繆鵬飛,李金廣,汪 進(jìn)
(上饒領(lǐng)創(chuàng)汽車檢測技術(shù)有限公司,江西 上饒 334100)
德國本茨發(fā)明汽車以來,汽車的機(jī)械屬性已經(jīng)趨于成熟。隨著汽車電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化屬性的日益突顯,相應(yīng)的頂層規(guī)劃、技術(shù)研發(fā)和檢測認(rèn)證等都將發(fā)生翻天覆地的變化。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車采用了新型動(dòng)力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng),增加了AI智能、網(wǎng)聯(lián)通信等功能,通過車—路—云一體化實(shí)現(xiàn)無人駕駛,因此現(xiàn)有汽車性能評(píng)價(jià)體系已經(jīng)不能很好地滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車的檢測認(rèn)證需求。如何評(píng)價(jià)智能網(wǎng)聯(lián)汽車尤其是整車新產(chǎn)品性能,如何構(gòu)建一套合理的檢測認(rèn)證體系等問題值得深入思考。
根據(jù)美國摩根斯丹利研究報(bào)告(Morgan Stanley Research Report),2025年自動(dòng)駕駛技術(shù)在美國的潛在經(jīng)濟(jì)影響為2000億到1.9萬億美元。在中國,到2025年,前裝高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)的新車,市場占比將超過30%[1];到2030年,高級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)將實(shí)現(xiàn)落地量產(chǎn)。
國家的頂層藍(lán)圖設(shè)計(jì)。國務(wù)院2015年印發(fā)《中國制造2025》、2019年印發(fā)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》;發(fā)改委、工信部等十三部委2020年聯(lián)合印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》等。高層指明,2025年實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)駕駛的智能汽車在特定環(huán)境下市場化應(yīng)用;2035年,中國標(biāo)準(zhǔn)智能汽車體系全面建成。
工作指導(dǎo)。工信部、公安部和交通部,2018年聯(lián)合印發(fā)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試管理規(guī)范(試行)》、2021年印發(fā)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試與示范應(yīng)用管理規(guī)范(試行)》,同年工信部印發(fā)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理的意見》(征求意見稿);清華大學(xué)等2020年聯(lián)合發(fā)布了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》。相關(guān)文件規(guī)劃了我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線、檢測認(rèn)證及里程碑等重要事項(xiàng)。
2021年,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布GB/T 40429—2021《汽車駕駛自動(dòng)化分級(jí)》,根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)要求高級(jí)別智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)具備L4及以上自動(dòng)駕駛系統(tǒng),能在其設(shè)計(jì)運(yùn)行條件下持續(xù)地執(zhí)行全部動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)并自動(dòng)執(zhí)行最小風(fēng)險(xiǎn)策略。
結(jié)合2022年德國聯(lián)邦政府發(fā)布的《道路交通法-強(qiáng)制保險(xiǎn)法》修訂案,L4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的大體畫像[2]:
(1)L4級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過車—路—云綜合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。
(2)車輛需要在規(guī)定的路線內(nèi)行駛,對(duì)路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施有一定的要求。
(3)降低對(duì)車內(nèi)駕駛員的要求,同時(shí)增加了后臺(tái)云端技術(shù)監(jiān)控員。
(4)車端采用純電動(dòng)力、多傳感器深度融合、AI智能、高算力芯片、高精地圖和車路云協(xié)同通信等。
L4智能網(wǎng)聯(lián)汽車受限于自動(dòng)駕駛技術(shù)水平,OEM根據(jù)各自開發(fā)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)設(shè)定了不同的運(yùn)行設(shè)計(jì)域ODD(Opertional Design Domains)。根據(jù)修訂案設(shè)計(jì),主要在以下六種場景實(shí)現(xiàn)落地。
(1)班車交通。
(2)載人汽車(指定路線行駛的公共交通工具)。
(3)Hub 2 Hub運(yùn)輸(如端到端配送模式)。
(4)非高峰時(shí)段的運(yùn)輸(如凌晨、夜間)。
(5)第一/最后一公里的人員和/或貨物運(yùn)輸(指定路線、短距離無人駕駛)。
(6)“雙模式車輛”(如自動(dòng)代客泊車)。
L4智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車性能檢測,主要考察其自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在復(fù)雜交通環(huán)境下自主認(rèn)知能力和多系統(tǒng)協(xié)同工作的安全性、穩(wěn)定性和舒適性。首先,驗(yàn)證傳統(tǒng)整車的綜合性能要求;其次,新能源汽車對(duì)整車性能的要求;最后,從低級(jí)別向高級(jí)別逐次驗(yàn)證自動(dòng)駕駛能力。
汽車研發(fā)有一套成熟的開發(fā)流程,新車型的研發(fā)一般需要3~5 a的時(shí)間,而整車試驗(yàn)主要集中在樣車試驗(yàn)階段。
整車試驗(yàn)主要驗(yàn)證車輛的可靠性、耐久性、平順性、舒適性、環(huán)境適應(yīng)性及其他技術(shù)特性,一般包括車輛的可靠性試驗(yàn)、NVH試驗(yàn)、HVAC試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)、化學(xué)分析試驗(yàn)及道路性能試驗(yàn)等。
同時(shí),國家部委通過行政手段對(duì)道路車輛實(shí)施強(qiáng)制監(jiān)管,保障車輛最基本的安全性能要求。工信部對(duì)車輛實(shí)施公告檢驗(yàn)認(rèn)證,交通部對(duì)營運(yùn)車輛實(shí)施安全性能達(dá)標(biāo)檢驗(yàn),國家市場監(jiān)管總局對(duì)車輛新產(chǎn)品有CCC強(qiáng)制管理規(guī)定等。
化石能源因其不可再生、環(huán)境污染等原因,逐漸被綠色低碳的新能源所取代,相較于以往的燃油汽車,新能源汽車在結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)和電控系統(tǒng)等多個(gè)方面具有較大的差異性。
新能源汽車同樣已經(jīng)建立了一套完整評(píng)價(jià)體系。工信部在2017年發(fā)布了第39號(hào)令《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定》,2020年發(fā)布了第54號(hào)令《關(guān)于修改〈新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定〉的決定》,2019年中國汽車工程研究院、清華大學(xué)等機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布了《中國新能源汽車評(píng)價(jià)規(guī)程》等。
新能源汽車現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)132項(xiàng),涉及整車、關(guān)鍵零部件、系統(tǒng)、接口,以及充電、加氫基礎(chǔ)設(shè)施等方面,其中整車標(biāo)準(zhǔn)23項(xiàng)。新能源整車檢測主要有環(huán)境適應(yīng)性、整車VOC/氣味、電磁兼容性(EMC)、NVH、動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性及被動(dòng)安全等。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車保持了傳統(tǒng)汽車和新能源汽車的部分性能,但具體的試驗(yàn)項(xiàng)目需要迭代升級(jí)。例如,整車電磁兼容性EMC試驗(yàn)。隨著車輛電氣化和智能化的不斷滲透,車輛裝配的電子設(shè)備已經(jīng)從早期僅有的收音機(jī),發(fā)展成智能座艙,車輛EMC的問題變得越發(fā)復(fù)雜。原來只是針對(duì)車內(nèi)接收機(jī)制定的EMC檢測標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不再適用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車。在EMC環(huán)境下測試ADAS功能、網(wǎng)聯(lián)通信等都需要完善現(xiàn)有檢測標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新試驗(yàn)方法。
3.3.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試標(biāo)準(zhǔn)體系
2019年聯(lián)合國WP.29審議通過了《自動(dòng)駕駛汽車框架文件》,提出13個(gè)自動(dòng)駕駛共性安全原則。根據(jù)2018年工信部發(fā)布的《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)》規(guī)劃:2020年,初步建立能夠支撐駕駛輔助及低級(jí)別自動(dòng)駕駛的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系;2025年,系統(tǒng)形成能夠支撐高階自動(dòng)駕駛的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系。
截至2021年12月,智能網(wǎng)聯(lián)汽車分標(biāo)委(SAC/TC114/SC34)累計(jì)開展55項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目,其中已發(fā)布11項(xiàng),報(bào)批階段11項(xiàng),審查階段3項(xiàng),征求意見3項(xiàng),另有31項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)處于立項(xiàng)與起草階段。
3.3.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測內(nèi)容
智能網(wǎng)聯(lián)汽車的檢測可以分成2個(gè)階段。首先,驗(yàn)證高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)ADAS(Advanced Driving Assistance System)性能;其次,驗(yàn)證復(fù)雜場景下的自動(dòng)駕駛性能。
(1)ADAS性能測試。ADAS主要通過車輛上安裝的各類傳感器收集車內(nèi)和車外的環(huán)境數(shù)據(jù),自動(dòng)識(shí)別或跟蹤目標(biāo)物(靜止/動(dòng)態(tài)的人/車/物等),檢測可能發(fā)生的危險(xiǎn)情況向駕駛員發(fā)出警示,從而使駕駛員規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)(表1)。
表1 ADAS主要系統(tǒng)及測試標(biāo)準(zhǔn)
(2)智能網(wǎng)聯(lián)測試。智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試認(rèn)證方案:世界汽車組織(OICA)2019年提出“三支柱”測試認(rèn)證設(shè)想、2021工信部發(fā)布了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理指南(試行)》(征求意見稿),指出了智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測認(rèn)證方向。
OICA認(rèn)為自動(dòng)駕駛汽車認(rèn)證需要將自動(dòng)駕駛安全放置在“可控”“靈活”的框架內(nèi),“三支柱”測試認(rèn)證設(shè)想如圖1所示[3]。
圖1 OICA“三支柱”測評(píng)法
《智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理指南(試行)》針對(duì)具有L3、L4級(jí)自動(dòng)駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)品進(jìn)行準(zhǔn)入管理,產(chǎn)品檢測認(rèn)證具體工作從6個(gè)方面入手,見表2。
表2 《智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理指南(試行)》分析
智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車測試項(xiàng)目:智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車新產(chǎn)品檢測項(xiàng)目主要有3個(gè),整車在環(huán)測試、封閉場地測試和開放道路測試。
整車在環(huán)測試。目前行業(yè)內(nèi)整車在環(huán)測試主要有3種方式:數(shù)字孿生整車在環(huán)、轉(zhuǎn)轂式整車在環(huán)及耦合式整車在環(huán)。3種方式比對(duì)見表3。
表3 整車在環(huán)測試3種方式比對(duì)
綜合對(duì)比3種在環(huán)測試方式,數(shù)字孿生整車是在虛擬仿真系統(tǒng)中建立環(huán)境、道路、交通參與者、測試車輛的模型及其配置的傳感器模型,虛擬傳感器在仿真環(huán)境中探測到的目標(biāo)信息發(fā)送給搭載自動(dòng)駕駛算法的測試車輛進(jìn)行信息融合與決策控制,測試車輛在測試場地內(nèi)運(yùn)行的同時(shí),測試車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息采集并反饋給虛擬場景,從而完成虛、實(shí)狀態(tài)的同步,實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的閉環(huán)實(shí)時(shí)仿真測試。結(jié)合場景庫數(shù)據(jù),可以快速地設(shè)置貼近真實(shí)交通環(huán)境的測試條件,有效提升測試的效率與真實(shí)度。
通過整車在環(huán)測試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)性能得到初步驗(yàn)證,接下來由仿真測試走向?qū)嶋H場地測試。
封閉場地測試。2021年歐盟ECE R157、ISO發(fā)布了首個(gè)L4級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)ISO22737,2018年交通運(yùn)輸部科技司發(fā)布《自動(dòng)駕駛車輛封閉場地測試技術(shù)指南(暫行)》(征求意見稿),2021年三部委發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試與示范應(yīng)用管理規(guī)范(試行)》中對(duì)封閉場地測試提出要求,2022年《智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)駕駛功能場地試驗(yàn)方法及要求》通過報(bào)批。相關(guān)社會(huì)團(tuán)體、汽車企業(yè)紛紛結(jié)合自身情況對(duì)封閉場地測試場景做了更詳細(xì)的要求。
綜合各測試標(biāo)準(zhǔn)要求,封閉場地測試主要開展以下項(xiàng)目。
識(shí)別靜態(tài)環(huán)境要素。在不同條件下識(shí)別道路、靜態(tài)交通設(shè)施、景觀及靜態(tài)障礙物等?,F(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)靜態(tài)交通設(shè)施、景觀、靜態(tài)障礙物及結(jié)構(gòu)化道路等有明確要求,但很少有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)非結(jié)構(gòu)化道路提出要求,尤其是沒有車道線或泥濘的鄉(xiāng)村道路、山路等,隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展,這些特殊道路將是性能測試的重點(diǎn)。
識(shí)別動(dòng)態(tài)環(huán)境要素。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要重點(diǎn)測試對(duì)行駛過程中出現(xiàn)的交通參與者、動(dòng)態(tài)交通設(shè)施和網(wǎng)聯(lián)通訊環(huán)境的應(yīng)變處理能力。幾乎所有標(biāo)準(zhǔn)都要求測試動(dòng)態(tài)環(huán)境識(shí)別的能力,常見有E-NCAP中AEB_C2C、AEB_VRU、LKA及LDW等。
復(fù)雜氣象狀況。氣象狀況包括天氣情況、光照條件、環(huán)境溫度等。當(dāng)前的各試驗(yàn)場僅可以模擬雨霧條件。例如,上海臨港智能網(wǎng)聯(lián)汽車綜合測試示范區(qū)、上饒新能源汽車試驗(yàn)場等建設(shè)了雨霧模擬工況。
隨著試驗(yàn)場硬件條件的完善,最終將實(shí)現(xiàn)復(fù)雜氣象下智能網(wǎng)聯(lián)汽車性能測試,更好地比對(duì)道路測試與仿真測試的結(jié)果。
高速/高架場景模擬測試。相較于城區(qū)和鄉(xiāng)村,高速場景相對(duì)封閉,沒有行人、非機(jī)動(dòng)車等外部要素。高速/高架場景主要測試工況見表4。
表4 高速/高架場景主要測試工況
開放道路測試。在“三支柱”測評(píng)體系中,開放道路測試是檢驗(yàn)高階智能網(wǎng)聯(lián)汽車性能的最終環(huán)節(jié)。三部委2021年印發(fā)的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試與示范應(yīng)用管理規(guī)范(試行)》相較于2018年文件覆蓋面更廣、內(nèi)容更具體:①增加了測試主體示范運(yùn)營管理規(guī)范;②增加了專用車道路測試管理規(guī)范;③測試區(qū)域擴(kuò)充了高速公路等不同道路;④明確了跨區(qū)域開展測試活動(dòng)的審核要求;⑤細(xì)化了審核監(jiān)管主體級(jí)測試、運(yùn)營過程中的監(jiān)管要求。
開放道路測試受限于當(dāng)前自動(dòng)駕駛技術(shù)水平、行政監(jiān)管要求等因素,還處于示范運(yùn)行階段。各地根據(jù)自身情況建設(shè)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試道路各有特色,當(dāng)前缺少統(tǒng)一的智能網(wǎng)聯(lián)汽車公共道路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),不利于開展更廣泛的智能網(wǎng)聯(lián)汽車開放道路測試。
針對(duì)高階智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車級(jí)的測試,除了上述提到的測試內(nèi)容外,還有很多其他項(xiàng)目,例如,網(wǎng)聯(lián)安全、云端管控性能等。
加快建設(shè)、完善高級(jí)別智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測標(biāo)準(zhǔn)體系。我國L0~L2級(jí)檢測標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)初步建成,在這方面已經(jīng)走在了世界前列。高級(jí)別智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測標(biāo)準(zhǔn)體系還處于萌芽階段,行業(yè)權(quán)威聯(lián)盟牽頭組織科研院所、高校及企業(yè)等,探索L4及以上的高級(jí)別智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測方案,推動(dòng)一批團(tuán)標(biāo)、行標(biāo)的先行先試。
加強(qiáng)行業(yè)合作、檢測資源互補(bǔ)。全國各地建設(shè)了很多智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū)及綜合試驗(yàn)場。在探索智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測認(rèn)證方面,可以通過行業(yè)聯(lián)盟手段,各示范區(qū)及試驗(yàn)場突顯自我特點(diǎn),減少重復(fù)建設(shè),形成優(yōu)勢互補(bǔ)的格局,加快驗(yàn)證、形成智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測驗(yàn)證體系。
我們已經(jīng)處在智能網(wǎng)聯(lián)汽車爆發(fā)的前夜,啟明星已經(jīng)升起,要加快建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測標(biāo)準(zhǔn)體系,早日實(shí)現(xiàn)無人駕駛。