自動駕駛汽車運(yùn)行安全性測試評價(jià)體系研究

孟祥雨　王彬　張成陽　蘇沖

摘 要：自動駕駛汽車解決了人工手動、自動檔來操縱車輛行駛方向問題，它是一種依靠現(xiàn)代數(shù)字化信息技術(shù)中的人工智能芯片來計(jì)算規(guī)劃行駛路線，運(yùn)用雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行探知前方路況，安裝監(jiān)控裝置實(shí)時(shí)用手機(jī)掌握汽車動態(tài)等全方面配合，實(shí)現(xiàn)預(yù)期電腦自助操作的機(jī)動車輛。為了適應(yīng)我國復(fù)雜的、多岔口的路線以及多障礙的路況，降低自動駕駛汽車在道路上發(fā)生的安全隱患問題，因此需要對自動駕駛汽車進(jìn)行嚴(yán)苛的路況及道路測試，檢驗(yàn)道路狀況的適應(yīng)程度及進(jìn)行相關(guān)先進(jìn)技術(shù)的安全性能測試。簡述西方國家的汽車性能測試與實(shí)際運(yùn)營狀況，通過借鑒西方的檢測方案，根據(jù)我國路線、路況制定出一套切實(shí)可行的系統(tǒng)安全測試體系，確保自動駕駛汽車在實(shí)際道路測試時(shí)不會發(fā)生安全故障，為人們出行安全提供保障。

關(guān)鍵詞：自動駕駛汽車;安全測試;評價(jià)體系;道路測試

1 引言

自動駕駛系統(tǒng)是由多種復(fù)雜的先進(jìn)技術(shù)所組合構(gòu)成的內(nèi)部系統(tǒng)，為了保障其安全上路，就必須在生產(chǎn)及公路試行時(shí)注意對內(nèi)部系統(tǒng)的安全性運(yùn)作進(jìn)行多次調(diào)整和創(chuàng)新。雖然目前關(guān)于自動駕駛車輛行車安全測試已經(jīng)初見成效，但是仍處在初步實(shí)踐上路階段，網(wǎng)絡(luò)信息保護(hù)工作、程序代碼的穩(wěn)定程度、被惡意侵入時(shí)的反擊與備份功能等都仍處于待完善技術(shù)階段，行車標(biāo)準(zhǔn)體系及上路行車條件都在不斷的修改制定過程中，導(dǎo)致至今沒有一套全方面完善的測試評價(jià)體系。

2 現(xiàn)階段國內(nèi)外對自動駕駛汽車的安全測試進(jìn)度

自動駕駛汽車由于電力革命時(shí)代的到來先后順序原因，導(dǎo)致西方國家對自動駕駛汽車的研究及測評工作比我國早。他們運(yùn)用先進(jìn)的機(jī)械技術(shù)優(yōu)勢，積極研發(fā)和調(diào)試系統(tǒng)安全性測試工作。

2014年瑞典在區(qū)域路面內(nèi)開始檢測其道路安全性能測試。

2015年德國率先進(jìn)行大路面線路及路況測試。同年，我國開始對智能汽車進(jìn)行分項(xiàng)目試驗(yàn)工作建立網(wǎng)點(diǎn)。

2016年日本也緊跟西方國家的腳步，開始分區(qū)域設(shè)立環(huán)境模擬路面。同年，我國開始進(jìn)入自動駕駛車輛系統(tǒng)全面測試并且又新增試驗(yàn)網(wǎng)點(diǎn)

2017年德國開始往實(shí)驗(yàn)網(wǎng)點(diǎn)投入測試基金。同年，美國在清楚測試環(huán)境及路面要求下也展開了路面測試工作。同年，中國在首都北京制定了道路測試意見和實(shí)施細(xì)則，規(guī)范推動自動駕駛汽車的實(shí)際道路測試。

2018年在美國引發(fā)了首例安全事故，一名女子在自動駕駛汽車試驗(yàn)過程中被撞傷后不幸身亡。同年，中國以深圳為實(shí)驗(yàn)網(wǎng)點(diǎn)，聯(lián)合互聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)共同研發(fā)了自動駕駛汽車線上線下雙模式的汽車路面測試通知書和臨時(shí)行駛車號牌。

3 自動駕駛汽車安全測試必要分析項(xiàng)目

為了能確保自動駕駛汽車能安全行駛在復(fù)雜路面上，就需要從安全和技術(shù)2方面進(jìn)行分析。其一，由于自動駕駛汽車的系統(tǒng)構(gòu)成部件及先進(jìn)設(shè)備比較多，因此必須要分析其技術(shù)技能。其二，從行車安全問題出發(fā)，探索在實(shí)際上路面時(shí)會發(fā)生那些安全問題，從中找出引發(fā)安全問題的因素并測試其最大限額度。

3.1 自動駕駛車輛的基礎(chǔ)系統(tǒng)組成

它采用智能化分區(qū)域管理板塊進(jìn)行電腦統(tǒng)一操縱，有環(huán)境板塊、定位規(guī)劃板塊以及行駛運(yùn)動板塊。通過傳感器、全球定位系統(tǒng)、雷達(dá)測距模式等一系列數(shù)據(jù)的反饋進(jìn)而做出精準(zhǔn)的判斷。

第一點(diǎn)：環(huán)境板塊。是指自動駕駛汽車經(jīng)過傳感器的探測與反饋來預(yù)判前方路況及路障。其中包含監(jiān)控裝置、全球定位系統(tǒng)、以及雷達(dá)測距系統(tǒng)等，將整合有用的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行代碼計(jì)算，最終做出準(zhǔn)確的判斷。

第二點(diǎn)：定位規(guī)劃板塊。經(jīng)過環(huán)境板塊的分析后，根據(jù)所擁有的路況擁堵情況、根據(jù)通行紅綠燈情況、根據(jù)線路距離長短等綜合考慮后進(jìn)行規(guī)劃并設(shè)置具體行車路線和行駛速度控制范圍。

第三點(diǎn)：行駛運(yùn)動板塊。是指汽車在啟動前、行駛時(shí)、熄火后等全過程的設(shè)置。具體來說就是對油門、剎車、雨刷、方向盤、掛動檔位等發(fā)出一連串指令信息。

3.2 自動駕駛汽車在行駛時(shí)存在的安全隱患

從各國家進(jìn)行安全測試的年限及數(shù)據(jù)都表明，自動駕駛汽車在機(jī)動車交通規(guī)則、技術(shù)性能穩(wěn)定性方面、網(wǎng)絡(luò)信息安全、相關(guān)管理章程等方面都存在很大的安全隱患問題，極容易發(fā)生安全事故。

第一點(diǎn)：機(jī)動車交通規(guī)則。需要測試其交通知識與行車規(guī)則的掌控程度，其中最終要的是保持車距、闖紅燈、綠色出行、車速要控制范圍等。倘若其在運(yùn)行時(shí)若不守交通規(guī)則，無法向人工駕駛一樣做出準(zhǔn)確的判斷，就會造成交通擁堵、連續(xù)碰撞等紊亂狀況。

第二點(diǎn)：技術(shù)性能穩(wěn)定方面。因?yàn)槠鋬?nèi)部系統(tǒng)是由多種先進(jìn)設(shè)備及先進(jìn)技術(shù)所拼合而成，在有效銜接過程中難免會發(fā)生意外狀況，所以我將進(jìn)行詳細(xì)說明。首先 ，是汽車的運(yùn)行功能，停車、倒車入庫、保持間距、控制車速、臨時(shí)變道等功能，人工駕駛是都需要練習(xí)磨合，更何況是智能的車輛，假如某一板塊出現(xiàn)偏差產(chǎn)生計(jì)算失誤，將會導(dǎo)致的后果不堪設(shè)想。其次，是汽車的靈敏性能，它采用傳感器、雷達(dá)測距、由芯片代碼計(jì)算數(shù)據(jù)判定，如果感應(yīng)器或雷達(dá)因?yàn)槔子?、暴風(fēng)天氣而導(dǎo)致故障，會造成識別錯(cuò)誤，將分不清行人、障礙物進(jìn)而造成的危 更危害大。最后，危機(jī)時(shí)刻的處理能力，駕駛時(shí)在出現(xiàn)安全事故時(shí)能否保證安全氣囊會自動彈出;在駕駛時(shí)能否保證將車?yán)锶藛T受傷狀況降到最低;如何可以證明自動駕駛比人工駕駛更安全。

第三點(diǎn);網(wǎng)絡(luò)信息安全。它存在兩個(gè)安全隱患：其一，因?yàn)槭峭ㄟ^代碼進(jìn)行計(jì)算、判定的，所以計(jì)算機(jī)代碼難免會出現(xiàn)故障。其二，在一些高速公路等一些需要提供認(rèn)證的檢查點(diǎn)，能否正常提供信息呢。

第四點(diǎn)：相關(guān)章程問題。因?yàn)闆]有正規(guī)化、完善化的相關(guān)章程，導(dǎo)致沒有可以執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、沒有評價(jià)的正確性，因此有些生產(chǎn)企業(yè)就可以不經(jīng)過審批就自作主張?jiān)诠飞显囓嚒?/p>

4 對自動駕駛汽車安全性測試評價(jià)及體系進(jìn)行研究

4.1 評價(jià)

其一，技術(shù)上能否到達(dá)完全代替或脫離人工駕駛，能否滿足設(shè)計(jì)的理念。其二，安全上能否達(dá)到在多變天氣環(huán)境及障礙物錯(cuò)綜復(fù)雜的路面環(huán)境下正常行駛。

4.2 測試框架的設(shè)計(jì)工作

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一定要具有時(shí)代性、牢靠性、安全性、實(shí)操性、符合性、周詳性。要加入實(shí)際測驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告及具體測試項(xiàng)目的整理方案，要制定符合我國法律法規(guī)條例的框架、要考慮我國錯(cuò)綜復(fù)雜路況、惡劣多變的天氣等諸多原因，具體框架綱要如下：

第一點(diǎn)：行駛交通設(shè)計(jì)。檢測是否能夠做到將智能芯片中錄入行車規(guī)章制度;是否能不出現(xiàn)意外因素;是否能符合機(jī)動車交通規(guī)則;是否能正確發(fā)出運(yùn)行指令。

第二點(diǎn)：測試環(huán)境設(shè)計(jì)。測試車輛能否在陰天、晴天、雷雨天、刮風(fēng)天、冰雹天、霧霾天、下雪天、打雷及閃電天氣內(nèi)正常運(yùn)行。

第三點(diǎn)：測試路面設(shè)計(jì)。采取遞進(jìn)式測試方法，從最初的平整公路到最終崎嶇的山路;從最初的無障礙物到最終的多障礙物;測試車輛最大的承受力度測試。

第四點(diǎn)：技術(shù)測試設(shè)計(jì)。采取周詳性測試手段，要求將個(gè)技術(shù)進(jìn)行徹底化測試，不要遺忘細(xì)枝末節(jié)，細(xì)節(jié)決定成敗。

第五點(diǎn)：系統(tǒng)測試設(shè)計(jì)。例如不同車型的輔助駕駛系統(tǒng)、全自動化系統(tǒng)或半自動化系統(tǒng)。確保人可以通過自己設(shè)置選擇出行模式。

第六點(diǎn)：情景測試設(shè)計(jì)。測試車輛在路燈區(qū)、變道區(qū)、停車場、事故區(qū)、賽車場等特殊區(qū)域的應(yīng)變、決斷能力。

4.3 增設(shè)的測試內(nèi)容

第一點(diǎn)：交通測試，將結(jié)合路面、環(huán)境、場景進(jìn)行綜合性測試，要對交通安全條例及行駛管理?xiàng)l例進(jìn)行修改，增添自動駕駛汽車部分，確保其能夠在路面上安全行駛。例如在交警指揮服上、路障、路標(biāo)、火車口、軌道口、高鐵口等處繪制指令代碼，確保智能車輛在特殊環(huán)境內(nèi)能讀取到相關(guān)信息，不會給其它車輛或行人造成麻煩。

第二點(diǎn)：技能測試。指系統(tǒng)的技術(shù)及設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性，具體化是聽聲定位技能、運(yùn)算分析技能、反饋技能、備用設(shè)備啟動技能、識別精準(zhǔn)技能、科學(xué)分析化判斷技能等。

第三點(diǎn)：感知測試。測試其提前預(yù)判能力、其突發(fā)事故的應(yīng)變能力、面對惡意侵入的查找反擊能力、車主信息保護(hù)能力、查詢掃描時(shí)的出示能力、車車測距能力、人車測距能力等。

5 結(jié)語

綜上而言，從目前現(xiàn)狀的技術(shù)和系統(tǒng)為切入口，其一，對自動駕駛汽車的安全性進(jìn)行測試是正確的抉擇，可以發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)一些潛在的安全隱。其二，可以幫助我們更好的構(gòu)建評價(jià)框架體系，由點(diǎn)到面進(jìn)行強(qiáng)化補(bǔ)充，由面到點(diǎn)進(jìn)行深入探索。我們可以通過實(shí)踐分析測試數(shù)據(jù)和測驗(yàn)狀況，總結(jié)不足并吸取教訓(xùn)，盡量完善汽車安全測試的內(nèi)容，這對構(gòu)建科學(xué)化的交通管理?xiàng)l例起到借鑒作用，對我國自動駕駛汽車的行業(yè)起到一個(gè)促進(jìn)作用，對我國的測試網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)起到一個(gè)推動作用，對一些不良生產(chǎn)企業(yè)起到一個(gè)警告作用。

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