自动驾驶汽车测试评价体系研究

刘延 周金应 徐磊 龙军 程前

摘 要：随着汽车智能化、网联化的进度不断加快，自动驾驶已成为未来汽车行业的重要发展方向。为了应对我国复杂、多岔口的路况特点，提升自动驾驶汽车在道路行驶过程中的安全性，需要对自动驾驶汽车进行长期严格的道路测试。但是，对于自动驾驶汽车的测评来说，现在尚未建立完整成熟的测试评价体系。本文基于现有的自动驾驶汽车测试标准体系进程，从安全性、高效性和舒适性三个方面分析了自动驾驶测试评价面临的问题，并构建了自动驾驶汽车测试评价系统架构。

关键词：自动驾驶汽车;测试评价体系;安全性;高效性;舒适性

中图分类号：U463.4文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）28-0108-03

Research on Automatic Driving Vehicle Testing and Evaluation System

LIU Yan ZHOU Jinying XU Lei LONG Jun CHENG Qian

（China Automotive Engineering Research Institute Co.， Ltd.，Chongqing 401147）

Abstract： With the rapid development of automobile intelligence and network connection， automatic driving has become an important development direction of the future automobile industry. In order to cope with the complex and heavy road conditions in our country and enhance the safety of the automatic driving vehicle during the road running， we need to carry out a long and strict road test for the autopilot. However， for the evaluation of the automatic driving vehicle， there is no complete and mature testing and evaluation system yet. Based on the existing automatic driving vehicle testing standard system process， this paper analyzed the problems faced by the automatic driving test evaluation from three aspects of safety， efficiency and comfort， and constructed the evaluation framework of the automatic driving vehicle test system.

Keywords： self driving vehicle;testing and evaluation system;safety;efficiency;comfort

自动驾驶汽车是一种依靠智能计算机系统独立完成驾驶任务的移动机器，其可以替代人类驾驶员进行人员和货物的运输工作。由于自动驾驶具有诸多优势，因此成为未来汽车行业的发展趋势。自动驾驶汽车通过自身携带的车辆传感器感知周围环境及路况信息，然后由智能决策控制系统控制车辆主动转向及速度变化，从而使车辆在道路上完成自主驾驶的任务。自动驾驶汽车颠覆了以往人们对汽车的认知，使人类从烦琐枯燥的驾驶中解脱出来，不仅可以显著提高城市交通的效率，而且能够有效减少甚至避免交通事故的发生[1]。

自动驾驶汽车具有广泛的实际应用场景，是面向未来的战略型新兴技术，对汽车产业的变革具有关键作用。它是解决道路交通拥堵、行车安全等问题的终极方案，世界各国已将自动驾驶技术纳入未来的发展战略[2-3]。

为了进一步推进自动驾驶汽车的商业化应用，必须对其进行大量的道路测试和评价分析。目前对于自动驾驶汽车的测试尚处于实践探索阶段，尤其对于安全性测试评价体系和上路测试条件，一直处于不断修订的过程中，全球范围内亟待建立一套有针对性的标准测试评价体系[4-7]。

1 自动驾驶汽车测试标准体系建设现状

1.1 国外自动驾驶汽车标准体系

就目前来看，国外主要发达国家和地区还没有建立自动驾驶汽车的规范标准，主要将高级驾驶辅助系统（ADAS）功能标准作为现行的法规和标准[8]。国际标准化组织（ISO）正逐步推进自动驾驶汽车的标准、法规制定工作，现已发布的标准包括《智能运输系统—低速跟随行驶系统—性能要求及试验方法》（ISO 22178-2009）和《智能运输系统—车道偏离预警系统—性能要求及试验方法》（ISO 17361-2017）等。世界车辆法规协调论坛（WP29）成立了ITS/AD非正式工作组，已于2017年基于原有的制动和转向控制标准（ECER131、ECER79），开始制定自动紧急制动系统（AEBs）与自动转向控制功能（ACSF）相关法规。

1.2 国内自动驾驶标准体系建设

在国内，2017年发布了《国家车联网产业标准体系建设指南》，旨在推进智能网联汽车相关标准的制定，建立涵盖整车安全、车路协同、信息交互的智能网联标准体系，为我国车联网建设提供顶层设计。2018年1月，国家发布智能汽车创新发展战略，就智能网联汽车标准法规建设给出了相关意见，并从法规建设、标准完善等方面提出了智能网联汽车体系建設的总体要求[9]。

2018年4月，在中國汽车标准化技术委员会的指导下，我国制定了不同阶段的标准体系建设计划[10]：到2020年时，打造基于自动驾驶的低级别智能网联汽车标准，以支撑自动驾驶汽车的辅助功能系统测试需求;到2025年，建立高级别智能网联汽车测试标准，为支撑自动驾驶汽车的高级辅助功能提供测评，制定出涵盖网络化协同决策、智能化控制和典型场景下自动驾驶性能相关技术要求和评价方法[11-12]。

2 自动驾驶测试评价问题分析

2.1 安全性评价

据相关数据显示，驾驶员操作失误占传统汽车交通事故的90%，而自动驾驶通过机器代替人类进行操作，可以显著降低交通事故发生的概率。但是，由于现有的自动驾驶技术尚不完善，对于复杂天气和交通状况、自动系统故障和信息安全风险等还无法完全处理。

据统计分析，汽车行驶1亿km就会造成超过70人的交通事故。自动驾驶汽车作为一种先进技术，要求具有较高的安全水平，这就需要几亿千米甚至更多里程的道路测试。从理论上来说，根据人类历史交通数据建立的试验测试场景可以模拟自动驾驶汽车在道路上行驶时的实际状况，但由于汽车行驶时的环境状况极为复杂，会不可避免地发生意外随机性事件，这将导致自动驾驶汽车无法应对问题，所以还需要进一步对其安全性评价进行探讨分析。

2.2 高效性评价

汽车的高效性表现在一定区域和时段内的移动性能。基于云端控制和大数据通信设施，建立相应的智能交通系统，自动驾驶汽车可以解决智能化的出行问题。

对自动驾驶汽车的单车测试结果往往不能全面评价自动驾驶汽车的效率，必须对一定时段内自动驾驶汽车的队列行驶在某区域的交通效率进行评价，这将使对自动驾驶汽车的高效性测试评价更加复杂。尤其是当自动驾驶汽车在与其他车辆进行混合通行时，该如何分析自动驾驶汽车的高效性也是目前尚未解决的问题。区域交通效率评估指标会随着自动驾驶技术的发展不断变化，需要提出针对自动驾驶汽车的交通高效性评价标准。

2.3 舒适性评价

舒适性评价目前还是基于传统的人体总振动加速度和乘客的主观测评来进行综合评价分析，对自动驾驶汽车来说，这种评价模式尚不够全面，必须添加自动驾驶功能的相关舒适性评价项目，以达到客观公正地测试评价效果。

由于现在不同地区的驾驶习惯有所不同，基于人员对同一自动驾驶功能进行测试评价时会产生较大的差异，其主观感受的随机性较高，难以形成客观统一的测试规范。为此，应当引入驾驶员模型来进行自动驾驶汽车的舒适性评价，以便建立量化的测试评价规范，避免主观感受带来的随机偏差，同时还要不断更新驾驶员模型，以应对自动驾驶汽车的功能进步，满足测评需求。

3 自动驾驶汽车评价架构

基于以上的分析可知，自动驾驶汽车评价需要建立一个完善的体系标准，任何单一的测试方法都无法实现对自动驾驶汽车的客观全面评价。同时，所建立的评价体系要不断更新迭代，以应对自动驾驶汽车的测试评价需求。

图1为本文所提出的自动驾驶汽车评价架构。该评价架构通过场景数据库的模拟仿真，基于筛选逻辑生成不同的测试评价需求，可以从虚拟场景和道路测试两方面综合进行协同优化测评，完成自动驾驶汽车的精细化测试评价。此外，为了评价自动驾驶汽车的随机事件处理能力、网络安全和故障处理能力，在安全性评价方面特别引入故障和风险评估环节。

本文提出的测试评价系统架构筛选逻辑较为全面，可以同时满足单车和队列自动驾驶汽车的测试评价需求。在安全性方面，重点对自动驾驶汽车的性能进行全面测评;在高效性方面，重点分析自动驾驶汽车在指定区域、规定时段内的移动表现;在舒适性方面，考虑引入贴近实际的驾驶员模型，开展自动驾驶功能的量化测评。所建立的测试评价系统架构随着自动驾驶技术的发展不断更新，测试评价指标可以逐步加以完善，能够实现自动驾驶汽车多车、较长周期的性能测评。

4 结语

自动驾驶汽车涉及的技术领域较多，其实际场景复杂多变，特别是随机意外性事件带来的不确定性风险使得自动驾驶面临的风险较大。为了推进自动驾驶汽车的商业化应用，急需开展自动驾驶汽车的测试评价标准体系建设工作。本文基于现有的相关测试标准和法规，从安全性、高效性和舒适性三个方面重点讨论了自动驾驶汽车的测试评价问题，并提出了自动驾驶汽车测试评价标准体系架构，可以为相关行业标准的制定提供参考。

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