车辆自动驾驶测试规范研究

2020-12-13刘志华国栋吴峰

电子元器件与信息技术 2020年3期

刘志，华国栋，吴峰

（1.苏交科集团股份有限公司，江苏南京 210017；2.南京栎树交通互联科技有限公司，江苏南京 211100；3.常州工学院，江苏常州 213032）

0 引言

自动驾驶即是在不需要人工干预的条件下，通过计算机控制实现对机动车辆自主安全操作的技术。世界各国高度重视自动驾驶技术的发展，将之作为评价国际竞争力的一项重要指标。2015 年，美国交通运输部发布了《智能交通系统战略计划2015-2019》，计划利用强大信息技术优势，加快推进汽车的智能化和网联化[1]。2016 年，欧洲发布《合作式智能交通系统》战略规划，强调将自主式智能网联汽车技术向车路一体化发展，构建协同式智慧交通体系[2]。我国先后出台《汽车产业中长期发展规划》《智能汽车创新发展战略》等一系列文件，将自动驾驶汽车列为重要的战略产业发展方向。2018 年12 月25 日，我国工业和信息化部发布《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》，提出了加快推进自动驾驶汽车高质量发展的建设目标和保障措施。随着人工智能算法、新能源动力、通信技术的飞速发展，自动驾驶技术成为当今世界汽车产业中最热门的研究领域之一[3]。

在汽车行业中，所有技术要从实验室走向量产，验证环节必不可少，而成熟的测试规范是有效验证的前提。本文研究车辆自动驾驶测试评价体系，介绍基于C-V2X 的测试场景，对于构建完善的智能汽车产业生态体系，增强产业核心竞争力具有重要意义。

1 测试规范发展情况

1.1 国外测试规范的进展

为规范和管理自动驾驶产业，2016 年美国颁布了全球首部该领域的政策文件《联邦自动驾驶汽车政策》，该文件描述了自动驾驶汽车等级定义、自动驾驶汽车性能指南，以及政策目的、国家公路交通安全管理监管方式[4]。2017 年，制定了《自动驾驶法案》，对自动驾驶汽车的生产、测试和发布进行了管理说明。日本、韩国、新加坡等国家都通过颁布相关法规的形式允许自动驾驶技术研发的相关企业在一定条件下进行测试[5]。

与此同时，世界各国大力建设汽车自动驾驶测试基地。2015 年，美国密歇根建成了全球首个自动驾驶汽车测试场M-City，并于同年7 月对外运行。瑞典的AstaZero 始建于 2014 年，是目前欧洲最大的智能网联汽车测试场。日本正在建设300 公里的自动驾驶测试道路。各国的测试基地通过模拟多种道路和场景类型，提供丰富的测试环境。

1.2 我国自动驾驶测试规范进展

2017 年12 月29 日，工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合发布《国家车联网产业标准体系建设指南（智能网联汽车）》。2018 年4 月3 日，工业和信息化部、公安部和交通运输部联合发布《智能网联汽车道路测试管理规范（试行）》，北京、上海、重庆、广州、深圳等城市依据本规范制定了地方管理细则。

江苏省在自动驾驶测试规范方面的工作居于全国前列。2018 年9 月3 日，发布了全国首个省级道路测试管理办法《江苏省智能网联汽车道路测试管理细则（试行）》。2018 年12 月6 日，发布的《江苏省智能网联汽车标准体系建设指南》，成为全国第一个省级智能网联汽车标准体系。2019 年3 月29 日，发布《江苏省智能网联汽车公共测试道路认定要求（试行）》，这是全国首个发布的省级公共测试道路管理规范。2019 年6 月12 日，江苏省工信厅、发改委、交通厅、公安厅、科技厅等八部门联合发布《江苏省推进车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》，指导推进全省自动驾驶汽车产业的创新发展。

目前，国家工业和信息化部、交通运输部、公安部等联合以部、省、市合作的模式，积极共建上海、北京、重庆、无锡、常州、成都、长沙等自动驾驶汽车测试和示范应用基地，提供城市道路、乡村公路、冰雪寒区、山路、高速等丰富的道路测试场景。

通过研究国内外自动驾驶汽车相关的测试规范，发现大多规范是针对ADAS 部件的性能测试，整车道路测试规范体系尚未完全建立[6]，也缺少针对C-V2X（Cellular Vehicle to Everything，蜂窝车用无线通信技术）车路协同的相关测试规范[7-8]。随着高级别自动驾驶汽车的不断发展，还需进一步制定相关的测试规范体系，引导产业健康发展显得尤为重要。

2 基于C-V2X 的测试场景

随着移动通信技术的发展，利用移动网络建立万物互联的智能汽车网络系统，有助于进一步提高自动驾驶的效率和安全性。C-V2X 即是利用车载单元和路侧单元的多种传感设备，实现车辆与周围的车辆、行人、路侧设备等相互连接，从而全面感知环境信息，精确把控周围的交通状况[9]。智能网联汽车以移动通信技术为基础，建立车辆与车辆、行人、基础设备、网络之间的相互连接，构建C-V2X 车联网系统，已经成为自动驾驶的重要实现途径[10]。本节介绍部分基于C-V2X 的测试场景，并探讨相应的测试规范。

（1）道路危险状况提醒。测试路段存在道路施工、大雾、雨雪、滑坡等道路危险状况，当车辆行驶至事件推送范围内路段，C-V2X 网络系统对驾驶员进行预警，提醒驾驶员谨慎驾驶。

（2）集会信息提醒。测试路段模拟展会、集会、表演等场景，当车辆行驶至事件推送范围内路段，C-V2X 网络系统下方路段信息，对驾驶员进行提醒，提醒驾驶员提前变换出行路线或避开拥堵时间。

（3）道路信息实时分析和发布。测试路段模拟交通事故、自然灾害或其他紧急事件，由车辆或路侧设备将道路信息传递给C-V2X 网络系统平台，平台对终端设备上传信息进行采集、融合及分析，提供道路信息的实时分析和发布服务。

（4）事故及二次事故预警。当通行道路发生交通事故时，C-V2X 网络系统通过路侧设备或车辆终端获取这些信息，将事件信息发送至近端及远端特定区域车辆，从而避免事故或二次事故。

（5）车辆异常信息提醒。当C-V2X 网络系统获得路上某车辆异常状况信息时，可综合分析路上车辆行驶状况，向可能被影响的区域和车辆发送预警信息。

（6）红绿灯推送/闯红灯预警。测试场景模拟信号遮蔽或恶劣天气，行驶车辆无法对当前红绿灯或未来一段时间即将产生红灯变化做出正确判断。此时，C-V2X 网络系统可通过红绿灯附近的路侧设备或信号机获得红绿灯信息，并通过周边其它路侧设备周期性广播该路口的道路信息和红绿灯信息到周边车辆，车辆获得该信息后可明确获知路口不同方位红绿灯状态，同时还可以根据自身的位置和地图确定车辆达到路口的时间，实现闯红灯预警及路口车速引导。

（7）限速提醒/超速告警。测试路段设置限速标牌，通过路侧设备下发限速信息。当车辆行驶过程中，超出该路段限定速度，C-V2X 网络系统对驾驶员进行预警，提醒驾驶员减速行驶。

（8）行人盲区预警/电单车出没预警。当车辆行驶至转弯或有遮挡的盲区路段时，路侧设备获取行人或电单车等地理信息，C-V2X 网络系统根据路侧设备上报的信息，对可能造成的碰撞事故进行预警，发送给路侧单元或车辆终端，使驾驶员提前预知弱势交通群体参与者，从而避免事故。

综上可见，基于C-V2X 的自动驾驶网络系统通过建立路侧单元、车辆终端、行人、网络系统平台相互间的信息通路，构建“人-车-路-云”智能感知系统，能够主动感知复杂的交通环境和通信网络环境，并准确及时的做出决策，对于提高自动驾驶车辆出行效率、驾驶安全性和可靠性具有重要意义。