典型国家和地区自动驾驶汽车发展概述

2016-08-16 09:59孙巍张捷穆文浩吴云强公安部交通管理科学研究所道路交通安全公安部重点实验室无锡214151中国
汽车与安全 2016年2期
关键词:自动车辆测试

孙巍 张捷 穆文浩 吴云强(公安部交通管理科学研究所,道路交通安全公安部重点实验室,无锡214151,中国)



典型国家和地区自动驾驶汽车发展概述

孙巍 张捷 穆文浩 吴云强
(公安部交通管理科学研究所,道路交通安全公安部重点实验室,无锡214151,中国)

本文介绍了美国、欧盟和我国自动驾驶的现状,重点介绍了法律法规及标准制订、发展路线规划,以及应用测试等情况,并结合我国国情提出了推动和应对自动驾驶技术发展的相关对策建议。

自动驾驶;发展路线规划;对策建议

自动驾驶是指部分驾驶操作(转向、加速、制动等)无需驾驶人干预车辆能自动完成。从宏观上看,自动驾驶有利于提升机动车驾驶模式,提升道路交通安全水平,建立更高效的道路交通体系。从具体发展目标看,美国致力于解决道路交通安全问题,欧洲期望更多地解放驾驶人,我国主要定位为更好地规范交通驾驶行为,保障道路交通安全。近年来,美国、欧盟和我国积极推动自动驾驶的研究和测试应用,制订相关标准和发展规划。

1 美国自动驾驶发展情况

1.1法律法规及标准情况

美国是自动驾驶的积极倡导者和引领者。2013年5 月30日,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)发布指导性文件“对自动驾驶车辆法规的初步意见”[1],将自动驾驶分为5个级别,并对各州自动驾驶立法工作提出建议。目前,美国先后有内华达州、佛罗里达州、密歇根州、加利福尼亚州等4个州通过了自动驾驶车辆的法律。2014年1月16日,美国汽车工程师协会(SAE)、美国电气与电子工程师协会(IEEE)发布SAE J3016标准,将车辆自动化驾驶技术进一步细分为6个级别,详见表1(表1见下页)。2016年2月10日,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)确认自动驾驶汽车内部人工智能系统可以认定为“驾驶员”,是自动驾驶汽车行业的重要里程碑。

1.2发展路线规划

2015年,美国交通运输部发布《智能交通系统战略计划2015-2019》[2],明确了实现车辆网联化、加速汽车智能化两大核心战略,提出了车辆和道路更安全、增强交通移动性、降低环境影响、促进改革创新、支持交通系统信息共享等5项发展目标,确定了网联汽车、自动化、新兴功能、大数据、互用性、加速应用等6个方向。

表1 美国对自动驾驶智能化的等级划分

网联汽车:网联汽车可以增加交通安全性,流动性,提高交通效率,减少不当驾驶行为对交通的影响。美国交通运输部计划在未来几年增加重点试验项目和试点区域,出台更多政策和规定以解决实际测试中遇到的问题。目前网联汽车技术还在发展阶段,对该技术的测试和认证工作也有待进一步研究。

自动驾驶:自动驾驶可减少由司机或其他条件(例如,天气,行人,道路条件)引起的交通事故的数量;降低事故的严重程度;减少危险驾驶行为;方便残疾人和老年人驾驶;提高运输系统的效率。目前,该技术的可靠性和安全性有待评估且缺乏相关的政策标准,导致自动驾驶功能目前不能大范围应用,这两方面研究将是未来工作的重点。

新兴计划:随着交通运输系统的发展,新的技术和概念不断产生,美国交通运输部将持续发掘、跟进和评估这些新兴项目,当这些项目被验证能够有效安全地改善交通运输,美国交通运输部会主动参与合作,积极研究并推动这些项目发展和应用。

大数据:车辆、系统、人员等要素联网程度不断提高,将产生大量的数据,交通运输系统管理机构需要新的技术和方法来搜集、传输、分类、存储、共享、筛选、分析和运用这些数据。美国交通运输部与大数据研究机构已经开始建立合作,对相关技术进行研究,确保安全有效地管理和运用交通大数据。

互用性:美国交通运输部致力于保证交通运输系统中各元素的通用性,确保设备和系统之间能够有效连接。目前,相关的标准和认证体系需与新技术同步发展,确保未来交通运输系统中的车辆、设备、基础设施等元素的一致性和通用性。

加速应用:新技术投入市场前需进行大量测试。在测试时,提高用户对技术的理解认识有助于更好地进行测试,加强测试后的反馈工作可更全面地了解技术的稳定性,测试结果直观地反映技术是否成熟可靠。新技术被验证安全可靠后,将重点推广应用。

1.3测试和应用情况

目前,美国的自动驾驶技术主要处于测试阶段。谷歌、通用、福特等企业积极开展自动驾驶汽车的研究试验。2011年起,谷歌自动驾驶汽车已获得牌照上路,并在加利福利亚、内华达、弗罗里达成功测试,总驾驶里程已经超过了48.3万千米,申请并获得了多项相关专利[3]。

通用、福特等传统车企的研究技术路线是:在传统技术汽车上逐步增加高级辅助驾驶系统,并实现其自动处理项目以提升自动化等级,按需实现自动驾驶操控,目前部分自动驾驶技术已逐步应用于量产车上。目前,在美国1级和2级自动驾驶技术已经得到广泛应用,3级至5级自动化驾驶技术绝大部分现阶段仍处于测试阶段。

2 欧盟自动驾驶发展情况

2.1法律法规及标准情况

欧盟于2014年修改了《维也纳道路交通公约》,以避免原有的“驾驶员必须在任何情况下对车辆实施控制”的规定限制自动驾驶车辆的推广使用。此外,欧盟各国都在推动本国关于自动驾驶法律法规的制修订。2015年2月,英国交通部发布了自动驾驶车辆的发展计划书,自2015年起允许自动驾驶车辆上路测试并计划2017年启动国内立法,力争2018年底完成国际法规的修订。德国汽车工业协会(VDA)2014年以来积极推动修改道路交通法规,允许使用3级自动驾驶系统。瑞典计划将2级自动驾驶技术列入法规,并积极推动允许自动化程度更高的车辆上路行驶。

2.2发展路线规划

欧盟于2015年4月发布《欧洲自动驾驶智能系统技术路线》,提出欧洲发展自动驾驶三步走战略,计划利用15年的时间,实现私家车的完全自动驾驶。主要分为以下三个阶段:

第一阶段为2016至2020年规划。2016-2017年,研发部分自动驾驶系统(2级):辅助停车系统PA、拥堵交通辅助驾驶系统;2017-2018年,研发有条件的自动驾驶系统(3级):拥堵交通自动驾驶系统;2018-2019年,研发有条件的自动驾驶系统(3级):公路有条件自动驾驶系统;2019-2020年,研发高度自动驾驶系统(4级):高度自动化停车系统。

第二阶段为2021 至2025年规划。2021-2023年,研发高度自动驾驶系统(4级):公路高度自动化驾驶系统(包括编队行驶功能);2023-2025年,研发高度自动驾驶系统(4级):城市和郊区高度自动化驾驶系统。

第三阶段为2026至2030年规划。实现私家车的完全自动驾驶。

该技术路线规划涉及车内技术、基础设施、大数据、系统集成与验证、系统设计、标准化、法律框架、宣传措施等8方面的内容,到2020年实现污染物排放降低20%、道路交通伤亡率降低50%;到2030年,污染物排放降低50%、道路交通伤亡率接近零。

2.3测试和应用情况

意大利帕尔马大学Vislab 实验室研制的自动驾驶车辆于2010 年经过意大利、斯洛文尼亚等国家到达中国上海,行程15900千米。2013 年,该实验室研制的自动驾驶车在自动驾驶状态下成功识别交通信号灯、有效避开行人、成功驶过十字路口、环岛等常见的城市危险路况。2013年,英国政府在伦敦北部小城米尔顿·凯恩斯进行自动驾驶汽车实地试验,这些被称为“豆荚”的自动驾驶汽车行驶速度为19km/h。欧洲传统汽车制造企业在自动驾驶技术方面也投入了大量的资金和精力,大多成熟技术已通过大量测试,例如:瑞典沃尔沃公司在哥特堡周边限定区域开展的 “Drive Me”项目,开展高度自动驾驶车辆在公共道路上的测试研究工作[4]。

3 我国自动驾驶发展情况

3.1法律法规及标准情况

我国的自动驾驶技术正处于起步阶段,目前还没有相应的法规和标准,我国汽车工业协会正在推动相关政策标准出台。现阶段,已完成智能网联汽车的定义并对其分级,1级叫驾驶资源辅助阶段DA,第2级是部分自动化阶段PA,第3级是有条件自动化阶段CA,第4阶段是高度自动化阶段HA,最后阶段就是完全的自动化FA。

3.2我国技术路线

根据汽车工业协会的规划,我国将智能网联汽车发展分为以下3个阶段:

第一阶段为起步期(2016-2020年):初步建立智能网联汽车标准法规体系、自主研发体系、生产配套体系,掌握智能驾驶辅助系统关键技术,缩小与发达国家的差距;先进驾驶辅助系统(ADAS)实现较大规模应用,新车装配率超过50%,网联式驾驶辅助系统装配率达到10%,部分自动化车辆开始进入市场,开始中度自动化车辆的路测;汽车交通事故减少30%,交通效率提升10%,油耗与排放分别降低5%。

第二阶段为发展期(2021-2025年):建立较为完善的智能网联汽车标准法规体系、自主研发体系、生产配套体系及产业群,掌握自动驾驶系统关键技术,基本完成汽车产业转型升级,在智能网联汽车领域具备国际竞争力;ADAS产品新车装配率超过80%,其中我国自主ADAS产品市场占有率超过50%,网联式驾驶辅助系统装配率达到30%,部分自动化车辆占新车比例达到25%,中度自动化车辆开始进入市场;汽车交通事故减少60%,交通效率提升30%,油耗与排放分别降低20%。

第三阶段为成熟期(2026-2030年):智能网联汽车标准法规具有较强的国际话语权,自主研发、生产配套体系形成较强国际竞争力,基本进入世界智能网联汽车一流强国行列;ADAS产品新车装配率接近100%,其中我国自主ADAS产品市场占有率超过75%,网联式驾驶辅助系统装配率达到50%,部分自动化车辆占新车比例达到50%,中度自动化以上车辆占新车比例达到10%;汽车交通事故减少80%,交通效率提升40%,油耗与排放分别降低30%。

3.3测试和应用情况

我国自动驾驶汽车研究起步较晚,技术和完善程度不及欧美发达国家。1992年,国防科技大学研制了我国第一辆真正意义上的自动驾驶汽车,该车由一辆中型面包车改装而成,通过车载计算机、检测传感器和液压控制系统,使其既有人工驾驶性能也有自动驾驶性能。2011年,由国防科技大学贺汉根、戴斌的团队研制的红旗HQ3自动驾驶汽车,首次完成了从长沙到武汉286 km的高速全程无人驾驶试验[5]。2012年11月,由军事交通学院徐友春教授的团队研制的自动驾驶汽车,从京津高速台湖收费站开往天津东丽收费站,全程行驶104 km。2015年8月,中国工程院李德毅院士领衔的智能车军地联合课题组发起组织,军事交通学院、宇通等6支车队参加,在32公里的城际快速路上进行了自动驾驶试验[6]。2015年12月,百度在北京进行了自动驾驶汽车道路试验,车辆从北京中关村软件园的百度大厦出发,经过G7高速公路、五环、到达了奥林匹克森林公园。

4 对我国的自动驾驶未来发展的建议

随着自动驾驶在我国的逐步兴起,从行业发展层面看,需要相关部门加强行业发展的顶层设计,积极谋划路线图,加强关键技术攻关。同时,从交通管理层面看,我国公安交通管理部门有必要提前谋划应对由自动驾驶技术带来的一系列新情况、新问题:

第一,界定交通事故中的法律责任。目前,在很多国家和地区,自动驾驶汽车法律责任、监管责任均有所不同。例如,在美国,交通事故的责任可能会从司机转移到生产厂商身上,这一转变需要得到妥善管理。通俗地讲,发生道路交通事故后,自动驾驶汽车的责任追究问题,到底属于汽车生产企业还是车主?

第二,推动辅助驾驶技术在我国大中型客货车上的应用。目前,我国大中型客货车辆安全技术性能差,超速、超载、疲劳驾驶现象较多,安全隐患很大,交管部门有必要积极推广应用辅助驾驶技术,以期从源头上提高行车安全性,减少因车辆问题导致的重特大道路交通事故,并对辅助驾驶技术制订相关标准,为后续自动驾驶技术发展和推广奠定技术基础。

第三,研究制订自动驾驶测试办法。预计未来5-10年我国的将有大量关于自动驾驶的道路测试和研究,但是,专门针对自动驾驶测试车辆、测试线路等方面目前没有任何相关的管理办法和规定。

第四,推动自动驾驶系统的技术标准的研究。基于国家对自动驾驶的战略布局,推动汽车行业等主管部门加强自动驾驶安全行车可靠性、操作稳定性、制动安全性等方面标准的研究,引导自动驾驶行业规范化、统一化发展。

第五,推动自动驾驶测试平台的建设。鉴于我国交通环境的特性,积极推动搭建自动驾驶适用性、可靠性、通信安全性等测试平台,科学、有效地评估自动驾驶新技术,更好地规范实际道路测试工作。

第六,加快自动驾驶汽车监管体系的建立。考虑到未来10年,我国自动驾驶汽车将处于起步阶段和发展阶段,加快建立自动驾驶汽车监管体系,确保自动驾驶汽车和其他道路使用者的安全。

[1] Preliminary Statement of Policy Concerning Automated Vehicles,http://www.nhtsa.gov/staticfiles/rulemaking/pdf/ Automated_Vehicles_Policy.pdf.

[2] USDOT ITS strategicplan(2015-2019),http://www.its.dot. gov/strategicplan/.

[3] 赵盼.城市环境下无人驾驶车辆运动控制方法的研究[D].合肥:中国科学技术大学,2012.

[4] 邱钊鹏.无人驾驶车辆控制方法研究[D].北京:北京工业大学,2009.

[5] 乔维高,徐学进.无人驾驶汽车的发展现状及方向[J].上海:上海汽车,2007(7):40-43.

[6] 端木庆玲,阮界望等.无人驾驶汽车的先进技术与发展[J].农业装备与车辆工程,2014(3):30-33.

Development on typical countries and regions for automatic driving vehicles

SUN Wei ZHANG Jie MU Wenhao WU Yunqiang
(Traffic Management Research Institute of Public Security Ministry,Road Traffic Safety Key Laboratory of Public Security Ministry)

The automatic driving status of USA, EU, and China are introduced in this article. It’s focusing on the formulation of laws, regulations and standards, the development of route planning, and application testing. The suggestions of promoting automatic driving technology according to the situation of our country are proposed.

Automatic driving; development of route planning; suggestions

孙巍(1977年——),男,硕士,副研究员;主要研究方向为车辆安全管理。

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