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行人保护测试与评价方法解读
2018-03-27 09:48:41· 来源：上汽安全与CAE技术
据世界卫生组织统计，全球每年约有120万人死于交通事故，其中22%是道路上最无保护的行人。为了降低交通事故中车辆对行人造成的伤害，Euro NCAP测试机构于1997年开始对新车进行行人保护测试，通过星级评价的方式推动汽车制造厂商提高车辆的行人保护性能。2003年，欧盟颁布了全球首部汽车行人保护法规，从行政立法的角度强制要求制造厂商将行人保护纳入车辆设计中。
据世界卫生组织统计，全球每年约有120万人死于交通事故，其中22%是道路上最无保护的行人。为了降低交通事故中车辆对行人造成的伤害，Euro NCAP测试机构于1997年开始对新车进行行人保护测试，通过星级评价的方式推动汽车制造厂商提高车辆的行人保护性能。2003年，欧盟颁布了全球首部汽车行人保护法规，从行政立法的角度强制要求制造厂商将行人保护纳入车辆设计中。
目前，世界各国现行的行人保护法规以及NCAP行人保护测试评价程序，都采用了EEVC (European Enhanced Vehicle-Safety Committee) WG10工作组提出的人体模块撞击测试方法，具体包括：
头部冲击模块(分为成人与儿童)与发动机罩和风挡玻璃的撞击
大腿冲击模块与发动机罩前端撞击
小腿冲击模块与前保险杠撞击
头部冲击模块
头部冲击模块有成人和儿童之分，两者结构基本一致，由半球形金属块覆盖橡胶“皮肤”构成，重量分别为4.5kg和3.5kg，直径均为165mm。球心位置安装加速度传感器，传感器输出头部X,Y,Z三个方向的加速度，通过合成加速度可以计算头部撞击时的HIC15伤害值，HIC15计算公式：
式中，a为合成加速度，以g(重力加速度)为单位。
大腿冲击模块
大腿冲击模块中有一个金属管，用来模拟人类的股骨，金属管外面包裹泡沫和橡胶，模拟大腿的肌肉和皮肤。金属管上下端分别通过力传感器与后框架相连，这两个传感器用于测量碰撞过程中的大腿上下端受力(Upper/Lower force)。金属管上还安装有3个应变计用于测量大腿骨弯矩(Upper/Middle/Lower Moment)。
小腿冲击模块
小腿冲击模块由橡胶覆盖材料、柔性股骨、柔性胫骨和膝关节组成，长度为928 mm，质量为13.2 kg。小腿冲击模块上安装有较多的传感器，可以测量3个股骨弯矩(Femur Moment)，4个胫骨弯矩(Tibia Moment)，4个膝部韧带拉伸量(ACL/PCL/MCL/LCL)和1个胫骨上端加速度。
行人保护评价方法
法规评价方法
NCAP评价方法
头部保护评价主要采用网格点法，即在车辆前端的测试区域内均匀布碰撞点，通过碰撞点的总体得分率乘以头部总分计算头部得分。
车辆头碰测试网格点
每个网格点的得分根据HIC来确定，得分等级如下。
大腿和小腿保护评价方法与头部类似，单个碰撞点的得分由伤害指标高低性能限值的线性插值计算得到，其中ACL/PCL为达标项。
结语
行人保护的测试方法还在不断发展，诸如新型小腿冲击模块，行人碰撞假人等新技术正在积极研发，测试方法也更加接近真实行人碰撞事故，将有力地推动汽车安全技术向交通事故零伤亡的愿景迈进。
目前，世界各国现行的行人保护法规以及NCAP行人保护测试评价程序，都采用了EEVC (European Enhanced Vehicle-Safety Committee) WG10工作组提出的人体模块撞击测试方法，具体包括：
头部冲击模块(分为成人与儿童)与发动机罩和风挡玻璃的撞击
大腿冲击模块与发动机罩前端撞击
小腿冲击模块与前保险杠撞击
头部冲击模块
头部冲击模块有成人和儿童之分，两者结构基本一致，由半球形金属块覆盖橡胶“皮肤”构成，重量分别为4.5kg和3.5kg，直径均为165mm。球心位置安装加速度传感器，传感器输出头部X,Y,Z三个方向的加速度，通过合成加速度可以计算头部撞击时的HIC15伤害值，HIC15计算公式：
式中，a为合成加速度，以g(重力加速度)为单位。
大腿冲击模块
大腿冲击模块中有一个金属管，用来模拟人类的股骨，金属管外面包裹泡沫和橡胶，模拟大腿的肌肉和皮肤。金属管上下端分别通过力传感器与后框架相连，这两个传感器用于测量碰撞过程中的大腿上下端受力(Upper/Lower force)。金属管上还安装有3个应变计用于测量大腿骨弯矩(Upper/Middle/Lower Moment)。
小腿冲击模块
小腿冲击模块由橡胶覆盖材料、柔性股骨、柔性胫骨和膝关节组成，长度为928 mm，质量为13.2 kg。小腿冲击模块上安装有较多的传感器，可以测量3个股骨弯矩(Femur Moment)，4个胫骨弯矩(Tibia Moment)，4个膝部韧带拉伸量(ACL/PCL/MCL/LCL)和1个胫骨上端加速度。
行人保护评价方法
法规评价方法
NCAP评价方法
头部保护评价主要采用网格点法，即在车辆前端的测试区域内均匀布碰撞点，通过碰撞点的总体得分率乘以头部总分计算头部得分。
车辆头碰测试网格点
每个网格点的得分根据HIC来确定，得分等级如下。
大腿和小腿保护评价方法与头部类似，单个碰撞点的得分由伤害指标高低性能限值的线性插值计算得到，其中ACL/PCL为达标项。
结语
行人保护的测试方法还在不断发展，诸如新型小腿冲击模块，行人碰撞假人等新技术正在积极研发，测试方法也更加接近真实行人碰撞事故，将有力地推动汽车安全技术向交通事故零伤亡的愿景迈进。
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