了要求，而無(wú)法有效評(píng)判一款前照燈產(chǎn)品的實(shí)際道路性能的優(yōu)劣。因此，這種狀況也削弱了優(yōu)秀企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的積極性，約束了整個(gè)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平。另外，隨著燈光新技術(shù)的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域方面的革新，汽車(chē)前照燈評(píng)價(jià)也迎來(lái)了越來(lái)越多的關(guān)注和發(fā)展。

對(duì)車(chē)輛前照明而言，目前的測(cè)試技術(shù)關(guān)注的更多的是配光暗室屏幕上光型指定點(diǎn)和區(qū)域的光強(qiáng)分布，雖然這些特征點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果在一定程度上體現(xiàn)了前照明燈具的性能，但消費(fèi)者和用戶更關(guān)注的車(chē)輛前照明的實(shí)際使用性能，也即道路照明的實(shí)際效果及眩光的影響并沒(méi)有得到很好的體現(xiàn)。為提升道路交通安全，提高消費(fèi)者的行業(yè)參與度，有必要在現(xiàn)有法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求之上對(duì)前照明燈具的整體性能進(jìn)行全面、系統(tǒng)、客觀的評(píng)價(jià)。

1 前照明評(píng)價(jià)的進(jìn)展

1.1 CIE-188評(píng)價(jià)方法

從2003年開(kāi)始，歐洲新車(chē)評(píng)價(jià)程序（Euro NCAP）開(kāi)始著手建立系統(tǒng)的前照明性能評(píng)價(jià)程序，并最終由國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）分技術(shù)委員會(huì)CIE TC 4-45與國(guó)際汽車(chē)照明和信號(hào)專(zhuān)家組（GTB）開(kāi)展此項(xiàng)研究工作，并與2010年形成最終決議并形成一個(gè)技術(shù)報(bào)告-CIE 188-2010 《機(jī)動(dòng)車(chē)前照明系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)方法》。該評(píng)價(jià)方法主要是基于零部件級(jí)的靜態(tài)試驗(yàn)。對(duì)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室照準(zhǔn)的燈具進(jìn)行空間光分布掃描，并根據(jù)適配車(chē)型的離地高度，左右燈間距及近光燈下傾角等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并得到車(chē)輛的道路照度分布。從而根據(jù)此道路照度分布對(duì)前照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)光和近光前方照射距離、行人探測(cè)距離、車(chē)道照射寬度、彎道照明范圍、交叉路口行人探測(cè)寬度、總的光通量、對(duì)向眩目度等方面分別進(jìn)行了評(píng)價(jià)，建立了標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)程序、評(píng)價(jià)方法，并進(jìn)行了道路試驗(yàn)的驗(yàn)證。

對(duì)近光眩目的具體評(píng)價(jià)方法為在車(chē)輛前方50 m處劃定一個(gè)虛擬的平面區(qū)域作為眩光評(píng)價(jià)范圍，依據(jù)對(duì)向駕駛員眼睛可能出現(xiàn)概率分布將這一區(qū)域劃分為帶有不同權(quán)重因子的40個(gè)細(xì)分區(qū)域，即考慮了動(dòng)態(tài)的實(shí)際使用狀況，最后將計(jì)算出的通過(guò)這些區(qū)域的加權(quán)光通量作為此項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果。值得一提的是，關(guān)于CIE188眩光的評(píng)價(jià)在美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）的J2829文件中也有提及，兩者基本達(dá)成了共識(shí)。

對(duì)遠(yuǎn)光燈的評(píng)價(jià)則是在車(chē)前100 m處劃定一個(gè)虛擬區(qū)域計(jì)算整車(chē)在遠(yuǎn)光功能開(kāi)啟下的綜合照度分布情況。其中點(diǎn)1、2、3、4、5可以視為是對(duì)直路、左右彎道、起伏路等路況的綜合照明考核點(diǎn)。具體測(cè)試方法為沿此5個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)方向的照度折算3 lx等照度點(diǎn)到車(chē)輛前端的距離。

除此之外，掃描的遠(yuǎn)近光屏幕光通量也作為一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，當(dāng)然如果近光作為遠(yuǎn)光的一部分或遠(yuǎn)光點(diǎn)亮?xí)r近光也可以點(diǎn)亮的場(chǎng)合，遠(yuǎn)近光疊加后再進(jìn)行遠(yuǎn)光燈的相關(guān)計(jì)算。

此外該評(píng)價(jià)方法的測(cè)試對(duì)象是車(chē)燈零部件，通過(guò)光學(xué)數(shù)據(jù)的空間轉(zhuǎn)換完成路面照度評(píng)價(jià)，并不能很好的與整車(chē)層面的NCAP評(píng)價(jià)體系相結(jié)合，還有該評(píng)價(jià)方法只是定義了測(cè)試方法和測(cè)試指標(biāo)，并未給出具體的評(píng)分限值和評(píng)分方法，而且對(duì)總光通量而不是有效光通量進(jìn)行評(píng)價(jià)等等也不盡合理，這些都需要進(jìn)一步的研究和發(fā)展。

1.2 NTHSA評(píng)價(jià)方法

美國(guó)高速公路安全管理局（NTHSA）于2015年11月提出了NCAP（新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程）提案，其中加入與安全有關(guān)的3項(xiàng)燈光方面的內(nèi)容，其中涉及到了近光燈的道路照明性能，該評(píng)價(jià)方法是結(jié)合NCAP車(chē)輛碰撞評(píng)價(jià)體系進(jìn)行評(píng)分的，具體簡(jiǎn)介如下：

NTHSA采用的試驗(yàn)是整車(chē)在靜態(tài)的情況下測(cè)量的，具體布置如圖1所示，眩光的測(cè)量在道路左側(cè)4m中心線，前方60m處進(jìn)行，測(cè)量眩光的照度傳感器布置高度為1m?？梢?jiàn)度的測(cè)量在道路左、右、中心線3條縱向線上進(jìn)行，道路左側(cè)4m中心線在45m～65m處每5m布置一個(gè)傳感器，道路中心線55m～95m處每10m布置一個(gè)傳感器，道路右側(cè)4m中心線75m～115m處每10m布置一個(gè)傳感器，測(cè)量可見(jiàn)度的傳感器布置高度為0.2m。如果車(chē)輛前照燈使得全部可見(jiàn)度測(cè)量照度計(jì)的照度都大于3lx，且眩光測(cè)量值小于0.634lx時(shí)，那么在最終的評(píng)分中將獲得滿分。

該評(píng)價(jià)采用測(cè)試車(chē)輛（接受并測(cè)量眩光，ADB車(chē)輛）和誘發(fā)車(chē)輛（產(chǎn)生對(duì)智能車(chē)燈的激發(fā)信號(hào)，簡(jiǎn)稱(chēng)DAS車(chē)輛）及其他參與車(chē)輛模擬多種路況的駕駛場(chǎng)景，包括多車(chē)道路（高速公路）路況，鄉(xiāng)村道路路況和郊區(qū)道路和交叉路口的測(cè)試路況，ADB車(chē)輛上裝備照度傳感器用于接受眩光，在各個(gè)測(cè)試場(chǎng)景中以行駛過(guò)程中的眩光測(cè)試為主，同時(shí)兼顧ADB系統(tǒng)的激發(fā)相應(yīng)響應(yīng)時(shí)間、故障模式識(shí)別等較難在試驗(yàn)室暗室展開(kāi)的評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行了測(cè)試，動(dòng)態(tài)測(cè)試中用到了GPS差分儀同步距離和位置信號(hào)。

總而言之，NTHSA組織的ADB車(chē)輛動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)了許多ADB系統(tǒng)潛在的問(wèn)題，部分測(cè)試場(chǎng)景下產(chǎn)生了比基礎(chǔ)近光模式大很多的眩光，這份報(bào)告為ADB技術(shù)的發(fā)展和完善提供了很好的測(cè)試研究數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)車(chē)輛燈光的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景測(cè)試而言也有著很好的借鑒意義。

1.3 IIHS的評(píng)價(jià)體系

美國(guó)IIHS保險(xiǎn)工業(yè)協(xié)會(huì)于2016年推出了汽車(chē)前照燈評(píng)價(jià)規(guī)程，并已開(kāi)始向社會(huì)定期公布其評(píng)價(jià)結(jié)果。

該評(píng)分方法描述了乘用車(chē)輛前照燈系統(tǒng)道路照明的測(cè)量及評(píng)估程序。該評(píng)估程序基于各種不同道路照明場(chǎng)景下（包括直道，左右150m彎道和左右250m彎道）的照度測(cè)量。評(píng)估前照燈遠(yuǎn)、近光的可見(jiàn)照明范圍，對(duì)具有遠(yuǎn)近光自動(dòng)切換裝置的前照明系統(tǒng)予以額外加分。在近光燈測(cè)量時(shí)，對(duì)于對(duì)向來(lái)車(chē)的眩光測(cè)量參考FMVSS108法規(guī)中定義的閾值。

測(cè)試前待測(cè)車(chē)輛按工廠進(jìn)行照準(zhǔn)可見(jiàn)度和眩光測(cè)量分別在25cm和110cm的理論高度上進(jìn)行。由于隨著車(chē)輛接近測(cè)量位置的車(chē)輛俯仰角的動(dòng)態(tài)變化，將在這些特定高度處產(chǎn)生由光度計(jì)測(cè)量造成的相對(duì)較大的照度變化。為了獲得獨(dú)立于車(chē)輛懸架差異的結(jié)果以及在IIHS測(cè)試軌道和其他設(shè)施上的不同位置能夠進(jìn)行可重復(fù)的測(cè)量，需要對(duì)由于車(chē)輛俯仰引起的影響進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及校正。

1.4 評(píng)分原則

IIHS基于其研究成果對(duì)遠(yuǎn)近光可見(jiàn)度和近光眩光的綜合缺陷得分評(píng)價(jià)體系對(duì)前照燈進(jìn)行得分評(píng)價(jià)，該評(píng)分方法較為復(fù)雜，采用了大量的經(jīng)驗(yàn)公式和曲線， 最終將所有的近光12項(xiàng)評(píng)價(jià)（直道2項(xiàng)，彎道4項(xiàng)及對(duì)應(yīng)的眩光6項(xiàng)）及遠(yuǎn)光的6項(xiàng)（直道2項(xiàng)，彎道4項(xiàng)）缺陷得分求和，則根據(jù)最終得分進(jìn)行評(píng)定，共分為好、可接受的、一般和差4個(gè)級(jí)別。

IIHS從2016年開(kāi)始定期發(fā)布部分車(chē)型的評(píng)分，至今已發(fā)布了兩期結(jié)果，從最新一期的評(píng)分結(jié)果來(lái)看，IIHS公布了中型SUV的前照燈安全評(píng)測(cè)報(bào)告，在這份報(bào)告中，總共37款中型SUV中，只有兩款達(dá)到了“好”的評(píng)級(jí)水平。

從評(píng)價(jià)結(jié)果看，該評(píng)價(jià)方法似乎有些過(guò)于嚴(yán)格了，至少與公眾的普遍認(rèn)知存在差異，參與評(píng)分的都是一些國(guó)際知名廠家的中高端品牌車(chē)型，而只有沃爾沃XC60與現(xiàn)代Santa Fe兩款車(chē)型得到了“好”的評(píng)分等級(jí)，許多知名品牌如林肯、英菲尼迪、福特等多款車(chē)型得分較低。究其原因應(yīng)該有兩點(diǎn)，一是測(cè)試數(shù)據(jù)在路面上動(dòng)態(tài)駕駛車(chē)輛過(guò)程中采集的，雖然經(jīng)過(guò)了一系列的修正處理，但其影響程度到底如何需要評(píng)估，另外就是該評(píng)價(jià)方法采用的一些經(jīng)驗(yàn)公式IIHS并沒(méi)有給出詳細(xì)的解釋。據(jù)悉IIHS已經(jīng)在采取措施對(duì)該評(píng)分方法進(jìn)行一些修訂，以使其評(píng)分系統(tǒng)更加合理。

2 幾種主流評(píng)價(jià)體系的對(duì)比和優(yōu)缺點(diǎn)

綜上所述，歐美各方幾大研究機(jī)構(gòu)都在汽車(chē)燈具評(píng)價(jià)方面提出了不同的研究方法，從表1可以看出三者之間的主要區(qū)別。

總體來(lái)說(shuō)，各方的研究都在進(jìn)行之中，部分評(píng)價(jià)方法已經(jīng)得以實(shí)施（如IIHS，但其社會(huì)反饋效果并不是太好，原因是IIHS作為美國(guó)保險(xiǎn)行業(yè)協(xié)會(huì)，并非聯(lián)邦政府的官方機(jī)構(gòu)，較好的測(cè)試結(jié)果或較松的評(píng)價(jià)方法并不是他們希望看到的，換言之，其評(píng)價(jià)得分有主觀因素在里面）。所有的前照燈評(píng)價(jià)體系還在完善之中，在全球范圍內(nèi)尚未形成一個(gè)通用的、各方都接受的評(píng)價(jià)方案，此外對(duì)車(chē)輛燈光的研究主要都集中在前照明系統(tǒng)上，對(duì)信號(hào)燈乃至車(chē)輛內(nèi)部照明則較少有研究機(jī)構(gòu)投入精力研究，這些方面都需要相關(guān)機(jī)構(gòu)深入開(kāi)展研究。

此外，美國(guó)政府暫不接受ADB技術(shù)的原因還在于ADB技術(shù)本身尚不是十分成熟，如在道路交通復(fù)雜情況下并不能夠很好的使用，另外還有如明暗過(guò)渡過(guò)于明顯，反而不易發(fā)現(xiàn)目標(biāo)和障礙物，這些也正是ADB技術(shù)需要繼續(xù)完善的重點(diǎn)。

3 思考與建議

從以上前照燈評(píng)價(jià)體系的研究和比對(duì)中發(fā)現(xiàn)，前照燈性能的評(píng)價(jià)已經(jīng)從傳統(tǒng)的試驗(yàn)暗室測(cè)試轉(zhuǎn)向了實(shí)際道路場(chǎng)地的測(cè)試，畢竟暗室測(cè)試是針對(duì)車(chē)燈零部件的，指標(biāo)的選取也是出于測(cè)試和認(rèn)證的需要，此外這些指標(biāo)和術(shù)語(yǔ)過(guò)于專(zhuān)業(yè)，不易被消費(fèi)者理解和接受，并且在很大程度上并不能代表真實(shí)的車(chē)輛道路照明情況。而上述介紹的評(píng)價(jià)方法均是基于車(chē)輛的，基于實(shí)際道路照明性能的，不僅不與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)違背，且提供了一種法規(guī)之上的易于消費(fèi)者和實(shí)際用戶接受的解決方案。

實(shí)際上，從2016年開(kāi)始，ECE法規(guī)開(kāi)始醞釀一項(xiàng)重大的改革，以基于性能和技術(shù)中立為原則對(duì)現(xiàn)有燈光標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)進(jìn)行整合和簡(jiǎn)化，預(yù)計(jì)5年之內(nèi)完成。而中國(guó)方面基本與歐洲保持同步，也開(kāi)展了對(duì)現(xiàn)有GB標(biāo)準(zhǔn)的整合和簡(jiǎn)化工作，GB整合簡(jiǎn)化工作將注重中歐的法規(guī)協(xié)調(diào)并兼顧中國(guó)的實(shí)際國(guó)情。一旦基于性能的法規(guī)的方向確立，那么法規(guī)的基本要求就要從道路安全的角度出發(fā)，從車(chē)燈對(duì)道路安全的需要方面明確法規(guī)制訂的方向。且法規(guī)將只作為對(duì)產(chǎn)品基于性能和安全的最基礎(chǔ)的限值要求，那么對(duì)車(chē)輛燈光尤其是前照明燈具的評(píng)價(jià)將作為標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的補(bǔ)充在國(guó)際范圍內(nèi)得到進(jìn)一步的發(fā)展，從而對(duì)燈具和整車(chē)制造商提出更高的要求，進(jìn)而提升燈具制造行業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，改善道路和行車(chē)安全。

上述幾種評(píng)價(jià)方法也與標(biāo)準(zhǔn)整合的趨勢(shì)和節(jié)奏基本保持一致，也必將逐步達(dá)成一個(gè)統(tǒng)一的、可以被廣泛接受的解決方案。

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