罗 远

（深圳市计量质量检测研究院，广东 深圳 518055）

针对俄罗斯市场的车载紧急呼叫系统电声性能测试技术研究

罗 远

（深圳市计量质量检测研究院，广东 深圳 518055）

从车载紧急呼叫系统的发展历史以及未来的发展方向出发，通过分析车载紧急呼叫系统的结构、工作程序和关键技术，对应的阐述了车载紧急呼叫系统各个部分的电声性能测试方法，并针对俄罗斯市场对车载紧急呼叫系统的特殊法规要求，提出了车载紧急呼叫系统电声性能的关键测试技术。国产车企为适应俄罗斯汽车市场而需要对车载紧急呼叫系统测试时，该方法可提供一些技术参考。

车载紧急呼叫系统；电声性能；市场准入；噪声均衡

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.019

CLC NO.:TB54 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-55-03

引言

车载紧急呼叫系统是当车辆出现碰撞事故或驾驶员出现异常情况时，自动或人工紧急呼叫救援中心，并通过全球卫星定位系统，自动提供车辆位置并发送给救援中心，以保证车上人员得到及时救援的系统。

早在1996年，通用汽车公司就建立起了服务自己汽车品牌的车载呼叫系统Onstar，随后投入商用的日产的CARWINGS系统和丰田的G-BOOK系统都有着类似的功能。但这些系统的后台都是各车商自己建立的，面对的都是自有品牌的汽车，不具备相互之间的兼容性；并且救援中心也基于各自品牌建立，不论是通信信号覆盖范围，还是救援中心的布局，都无法在全国范围内满足车辆紧急救援的要求。

为了能够覆盖所有机动车，并提供迅速的，强有力车辆和人员救援，车载紧急呼叫系统服务中心必须基于国家层面建立。俄罗斯建立了第一个基于国家层面的车载紧急呼叫救援系统。根据俄罗斯联邦法规的规定，2015年1月1日以后的新车型进入俄罗斯市场，必须装有车载紧急呼叫系统（Global Navigation Satellite System. Emergency ResponseSystem in case of accidents; ERA-GLONASS）；已在俄罗斯市场销售的车型，2017年1月1日起，也必须配备此系统。欧洲议会也已宣布，2015年至2018年为车载紧急呼叫系统(Emergency Call; eCall）安装过渡期，2018年起，拟强制执行车载紧急呼叫系统的安装[1]。可以看到，车载紧急呼叫系统的强制安装，已经是汽车产业发展的一个趋势；而俄罗斯，是以法律形式强制执行的第一个国家，其法规实施方式以及配套测试技术对今后其他国家和地区具有指导性作用，其核心的电声性能测试技术极具研究价值。

1、紧急呼叫系统的结构

俄罗斯ERA-GLONASS系统的运行基础是全球卫星定位系统以及全球移动通信系统，他的硬件包括装有带CAN的微处理芯片、3G模块、音频编解码和放大模块以及电源管理模块的控制器，麦克风，紧急呼叫系统喇叭，三轴向传感器以及一些外置设施，功能框图见图1[2]。

图1 ERA-GLONASS紧急呼叫系统的功能框图

2、紧急呼叫系统的工作程序

当车辆发生碰撞自动发出紧急呼叫信号，或者驾驶员身体不舒服按下SOS求救信号按钮，在向紧急服务中心发出紧急呼叫的同时，车载EAR-CLONASS紧急呼叫系统自动呼叫112呼救专线。ERA-GLONASS紧急呼叫信号标识用于区别是由于一般的身体不适的呼叫还是碰撞情况下的紧急呼叫。

一旦112呼救电话号码呼叫信息形成，车辆ERAGLONASS紧急呼叫系统将向救援中西发送最简洁的数据信息。此数据信息包含：①事件发生的时间；②车辆的位置（经度、纬度）；③计算出车辆的距离（位置误差＜150 m）；④行驶方向；⑤呼叫信息的类型（呼叫类型：真实呼叫信息或者测试用呼叫信息；出发类型：自动或者手动）；⑥车辆信息[VIN码（Vehicle Identification Number车辆识别码），动力类型，车型]；⑦附加信息（可选）：车辆位置（n-1，n-2），乘员数量[3]。这些信息是通过ERA-GLONASS紧急呼叫模块里的在线调制解调器进行传递的。

当呼叫信息传到紧急呼叫服务中心，车辆ERA-GLONA SS紧急呼叫系统将会开通紧急呼叫服务中心与车里乘员之间的声音互动通道。紧急服务中心分析具体情况，分配相关服务工作（消防员，警察，救援服务等）。在呼叫期间，紧急服务中心可以要求通过在线调制解调器实时更新信息，进行相应的服务安排。呼叫只能通过紧急服务中心给予终止。车载ERA-GLONASS紧急呼叫系统可以在最短1小时（最长12小时）内得到紧急服务中心或者救援服务的应答服务[4]。

通过ERA-GLONASS紧急呼叫系统的工作程序可以发现，系统的人机互动方式是通过语音完成，除系统生成的数据信息外，其他细节的描述与沟通，也需事故车辆与公共服务应答中心之间，通过语音的方式沟通。因此，可以认为系统的音频性能，尤其是在车辆自生噪声干扰条件下的音频性能，是其最关键的部分之一。

3、电声性能测试架构分析

ERA-GLONASS紧急呼叫系统人机语音交流依赖于车载音频免提设备实现，声信号采集通过车载麦克风和前置处理系统，而声信号发射依靠车载音频功率放大器和扬声器系统，所有信号处理通过微处理芯片和车载音频网关实现，见图2。因此，标准音频信号的播放和测试音频信号的采集需模仿车载音频免提设备的实际工况。由于ERA-GLONASS紧急呼叫系统可能在车辆行进中，或嘈杂的交通噪声环境中使用，测试时还需考虑系统使用的声环境模拟。

图2 ERA-GLONASS紧急呼叫系统工作示意图

如图3所示，测试系统可分为两个子系统，分别是电声性能分析系统（图3左侧部分），以及背景噪声模拟和均衡系统（图3右侧部分）。电声性能分析系统由电声分析仪、声学用头肩模拟器[5]、射频通信模拟基站以及电声性能分析软件和数据库组成，是整个测试系统的核心部分。

4、关键测试技术分析

由于IVS的终端类似车内免提通信设备，而传输方式也是经由GSM网络，所以IVS电声性能测试的项目，也参考了ITU-T P.1100-2015 《窄带车内免提设备》和ITU-TP.1110-2015 《宽带车内免提设备》中，电声性能部分的测试方法[6]。

表1 车载紧急呼叫系统电声性能主要测试项目

从测试项目中可以看出，测试过程分为发射链路测试和接收链路测试两部分；在发射链路测试中，标准音频测试信号通过电声分析仪传输给通信模拟基站，再通过通信模拟基站与被测的车载紧急呼叫系统（In-Vehicle Emergency Call System, IVS）之间建立的GSM网络，传输至被测IVS，并通过被测IVS的音频网关解码，并通过车载扬声器播放出来。放置在指定座位上的头肩模拟器（图4），采集IVS播放出的经解调的标准音频测试信号，并传输至电声分析仪，电声分析仪通过性能分析软件分析，并通过标准数据库比对，得到测试结果。

图4 声学用头肩模拟器

在接收链路测试中，电声分析仪将标准测试信号，通过头肩模拟器的仿真嘴播放出来，播放出的声信号通过被测IVS的麦克风采集，并经音频编码后，通过车载通信模块，发射到通信模拟基站，通信模拟基站将接收到的被测信号解调后，传送至电声分析仪，电声分析仪通过性能分析软件分析，并通过标准数据库比对，得到测试结果。

由于IVS可能在车辆行驶过程中使用，因此在测试其电声性能过程中，必须考虑到车辆行驶过程中的路噪和风噪对测试结果的影响。由于在进行IVS电声性能测试过程中，被测车辆需处于静止状态，因此需要背景噪声模拟和均衡系统通过在车内同步播放路噪和风噪，来模拟车辆行驶过程中在车内形成的噪声场。对于新车型，在进行IVS电声性能测试前，需根据俄罗斯法规，使用背景噪声模拟和均衡系统，在标准路面录制行驶速度为60 km/s和130 km/s两种速度下车内的噪声情况。在IVS电声性能测试过程中，背景噪声模拟和均衡系统通过背景噪声同步回放系统与电声性能分析系统同步后，将录制好的车辆行驶噪声，通过布置在车内的5个扬声器播放出来。为保证播放出的噪声的指向性和均衡性，这5个扬声器均与扬声器均衡器相连，这样可以最逼真的复现车内的行驶噪声。

根据以上分析，可以得出测试的最优流程顺序是：

1）录制被测车型在规定速度行驶时的车内背景噪声；

2）在一处安静的环境中，在静止的被测车辆里布置安装IVS测试系统；

3）在安静场中（背景噪声模拟和均衡系统关闭）测试IVS的电声性能相关项目；

4）在噪声场中（背景噪声模拟和均衡系统开启）测试IVS的电声性能相关项目。

5、结束语

虽然我国自主车企在俄罗斯汽车市场已经占有了一定的市场份额，但目前在国内还没有一家第三方实验室能够提供车载紧急呼叫系统电声性能测试的服务，我们的自主品牌为了满足俄罗斯相关法规的要求，需将车载紧急呼叫系统电声性能测试项目送到欧洲的实验室进行，每款车型的测试费用高达数十万元。测试周期也长达数月之久。由此可见，由于国内检测能力的缺失，导致我国自主车企投放在俄罗斯市场的每款车型的研发时间成本和经济成本都增加不少。

随着车载紧急呼叫系统越来越得到更多国家和地区的重视，以及我国汽车产业在国际市场上的竞争力越来越强，笔者建议国内的检测实验室应尽早进行相关测试的研究，为中国汽车产业走向世界服务。而本文分析的一些关键测试技术和测试架构，可为有志开展相关业务的技术机构提供测试流程和测试系统搭建方式的参考。

[1] Alexander Weiss von Trostprugg ,ECall+:a positive business model for Advanced eCall applications, 14th World Congress on Internati-onal Transport Systems[R], January 2007, Beijing, China.

[2] 童圣骁,童国庆,孙泽昌,韩海强,韦兴民,冯擎峰. 俄罗斯市场ERA-GLONASS紧急呼叫系统设计[J]. 汽车电器,2014(2):15-24.

[3] GOST R 55530-2013 Global Navigation Satellite System ROAD ACCIDENT EMERGENCY RESPONSE SYSTEM Functional test methods of in-vehicle emergency call systems and data transfer protocols[S].

[4] GOST R 54620-2011 In-vehicle emergency call system/device. Gen-eral technical requirements[S].

[5] JJF1520-2015 声学用头和躯干模拟器校准规范[S].

[6] GOST R 55531-2013 Test methods for verification of in-vehicle em-ergency call system conformity to quality requirements for loudspea-ker communication in vehicle cabin[S].

Electro-acoustic Performance Testing Technology Research for In-Vehicle Emergency Call System in Russian Market

Luo Yuan
( Shenzhen Academy of Metrology&Quality Inspection, Guangdong Shenzhen 518055 )

From the history of vehicle emergency call system and the future direction of development, after analyzing the structure of vehicle emergency call system, the work program and key technologies, describes the corresponding electroacoustic performance test method for each part of in-vehicle emergency call system, proposed key testing technology of in-vehicle emergency call system for Russian market, and provide some technical reference for domestic vehicle manufacturers to meetrequirements of Russian market.

In-vehicle emergency call system; Electro-acoustic performance; Market Access; Noise equalization

TB54

B

1671-7988(2016)01-55-03

罗远，工程师，硕士研究生，就职于深圳市计量质量检测研究院。主要从事声学振动的计量和检测以及科研管理工作。