杜宏建 吳慧敏 朱用國 楊慰

摘 ?要：國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)商用汽車蓬勃發(fā)展，為滿足智能網(wǎng)聯(lián)商用車的測試與開發(fā)的需求，我們從智能網(wǎng)聯(lián)試驗平臺的總體架構及道路環(huán)境建設、數(shù)據(jù)管理平臺和調(diào)度中心幾方面進行研究與實踐，更好地支撐了智能網(wǎng)聯(lián)商用汽車封閉測試區(qū)的日常運營管理、測試車輛監(jiān)控與測試評價。

關鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車;封閉試驗場;測試平臺

中圖分類號：U467.5 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1005-2550（2020）05-0048-05

Abstract： With the rapid development of the intelligent connected commercial vehicle （ICCV） in China， intelligent connected closed test area should be built to satisfy the development and test requirement of the ICCV. In this paper， the platform architecture for closed test area， road environment construction， data management platform and dispatching center are proposed and practiced. The proposed intelligent connected closed test area is proved to have a better daily management and better support for the monitoring， experiment and evaluation for the tested commercial vehicle.

Key Words： Intelligent Connected Commercial Vehicle; Closed Test Area; Test Platform

“中國制造2025”制定了重點領域明確的技術路線圖，在2020年要形成以企業(yè)為主體的智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主創(chuàng)新體系[1]，隨著國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的蓬勃發(fā)展，促進了國內(nèi)的上海示范區(qū)、長沙示范區(qū)、吉利汽車等智能網(wǎng)聯(lián)封閉試驗平臺的建設。

同時為了滿足智能網(wǎng)聯(lián)商用汽車的研發(fā)要求，東風商用車技術中心計劃在武漢試驗基地院內(nèi)，對L型道路進行網(wǎng)聯(lián)化改造，完成道路環(huán)境建設、數(shù)據(jù)信息平臺和調(diào)度監(jiān)控中心建設，構建基于GPS和北斗高精度定位系統(tǒng)的智能網(wǎng)聯(lián)及自動駕駛道路測試環(huán)境，以支撐商用汽車智能網(wǎng)聯(lián)相關功能的測試和驗證。

1 ? ?試驗平臺總體架構[5]

本平臺建設的目標是初步具備整車主觀評價試驗及智能網(wǎng)聯(lián)汽車短程測試與標定能力，同時可用于競品及開發(fā)車型的主觀評價和試乘試駕體驗。

為了實現(xiàn)上述目的，試驗平臺的設計邊界應包含試驗道路建設、道路設備搭建、試驗管理、道路設備控制、專業(yè)的試驗評價5個方面。本論文主要論述了試驗平臺的設計與實現(xiàn)，不包含道路建設的內(nèi)容。

試驗平臺的的設計與實現(xiàn)難點在于由于智能網(wǎng)聯(lián)時新興技術，試驗評價方法并未完全確定，在分析梳理現(xiàn)有標準的前提下，分別是《重慶車輛檢測研究院自動駕駛開放道路準入測試方案》、《智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛功能測試規(guī)程》、《自動駕駛開放道路準入測試方案》、i-VISTA系列測試規(guī)程，分析出要實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)封閉試驗所需要的道路要求、設備要求、系統(tǒng)要求和管理要求，根據(jù)這些要求用有效的技術和設備組合起來，形成一個完整的試驗平臺。經(jīng)過對這些難點的分析與研究，需要采用以下技術手段來達成試驗平臺的建設。

試驗平臺分為道路環(huán)境、數(shù)據(jù)信息平臺和調(diào)度監(jiān)控中心二部分，通過合理設置交通、監(jiān)控、通訊、控制、管理等系統(tǒng)，構建基于LTE-V和DSRC的智能網(wǎng)聯(lián)及自動駕駛道路測試環(huán)境，以支撐東風商用車智能聯(lián)網(wǎng)功能測試和驗證。其中，道路環(huán)境建設主要設施包括：智能交通信號系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、LTE-V/DSRC/WIFI通信設備、視頻檢測器、道閘、等路側(cè)設備;[2]數(shù)據(jù)信息平臺和調(diào)度監(jiān)控中心主要包括：計算機硬件、專業(yè)軟件、應用軟件、設備控制、試驗管理、運維管理、試驗評價等。

2 ? ?道路環(huán)境建設

2.1 ? 智能交通信號系統(tǒng)

該系統(tǒng)可實現(xiàn)監(jiān)控中心的信號燈控制平臺軟件對道路交通信號燈進行實時運行控制，包括：信號周期方案、相位相序方案、當前執(zhí)行相位信息等，根據(jù)車輛實時定位信息以及當前的交通信號相位狀態(tài)，生成實時的信號優(yōu)先感應策略，自動協(xié)調(diào)整個控制區(qū)域內(nèi)交通信號燈的配時方案。

2.2 ? 視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)

在L形測試路上布置一套視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)前端攝像機為交通特征視頻監(jiān)控槍機，統(tǒng)一通過光纖或 5G專網(wǎng)傳輸至監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心進行存儲和視頻調(diào)閱，為測試道路管理監(jiān)控提供直觀的圖像信息。

2.3 ? 車路協(xié)同通信系統(tǒng)

2.3.1 布置路側(cè)單元（RSU）

RSU與路側(cè)基礎設施相連接，從路側(cè)基礎設施獲得道路實時狀態(tài)信息，例如信號燈相位、攝像頭信息等等;從控制中心獲得當前路段的管控信息，例如限速信息、道路危險狀況等等。RSU 對獲得的道路狀態(tài)信息進行整合后，通過直通鏈路將信息廣播給周邊車輛。

RSU實現(xiàn)紅綠燈協(xié)同的車路協(xié)同應用。RSU與視頻檢測器集成，實現(xiàn)車輛/行人避撞、提醒等車路協(xié)同應用。

2.3.2 布置車載單元（OBU）

OBU提供車輛與車輛、車輛與路側(cè)設施之間的通信通路。OBU從RSU和其他OBU獲得周邊道路和狀態(tài)信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給車載控制器，以供智能駕駛決策參考。OBU從車載控制器獲得車輛狀態(tài)信息，并發(fā)送給RSU和其他OBU。從而實現(xiàn)車車、車路協(xié)同。

每臺OBU需配置流量卡，其設備及狀態(tài)信息、事件信息等通過4G或5G網(wǎng)絡回傳數(shù)據(jù)中心服務器以。

2.3.3 實現(xiàn)以下車路協(xié)同（V2X）功能：

基于交通信號燈的車速引導，可由路側(cè)通信單元（RSU）廣播信號燈相位信息，實現(xiàn)交通信號燈提醒（當前信號燈狀態(tài)及后續(xù)信號變化時序）

道路限速提醒（可根據(jù)測試需求，設置道路的限速，結合交通標識牌，可實現(xiàn)車內(nèi)標牌應用）

道路危險狀態(tài)提示（適合隧道口，特殊道路等區(qū)域）

彎道信息提醒（彎道處）

盲區(qū)信息提醒（車車通信的盲區(qū)提醒，實現(xiàn)超車輔助，基于車路通信的盲區(qū)提醒，通過 RSU 廣播盲區(qū)內(nèi)的行人或車輛存在信息）

2.4 ?智能路燈系統(tǒng)

基于 ZigBee 無線物聯(lián)網(wǎng)技術，運用統(tǒng)一的 B/S 軟件監(jiān)控平臺，結合GIS地理信息系統(tǒng)，遠程控制LED路燈，具備開關、調(diào)光、監(jiān)測、報警等單燈控制、回路控制以及情景照明控制功能?？刂葡到y(tǒng)由三部分組成：數(shù)據(jù)采集控制終端-單燈控制器、數(shù)據(jù)管理器-集中管理器，數(shù)據(jù)處理中心—監(jiān)控中心。

2.5 ? 智能出入口系統(tǒng)

在L形測試路上布置2處智能出入口，用于管理測試車輛進出，使用遠距離的射頻識別（RFID）技術，固定在試驗車上，結合道閘系統(tǒng)，為車輛配置具有全球唯一性的 RFID 標簽。在車輛出入口安裝遠距離 RFID 讀寫器，可以實現(xiàn) 20 米遠距離識別，RFID 標簽制作工藝要求為易碎防轉(zhuǎn)移、防撕標簽。

2.6 ? 視頻車輛檢測系統(tǒng)

視頻檢測器用于檢測行人、車輛。通過視頻攝像機作傳感器，在視頻范圍內(nèi)設置虛擬線圈，即檢測區(qū)，車輛/行人進入檢測區(qū)時使背景灰度值發(fā)生變化，從而得知車輛/行人的存在。視頻車輛檢測系統(tǒng)采用非接觸式（地面上）檢測，采用路側(cè)或車道垂直上方安裝方式。系統(tǒng)由視頻采集攝像機和配備視頻檢測軟件的視頻檢測模塊構成。視頻檢測器與RSU集成。

3 ? ?數(shù)據(jù)管理平臺和調(diào)度中心

數(shù)據(jù)管理平臺和調(diào)度中心是信息交匯中心，它主要為 L 型道路的智能網(wǎng)聯(lián)和 V2X 技術提供數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、計算和展示的平臺。

3.1 ? 智能交通信號管控

測試道路智能交通管控系統(tǒng)可圖形化展現(xiàn)測試道路的交通設施分布、道路通行狀況、交通管制等情況，并對路側(cè)智能交通信號燈進行控制。

3.2 ? 視頻監(jiān)控管理

通過獲取攝像頭的視頻信息，對測試道路的交通狀態(tài)和流量信息可進行實時監(jiān)測和視頻錄制。并可實時、直觀的展示各視頻設備的分布及運行狀態(tài)，提供可視化的設備操作功能，如視頻圖像處理、錄像和回放操作功能。

3.3 ? 綜合業(yè)務管理

綜合業(yè)務管理是對試驗業(yè)務、交通設備以及車載設備的管理，包括交通設備新增、刪除、修改、查詢等操作，電子地圖監(jiān)控管理，包括放大、縮小、定位等應用業(yè)務，平臺維護（包含人員信息維護、設備信息維護、設施信息維護、權限管理等）等方面。

3.3.1 測試方案管理

針對各種車輛測試項目內(nèi)容，科學有效的對人員、設備、場地進行計劃和安排。測試方案管理系統(tǒng)可通過可視化操作方便的對測試項目進行管理，如測試項目的新建、配置、修改、刪除等。測試項目的流程與測試參數(shù)采用模塊化分割，并通過可視化工作流進行組合，以實現(xiàn)自定義測試方案的功能。

3.3.2 測試項目查詢

測試項目查詢針對測試車輛的具體測試內(nèi)容而定，測試項目確定后，需在平臺錄入相關信息，包括測試車輛類型，測試類型，測試工況，測試次數(shù)等，測試結束后，可查詢已完成測試項目的相關信息。

3.3.3 測試項目統(tǒng)計一段時間后，統(tǒng)計結果以圖形或表格形式展示。

3.3.4 出入口管理，車輛進出測試區(qū)域的權限管理、進出記錄查詢等。

3.4 ? ?運維管理

包含資產(chǎn)管理和系統(tǒng)管理。對智能網(wǎng)聯(lián)測試設備故障的發(fā)現(xiàn)與警報，記錄日常運維日志，進行服務器故障、軟硬件信息統(tǒng)計等，可直接與數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，通過可視化的管理模塊進行操作。

3.4.1 資產(chǎn)管理

設施資源管理：記錄標牌、路燈、桿件等位置、狀態(tài)、維修維護狀態(tài)等信息

設備資源管理：記錄服務器、路側(cè)系統(tǒng)、監(jiān)控設備等是否損壞、是否可用等詳細信息。

3.4.2 系統(tǒng)管理中心

用戶管理：系統(tǒng)管理員能夠?qū)τ脩舻拿Q、密碼、訪問權限等相關內(nèi)容進行設置，用戶使用系統(tǒng)，都必須登錄，輸入用戶名和密碼進行驗證。系統(tǒng)管理 員可設置用戶級別，每個角色只允許授予一個訪問級別，同時定義每個用戶級別相應的命令權限。

權限管理：在此功能模塊中，系統(tǒng)管理員可進行兩類權限的管理。第一是對系統(tǒng)功能使用權限的管理和分配，管理員根據(jù)每個用戶不同的角色進行權限劃分。第二是對數(shù)據(jù)權限的劃分，管理員根據(jù)每個用戶的角色和功能權限進行數(shù)據(jù)權限的劃分，在授予的權限范圍內(nèi)用戶可對數(shù)據(jù)進行增、刪、改、查的操作。

日志記錄管理：記錄操作員登錄/退出時間、所做的操作命令，記錄系統(tǒng)執(zhí)行命令、系統(tǒng)控制方式及設備狀態(tài)，系統(tǒng)能夠保留最近3年的日志記錄。

基礎數(shù)據(jù)管理：對系統(tǒng)的擴展數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理、維護，用戶可根據(jù)需要選擇各種系統(tǒng)參數(shù)值。對每個可以獨立運行的系統(tǒng)進行維護，維護信息項包括：系統(tǒng)名稱、系統(tǒng)編號、系統(tǒng)類型、系統(tǒng)指令、圖標路徑等。

設備狀態(tài)集中監(jiān)測。監(jiān)測交通設備的運行狀況，管理系統(tǒng)自動巡檢中產(chǎn)生的告警以及人工方式上報的告警。

3.5 ? 業(yè)務展示

以L測試路為基礎，實時展示設施設備、車輛、道路的運行情況，讓管理人員能夠?qū)崟r、直觀地掌握整個測試道路的設備設施分布情況和測試車輛的運行情況。在二維高精度地圖中可根據(jù)視角觀看局部詳細運行情況，如信號燈。

3.5.1 測試道路實時運行狀態(tài)。二維電子地圖、定位視角展示、設備實時分布。

3.5.2 GPS車輛定位。測試車輛定位信息、測試車輛詳細信息、測試場車輛軌跡回放。

3.5.3 測試狀態(tài)顯示。測試項目信息、測試過程信息、測試結果信息。

3.5.4 高精度地圖：

道路級別數(shù)據(jù)（道路區(qū)間，道路交叉點）

交通設施數(shù)據(jù)（路面印刷物和標識，立體交通設施等）

車道形狀數(shù)據(jù)（車道邊線，中心線，車道面，車道區(qū)間等）

車道網(wǎng)絡數(shù)據(jù)（車道連接線，車道節(jié)點數(shù)據(jù)，車道通行條件屬性）

交通特征屬性數(shù)據(jù)（車道誘導屬性情報，車道規(guī)制屬性情報等）

安全輔助數(shù)據(jù)（曲率，縱橫坡度信息等）

3.6 ? 測試評價

包括 ADAS、V2X、自動駕駛測試，對車輛測試數(shù)據(jù)進行實時信息采集和保存，可進行數(shù)據(jù)回放，結合測試標準和測試工況，對測試結果進行分析和評價，生成詳細測試評價報告。同時測試評價功能支持由平臺發(fā)送自動駕駛相關控制指令，實現(xiàn)對自動駕駛車輛的遠程控制，其中，控制指令主要包括：自動駕駛啟動/關閉、自主駕駛使能/禁止、車輛緊急停止、車輛最高車速、自動駕駛目標路線信息（起點、終點）等。

3.6.1 ADAS測試

可以實時獲得由車載終端通過2G/3G/4G上傳的數(shù)據(jù)。

測試時部分數(shù)據(jù)不能上傳到系統(tǒng)，只要記錄了 GPS 時間，可以導入數(shù)據(jù)中心平臺，并與之前上傳的數(shù)據(jù)同步。

針對每一個測試的車輛，從基本信息到測試完成，形成一個完整的數(shù)據(jù)庫。

測試數(shù)據(jù)回放：首先可根據(jù)測試系統(tǒng)類型或者車輛信息或時間篩選出做過某項測試的車輛，顯示車輛基本信息及做過測試的相關信息（如測試時間、測試系統(tǒng)等）。其次，選中車輛，顯示該車輛做過的某個系統(tǒng)下各個工況的測試信息（工況名，測試時間、測試人員、測試設備、測試輔助車輛車牌號、是否通過等），然后選中某一工況，彈出的窗口中包含四個方面數(shù)據(jù)回放：參數(shù)顯示，系統(tǒng)相關信息顯示，視頻回放及地圖定位信息顯示，進行時間同步后可同步顯示，即進行視頻回放，同時顯示測試參數(shù)、地圖定位信息。

測試評價：可集成現(xiàn)有的測試工況，查看測試結果，結果包含測試項是否通過。

3.6.2 自動駕駛測試

參考《智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛功能測試規(guī)程》中的測試方法，制定測試項以及通過標準，通過由車載終端上傳數(shù)據(jù)，判斷測試是否通過，輸出測試結果。

遠程遙控功能，平臺可下發(fā)自動駕駛車輛遙控指令，當車輛切換為云端控制模式時，由平臺接管，或者當測試過程中，監(jiān)控到異常行為，可由平臺強制接管。

3.6.3 V2X測試

在測試道路上運行的自動駕駛車輛、網(wǎng)聯(lián)車輛、路側(cè)單元的 V2X 信息，可分別通過無線網(wǎng)絡（3G/4G）或路側(cè)單元連接的光纖上傳到數(shù)據(jù)中心，進行實時的監(jiān)控，并在界面上顯示。根據(jù) V2X 測試指標生成評價報告，包含交通燈信號提醒、道路限速提醒、道路危險狀態(tài)提示、彎道信息提醒、盲區(qū)信息提醒等。

4 ? ?結論

將東風商用車平臺與上海示范區(qū)平臺、長沙示范區(qū)平臺、吉利汽車平臺作對比，東風商用車獨具測試評價功能，另外在設備管理、試驗管理上功能更加強大。[3]如表1所示。

通過對東風商用車智能網(wǎng)聯(lián)試驗平臺研究與實踐，建立功能全面的國內(nèi)先進智能網(wǎng)聯(lián)主觀評價及測試平臺，滿足東風商用車公司智能駕駛汽車封閉園區(qū)測試評價及短程測試的需求。

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