论文部分内容阅读
不知不觉C-NCAP已经走过了一年多时间，测试了30余款车型，为普及公众安全意识及提高我国的汽车安全水平做出了巨大的贡献。但是，很多人对C-NCAP的了解还只停留在“几颗星”上，很少有人能说明白这些星星是怎么测出来的。为此，本刊策划了这个专题，结合测试车型的成绩详细解读C-NCAP评价规程。
如果把C-NCAP比喻成一场汽车安全性的考试，那么头部指标就相当于这张考卷中最前面的选择题和判断题—比较容易得分的项目，如果连这项测试都不能取得好成绩的话，那么整场考试的结果也就可想而知了。
大部分已测试车型得高分
头部指标是C-NCAP这张考卷中分值比例最大的一个项目，正碰、侧碰和40%偏置碰撞的三项加起来总分数为13分(40%偏置碰撞试验头颈得分算在一起)，如果C-NCAP是一张满分为100分的考卷，那么头部指标就占了大约25分。
从已经公布结果的31款车型的得分情况来看，有23款车型在三项测试中头部指标都获得了满分，占所有车型的74%。这也显示测试车型在该项得分比较理想。分析31款车型的成绩，我们还发现4星级以上车型在此项没有失分的；而有失分的8款车型均为3星或2星，并且总成绩排名最后的6款车型在此项指标上全部都有失分，这也充分说明：如果车型在此项有失分的话，那总成绩就肯定会很差。
从头部具体失分情况来看，有6款车型在100%正面碰撞试验中失分，占所有车型的19%，是三个试验中失分比例最大的；40%偏置碰撞有奇瑞A520、奇瑞QQ6和长丰猎豹三款车型失分，占总测试车型的10%；侧面碰撞则只有南京菲亚特派朗和雪佛兰乐驰两款车型，占总测试车型比例的6%。
通过上面的介绍，相信大家对C-NCAP测试车型的头部得分情况有了一个大概的了解，那么C-NCAP测试中，这项成绩究竟是怎么得来的呢？
C-NCAP头部测试指标解读
和其它试验项目一样，C-NCAP的头部测试指标不是凭空制定的，其依据是人体生物力学中伤害机理方面的研究。经过大量的人类尸体试验和动物模型试验，目前的理论普遍认为，接触式直接撞击引起的线性加速度和非接触式惯性载荷引起的角加速度是导致颅脑伤害的主要因素。
角加速度对头部的伤害相对较小，也没有一套成熟的理论来评价，因此目前头部评价指标主要依据的是线性加速度伤害。美国韦恩州立大学在大量尸体实验和志愿者实验的基础上，发现发生头骨线性骨折的80%为中等程度的脑振荡，所以将头盖骨骨折作为头部损伤的判断标准，并以此为基础提出了著名的耐受性曲线—WSTC曲线。后几经修改，最终形成了HIC指标值，成为世界上公认比较科学的指标，也是当前绝大多数国家汽车安全法规的评价指标。
C-NCAP的正面100%碰撞和正面40%偏置碰撞采用的都是前排HybridⅢ 50百分位男性假人和后排HybridⅢ 5百分位女性假人，侧面碰撞采用Euro SID II 型假人。其头部测试值主要包括Ax、Ay、Az，既头部在三个方向上的加速度，根据这三个值就可以计算出头部HIC值。C-NCAP目前采用的是HIC36，既用于计算HIC的时间间隔限制为36ms。
目前，世界上大多数国家将HIC=1000作为头部冲击伤害的安全界限。据测定当HIC值为1000时，发生恶性头骨骨折的概率约为33%，我国的国家标准GB/T11551-1989《汽车乘员碰撞保护》也将此值作为防止乘员受伤的标准要求。
对于C-NCAP评价，各部位的得分是按滑尺比例尺来计算的。即设定两个界限值，一个是高性能界限，伤害指标高于它时可得满分；另一个是低性能界限，伤害指标低于它时均为零分；伤害指标位于这两个界限之内时按线性插值得出相应的分数。高低性能界限值是根据人体生物力学按人体遭受三级伤残伤害的概率来得到的，高性能界限对应遭受三级伤残概率低于5%，低性能界限对应遭受三级伤残概率高于20%。C-NCAP中的HIC高性能界限为650，低性能界限为1000。既若HIC≤650，该项得分为满分，头部遭受三级伤害概率小于5%；若HIC≥1000，该项得分为零分，表示头部受到三级伤害概率大于20%。
HIC作为一个重要的头部评价指标，可以很好地说明碰撞对人体头部的伤害。但是，头部的伤害机理非常复杂，单用一个HIC指标来评价头部的受伤程度并不科学。有些车型虽然HIC值很低，但是局部时间段的加速度值却很高，这样也会对脑部造成严重伤害，因此C-NCAP还采用了另一个指标—3ms合成加速度值，它主要表示的是头部在3ms时间内的加速度值累积，相比HIC，由于它取的时间间隔较短，因此能更好地表示出发生碰撞时的峰值加速度，用多少个重力加速度g表示。按照C-NCAP的评分标准，其高性能界限为72g，低性能界限为88g。
C-NCAP正是通过测量假人的这两个指标来分别计算得分，取得分最低的作为评价成绩。以正面100%重叠刚性壁障碰撞试验为例，低性能限值和高性能限值分别对应0分和5分。处于两者之间的测量值则采用线性插值的方法得出相应分数，该分数采用四舍五入的方法保留到小数点后两位。正面40%重叠可变形壁障碰撞项目和可变形移动壁障侧面碰撞的计算方法与其完全一样，只是总分值为4分。
为了更好地反映出实际车祸时车辆对驾驶员头部的保护情况，C-NCAP在头部指标计算方面还设置了扣分项。即对于驾驶员侧假人，若转向管柱向上位移量过大，则其头部得分应被修正，修正值为0～-1。在计算该罚分时，若该位移量不超过72mm不罚分；若该位移量达到或超过88mm，则罚1分；对于中间值，采用线性插值的方法得出相应分数。
其它NCAP机构的头部测试指标
C-NCAP评价规程是在参考国外NCAP先进经验的基础上制定的，因此无论在测试指标还是计算方法上，都与国外NCAP有很多类似之处。
以欧洲NCAP为例，其头部得分也是主要依据HIC和3ms合成加速度两个指标，并制定高、低两个限值，超过或低于限值的为满分或0分，位于限值之间的采用线性插值的方法得出相应分数。欧洲HIC的最高限值和最低限值分别为650、1000，3ms合成加速度最高限值和最低限值为72g和88g，这和C-NCAP也完全一样。
和C-NCAP不同的是，欧洲NCAP专门增加了一个得满分的条件，既如果没有硬接触，则得满分。硬接触指导致头部加速度的峰值超过80g，或有其他证据证明有硬接触。此外，由于转向盘安全气囊对于保护驾驶员头部作用明显，并成为大多数车型的标准配置。因此欧洲NCAP规定，没有转向盘安全气囊的车型在正面40%重叠可变形壁障碰撞项目中头部最高得分为2分(总分4分)。
如何才能获得高分
在详细了解C-NCAP的头部评价标准后，我们还想探讨一下，怎样才能在C-NCAP中取得好成绩，既测试车型应如何提高头部保护能力。
从C-NCAP 31款车型的测试结果来看，是否有正面安全气囊特别是驾驶员位转向盘安全气囊，对头部的得分情况影响明显，在配置了正面安全气囊的车型中，大部分车型都能在正面100%重叠刚性壁障碰撞和正面40%重叠可变形壁障碰撞2个项目的头部指标方面取得满分。而没有配置正面安全气囊的车型，则几乎都有失分。
试验证明，配有正面安全气囊的车型，其HIC值一般表现都比较好。而如果没有正面安全气囊，则其HIC值会高很多。以奇瑞QQ6为例，由于该车没有配置正面安全气囊，所以乘员侧头部受到了一定的伤害，造成了头部不小的失分。如果将正面安全气囊作为标配，得分将会产生飞跃。市场上，QQ6仅部分高配车型装有正面安全气囊。
当然，这也并不意味着只要增加正面安全气囊，头部指标就能得高分甚至满分，还要考虑气囊与车型本身的匹配情况，需要作大量的气囊匹配试验。如果气囊与车型之间匹配的不好，其仍然会得低分。
汽车本身的结构设计也是影响头部得分的关键。C-NCAP测试中对转向管柱的偏移量提出了要求，因此测试车型在汽车结构设计尤其是转向柱设计方面也应多下功夫，否则就会被扣分。以吉利自由舰为例，试验数据显示，正面100%重叠刚性壁障碰撞试验中前排假人头部各项指标较好，HIC值（头部伤害指数）和3ms合成加速度值都较小，但转向管柱的向上变形量偏大，所以造成了驾驶员位置假人头部部位的失分，最终取得满分5分中的4.04分。
专家释疑
问：从C-NCAP的评分标准来看，头部指标占的分值比重很大，请问在制定C-NCAP评价标准时是出于哪种考虑的？
刘：在实际交通事故中，脑部受伤是导致死亡的主要致命伤害因素之一，其他部位受伤可能只是伤残。从降低交通事故死亡率的角度讲，应该督促汽车厂家提高车辆的头部保护水平。而且，头部指标是国家强制性标准要求的项目，为了和国家标准的精神一致，我们也赋予了头部指标较大的分值比重。
问：通过对比31款车的测试成绩我们发现，正面100%重叠刚性壁障碰撞试验中，头部有失分的车型较多，而正面40%重叠可变形壁障碰撞虽然速度较高，有失分的车型反而较少，请问这是为什么？
刘：正面100%重叠刚性壁障碰撞试验虽然比正面40%重叠可变形壁障试验速度低，但是其对试验车辆的冲击力反而更大，正面40%重叠碰撞试验是车辆与可变形壁障发生碰撞，碰撞的过程中，可变形壁障也能吸收一部分动能，因此分担到车身的能量就会小一些。而100%重叠正面碰撞则是车与刚性壁障发生碰撞，碰撞过程中的能量完全由车辆本身吸收，因此其冲击力要大很多。
此外，正面40%重叠碰撞试验时，汽车的中心并不是完全对准壁障，因此在碰撞的过程中汽车本身会有一定角度的转动，这样一部分能量会在转动的过程中被吸收掉，假人受到的冲击也会降低一些。
总之，正面100%碰撞试验虽然速度低，但是车辆吸收的冲击力反而很大，对车辆本身也提出了更高的要求。
问：C-NCAP正面40%重叠可变形壁障碰撞试验的速度为56km/h，而欧洲NCAP这项试验的速度是64km/h，请问这个速度差对头部的成绩影响大吗？即如果在C-NCAP碰撞中，头部能得满分，在欧洲NCAP能否也能获得满分。
刘：正如上面所说，C-NCAP的碰撞速度虽然略低，但是由于增加了正面100%重叠碰撞试验，因此其要求不但没有降低，反而更高了，两者相比应该说是各有千秋、各有所长。影响头部成绩的主要因素是汽车的设计和安全配置，较小的速度差别对其影响不是很明显。
问：分析试验结果，我们发现只要前排配有安全气囊，其头部保护成绩一般都比较理想，但长丰猎豹虽然配备了前排安全气囊，却在正面100%重叠刚性壁障碰撞试验中得到了0分，原因是什么，厂家应该在哪些方面改进？
刘：试验结果显示，长丰猎豹的头部HIC指标表现还是比较好的，但是其头部3ms合成加速度指标很差，低于低性能界限值88g，因此获得了0分。从具体原因分析，碰撞过程中，长丰猎豹的转向柱向上的位移量过大，导致头部在与气囊的碰撞过程中，产生了很高的加速度峰值，实际发生车祸时，可能会对驾驶员的头部造成很严重的伤害。厂家应该改进该车型的设计，想办法降低转向柱向上的位移量，相信会对提高头部得分有很好的帮助。
问：我们发现大多数车型在侧面可移动壁障碰撞试验头部指标都获得了满分，而C-NCAP对配有主要起保护头部作用的侧面气帘的车型还提供了1分的加分，这是不是有些不合理。
刘：C-NCAP的可移动壁障碰撞试验使用一个模拟车辆前端的试验台车以一定速度碰撞试验车辆的侧面，这时只要驾驶员位假人头部不撞到B柱，一般就不会发生硬接触，其伤害值很小，而如果头部撞到了B柱，则伤害值则肯定会很高。
实际车祸中，还有一种类型的车祸比例很高，那就是车辆以一定速度撞到树或电线杆上，这时驾驶员的头部会撞到车外的硬物上，造成很大伤害，而如果配有侧面安全气帘，就能很好的保护头部。C-NCAP目前还没有模拟这种车祸类型的试验，因此专门增加了这样一个加分项，不过车型要同时配备侧安全气囊和侧安全气帘才能获得加分。
如果把C-NCAP比喻成一场汽车安全性的考试，那么头部指标就相当于这张考卷中最前面的选择题和判断题—比较容易得分的项目，如果连这项测试都不能取得好成绩的话，那么整场考试的结果也就可想而知了。
大部分已测试车型得高分
头部指标是C-NCAP这张考卷中分值比例最大的一个项目，正碰、侧碰和40%偏置碰撞的三项加起来总分数为13分(40%偏置碰撞试验头颈得分算在一起)，如果C-NCAP是一张满分为100分的考卷，那么头部指标就占了大约25分。
从已经公布结果的31款车型的得分情况来看，有23款车型在三项测试中头部指标都获得了满分，占所有车型的74%。这也显示测试车型在该项得分比较理想。分析31款车型的成绩，我们还发现4星级以上车型在此项没有失分的；而有失分的8款车型均为3星或2星，并且总成绩排名最后的6款车型在此项指标上全部都有失分，这也充分说明：如果车型在此项有失分的话，那总成绩就肯定会很差。
从头部具体失分情况来看，有6款车型在100%正面碰撞试验中失分，占所有车型的19%，是三个试验中失分比例最大的；40%偏置碰撞有奇瑞A520、奇瑞QQ6和长丰猎豹三款车型失分，占总测试车型的10%；侧面碰撞则只有南京菲亚特派朗和雪佛兰乐驰两款车型，占总测试车型比例的6%。
通过上面的介绍，相信大家对C-NCAP测试车型的头部得分情况有了一个大概的了解，那么C-NCAP测试中，这项成绩究竟是怎么得来的呢？
C-NCAP头部测试指标解读
和其它试验项目一样，C-NCAP的头部测试指标不是凭空制定的，其依据是人体生物力学中伤害机理方面的研究。经过大量的人类尸体试验和动物模型试验，目前的理论普遍认为，接触式直接撞击引起的线性加速度和非接触式惯性载荷引起的角加速度是导致颅脑伤害的主要因素。
角加速度对头部的伤害相对较小，也没有一套成熟的理论来评价，因此目前头部评价指标主要依据的是线性加速度伤害。美国韦恩州立大学在大量尸体实验和志愿者实验的基础上，发现发生头骨线性骨折的80%为中等程度的脑振荡，所以将头盖骨骨折作为头部损伤的判断标准，并以此为基础提出了著名的耐受性曲线—WSTC曲线。后几经修改，最终形成了HIC指标值，成为世界上公认比较科学的指标，也是当前绝大多数国家汽车安全法规的评价指标。
C-NCAP的正面100%碰撞和正面40%偏置碰撞采用的都是前排HybridⅢ 50百分位男性假人和后排HybridⅢ 5百分位女性假人，侧面碰撞采用Euro SID II 型假人。其头部测试值主要包括Ax、Ay、Az，既头部在三个方向上的加速度，根据这三个值就可以计算出头部HIC值。C-NCAP目前采用的是HIC36，既用于计算HIC的时间间隔限制为36ms。
目前，世界上大多数国家将HIC=1000作为头部冲击伤害的安全界限。据测定当HIC值为1000时，发生恶性头骨骨折的概率约为33%，我国的国家标准GB/T11551-1989《汽车乘员碰撞保护》也将此值作为防止乘员受伤的标准要求。
对于C-NCAP评价，各部位的得分是按滑尺比例尺来计算的。即设定两个界限值，一个是高性能界限，伤害指标高于它时可得满分；另一个是低性能界限，伤害指标低于它时均为零分；伤害指标位于这两个界限之内时按线性插值得出相应的分数。高低性能界限值是根据人体生物力学按人体遭受三级伤残伤害的概率来得到的，高性能界限对应遭受三级伤残概率低于5%，低性能界限对应遭受三级伤残概率高于20%。C-NCAP中的HIC高性能界限为650，低性能界限为1000。既若HIC≤650，该项得分为满分，头部遭受三级伤害概率小于5%；若HIC≥1000，该项得分为零分，表示头部受到三级伤害概率大于20%。
HIC作为一个重要的头部评价指标，可以很好地说明碰撞对人体头部的伤害。但是，头部的伤害机理非常复杂，单用一个HIC指标来评价头部的受伤程度并不科学。有些车型虽然HIC值很低，但是局部时间段的加速度值却很高，这样也会对脑部造成严重伤害，因此C-NCAP还采用了另一个指标—3ms合成加速度值，它主要表示的是头部在3ms时间内的加速度值累积，相比HIC，由于它取的时间间隔较短，因此能更好地表示出发生碰撞时的峰值加速度，用多少个重力加速度g表示。按照C-NCAP的评分标准，其高性能界限为72g，低性能界限为88g。
C-NCAP正是通过测量假人的这两个指标来分别计算得分，取得分最低的作为评价成绩。以正面100%重叠刚性壁障碰撞试验为例，低性能限值和高性能限值分别对应0分和5分。处于两者之间的测量值则采用线性插值的方法得出相应分数，该分数采用四舍五入的方法保留到小数点后两位。正面40%重叠可变形壁障碰撞项目和可变形移动壁障侧面碰撞的计算方法与其完全一样，只是总分值为4分。
为了更好地反映出实际车祸时车辆对驾驶员头部的保护情况，C-NCAP在头部指标计算方面还设置了扣分项。即对于驾驶员侧假人，若转向管柱向上位移量过大，则其头部得分应被修正，修正值为0～-1。在计算该罚分时，若该位移量不超过72mm不罚分；若该位移量达到或超过88mm，则罚1分；对于中间值，采用线性插值的方法得出相应分数。
其它NCAP机构的头部测试指标
C-NCAP评价规程是在参考国外NCAP先进经验的基础上制定的，因此无论在测试指标还是计算方法上，都与国外NCAP有很多类似之处。
以欧洲NCAP为例，其头部得分也是主要依据HIC和3ms合成加速度两个指标，并制定高、低两个限值，超过或低于限值的为满分或0分，位于限值之间的采用线性插值的方法得出相应分数。欧洲HIC的最高限值和最低限值分别为650、1000，3ms合成加速度最高限值和最低限值为72g和88g，这和C-NCAP也完全一样。
和C-NCAP不同的是，欧洲NCAP专门增加了一个得满分的条件，既如果没有硬接触，则得满分。硬接触指导致头部加速度的峰值超过80g，或有其他证据证明有硬接触。此外，由于转向盘安全气囊对于保护驾驶员头部作用明显，并成为大多数车型的标准配置。因此欧洲NCAP规定，没有转向盘安全气囊的车型在正面40%重叠可变形壁障碰撞项目中头部最高得分为2分(总分4分)。
如何才能获得高分
在详细了解C-NCAP的头部评价标准后，我们还想探讨一下，怎样才能在C-NCAP中取得好成绩，既测试车型应如何提高头部保护能力。
从C-NCAP 31款车型的测试结果来看，是否有正面安全气囊特别是驾驶员位转向盘安全气囊，对头部的得分情况影响明显，在配置了正面安全气囊的车型中，大部分车型都能在正面100%重叠刚性壁障碰撞和正面40%重叠可变形壁障碰撞2个项目的头部指标方面取得满分。而没有配置正面安全气囊的车型，则几乎都有失分。
试验证明，配有正面安全气囊的车型，其HIC值一般表现都比较好。而如果没有正面安全气囊，则其HIC值会高很多。以奇瑞QQ6为例，由于该车没有配置正面安全气囊，所以乘员侧头部受到了一定的伤害，造成了头部不小的失分。如果将正面安全气囊作为标配，得分将会产生飞跃。市场上，QQ6仅部分高配车型装有正面安全气囊。
当然，这也并不意味着只要增加正面安全气囊，头部指标就能得高分甚至满分，还要考虑气囊与车型本身的匹配情况，需要作大量的气囊匹配试验。如果气囊与车型之间匹配的不好，其仍然会得低分。
汽车本身的结构设计也是影响头部得分的关键。C-NCAP测试中对转向管柱的偏移量提出了要求，因此测试车型在汽车结构设计尤其是转向柱设计方面也应多下功夫，否则就会被扣分。以吉利自由舰为例，试验数据显示，正面100%重叠刚性壁障碰撞试验中前排假人头部各项指标较好，HIC值（头部伤害指数）和3ms合成加速度值都较小，但转向管柱的向上变形量偏大，所以造成了驾驶员位置假人头部部位的失分，最终取得满分5分中的4.04分。
专家释疑
问：从C-NCAP的评分标准来看，头部指标占的分值比重很大，请问在制定C-NCAP评价标准时是出于哪种考虑的？
刘：在实际交通事故中，脑部受伤是导致死亡的主要致命伤害因素之一，其他部位受伤可能只是伤残。从降低交通事故死亡率的角度讲，应该督促汽车厂家提高车辆的头部保护水平。而且，头部指标是国家强制性标准要求的项目，为了和国家标准的精神一致，我们也赋予了头部指标较大的分值比重。
问：通过对比31款车的测试成绩我们发现，正面100%重叠刚性壁障碰撞试验中，头部有失分的车型较多，而正面40%重叠可变形壁障碰撞虽然速度较高，有失分的车型反而较少，请问这是为什么？
刘：正面100%重叠刚性壁障碰撞试验虽然比正面40%重叠可变形壁障试验速度低，但是其对试验车辆的冲击力反而更大，正面40%重叠碰撞试验是车辆与可变形壁障发生碰撞，碰撞的过程中，可变形壁障也能吸收一部分动能，因此分担到车身的能量就会小一些。而100%重叠正面碰撞则是车与刚性壁障发生碰撞，碰撞过程中的能量完全由车辆本身吸收，因此其冲击力要大很多。
此外，正面40%重叠碰撞试验时，汽车的中心并不是完全对准壁障，因此在碰撞的过程中汽车本身会有一定角度的转动，这样一部分能量会在转动的过程中被吸收掉，假人受到的冲击也会降低一些。
总之，正面100%碰撞试验虽然速度低，但是车辆吸收的冲击力反而很大，对车辆本身也提出了更高的要求。
问：C-NCAP正面40%重叠可变形壁障碰撞试验的速度为56km/h，而欧洲NCAP这项试验的速度是64km/h，请问这个速度差对头部的成绩影响大吗？即如果在C-NCAP碰撞中，头部能得满分，在欧洲NCAP能否也能获得满分。
刘：正如上面所说，C-NCAP的碰撞速度虽然略低，但是由于增加了正面100%重叠碰撞试验，因此其要求不但没有降低，反而更高了，两者相比应该说是各有千秋、各有所长。影响头部成绩的主要因素是汽车的设计和安全配置，较小的速度差别对其影响不是很明显。
问：分析试验结果，我们发现只要前排配有安全气囊，其头部保护成绩一般都比较理想，但长丰猎豹虽然配备了前排安全气囊，却在正面100%重叠刚性壁障碰撞试验中得到了0分，原因是什么，厂家应该在哪些方面改进？
刘：试验结果显示，长丰猎豹的头部HIC指标表现还是比较好的，但是其头部3ms合成加速度指标很差，低于低性能界限值88g，因此获得了0分。从具体原因分析，碰撞过程中，长丰猎豹的转向柱向上的位移量过大，导致头部在与气囊的碰撞过程中，产生了很高的加速度峰值，实际发生车祸时，可能会对驾驶员的头部造成很严重的伤害。厂家应该改进该车型的设计，想办法降低转向柱向上的位移量，相信会对提高头部得分有很好的帮助。
问：我们发现大多数车型在侧面可移动壁障碰撞试验头部指标都获得了满分，而C-NCAP对配有主要起保护头部作用的侧面气帘的车型还提供了1分的加分，这是不是有些不合理。
刘：C-NCAP的可移动壁障碰撞试验使用一个模拟车辆前端的试验台车以一定速度碰撞试验车辆的侧面，这时只要驾驶员位假人头部不撞到B柱，一般就不会发生硬接触，其伤害值很小，而如果头部撞到了B柱，则伤害值则肯定会很高。
实际车祸中，还有一种类型的车祸比例很高，那就是车辆以一定速度撞到树或电线杆上，这时驾驶员的头部会撞到车外的硬物上，造成很大伤害，而如果配有侧面安全气帘，就能很好的保护头部。C-NCAP目前还没有模拟这种车祸类型的试验，因此专门增加了这样一个加分项，不过车型要同时配备侧安全气囊和侧安全气帘才能获得加分。