安靜行駛車(chē)輛低速提示音標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)國(guó)際狀況及發(fā)展趨勢(shì)分析

摘 要：純電動(dòng)車(chē)輛及混合動(dòng)力車(chē)輛在低速行駛時(shí)較為安靜，導(dǎo)致其與行人（特別是盲人）發(fā)生交通事故的概率高于一般傳統(tǒng)汽車(chē)。為解決此問(wèn)題，國(guó)際上近年來(lái)的研究一致傾向于在安靜行駛的車(chē)輛上配備一種能夠在低速時(shí)發(fā)出警示音、提示音的系統(tǒng)，來(lái)減小和行人發(fā)生交通事故的概率。文章簡(jiǎn)要介紹了美國(guó)、日本、歐盟、中國(guó)等國(guó)對(duì)于安靜行駛車(chē)輛低速提示音的研究情況及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的發(fā)展歷程，分析了提示音的發(fā)出時(shí)機(jī)、聲音特性、試驗(yàn)方法等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：新能源車(chē)輛；行人安全；標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)

引言

相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛，純電動(dòng)車(chē)輛及混合動(dòng)力車(chē)輛在低速行駛時(shí)較為安靜。研究表明，電動(dòng)車(chē)輛在低速行駛時(shí)，較之內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛，平均車(chē)外噪聲要低10dB左右，這就導(dǎo)致其它道路使用者，如行人、自行車(chē)，特別是盲人和有視覺(jué)障礙的人不容易察覺(jué)純電動(dòng)車(chē)輛及混合動(dòng)力車(chē)輛的接近，導(dǎo)致發(fā)生交通事故。美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）一項(xiàng)針對(duì)8000臺(tái)混合動(dòng)力車(chē)和6萬(wàn)臺(tái)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在低于一定行駛速度的條件下，混合動(dòng)力車(chē)和行人發(fā)生交通事故的幾率要比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)高出50%。針對(duì)安靜行駛車(chē)輛的低速安全性問(wèn)題，美國(guó)、日本、歐盟等國(guó)近些年來(lái)做了大量的研究和討論，一致傾向于在安靜行駛的車(chē)輛上配備一種能夠在低速時(shí)發(fā)出警示、提示音的系統(tǒng)，以減小和行人發(fā)生交通事故的概率。以下對(duì)安靜行駛車(chē)輛低速提示音的國(guó)際技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀進(jìn)行介紹及分析。

1 國(guó)際情況

1.1 技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)

1.1.1 美國(guó)

美國(guó)對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的技術(shù)研究分為了三個(gè)階段：一、提出問(wèn)題、二、分析問(wèn)題、三、解決方案。2009年，NHTSA發(fā)布了第一階段的研究報(bào)告，第一階段主要研究在不同情況下，混合動(dòng)力車(chē)和行人發(fā)生交通事故的概率。NHTSA收集了美國(guó)各個(gè)州的事故數(shù)據(jù)，比較了行人和混合動(dòng)力車(chē)、行人和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)發(fā)生交通事故的概率。這份報(bào)告得出結(jié)論：同等級(jí)車(chē)型，混合動(dòng)力車(chē)和行人發(fā)生事故的概率要大于內(nèi)燃機(jī)車(chē)。2010年，NHTSA發(fā)布了第二階段的報(bào)告，這階段NHTSA主要對(duì)混合動(dòng)力車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的噪聲水平進(jìn)行了測(cè)量和對(duì)比。最后結(jié)論是：在低速行駛時(shí)，混合動(dòng)力車(chē)的平均噪聲水平要低于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。NHTSA的第三階段研究明確了解決電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)低速安全性的方案--加裝提示音系統(tǒng)，并從聲音的技術(shù)特性及測(cè)量方法兩方面進(jìn)行了研究。

2011年1月4日，美國(guó)頒布了《2010行人安全增強(qiáng)法案》（PSEA），該法案要求NHTSA制定一項(xiàng)美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)輛安全標(biāo)準(zhǔn)（FMVSS），該FMVSS應(yīng)對(duì)純電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)裝備低速提示音系統(tǒng)進(jìn)行要求。PSEA中要求NHTSA提出低速提示音的性能要求，以便讓盲人及其它行人可以感知到接近中的電動(dòng)車(chē)或混合動(dòng)力車(chē)。PSEA將這種提示音定義為：一種由車(chē)輛發(fā)出的，可以讓行人辨別車(chē)輛的存在、行駛方向、位置及行駛狀態(tài)的聲音。車(chē)輛提示音應(yīng)不需要司機(jī)或行人去激活，且可以讓行人準(zhǔn)確的感知車(chē)輛的行進(jìn)狀態(tài)，如勻速、加速、減速、后退等。

根據(jù)PSEA的要求，NHTSA在2012年末發(fā)布了關(guān)于混合動(dòng)力車(chē)及電動(dòng)車(chē)最小聲音要求的FMVSS草案。該標(biāo)準(zhǔn)適用于混合動(dòng)力及純電驅(qū)動(dòng)的乘用車(chē)、輕重型貨車(chē)、客車(chē)、低速車(chē)、摩托車(chē)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定純電動(dòng)車(chē)輛及混合動(dòng)力車(chē)輛在使用純電模式驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)發(fā)出聲音信號(hào)，便于行人、特別是盲人及視覺(jué)殘疾者感知車(chē)輛。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了聲音發(fā)出的四種時(shí)機(jī)：車(chē)輛啟動(dòng)但停止時(shí)、倒車(chē)時(shí)、加速及減速時(shí)、勻速行駛時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)提示音的聲音特性和試驗(yàn)方法都作了相應(yīng)規(guī)定。

1.1.2 日本

（1）該聲音應(yīng)為連續(xù)性的聲音，能讓人聯(lián)想到車(chē)輛行駛中的狀態(tài)；（2）不允許使用汽笛聲、鐘聲、鈴聲、音樂(lè)、喇叭聲、動(dòng)物及昆蟲(chóng)叫聲、以及自然的聲音如濤聲、風(fēng)聲、溪流聲等；（3）該聲音的音量及音調(diào)應(yīng)自動(dòng)隨車(chē)速變化而變化，從而讓人容易感知車(chē)輛的動(dòng)作；（4）聲音的音量不應(yīng)該超過(guò)同等級(jí)內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛在20km/h下行駛時(shí)的噪聲等級(jí)。

1.1.3 歐洲

2010年2月，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（UNECE）世界車(chē)輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇（WP29）設(shè)立了名為安靜道路車(chē)輛（QRTV）的非正式工作組，該工作組由美國(guó)任主席，日本任副主席，主要職責(zé)為：研究安靜車(chē)輛提示音技術(shù)的可行性以及全球化協(xié)調(diào)的必要性，并起草車(chē)輛提示音的全球技術(shù)法規(guī)（GTR）。QRTV的研究?jī)?nèi)容包括：研究分析現(xiàn)有技術(shù)成果；研究道路行人的行動(dòng)規(guī)律；基于行人行動(dòng)規(guī)律開(kāi)發(fā)提示音相關(guān)技術(shù)參數(shù)；研究提示音的聲音特性及如何更好向行人傳遞信息；論證提示音系統(tǒng)從技術(shù)性及經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫娴目尚行浴?/p>

1.1.4 其他

美國(guó)機(jī)動(dòng)工程師協(xié)會(huì)發(fā)布的SAE J2889-1 SEP2011《道路車(chē)輛最小噪聲測(cè)量方法》是一個(gè)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了測(cè)量道路車(chē)輛發(fā)出的最小噪聲的試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了試驗(yàn)道路及試驗(yàn)氣象環(huán)境的要求，比如對(duì)環(huán)境背景噪聲水平的要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了室外（噪聲測(cè)試路）和室內(nèi)（帶轉(zhuǎn)鼓的半消聲室）兩種方法的試驗(yàn)規(guī)程。試驗(yàn)方法主要包括聲音采集麥克風(fēng)的位置要求，試驗(yàn)車(chē)輛的準(zhǔn)備（電池的狀態(tài)、輪胎要求、警報(bào)信號(hào)等），試驗(yàn)流程（10km/h、靜止?fàn)顟B(tài)），試驗(yàn)結(jié)果的記錄，試驗(yàn)報(bào)告的要求等。

SAE J2889-1的制定參考了SAE 2805《加速行駛車(chē)輛噪聲測(cè)量方法》，所以其中的一些試驗(yàn)條件如環(huán)境、設(shè)備、設(shè)施的要求是一樣的。該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了對(duì)于車(chē)輛提示音特性的評(píng)估辦法，如聲壓級(jí)、頻率、以及聲壓級(jí)和頻率隨車(chē)速變化的函數(shù)關(guān)系等各種聲學(xué)指標(biāo)。SAE J2889-1 SEP2011 對(duì)于聲音的愉悅感、辨識(shí)性、感知性等音質(zhì)特性等沒(méi)有作要求。

SAE在2012年5月發(fā)布了SAE J2899-1的最新版。在這個(gè)版本中，保留了上一版的所有內(nèi)容，增加了提示音發(fā)生裝置單體的臺(tái)架試驗(yàn)規(guī)程。這個(gè)版本還增加了測(cè)量車(chē)輛剛啟動(dòng)時(shí)聲音的試驗(yàn)規(guī)程。

目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）正在和SAE合作，計(jì)劃推出一個(gè)車(chē)輛最小噪聲測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。其正在起草中的ISO/NP 16254《道路車(chē)輛最小噪聲測(cè)量方法》從技術(shù)內(nèi)容上看，和SAE J2889-1是幾乎完全一致的。

1.2 現(xiàn)有產(chǎn)品

世界各國(guó)的汽車(chē)制造商針對(duì)其純電動(dòng)車(chē)或混合動(dòng)力車(chē)的低速提示音系統(tǒng)進(jìn)行著不同程度的研究與開(kāi)發(fā)，并計(jì)劃在不久的將來(lái)搭載，但現(xiàn)階段配備該系統(tǒng)的車(chē)型并不多。到目前為止，比較成熟的產(chǎn)品是由日產(chǎn)汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)的一套低速提示音系統(tǒng)。日產(chǎn)這套名為“車(chē)輛接近行人提示音（VSP）”的系統(tǒng)搭載在2011款日產(chǎn)純電動(dòng)車(chē)“聆風(fēng)”上，見(jiàn)圖1。此系統(tǒng)主要由一個(gè)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋下方，連接著數(shù)字聲音合成器的揚(yáng)聲器，以及一套聲音控制模塊組成。聲音控制模塊接收三路輸入信號(hào)：車(chē)速、變速器擋位、剎車(chē)。VSP系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)位于儀表板上，可由司機(jī)控制臨時(shí)關(guān)閉提示音系統(tǒng)。車(chē)輛行進(jìn)時(shí)，提示音發(fā)出，在車(chē)速超過(guò)30km/h后消失，在車(chē)速降到25km/h以下時(shí)再次出現(xiàn)，且音量的大小和車(chē)速的高低成正比。在車(chē)輛后退時(shí)，該系統(tǒng)又會(huì)發(fā)出一種跟前進(jìn)時(shí)有明顯差別，且音量更大，感知度更高的提示音。當(dāng)車(chē)輛掛入前進(jìn)擋，但保持靜止時(shí)，前進(jìn)提示音不發(fā)出；掛入倒檔時(shí)，即使車(chē)輛靜止，后退提示音仍會(huì)發(fā)出。提示音由專(zhuān)用揚(yáng)聲器發(fā)出，有很強(qiáng)烈的未來(lái)科技感，用以明確區(qū)分其與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛。

日產(chǎn)汽車(chē)公司宣稱(chēng)他們開(kāi)發(fā)的VSP具有和內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛相同的感知度，且不會(huì)對(duì)車(chē)內(nèi)和車(chē)外造成噪聲污染。VSP開(kāi)發(fā)遵循了三個(gè)要點(diǎn)：一、增加2000Hz到5000Hz的音量，提高正常人對(duì)提示音的感知度，使聲音在遠(yuǎn)處也能聽(tīng)到。二、增加在600Hz到800Hz左右的音量，提高高頻聽(tīng)力喪失嚴(yán)重的老年人對(duì)提示音的感知度。三、減少1000Hz左右的音量，降低環(huán)境噪聲對(duì)提示音的遮蓋作用。最終VSP被設(shè)定為跟日產(chǎn)Versa 1.8L車(chē)型在10km/h行駛時(shí)具有相同的聲壓級(jí)，且在630Hz及2500Hz具有兩個(gè)音量峰值，在1000Hz時(shí)出現(xiàn)低谷，如圖2所示，圖中A、B、C分別對(duì)應(yīng)上述三個(gè)要點(diǎn)。

2 中國(guó)情況

2.1 標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)

我國(guó)的車(chē)輛低速提示音研究工作剛剛起步。標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)方面，GB/T 28382-2012 《純電動(dòng)乘用車(chē)技術(shù)條件》中，對(duì)電動(dòng)車(chē)配備低速提示音系統(tǒng)進(jìn)行了定性要求：“4.4安全條件……車(chē)輛在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮車(chē)輛啟動(dòng)、車(chē)速低于20km/h時(shí)，能夠給車(chē)外人員發(fā)出適當(dāng)?shù)奶崾拘月曧憽薄?013年初，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)下達(dá)任務(wù)給全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，要求啟動(dòng)車(chē)輛低速提示音標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

2.2 現(xiàn)有產(chǎn)品

就目前所知，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)車(chē)輛低速提示音系統(tǒng)的企業(yè)數(shù)目寥寥，其已有產(chǎn)品還不夠成熟、完善。

3 結(jié)束語(yǔ)

國(guó)際上很早就開(kāi)始關(guān)注安靜車(chē)輛低速行駛時(shí)對(duì)于行人的安全性問(wèn)題。安靜行駛車(chē)輛低速提示音的相關(guān)技術(shù)研究和法規(guī)制定，已開(kāi)展多年，其中尤以美國(guó)、日本的研究最為深入，美國(guó)的FMVSS呼之欲出，而日本的成熟產(chǎn)品已經(jīng)投放市場(chǎng)。UNECE WP29下屬的非正式工作組QRTV，也以美國(guó)和日本這兩個(gè)國(guó)家作為主導(dǎo)在開(kāi)展工作，并計(jì)劃于2014年底推出安靜行駛車(chē)輛低速提示音GTR。

在政府的大力推動(dòng)下，中國(guó)的混合動(dòng)力車(chē)及電動(dòng)車(chē)發(fā)展迅速，低速安全性也作為一個(gè)不可回避的問(wèn)題漸漸地浮出水面，而現(xiàn)階段中國(guó)在低速提示音的研究上已經(jīng)相對(duì)落后。GTR的發(fā)布迫在眉睫，中國(guó)作為1998協(xié)定的締約國(guó)，開(kāi)展對(duì)低速提示音技術(shù)的研究，并出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其技術(shù)條件和試驗(yàn)方法，是當(dāng)務(wù)之急。

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