電動自行車提示音的車速值的不確定度評定

張彤 劉巧巧 哈麗麗 徐碩

摘要：此文采用國家強制性標準GB17761—2018《電動自行車安全技術規范》規定的測試方法，對電動自行車發出提示音時的車速進行研究。為保證電動自行車行駛安全，該標準要求車速達到15 km/h時發出提示音即為合格。不確定度的研究對檢測臨界數值的判定具有重要意義，對檢測數據的準確性提供科學保證。在試驗過程中，測量不確定度又可為測量A類不確定度和B類不確定度，其中A類不確定度主要是試驗過程中重復性引起的偏差，B類不確定度則主要是由分辨力等測試設備的固有屬性引起的。

關鍵詞：電動自行車；車速提示音；不確定度

0? ? 引言

電動自行車在騎行速度比較快的時候會發出“滴滴滴”的聲音，是電動自行車在提示騎行者此時車已超速。這種“滴滴滴”的聲音是電動自行車廠家在出廠的時候給電動自行車設計的超速提示音。這個聲音一方面是提示騎行者要降低行駛速度，另一方面也是提醒周圍的路人這輛車行駛的速度比較快，一定要注意及時避讓，避免出現交通事故。因此車速提示音具有十分重要的提示作用。依據電動自行車國家強制性標準GB 17761—2018《電動自行車安全技術規范》[1]中的6.1.7 車速提示音條款，電動自行車應當有車速提示音。具體的速度要求為：當電動自行車行駛的車速達到15 km/h時，要持續發出提示音。該項目為電動自行車檢測中常見不合格項目[2]。依據JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》[3]，運用統計學理論[4]評估整個試驗過程的不確定度來源，確定測試結果的置信區間，具有很強的代表性[5-6]。

1? ? 試驗方法

依據國家標準GB 17761—2018，電動自行車發出車速提示音的車速值試驗方法為7.2.7.1條款所述方法。該標準要求將試驗車放置在測試場地上，使驅動輪（一般為后輪）離地，然后接通電動自行車的電路，逐漸提高車速直至車速提示音鳴響，用轉速表記錄下此刻驅動輪的轉速，再按照公式（1）來計算電動自行車鳴響車速提示音時的車速值。試驗時，輪胎應當按標注在外胎上的最大推薦壓力充足氣，駕駛員及其配重的總和為75 kg，車輛要處于整車整備的狀態。驅動輪的周長則需要在配重狀態下沿直線推5圈，用皮尺測量5圈的總長度，再除以5，即得到驅動輪的周長。在本次試驗中，驅動輪轉速測得為202 r/min，驅動輪周長測得為1.14 m，根據公式（1）計算得到發出提示音時車速為13.8 km/h。

發出提示音時，車速計算公式為：

（1）

其中：

v——電動自行車發出提示音時的車速，單位是km/h；

L——驅動輪的周長，單位是m；

n——電動自行車發出提示音時的驅動輪轉速，單位是r/min。

2? ? 測量不確定度的來源

試驗過程中產生不確定度的因素通常包括人員操作的重復性、檢測儀器精度、實驗環境和分析方法。本次不確定度的評定主要考慮A類不確定度（試驗過程中由重復性引起的標準偏差）和B類不確定度（包括由測試設備的分辨力和誤差等引起的不確定度等）。

3? ? 不確定度分量的評定

3.1? ? 驅動輪直徑的不確定度分量

3.1.1? ?皮尺的測量重復性引入的標準不確定度

10次重復測量周長分別為1.10 m、1.16 m、1.12 m、1.14 m、1.15 m、1.16 m、1.16 m、1.14 m、1.11 m、1.13 m。其平均值為1.14 m，標準偏差s=0.018，則：

3.1.2? ? 皮尺的分辨力引入的標準不確定度

試驗所用皮尺的分度值為0.002 m，實際分辨力取分度值的1/2為0.001 m，假定為均勻分布。

3.1.3? ? 皮尺的誤差引入的標準不確定度

根據皮尺的校準證書其誤差為+0.5 mm，假定為均勻分布。

因此，驅動輪直徑的合成標準不確定度為：

驅動輪直徑的相對標準不確定度為：

3.2? ?驅動輪轉速的不確定度分量

3.2.1? ?轉速表的測量重復性引入的標準不確定度

10次重復測量發出提示音的轉速分別為198 r/min、202 r/min、201 r/min、204 r/min、205 r/min、200 r/min、199 r/min、201 r/min、202 r/min、206 r/min。其平均值為202 r/min，標準偏差s=2.33 r/min，則：

3.2.2? ?轉速表的分辨力引入的標準不確定度

轉速表的實際分辨力為0.1 r/min，假定為均勻分布。

3.2.3? ?轉速表的誤差引入的標準不確定度

根據轉速表的校準證書，其誤差為0.18 r/min，示值變動0.3%，為均勻分布。

因此，轉速的合成標準不確定度為：

轉速的相對標準不確定度為：

4? ? 電動自行車發出提示音時的車速的不確定度合成及擴展

對以上各個不確定度的分量進行合成，可以得出相對合成標準不確定度：

按國際慣例，取包含因子k =2，則發出提示音車速的速度擴展不確定度：

U=2%×13.8×2=0.6 km/h

則本次試驗中電動自行車發出車速提示音的車速值為：

v =（13.8 ± 0.6）km/h

參考文獻

[1]中華人民共和國工業和信息化部．電動自行車安全技術規范：GB 17761—2018電動自行車安全技術規范[S]．國家

市場監督管理總局，2018．

[2]曲承瑞．電動自行車檢測常見不合格項目的控制[J]．數碼設計（下），2020，292-293．

[3]國家質量監督檢驗檢疫總局．測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1—2012 [S]．北京：中國計量出版社，2013．

[4]倪育才．實用測量不確定度評定[M]．北京：中國質檢出版社，2016．

[5]謝耀華．電動自行車安全風險分析[J]．電動工具，2020（4）：23-26．

[6]劉琳，吉文博，蘇輝，王震武．電動自行車產品車速提示音檢測現狀和整改技術研究（1）[J]．摩托車技術，2022（6）：39-42．