汽车近光灯照射性能主观评价与客观测量的关联性分析

尹正梅，朱礼铭，米德旺，卢生林

（奇瑞汽车股份有限公司试验和整车工程中心，安徽 芜湖241009）

汽车前照灯是夜间行车照明前方道路的重要灯具，路面照射性能的优劣直接关系到驾驶者行车安全。前照灯包括近光灯和远光灯，近光灯用于近距离照明，主要在城市道路或会车时使用，使用频率比远光灯更高。良好的近光灯应保证一定的照射宽度和照射距离，并避免给对方造成眩光。

汽车近光灯照射性能评测包括主观评价和客观测量两部分。主观评价是灯光专业人员站在用户角度，根据自己对路面照射效果的主观感受，按一定规则进行评分。客观测量是利用相关测试设备对表征近光照射性能的物理参数指标进行测量［1］。客观测量是主观评价的量化，其测量数据的表现直接影响主观评价结果。建立主客观之间的关联关系可以将用户语言转化为工程设计语言，从而指导汽车灯具性能设计开发，对主机厂具有重要意义。本文对10款车型的近光灯照射性能进行主观评分和客观测量，利用MINITAB软件对评测的数据进行逐步回归分析，从而建立主观评价和客观测量指标的数学模型。1汽车近光灯照射性能评测方法

近光灯照射性能评测方法是模拟用户实际使用环境，在夜间无雨雾天气条件下，在户外空旷场地对实车灯光进行静态评测，这种评测方法能够较好地贴合用户，测量结果能够真实反映实物样件状态。

1.1 主观评价方法

主观评价方法是由灯光专业技术人员从驾驶员位置和角度感受近光灯的照射亮度、均匀性、宽度、距离、舒适性、明暗截止线及眩目情况，进行主观综合评分。评分采用十分制，分别对应10个级别的用户满意度等级，见表1［2］。

1.2 客观测量指标

近光灯的照射性能可以由等照度曲线表示，如图1所示。客观测量指标采用5lux、20lux、50lux三个不同照度值的路面照射宽度和照射距离来表征其路照性能，见表2。

表1 主观评价标准

图1 近光灯等照度曲线示意图

2 评测数据收集

本文随机选择了10款车型，在奇瑞试验中心多功能跑道对该10款车型的近光灯照射性能进行了夜间评测。试验前对所有车型按照出厂设置调节近光灯光束高度至初始位置，实验场地为干燥平坦的沥青路面，长250m，宽30m，实验环境照度小于0.3lux，确保测试数据的准确性。主观评分由7名灯光专业人员综合评估讨论给出，客观测量值由试验人员利用手持照度计和皮卷尺测量计算得出，具体数据见表3。

表2 近光灯客观测量指标

表3 近光灯客观测量和主观评价数据

3 关联性分析

回归分析是研究随机变量之间关联关系最常用的一种统计分析方法，它可以确定两种或两种以上变量间相互依赖的定量关系，并用数学模型来表达。回归分析包括多种方法，比如线性回归、逻辑回归、逐步回归等。本文中的客观测量指标为自变量，主观评价为因变量，由于涉及的客观测量指标数量较多，为了减少误差得到更为准确的模型，需要选出对主观评价影响显著的指标，从而建立相应的模型，因此本文主要采用逐步回归分析方法，利用MINITAB软件实现。

逐步回归法的原理是不断考察未被选入回归模型的自变量，选择其中重要的、符合选入条件的增加为回归模型的自变量，同时不断检查已选入回归模型的自变量，将不符合条件的自变量从模型中剔除［3］。

3.1 MINITAB软件建立模型

将表3的数据依次录入MINITAB工作表中，用指令“统计>回归>拟合回归模型”，将“score”（主观评价得分）选入“响应”，A、B、C、D、E、F、G、H 8个因子选入“连续预测变量”，点击“逐步”进行筛选，点击“确定”后在会话窗口得到逐步回归筛选过程（图2）和回归方程（图3）等输出结果。模型的四合一残差如图4所示。

3.2 MINITAB输出结果分析

1）图2的逐步回归筛选结果得到了C、D、H三个显著因子，表明主观评价受5lux在车头前方15~25m、25~35m处的最大照射宽度和50lux在车头前方15~25m处的最大照射宽度影响最为显著。

2）图3输出的回归方程即为主观评价与C、D、H三个客观测量指标的数学模型：

指标C、D、H的T检验p值均小于0.05，表明这3个变量作用显著；系数均大于0，表明呈正相关关系。

3）图3方差分析表中回归方程的F检验p值为0，小于0.05，表明回归方程的性关系显著，经验公式效果较好。

图2 逐步回归筛选过程输出结果

4）模型的残差图可以检验建立的模型拟合度，图4的残差正态概率图中，所有点近似呈一条直线，表明残差服从正态分布；残差与拟合值图中，残差随机分布在0周围；残差与直方图近似正态分布图；残差与顺序图中按照数据收集顺序显示残差，围绕中心线随机分布。残差图的分析表明建立的回归方程拟合度较好。

图3 回归方程输出结果

图4 模型的残差图

4 结论

本文基于10款车型的近光灯照射性能主客观评测数据，利用MINITAB软件进行了逐步回归分析，建立了主观评价与客观测量指标的最优数学模型。分析表明，静态情况下，主观评价受5lux在车头前方15~25m、25~35m处最大纵向宽度及50lux在车头前方15~25m最大纵向宽度影响显著，并呈正相关关系。因此，在进行灯具性能开发时，应重点关注这3个指标，适当提高目标值，给用户提供更好的体验。

由于本文样本数量较少，其余指标和主观评价的相关性表现不够明显，可能会遗漏个别指标。后续将积累更多车型数据，帮助进一步优化模型。