智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測試評價(jià)

赫炎　 邱洪濤

2020年10月27日，2.0版《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》正式發(fā)布。其中，測試評價(jià)技術(shù)被再次列為基礎(chǔ)支撐技術(shù)之一，并提出“低等級和高等級智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車與系統(tǒng)測試技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破?！备鶕?jù)測試環(huán)境可以將測試技術(shù)分為虛擬仿真測試、封閉場地測試和開放道路測試。

目前，我國在PA級及以下智能網(wǎng)聯(lián)汽車在整車與系統(tǒng)測試方面已基本形成完善的測試方法，CA級及以上智能網(wǎng)聯(lián)汽車在虛擬仿真測試、場地測試等技術(shù)方面取得了一定進(jìn)展，并積極推進(jìn)我國典型駕駛場景數(shù)據(jù)庫建設(shè)。國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心已布局共性關(guān)鍵技術(shù)之一的多模式測試評價(jià)體系建設(shè)，而且正在形成測試能力。

虛擬仿真測試

虛擬仿真測試擁有測試場景搭建方便、測試過程無安全隱患、可重復(fù)、成本低和效率高的特點(diǎn)。但場景的真實(shí)性受模型精度的限制，一般用于算法開發(fā)迭代的早期測試。

虛擬仿真測試需要構(gòu)建動(dòng)態(tài)車市場景，搭建仿真測試平臺(tái)。測試平臺(tái)需要通過采集海量的道路數(shù)據(jù)，才能對算法進(jìn)行有效的訓(xùn)練和測試驗(yàn)證。采集的測試場景包括典型場景和危險(xiǎn)場景，在采集過程中會(huì)逐漸顯現(xiàn)長尾效應(yīng)。測試工況類型覆蓋有效性和數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一性，將成為技術(shù)研究的難點(diǎn)。

百度公司創(chuàng)建了自動(dòng)駕駛仿真系統(tǒng)AADS，包括由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的交通流仿真框架和基于圖片渲染的場景圖片合成框架，可通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)減輕甚至消除仿真場景與真實(shí)場景間的差距。另外，該系統(tǒng)還可通過掃描得到的街景圖和軌跡數(shù)據(jù)擴(kuò)展產(chǎn)生新的駕駛場景。依據(jù)該系統(tǒng)，百度公司公布了ApolloCar3D和TrafficPredict兩大數(shù)據(jù)集。

51VR創(chuàng)建的51Sim-One自動(dòng)駕駛仿真測試產(chǎn)品提供兩種動(dòng)態(tài)場景構(gòu)建方式： ①基于其自研的仿真系統(tǒng)，通過自定義宏觀參數(shù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)場景;②基于其不斷擴(kuò)充的案例庫（包括真實(shí)案例和根據(jù)真實(shí)泛化形成的案例），以及空間、時(shí)間觸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)主車附近的案例重現(xiàn)和各類危險(xiǎn)工況的測試。

Google的Waymo構(gòu)建了仿真世界Carcraft，包括2萬個(gè)以上動(dòng)態(tài)場景，例如居民區(qū)街道、高速公路、死胡同、停車場等。其通過場景泛化技術(shù)構(gòu)建了更多測試場景，并于2019年8月公布了全場景的無人駕駛汽車路測數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)在多樣化的交通環(huán)境下采集，包含激光雷達(dá)和360°多個(gè)攝像頭的數(shù)據(jù)（含標(biāo)簽），實(shí)現(xiàn)了激光雷達(dá)和攝像頭的同步。

仿真測試平臺(tái)需要通過數(shù)學(xué)建模的方式將真實(shí)世界進(jìn)行數(shù)字化還原和泛化，建立正確、可靠、有效的仿真模型。傳感器的仿真有三種類型：①對物理型號進(jìn)行仿真，即仿真?zhèn)鞲衅鹘邮盏降男盘?，如攝像頭的光學(xué)信號、雷達(dá)的聲波電磁波信號;②對原始信號進(jìn)行仿真，即仿真數(shù)字處理芯片的輸入單元;③傳感器目標(biāo)仿真，即傳感器檢測到的理想目標(biāo)?，F(xiàn)有仿真測試平臺(tái)的特點(diǎn)多為動(dòng)力學(xué)仿真、ADAS測試、場景仿真和交通流仿真。

封閉場地測試

發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車受到全國各地重視，各地政府積極響應(yīng)國家號召，開展測試示范區(qū)和開放測試道路建設(shè)。大多數(shù)測試場由國家或當(dāng)?shù)卣鲑Y建設(shè)，少部分由企業(yè)或高校共建。

其中，整車企業(yè)為方便測試，占領(lǐng)智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)制高點(diǎn)，紛紛籌備封閉試驗(yàn)場建設(shè)。例如吉利汽車在2019年1月國家智能產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上提到，該公司在江西上饒籌備建設(shè)6200畝的綜合測試試驗(yàn)場。

目前，各已建成的測試場并未系統(tǒng)地公開披露開展測試的情況，且存在測試結(jié)果不互認(rèn)現(xiàn)象，此局面在2019年9月得到改變，蘇浙滬皖等地簽署了測試場協(xié)議，推動(dòng)區(qū)域內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試結(jié)果互認(rèn)。

開放道路測試

為了進(jìn)一步推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試工作，各地正在逐批開放不同風(fēng)險(xiǎn)程度的多類型道路。截至目前，北京市已開放自動(dòng)駕駛測試道路超過200條，總長700km，自動(dòng)駕駛車輛道路測試?yán)锍坛^180萬km。北京市正在研究開放更多的測試場景，并計(jì)劃利用2022年冬奧會(huì)全面開展氫燃料自動(dòng)駕駛等新技術(shù)的應(yīng)用。上海在國內(nèi)率先開放測試路段，并對路段進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施改造和智慧化改造，目前已分批次開放了530.57km道路，且于2019年9月向上汽集團(tuán)、寶馬集團(tuán)、滴滴頒布了具備功能化載人應(yīng)用權(quán)限的測試牌照。該牌照賦予各企業(yè)與市民互動(dòng)的權(quán)利。2020年6月27日，滴滴自動(dòng)駕駛向上海民眾開放試乘體驗(yàn)。

目前，僅北京公布了2018年度和2019年度的道路測試報(bào)告，其中《北京市自動(dòng)駕駛車輛道路測試2018年度工作報(bào)告》成為中國首份自動(dòng)駕駛路測工作報(bào)告，其他城市暫未披露測試情況。該報(bào)告的路測數(shù)據(jù)由監(jiān)管機(jī)構(gòu)提取，而非企業(yè)自行上報(bào)，最大程度地保證了數(shù)據(jù)的可靠性。該《報(bào)告》表明了2018年度的測試企業(yè)牌照發(fā)放及其測試?yán)锍糖闆r，指出其發(fā)現(xiàn)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)十大主要問題，包括交規(guī)遵守機(jī)制不健全、障礙物誤識(shí)別或漏識(shí)別和車輛建模真實(shí)度不足等，并分析了自動(dòng)駕駛脫離需要人工接管的原因。《北京市自動(dòng)駕駛車輛道路測試報(bào)告（2019年）》還顯示，截止2019年年底，各企業(yè)在北京進(jìn)行自動(dòng)駕駛路測的車輛累計(jì)達(dá)到77輛，測試總里程超過104萬公里。其中，2019年全年測試總里程達(dá)88.66萬公里，測試車輛為73輛，其中40輛可載人測試。百度Apollo以52輛測試車以及75.4萬公里新增測試?yán)锍坛蔀槟甓人袦y試企業(yè)中投入測試車數(shù)量最多、測試?yán)锍套铋L的企業(yè)。

企業(yè)測試評價(jià)體系

2019年4月，北京亮道智能汽車技術(shù)有限公司正式發(fā)布自動(dòng)駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)測試驗(yàn)證的完整流程，并在車展上對外展示了產(chǎn)品和服務(wù)。該測試流程是通過在車輛上搭載一套感知能力優(yōu)于待測感知系統(tǒng)的Reference System，實(shí)現(xiàn)獲取感知真值。

2018年5月，中國汽車工程研究院股份有限公司發(fā)布《中國智能汽車指數(shù)管理辦法》，針對自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)、車道偏離報(bào)警系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)和泊車輔助系統(tǒng)展開測試評價(jià)，并給出評分等級。2019年9月發(fā)布《2020版i-vista中國智能汽車指數(shù)測評規(guī)程》，包含智能行車、智能泊車、智能安全、智能交互四個(gè)子指數(shù)，主要針對ADAS功能展開測評。

Waymo構(gòu)建的測試評價(jià)由三個(gè)相互獨(dú)立的子系統(tǒng)測試評價(jià)組成，包括車輛本身、傳感器、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)駕駛軟件。車輛本身需符合聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)（FMVSS）;傳感器在設(shè)計(jì)制作時(shí)期就需考慮產(chǎn)品性能、安全、質(zhì)量和可靠性，與車輛集成后需要完成故障模式分析、風(fēng)險(xiǎn)評估和多層次的測試;自動(dòng)駕駛軟件通過虛擬仿真、封閉場地和公共道路完成測試。

2019年7月，11家自動(dòng)駕駛企業(yè)（Apitv、寶馬集團(tuán)、百度公司、奧迪品牌、大陸集團(tuán)等）聯(lián)合發(fā)布白皮書《自動(dòng)駕駛安全第一》（Safety First For Automated Driving），描述了自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)、測試和驗(yàn)證的框架，提出了12條自動(dòng)駕駛準(zhǔn)則，包括：安全運(yùn)行、安全層、操作設(shè)計(jì)領(lǐng)域、交通行為、用戶責(zé)任、車輛發(fā)起的移交、車輛操作員發(fā)起的移交、車輛操作員和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ADS）之間的相互依賴性、數(shù)據(jù)記錄、安全性、被動(dòng)安全及安全評估。并分析了測試所面臨的5大挑戰(zhàn)：①從統(tǒng)計(jì)角度證明系統(tǒng)的安全性和無駕駛員介入時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)平衡;②需要證明系統(tǒng)與駕駛員的互動(dòng)安全性;③考慮到現(xiàn)有交通環(huán)境中未出現(xiàn)的場景;④驗(yàn)證各種系統(tǒng)配置和變體;⑤實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的驗(yàn)證。進(jìn)一步提出可通過沿用5W2H（who、what、where、when、why、how、how well）測試?yán)砟蠲鞔_測試案例，完成自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的測試驗(yàn)證工作。

中國軟件評測中心針對智能交通及車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、新能源汽車系統(tǒng)、充電樁設(shè)備、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、智能網(wǎng)聯(lián)駕駛系統(tǒng)、智能汽車ECU關(guān)鍵零部件、信息安全和智能汽車整車級信息安全等系統(tǒng)的測評提供了相關(guān)服務(wù)。

存在的問題

中國現(xiàn)有封閉測試場地已初步實(shí)現(xiàn)全國范圍布局，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)耗資巨大，少部分測試場已經(jīng)投入運(yùn)營使用。在運(yùn)營過程中暴露出：利用率不高，主要是技術(shù)尚處于研發(fā)積累階段，各企業(yè)測試需求有限，測試場難以實(shí)現(xiàn)資本回收;各測試場測試結(jié)果未實(shí)現(xiàn)互認(rèn)，增加了企業(yè)測試難度。

雖然已有的《測試規(guī)程》規(guī)定了測試過程需要采集數(shù)據(jù)，但當(dāng)前采集測試數(shù)據(jù)是否滿足監(jiān)管需求，是否能夠更深入地收集多樣化的測試數(shù)據(jù)，如何利用采集數(shù)據(jù)，均需要進(jìn)一步研究。新能源汽車國家監(jiān)測與管理平臺(tái)建立了國家、地方和企業(yè)的三級監(jiān)管機(jī)構(gòu)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)也可借鑒其經(jīng)驗(yàn)，建立國家級監(jiān)管平臺(tái)。

現(xiàn)有的虛擬仿真測試和真實(shí)開放道路測試，使測試結(jié)果更全面可信，但其究竟如何有機(jī)結(jié)合以完成系統(tǒng)化測試，并如何得出全方位的測試結(jié)果尚未有定論。