偏置碰撞的测量与判断
正面碰撞的一次试验，会留下许多看起来相似的曲线。车身有加速度，假人头部也有加速度；颈部和腿部记录力，胸部记录位移。这些数据来自同一个碰撞过程，但测量对象、时间含义和判断用途各不相同。理解它们之间的关系，才能读懂最后的结果表。
欢迎收听 SAFEHOMO 通勤播客，法规泛读。本期讨论联合国第九十四号法规中的正面偏置碰撞，技术内容采用零五系列、包含增补一。我们从车辆和乘员在碰撞中的运动，理解试验测量和结果判断。
车辆前端接触壁障后，结构开始变形，车辆速度随时间降低。乘员受到惯性作用，相对乘员舱向前运动。安全带、座椅和气囊在不同位置向身体施加载荷，改变乘员运动；车身局部的侵入，还会改变方向盘、踏板和腿部周围的空间。这是理解试验的工程关系。具体车辆中，各个作用发生在什么时刻、达到什么程度，需要由测量和影像共同确定。
偏置试验先限定了车辆受到的输入。第九十四号法规采用固定支承的可变形壁障，名义速度为每小时五十六公里，允许高一公里，不允许低于名义值。以更高速度进行试验，而且仍然满足要求的结果，也可以接受。初始接触安排在转向柱一侧；可选择左右舵车辆时，采用较不利的一侧。
横向重叠为车宽的百分之四十，定位公差是正负二十毫米。这里的车宽有法规定义，外后视镜等列明突出物不计入。用一个教学算例说明：如果车宽按该定义测得两千毫米，名义重叠就是八百毫米，应用定位公差后为七百八十到八百二十毫米。换一辆宽度不同的车，就重新计算百分之四十，再应用这二十毫米的公差。这个例子只说明几何关系，没有采用实车碰撞数据。
局部接触使前端受到非对称输入。受撞侧的纵向构件、横向连接结构及连接节点怎样传递载荷，会影响乘员舱减速和局部变形。壁障蜂窝也在变形，因此它的材料、尺寸、压溃性能和安装都要受到控制。判断试验输入是否符合要求，需要把这些条件与碰撞速度、车辆状态放在一起。
车辆运动可以从受撞侧 B 柱底部的纵向加速度观察。法规规定了这个测量位置和通道频率等级，将加速度积分，可以得到供附件七比较使用的速度变化曲线。它记录的是车辆结构在该处的运动。假人的响应还受座位位置、安全带几何、气囊作用和接触过程影响，不能只凭一条车身曲线推算所有身体部位的伤害指标。
测量位置之外，还要确认信号如何处理。法规使用通道频率等级来约束测量通道的响应，不同物理量有不同要求。头部加速度、颈部力、颈部弯矩和胸部位移，并不使用同一个等级。采样频率另有规定。记录设备型号和最后数值，无法代替每个通道的方向、量程、校准和处理配置。
假人坐进车辆之前，座椅和测量基准就已经影响结果。法规规定用特定腿段配置的三维 H 点装置确定参考位置，然后设置假人的 H 点及允许偏差。骨盆角、头部姿态、手脚位置和安全带整理，也分别有要求。驾驶员脚部与踏板的接触，会影响下肢在碰撞中的受力；肩带与身体的接触位置和初始松弛，会影响约束开始的过程。初态照片与实际定位值，因而与碰撞曲线属于同一组证据。
读伤害指标时，时间是一个容易被压缩掉的维度。例如，头部性能指标先区分头部是否接触了车辆部件。如果没有接触，该项指标视为满足。发生接触时，按规定的加速度记录计算，并寻找使指标最大的时间区间；这个区间不超过三十六毫秒，计算出的头部性能指标不得超过一千。接触开始时刻能否确定，也会影响搜索区间的选择。因此，一个计算结果应能追溯到接触证据、采用的信号以及计算起止时刻。
头部合成加速度还有另一项判据：超过八十个重力加速度的时间，累计不得超过三毫秒，计算时排除头部回弹。这里说的是累计时间。如果阈值以上有几个分开的短片段，需要按累计规则处理。它与头部性能指标的三十六毫秒计算窗分别服务于自己的评价，不能互相替代。
颈部拉伸、前后剪切和股骨轴向压缩，也需要结合载荷与持续时间，按照各自的力和时间判定曲线评价。只给一个最大力，不能完整说明曲线判据是否满足。颈部还测量弯矩；胫骨则同时涉及轴向压缩力和由弯矩、力共同计算的胫骨指数。胫骨指数经过归一化，没有力的单位。驾驶员与乘员、左侧与右侧、要求区分的上下测量位置，都应保留各自结果。
胸部响应可以进一步说明，算法为何属于结果的一部分。胸部最大压缩量描述胸廓变形的程度，黏性指标还考虑变化速度。两次响应可能具有相同的最大压缩量，却经历不同的变形过程。法规从一次滤波后的胸骨位移，得到归一化压缩程度和位移变化率，在同一个时刻计算两者的乘积，再乘以法规给出的系数一点三。
这意味着，取最大压缩量，再乘上另一个时刻出现的最大压缩速度，不能得到法规规定的黏性指标。需要保留完整时间历程，从逐时刻乘以一点三后的结果中找最大值。胸部压缩量的上限是四十二毫米，黏性指标的上限是一米每秒；两个数值各有对应的测量量和计算方法。
碰撞结束后，还有一组不能从假人伤害曲线得出的结论。方向盘轮毂向上和向后各残留多少位移，要分别测量。车门在试验中不得打开；碰撞后还要检查人员离开车辆的条件。每排至少一扇门应能不用工具打开，用于支撑假人重量的工具除外；没有这样的门时，必要时通过座椅移动系统实现人员撤离。车顶能够容易打开、供乘员离开的敞篷车，有对应例外。还要能释放约束系统，并在不调整座椅的情况下移出假人。需要释放已锁住的约束系统时，释放控制件中心的作用力上限为六十牛顿。这个数值对应约束系统的释放控制件，不能作为开车门的统一力限值。
对于高压车辆，结构变形还可能改变电气连接和防护状态。自动断开功能动作后，原来相连的回路可能分成几个部分，法规要求分别评价这些部分。对碰撞试验中保持通电的适用高压动力回路，可以按无高电压、低电能、物理防护或绝缘电阻的相应条件证明防电击要求。例如，某部分母线有一个以上电位未满足规定的防直接接触保护时，就不能采用绝缘电阻路径。选择的路径、测量两端和当时的连接状态，需要一起记录。
测量时间也随路径区分。采用无高电压路径时，要在碰撞后十秒到六十秒之间测量规定的母线电压。低电能路径也有这个时间窗口：用放电法时，在窗口内闭合预先布置的测量开关，记录电压和电流，将两者的乘积从开关闭合时刻积分到母线电压低于直流六十伏的时刻；用电容计算法时，规定电压的测量也在这个窗口内。绝缘电阻路径则要求相关测量在碰撞后至少十秒进行，条文在这一处没有规定六十秒上限。
这些时间要求说明，只写“碰撞后电安全合格”会丢失重要条件。一个数值应对应具体回路和测量时刻；能量计算还要对应所用方法和电容信息。高压回路的实际接线与测量涉及触电和短路风险，应由具备条件的人员按受控试验程序执行。
储能系统的保留连接、泄漏以及火灾状态，还各有独立要求。其中，电解液泄漏和储能系统火灾、爆炸的检查要覆盖碰撞开始后的六十分钟。车辆已经停下来，仍不表示全部观察期已经结束。燃料系统、储能系统和人员撤离的检查，与假人伤害指标一起，构成这次试验不同方面的技术证据。
因此，阅读一份正面偏置碰撞结果时，可以沿着实际事件理解它：输入条件决定试验怎样开始，坐姿和约束配置确定乘员初态，测量通道保留响应，算法把响应转换成相应指标，碰撞后的检查再确认剩余安全状态。每个结论保留使它成立的对象、条件和时间，才便于判断车辆设计改变以后，哪些证据仍然适用。
本期相关技术图、计算说明和完整参数，可在 SAFEHOMO 萌新学院的第九十四号法规工程文章中查阅。感谢收听，我们下期再见。