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  • 科学监管确保无人车安全路测

    2018-06-06 09:54:20 来源:中国交通新闻网 作者:徐志刚 评论:
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    无人车是一种集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的高速移动智能体。无人车通过传感器(如微波雷达、激光雷达、机器视觉技术)感知周围环境,实现对驾驶员的辅助驾驶甚至完全自主驾驶。未来,以自动驾驶技术为核心的智能网联汽车将是我国抢占汽车产业的制高点、促进汽车产业转型升级的重要突破口,是关联众多重点领域协同创新、构建新型交通运输体系的重要载体。必须加强无人车测试,提高测试效率、降低测试成本,从而保证其能够安全上路、造福社会。

      国内无人车测试政策陆续出台

      2018年3月1日,上海市政府召开新闻发布会,发放了全国首批智能网联汽车开放道路测试号牌,并划定了嘉定区安全性高、风险等级低的5.6公里道路,作为第一阶段智能网联汽车开放测试道路。此前,2017年12月18日,北京市交通委等有关部门出台了《北京市关于加快推进自动驾驶车辆道路测试有关工作的指导意见(试行)》和《北京市自动驾驶车辆道路测试管理实施细则(试行)》,成为国内首个突破自动驾驶公共道路测试法律法规障碍的城市。

      无人车测试地方性政策法规的陆续出台,可以说是对《中国制造2025》在无人车领域的具体落实,体现了政府层面对于新兴技术的支持和鼓励。这可以有效引导无人车及相关产业链的发展。

      国外无人车路测权限纷纷开放

      美国方面,华盛顿特区和内华达、加州21个州通过自动驾驶立法,还有5个州颁布了行政命令。内华达州在立法层面最为激进,2011年和2017年分别确认了“有人监管”和“无人监管”自动驾驶汽车上路测试的合法性,而我国目前仅允许有驾驶员监管的自动驾驶汽车上路测试。加州紧随其后,分别在2012年和2018年确认“有人监管”和“无人监管”自动驾驶路测合法性。此外,加州在路测监管与评估水平方面处于全球领先地位,加州车辆管理局先后向全球40多家最领先的主机厂和科技公司发放自动驾驶路测牌照,并于每年2月份发布测试报告。

      欧洲方面,英国及5个欧盟国家允许自动驾驶路测。奥地利、法国、意大利、德国等在2016年联合推动了联合国修订并生效了《维也纳道路交通公约》新修正案,正式确认自动驾驶合法身份。德国作为全球汽车工业最为发达的国家,在2013年率先在欧洲开放自动驾驶路测权限,并在2017年联手法国开放了德法间自动驾驶汽车跨境道路测试;荷兰、瑞典、芬兰、法国分别紧随德国,在2016年先后开放了自动驾驶路测权限。荷兰是全球最早允许自动驾驶卡车上路测试的国家。英国于2017年允许自动驾驶公共道路测试。

      日本、韩国和新加坡均已开放自动驾驶路测权限。日本内阁政府“SIP计划”2017年启动自动行驶系统大规模公路实证试验;韩国也于2017年准许自动驾驶汽车上路测试,通过韩国交通部登记的自动驾驶汽车,获准在特定条件下进行公共道路测试;2016年,新加坡开放路测权限,新加坡陆路交通局与德尔福、南洋理工大学合作开发自动驾驶出行解决方案项目,并进行公共道路测试与示范运行。

      当前无人车测试面临多种困境

      目前对于无人车的测试主要采取道路测试。从美国加州车辆管理局公布的2016年全年无人驾驶车测试报告可以看出,谷歌母公司Alphabet旗下的无人车项目Waymo取得了不错的路测成绩。数据显示,同样是行驶1000英里,搭载Waymo自动驾驶组件的无人车平均只需要0.2次人工干预,比2015年的0.8次下降了75%。相比之下,宝马、福特、尼桑、通用(科鲁兹)等传统车厂的无人驾驶车型则需要更多手动干预。

      在测试距离上,Waymo无人驾驶车2016年在加州的道路上共行驶了近64万英里,相当于其他所有车厂路测里程加起来的30倍。但是特斯拉却独辟蹊径,通过世界各地几十万台Model S和Model X上安装“Autopilot”辅助驾驶系统收集了大量真实道路和驾驶数据,其复杂程度要比Waymo只在加州路测数据多很多。

      尽管各个无人车驾驶研发单位花费了大量心血,仍无法避免无人驾驶引发的车祸。美国加州车辆管理局公布了自2014年10月以来发生的15起无人车事故,其中12起由谷歌公司的无人车引起。特斯拉汽车也先后在美国的佛罗里达州和中国邯郸发生致死事故。

      美国兰德公司针对无人车应用前景发布的白皮书,提出三个问题:一是无人车至少要无故障地行驶多少公里才能证明其事故率低于某个指标,这只是提供了一个下界,并不能说明无人车100%精确或者故障不会发生。二是无人车至少要无故障地行驶多少公里才能证明其事故率的精度可信,如10万英里的事故率是0.3,那么第二个10万英里会不会还是0.3?第100个呢?三是无人车至少要无故障地行驶多少公里,才能证明其在统计意义上是比人工驾驶安全?

      兰德公司通过统计分析进行了估算,结论如下:达到1.09死亡人数/1亿英里的事故率,需要测试12.5年(365天40英里的时速无间断测试);事故率精度达到95%,上下20%方差,需要测试400年;以95%的概率,第二类假设80%可能性的前提下,无人车的性能超过人工驾驶性能的20%,需要测试500年。

      由以上分析可以看到,道路试验无法测试出无人车的潜在危险,也无法穷尽所有的危险驾驶工况。因此,必须进行方法上的创新,从无人车各个部件和软件的源头设计测试规则,才能保证无人车技术的安全性;只有管控无人车演变过程中存在的风险,才能让其为人类服务。

      无人车测试

      需要理论创新和稳步开放实践

      如何保障无人车正式投入使用后的安全,是一项具有挑战性的任务,必须建立起系统的测试理论框架,并对无人车测试方法、测试技术和测试流程进行深入研究并开发相应的检测装备。基于金字塔模型的概念对无人车的功能与性能进行分级测试,做到由易到难、由简入繁,多尺度、多层次反映出无人车最全面的功能和性能指标,保证无人车上路前的安全。

      基于在环仿真的无人车室内快速测试。基于软硬件在环仿真的无人车室内快速测试系统,通过构建道路交通场景数据库,完成车辆子系统、台架子系统和虚拟现实子系统之间的深度融合,实现无人车安全性、敏捷性、可靠性、舒适性、环保性及智能性的综合快速测定。这种系统可以在室内台架上模拟大量危险工况对无人车进行在环仿真测试,极大地提高了测试效率。目前世界各国积极关注这一测试模式,并投入大量的人力和物力进行研发,长安大学目前联合相关企业已经开发出了圆形系统样机。

      基于封闭试验场的无人车功能与性能测试。建设专用封闭试验场,搭建多种交通应用场景,通过专业的测试设备和定量化的评估可以实现无人车功能和性能的全面测试。上海市与北京市出台的管理办法基本相同,均要求测试车辆在上公共道路测试之前,必须先在第三方机构指定的封闭测试区内按要求进行一定程度的测试,在达到上路的安全要求后,才能在开放道路上进行测试。

      目前封闭试验场测试普遍存在的问题是,急需在国内形成一套完整的无人车测试流程及标准规范,以满足无人车开发、测试对交通环境和网络环境的需求。需从平面布置、功能分区、设施设置与场景设置四个方面,重点分析研究测试针对的问题、测试依赖的条件,设计统一、标准化的测试流程、测试方法、测试结果形态及评价策略等问题,从而保证各个测试场测试结果的一致性和互认性。

      从实践看,我国无人车开放道路测试已显滞后。据最新报道,美国加利福尼亚州修订的条例,将首次允许没有方向盘、油门和刹车踏板,驾驶室没有司机监控的“无人全自动驾驶汽车”,在加州指定公共道路上进行测试。而此前,加州只允许有方向盘和刹车踏板等装置的自动驾驶汽车,在持有驾照的测试员在车上监控的情况下,上路测试。

      在我国,由于无人车的道路测试处于起步阶段,无法准确预知在实际检测过程中可能会遇到的问题,故采取了比较稳健的策略。在测试过程中,测试主体授权的测试驾驶员负责测试,在出现紧急情况时对测试车辆实施应急措施,并对测试驾驶员提出了操作能力等方面的具体要求。此外,对车辆也提出了具体要求,如具备“人工操作”和“自动驾驶”两种模式,具备车辆状态在线监控功能、安装具备提醒功能的装置等。

      结语

      在具体的无人车测试过程中除了要关注政策和技术外,还要重点考量监管责任、管理运营、场地建设、对外合作等因素。相信通过充分结合中国体制优势,依托顶层设计,中国无人车技术与产业发展势必将成为汽车工业转型升级、拓展国际竞争力的重要机遇。

    (徐志刚系长安大学副教授)


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