基于NCAP碰撞试验数据的车辆安全比较研究

费孝涛，史品佳，刘琼琼，方江浩

基于NCAP碰撞试验数据的车辆安全比较研究

费孝涛1,2，史品佳1，刘琼琼1，方江浩1

（1.江苏电子信息职业学院智能交通学院，江苏 淮安 223003；2.马来西亚博特拉大学机械与制造工程系，马来西亚 沙登 43400）

车辆碰撞安全对道路交通安全的评价意义重大。为了增加车辆碰撞安全性、减少道路交通安全事故的发生率，文章从NCAP的安全评级标准和碰撞试验内容着手，分析了成人乘员保护、儿童乘员保护、弱势道路群体、安全辅助的安全评级测试要求和内容。对该范式下几款代表车型的新车碰撞试验数据进行了定量可视化分析。根据安全评级优秀的车型配置与碰撞试验安全结果，提出需要加强我国准售车型在主被动安全系统配置方面的立法建议和加快应对未来复杂交通环境的安全研发。

NCAP；车辆安全；碰撞测试

前言

汽车工业的快速发展集中体现着世界工业发展的水平，但全球汽车保有量的增长，也给驾驶员和道路交通参与者在出行上带来了安全隐患。根据世界卫生组织发布的2018年《全球道路安全状况报告》[1]，全球道路交通死亡人数持续上升，每年造成135万人死亡，另外3 000万至5 000万人遭受非致命伤害，仅在2018年的中国，因道路交通事故造成的直接财产损失达14多亿人民币。

这些惊人的数据已完全证实“全球性道路交通安全危机”的形成。为应对这种现状，世界卫生组织在过去十年组织全球专家开展了“十年道路安全行动（2011—2020）”，该行动计划由道路安全管理、更安全的道路与基础设施、更安全的车辆、更安全的交通参与者行为和迅速的事故后响应，共5项基本内容组成[2]。“十年安全行动”在车辆安全方面主要的努力方向是：制定全球统一技术法规；推广NCAP活动；所有新车强制装配最低标准安全装备；推广主动避撞技术；鼓励购买、使用和维护安全的车辆[3]。

然而，在一些国家和地区，还未出台严格的法规要求新售卖的车辆强制配置例如安全气囊、AEB等能够减少车辆交通安全死伤的安全装置。通过NCAP的新车碰撞试验数据并研究其背后的关系，能够给消费者一些参考，也能为汽车设计工程师提供遵循，为政府决策提供参考。

1 NCAP（New Car Assessment Program）

NCAP是将在市场上购买的新车型按照比现有强制性标准更严格和更全面的要求进行碰撞安全性能测试，评价结果按星级划分。NCAP是检验、评价汽车安全性能的重要依据。

图1 世界各国的新车碰撞评价体系成立时间表

1978年美国高速公路安全管理局（NHTSA）提出NCAP评价体系，1994年开始对汽车安全性能进行星级评价，并将评价结果向社会公布。随后，澳洲、日本、欧洲、韩国、中国等国家和地区相继建立各自的NCAP 评价体系，如图1所示。

在目前所有的NCAP评价体系中，Euro NCAP最具影响力和代表性。Euro NCAP 不依附于任何汽车制造企业，其宗旨是检验欧洲市场上销售的汽车在安全性方面的表现，为消费者提供真实可信的参考信息，从而促进汽车制造企业在汽车安全技术上的竞争，对普遍提高汽车安全性能起到重要作用。

1.1 安全评级

安全评级根据由 Euro NCAP 设计并开展的一系列车辆测试来确定。这些测试以简单的方式再现了现实生活中可能导致车内乘员或路人受伤甚至死亡的重要事故场景。主要从成人乘员保护[4]，儿童乘员保护[5]，弱势道路使用者（VRU）保护[6]和安全辅助[7]4个方面进行单独测试。Euro NCAP还按照一定计算方法对4部分的评价结果进行加权计算，根据最终结果进行安全性能星级评价[8]并综合评估。共制定了五个星级评价指标6个等级，不同等级的安全性能如表1所示。

表1 新评价体系中星级代表的安全性能

星级安全性能 五星级安全碰撞保护整体表现优秀，配备了全面而强大的防碰撞技术 四星级安全碰撞保护及全方位性能整体表现良好；可提供额外的防碰撞技术 三星级安全至少中等水平的乘员保护效果，但并非总是配备最新的防碰撞功能 二星级安全基本满意的碰撞保护效果，但缺乏采用防碰撞技术 一星级安全最低限度的碰撞保护，几乎未采用防碰撞技术 零星级安全达到型式认可标准，可以合法销售，但缺乏关键的现代安全技术

1.2 NCAP碰撞试验内容

按照Euro NCAP发展路线图，2020年Euro NCAP评价规则较之前将有较大的变化，主要在乘员保护和主动安全方面都有不小的调整，如丰富了AEB的测试场景，新增了远端乘员保护测试和事故救援考核，而最引人注意的变化是将实施多年的64 km/h正面40%偏置碰撞试验改为了移动可变形壁障偏置碰撞（简称MPDB）。其采用了最新的THOR假人，并增加了车辆兼容性要求。

在试验过程中，壁障小车和试验车辆均以50 km/h的速度做相对运动，并以50%的重叠率发生碰撞，更精准地模拟了发生碰撞时对车辆及乘员开始作用的时刻，提高了约束系统标定参数的精确度。前排假人为新开发的THOR假人，副驾驶为Hybird III假人，后排为两个Q系列的儿童假人，左侧为Q6儿童假人，右侧为Q10儿童假人，主要考察儿童约束系统对儿童的保护情况。

测试评价流程：（1）计算每一个分项得分；（2）计算假人每个身体部位得分，假人每个身体部位的得分取该部位分项得分中的最低分，分别对假人以下四个部位进行评分，头颈部、胸腹部、骨盆、大腿骨和膝盖、小腿和脚部；（3）调整分从身体各部位得分中扣除；（4）计算试验得分：对于假每个身体部位，取驾驶员和乘员得分中的最低分，最高得分为16分。（5）测试过程中如果车门打开，则在整个试验得分基础上，每个打开的车门扣1分；（6）MPDB相容性评价。

2 几款新车型NCAP试验数据分析对比

在碰撞的几款新车中，本文选取Model S，Model X，Honda e，Honda JAZZ，Mazda MX-30，Toyota Yaris and Volk- sw-agen ID.3 共7款车的碰撞数据作为分析样本。表2列出了这7款车的测试数据，包含平均值和最终的评估星级。

表2 不同车型碰撞测试得分及安全星级

成人乘员保护/%儿童乘员保护/%弱势道路群体/%安全辅助/%平均值安全星级 Model S96867494885 Model X98817294865 Honda e76817294714 Honda JAZZ87838076825 Mazda MX-3091876873805 Toyota Yaris86817885835 Volkswagen ID.387897188845 Average89847282

从以上的数据可以分析出：7款车型中，除Honda e获得了四星安全等级外，其余车型均获得了五星安全等级，且获得五星级安全的车型在四项指标中，对成年乘员的保护百分数都在86%以上。

为了更直观地分析数据，我们将统计数据生成雷达图，如图2所示。图中，“弱势道路使用者”安全保护程度普遍较低，平均值为72%；对成年乘员的安全保护程度最高，平均值接近90%。不同车型上，特斯拉电动轿车Model S的综合评分最好，综合数值高达88%；而Honda e综合评分最低，只有71%。七款车的四项指标平均值从高到低依次是：成年乘员保护、儿童乘员保护、安全辅助和弱势道路使用者。

图2 不同车型碰撞安全指数分布雷达图

根据E-NCAP在2020年发布的最新测试规程，选取5款2020年测试的新车数据进行分析比对，包括成人乘员保护上的Frontal Impact（正面冲击）、Lateral Impact（侧面冲击）、Rear Impact（尾部冲击）、Rescue and Extrication（救援救助），儿童乘员保护上的Frontal Impact，Lateral Impact，Safety Features（安全特征），CRS Installation Check（儿童座椅安装核查），弱势道路群体上的Pedesdrain（行人），AEB Pedestrian（自动紧急刹车系统下的行人），AEB Cyclist（自动紧急刹车系统下的骑行者）以及安全救助中的Speed Assistance（车速辅助），Seatbelt Reminder（安全带提醒），Driver Monitoring（驾驶人监控），Lane Support（车道保持），AEB Car-to-Car（车辆间自动紧急制动系统）。

在评分上，成人乘员保护的正面冲击和侧面冲击评价指标的满分均为16分，成人乘员保护的尾部冲击评价指标的满分为4分，救援救助评价指标的满分为2分。儿童乘员保护的正面冲击、侧面冲击、安全特征和儿童安全座椅安装检查4个评价指标的满分分别是16分、8分、13分和12分。弱势道路群体的行人、自动紧急刹车系统下的行人、自动紧急刹车系统下的骑行者3个评价指标的满分分别是36分、9分和9分。安全辅助的车速辅助、安全带提醒、驾驶人监控、车道保持和车辆间自动紧急制动系统5个评价指标的满分分别是3分、2分、1分、4分和6分。经过试验，五款车型在四个方面不同评价指标的得分如表3所列。

表3 不同车型碰撞测试得分明细

评价指标细分指标HondaJAZZMazdaMX-30Toyota YarisVolkswa-Gen ID.3Honda e满分 成人乘员保护正面碰撞13.214.91214.311.316 侧面碰撞14.9161513.212.716 尾部碰撞43.843.71.74 救援救助102212 儿童乘员保护正面碰撞14.516151615.316 侧面碰撞7.88886.28 安全特征7778713 CRS 安装11.811.810121212 弱势道路群体行人28.328.929.926.324.336 AEB下行人73.76.864.89 AEB下骑行人8.14.55.76.54.79 安全辅助车速辅助2.52.52.42.72.53 安全带提醒112222 驾驶员监控011101 车道保持3.533.53.52.54 车辆间AEB5.34.34.863.56

图3 不同车型安全评价得分占比

从表中可以看出，在成人乘员保护上，Mazda MX-30的正面及侧面碰撞保护表现最好，得分占比为93.1%和100%；Toyota Yaris的尾部碰撞保护和救援救助表现最好，均获得满分。在儿童乘员保护上，Mazda MX-30的正面及侧面碰撞保护表现最好，均获得满分；Volkswagen ID.3和Honda e在儿童安全座椅安装检测上获得了满分，而安全特征上，所有受测车型的得分都不高。对数据进行简单处理，5种车型四个评价指标的平均得分占比从高到低依次是儿童乘员保护（85.6%）、成人乘员保护（79.%）、安全辅助（76.7%）和弱势道路群体（68.3%）。可见，车辆制造商对主要车辆使用人的保护仍然特别重视，但在安全辅助和弱势道路群体的保护上还有提升的空间。

3 车辆安全装置建议

车辆主被动安全装置是保障车辆在驾驶和发生安全事故时的重要系统，能够最大限度地降低事故风险和生命财产损失是汽车安全研究领域的永恒课题。目前，我国对许可销售的新车还没有出台强制要求安装安全气囊、ABS系统、AEB系统等法律法规。在新车碰撞试验中能够获得4星安全标准的车型均配置了多安全气囊系统、自动紧急制动系统、车道保持系统等，以保证在车辆紧急情况下的车内驾乘人员的安全。同时，这些先进的新车型还兼顾了车辆行驶中发生事故时对车外弱势道路群体以及其他车辆的保护，这也是未来汽车技术发展的一个方向。随着我国智能网联汽车的研究和应用，未来道路交通状况复杂多变，也为道路安全提出了新的要求，对车辆碰撞安全的研究需要加大力度，开发性能更加优越的主被动安全系统，对新车安全配置的立法也迫在眉睫。

[1] WHO.Global Status Report on Road Safety 2018[EB/OL] (2018- 6-17) https://www.who.int/publications/i/item/9789241565684.

[2] 曹正林.汽车安全法规与评价体系发展趋势[J].汽车文摘,2019 (02),1-7.

[3] 邱少波.汽车碰撞安全工[M].北京:北京理工大学出版社,2016.

[4] Euro NCAP.ASSESSMENT PROTOCOL-ADULT OCCUPANT PROTECTION:Version 9.1.2[S].Leuven BELGIUM:June 2020.

[5] Euro NCAP.ASSESSMENT PROTOCOL-CHILD OCCUPANT PROTECTION:Version 7.3.1[S]. Leuven BELGIUM:July 2020.

[6] Euro NCAP.ASSESSMENT PROTOCOL-VULNERABLE ROADUSER PROTECTION:Version 10.0.3[S].Leuven BELGIUM:June 2020.

[7] Euro NCAP.ASSESSMENT PROTOCOL-SAFETY ASSIST:Version 9.0.3[S].Leuven BELGIUM:June 2020.

[8] Celine Adalian,Alba Fornells,and Nuria Parera.Study of Diffe- rences in Overall Ratings in New Car Assessment Programs[J]. SAE Tech- nical Paper,2017.

Comparative Research on Vehicle Safety Based on NCAP Crash Test Data

FEI Xiaotao1,2, SHI Pinjia1, LIU Qiongqiong1, FANG Jianghao1

( 1.Jiangsu Vocational College of Electronics and Information Technology, School of Intelligent Transportation,Jiangsu Huai’an 223003; 2.Universiti Putra Malaysia, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, Malaysia Serdang 43400 )

Vehicle crach safety is of great significance to the evaluation of road traffic safety. In order to increase the safety of vehicle collisions and reduce the incidence of road traffic safety accidents, this article starts from the NCAP safety rating standards and crash test content, and analyzes the safety rating test requirements and content for adult occupant, child occupant, vulnerable road users, and safety assist. Quantitative and visual analysis of the new car crash test data of several representative models is carried out under this paradigm. Based on the vehicle configuration with excellent safety ratings and the safety results of the crash test, it is necessary to strengthen the legislative proposal for the active and passive safety system configuration of the vehicles for sale in my country and accelerate the safety research and development in response to the complex traffic environment in the future.

NACP; Car safety; Crash test

U461.91

A

1671-7988(2021)24-82-04

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10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.024.018

费孝涛（1988—），男，讲师，博士在读，就职于江苏电子信息职业学院智能交通学院，研究方向：车辆控制智能化与电控系统故障诊断。

江苏电子信息职业学院科研青年基金计划项目，基于评价模型的电动公交车再生制动控制策略研究，项目编号：KA210805。