易茂，夏芹，譙杰

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智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試場(chǎng)建設(shè)與測(cè)試方法淺析

易茂，夏芹，譙杰

（重慶西部汽車試驗(yàn)場(chǎng)管理有限公司，重慶 401122）

為滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試越來(lái)越迫切的測(cè)試需求，在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的智能網(wǎng)聯(lián)示范區(qū)基礎(chǔ)上，概述了智能網(wǎng)聯(lián)汽車專用測(cè)試場(chǎng)地建設(shè)方法和智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試方法，著重分析了建設(shè)要點(diǎn)，測(cè)試工況和實(shí)際測(cè)試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)兼顧，對(duì)測(cè)試場(chǎng)地的建設(shè)提出建議，并在測(cè)試方法上提出了V2X的測(cè)試框架，對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)專用測(cè)試場(chǎng)地建設(shè)以及測(cè)試方法研究具備參考意義。

智能網(wǎng)聯(lián)；測(cè)試場(chǎng)地；測(cè)試方法

前言

近年來(lái)，隨著我國(guó)汽車產(chǎn)銷量劇增，交通事故頻發(fā)，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，交通安全、環(huán)境污染、能源緊缺等系列社會(huì)問(wèn)題日益嚴(yán)峻。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車未來(lái)發(fā)展的三大方向之一，大量研究表明，智能網(wǎng)聯(lián)汽車以及智慧交通可以提高駕駛舒適性，可以減少汽車交通安全事故50%～80%、交通死亡人數(shù)20~30% ，減輕交通堵塞20~50%，降低油耗 15~30%，減少排放 20~50%，為社會(huì)提供了更安全、更節(jié)能、更環(huán)保的綜合解決方案。

智能汽車以及智慧交通不同于傳統(tǒng)汽車及其交通系統(tǒng)，其技術(shù)、產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)、測(cè)試評(píng)價(jià)及試驗(yàn)示范需要在更多可控的“開(kāi)放”和“真實(shí)”道路環(huán)境、通信環(huán)境以及智能汽車等眾多的混合交通車輛場(chǎng)景下進(jìn)行。近幾年，國(guó)內(nèi)已初步形成“5+2”智能網(wǎng)聯(lián)示范基地格局，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)以逐步得到驗(yàn)證，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)體系逐漸完善和標(biāo)準(zhǔn)化，急需規(guī)劃專用的試車場(chǎng)地和研究科學(xué)的測(cè)試方法，本文將在已有的示范基地基礎(chǔ)上，探索智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智慧交通專用測(cè)試場(chǎng)地的建設(shè)方法和典型應(yīng)用場(chǎng)景場(chǎng)地測(cè)試方法。

1 測(cè)試場(chǎng)地建設(shè)

先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance Systems，ADAS）技術(shù)和V2X（Vehicle to everything）技術(shù)是汽車智能化發(fā)展的實(shí)現(xiàn)的兩條基本路徑，從作為輔助駕駛系統(tǒng)到成為全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的組成部分，該兩種技術(shù)的應(yīng)用功能測(cè)試，將貫穿整個(gè)汽車智能化和交通智慧化發(fā)展進(jìn)程，因關(guān)鍵技術(shù)不同，對(duì)測(cè)試場(chǎng)地的需求也不同，為涵蓋不同的發(fā)展階段，將測(cè)試場(chǎng)地規(guī)劃分為三類，分別針對(duì)ADAS測(cè)試、V2X測(cè)試和自動(dòng)駕駛測(cè)試。

1.1 ADAS測(cè)試場(chǎng)地

ADAS系統(tǒng)在歐美日等國(guó)家起步較早，現(xiàn)已有歐標(biāo)、美標(biāo)、日標(biāo)等典型功能相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，部分功能已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)不同標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)測(cè)試環(huán)境的要求，盡量涵蓋較多的測(cè)試工況，得出以下幾點(diǎn)測(cè)試場(chǎng)地建設(shè)的關(guān)鍵之處：

1）車道

ADAS系統(tǒng)測(cè)試大多涵蓋直道測(cè)試和彎道測(cè)試，為支持不同的測(cè)試車速，直道長(zhǎng)度不能低于1000米，彎道長(zhǎng)度不能低于350米，以自適應(yīng)巡航系統(tǒng)（Adaptive Cruise Control，ACC）說(shuō)明估算方法，具體如下：

ACC測(cè)試工況中，以120km/h為最大測(cè)試車速，理想情況下，測(cè)試車和背景車均以3m/s2的加速度從靜止達(dá)到測(cè)試車速，則所需行駛的距離：

可計(jì)算s≈182m，兩車均達(dá)到測(cè)試速度、相對(duì)距離達(dá)到100m左右且穩(wěn)定行駛3~5s測(cè)試開(kāi)始，測(cè)試過(guò)程中進(jìn)行切入、切出等操作，為保障試驗(yàn)的成功率，預(yù)計(jì)測(cè)試過(guò)程至少10s，行駛距離約330m，測(cè)試結(jié)束減速過(guò)程需行駛約182m，共需約950m，考慮實(shí)際測(cè)試情況中背景車和測(cè)試車輛配合問(wèn)題，故直道長(zhǎng)度至少規(guī)劃1000m。

因系統(tǒng)類型不同，標(biāo)準(zhǔn)中彎道曲率半徑常見(jiàn)有三類，分別為125m、250m和500m，為提高場(chǎng)地使用頻率，一般考慮直道連接彎道，在直道上完成測(cè)試速度和測(cè)試距離調(diào)整，彎道上主要進(jìn)行測(cè)試過(guò)程，測(cè)試結(jié)束后的減速過(guò)程不考慮道路類型，因此，彎道長(zhǎng)度約350m。

同向車道數(shù)不能少于3條，車道寬度3.5-3.75m，車道線應(yīng)支持虛實(shí)線、黃白線測(cè)試需求，路面附著系數(shù)不小于0.9，一般為干燥的瀝青或混泥土路面。

2）其他設(shè)施

在ADAS系統(tǒng)測(cè)試中，還需考慮傳感器誤識(shí)別測(cè)試，以前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)（Forward Collision Warning，F(xiàn)CW）為例，需在上空4.5m處和凸出地面5cm處設(shè)置障礙物，而自動(dòng)緊急制動(dòng)（Autonomous Emergency Braking，AEB）測(cè)試要求測(cè)試環(huán)境空曠，需綜合考慮障礙物設(shè)置位置，可使用可拆除或可移動(dòng)的設(shè)施進(jìn)行部署。測(cè)試過(guò)程中，大多情況會(huì)使用高精度定位系統(tǒng)，為保證接收塔位置精度，應(yīng)設(shè)置固定的接收塔位置。

1.2 V2X測(cè)試場(chǎng)地

與ADAS系統(tǒng)功能不同，更強(qiáng)調(diào)環(huán)境的適應(yīng)性，尤其是高速和城市街道環(huán)境中的應(yīng)用。V2X是一個(gè)涉及車與周圍交通元素、網(wǎng)絡(luò)等協(xié)同和交互的復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)，也是智慧交通重要組成部分，其測(cè)試場(chǎng)地應(yīng)涵蓋由人、車、路和環(huán)境組成的完整閉環(huán)系統(tǒng)。然而現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，當(dāng)前的測(cè)試只能支持功能實(shí)現(xiàn)、功能完備性、響應(yīng)時(shí)延、互通性等，測(cè)試場(chǎng)地規(guī)劃應(yīng)盡量滿足多種應(yīng)用的研發(fā)性測(cè)試和應(yīng)用試驗(yàn)示范需求，以推進(jìn)技術(shù)迭代和提高社會(huì)接受度。

在《合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》中定義了17個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景，以V2V（Vehicle to Vehicle）和V2I（Vehicle to Infrastructure）為主，其中V2V只涉及車車間的通信和交互，高速環(huán)境下的測(cè)試可與ADAS測(cè)試場(chǎng)地復(fù)用，部分V2I應(yīng)用可在測(cè)試場(chǎng)地路側(cè)安裝相應(yīng)的路側(cè)通信設(shè)備以滿足測(cè)試需求，而城市街道環(huán)境需盡量還原城市交通要素，配備路側(cè)通信單元信號(hào)燈至少3組，間隔至少160m以上供測(cè)試車輛進(jìn)行加減速等操作，道路類型至少應(yīng)包含典型的交叉路口，且需有建筑物或樹(shù)木等形成天然的視線和信號(hào)遮擋，弱勢(shì)交通參與者或道路障礙物識(shí)別，可依靠路側(cè)視頻抓拍或傳感器識(shí)別實(shí)現(xiàn)，可在部分路段安裝相應(yīng)檢測(cè)器，整個(gè)可控測(cè)試環(huán)境中，除與交通設(shè)施設(shè)備的結(jié)合外，還需涵蓋多種通信方式、遠(yuǎn)程管控和資源調(diào)度平臺(tái)，形成車、網(wǎng)、路協(xié)同和互聯(lián)環(huán)境，在此基礎(chǔ)上，完成V2X的相關(guān)技術(shù)驗(yàn)證，探索評(píng)價(jià)和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 自動(dòng)駕駛測(cè)試場(chǎng)地

根據(jù)SAE international定義的自動(dòng)駕駛等級(jí)來(lái)看，目前尚處于L2（半自動(dòng)駕駛）向L3（高度自動(dòng)駕駛）過(guò)渡階段，其技術(shù)是多種技術(shù)的復(fù)雜組合，包含但不限于ADAS和V2X。技術(shù)驗(yàn)證性的測(cè)試將會(huì)是未來(lái)幾年的主要測(cè)試需求。測(cè)試場(chǎng)地應(yīng)在可控范圍內(nèi)盡可能多的還原真實(shí)交通環(huán)境。

可控測(cè)試場(chǎng)地關(guān)鍵要素應(yīng)涵蓋環(huán)境要素—?dú)夂蚩刂疲F、雨、風(fēng)等）、地面濕滑控制、燈光控制、建筑控制等；交通要素—行人、動(dòng)物、自行車、摩托車、轎車、公交車、卡車等；設(shè)施要素—交通信號(hào)燈、交通標(biāo)識(shí)牌、路面標(biāo)線、護(hù)欄、充電樁、車站、建筑、樹(shù)木等；通信要素——LTE-V2X、DSRC、4G、5G、藍(lán)牙、WIFI、RFID以及其他短程通信；控制要素——通信、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集等；功能要素——車路協(xié)同、車車協(xié)同、人車交互、車網(wǎng)交互等。

測(cè)試環(huán)境應(yīng)包括高速道路（限速120km/h）、城市區(qū)域（限速40km/h~60km/h）和鄉(xiāng)村道路（限速20km/h~30km/h），除限速要求外，各類測(cè)試環(huán)境還應(yīng)具備相應(yīng)的特點(diǎn)，如鄉(xiāng)村道路，應(yīng)具備多彎道、凹凸路面、碎石路面、坡道等，城市區(qū)域應(yīng)具備視線遮擋（建筑物、植被等）環(huán)境、多交叉路口、環(huán)島、多交通設(shè)施設(shè)備等。高速道路應(yīng)具備隔離帶、護(hù)欄、應(yīng)急車道、無(wú)信號(hào)燈等。同向車道不低于2條。

2 整車級(jí)別場(chǎng)地測(cè)試方法

對(duì)于整車系統(tǒng)功能，一般采用黑盒測(cè)試方法，在待測(cè)車輛上搭載獨(dú)立的具備高精度定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)本車車行數(shù)據(jù)和背景車車行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)同步采集，數(shù)據(jù)處理后對(duì)比測(cè)試工況和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)做數(shù)據(jù)分析，得到測(cè)試結(jié)果。對(duì)于ADAS測(cè)試，常用的測(cè)試工具有以下幾種：

圖1 ADAS測(cè)試工具

對(duì)于V2X測(cè)試，測(cè)試方法與ADAS測(cè)試類似，同樣采用黑盒測(cè)試方法，其測(cè)試系統(tǒng)如圖2。

其中，在研發(fā)階段的測(cè)試，需采集部分車載終端數(shù)據(jù)，比如終端自身定位數(shù)據(jù)，用于對(duì)比分析終端的性能，針對(duì)定位精度、應(yīng)用算法準(zhǔn)確度等問(wèn)題提出改進(jìn)建議。

圖2 V2X測(cè)試系統(tǒng)

3 結(jié)論

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車不斷智能化和網(wǎng)聯(lián)化，國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)多個(gè)試驗(yàn)示范區(qū)，且國(guó)外已有部分支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車和自動(dòng)駕駛的專用測(cè)試基地，國(guó)內(nèi)以示范區(qū)為主，主要支持應(yīng)用示范，專用的測(cè)試場(chǎng)所在未來(lái)幾年才會(huì)陸續(xù)建設(shè)。本文從試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)到測(cè)試方法，做了概括性的陳述，并擇其中的要點(diǎn)做了著重分析，對(duì)同類測(cè)試場(chǎng)地的建設(shè)和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測(cè)試具備參考意義。

[1] 李克強(qiáng).智能網(wǎng)聯(lián)汽車現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略建議[J].經(jīng)營(yíng)者(汽車商業(yè)評(píng)論), 2016(2):170-175.

[2] 劉天洋,余卓平,熊璐,等.智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗(yàn)場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀與建設(shè)建議[J].汽車技術(shù), 2017(1):7-11..

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Brief Analysis on Test Site Construction and test method Intelligent andConnected Vehicles

Yi Mao, Xia Qin, Qiao Jie

( Chongqing xibu Automobile Proving Ground Management Co. Ltd., Chongqing 401122 )

In order to meet the more and more urgent needs of intelligent and connected vehicle testing,this paper summarizes the construction methof of intelligent and connected vehicle special testing site and intelligent connected vehicle testing method base on the existing intelligent connected demonstration area in China. Emphatically, the construction key points have been analyzed, Considering both test conditions and actual test experience, the paper proposes suggestions on the construction of test site, and putting forward the test framework of V2X on the test method, which is of reference significance for the construction of intelligent connected vehicle special testing site and the research on testing method.

Intelligent and connected; test site; test method

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1671-7988(2018)20-41-03

U467.5

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1671-7988(2018)20-41-03

U467.5

易茂，就職于重慶西部汽車試驗(yàn)場(chǎng)管理有限公司，畢業(yè)于重慶大學(xué)，碩士，初級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事V2X測(cè)試及場(chǎng)地規(guī)劃方面工作。*基于寬帶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能汽車和智慧交通應(yīng)用示范工程及產(chǎn)品工程化公共服務(wù)平臺(tái)（2016強(qiáng)基工程）（項(xiàng)目編號(hào)：0714-EMTC02-5593/20）資助。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.014