葉國根，侯立升，李齊麗，龔雪顏

Ye Guogen，Hou Lisheng，Li Qili，Gong Xueyan

（寧波吉利汽車研究開發(fā)有限公司，浙江 寧波 315300）

0 引 言

2021 年8 月，國家市場監(jiān)督管理總局正式發(fā)布GB/T 40429—2021《汽車駕駛自動化分級》[1]，其中明確了駕駛自動化等級與劃分要素的關(guān)系以及用戶與駕駛自動化系統(tǒng)的角色分工，指出L3級[1]及以下自動駕駛車輛的駕駛員需關(guān)注周邊環(huán)境，且必須在系統(tǒng)發(fā)出介入請求后立刻接管車輛。在輔助駕駛系統(tǒng)激活條件下，駕駛員實際接管車輛的能力如何，目前相關(guān)分析數(shù)據(jù)較少。

本文針對不同駕齡、不同性別、不同年齡的駕駛員進行L3 智能駕駛實車測試，通過數(shù)據(jù)和視頻記錄不同駕駛員在系統(tǒng)隨機出現(xiàn)接管請求時的反應(yīng)能力，為用于驗證車輛功能安全、預(yù)期功能安全的HARA （Hazard Analysis and Risk Assessment，危害分析和風(fēng)險評估）[2]以及智能駕駛系統(tǒng)開發(fā)提供數(shù)據(jù)參考。

1 測試準備及過程

駕駛員反應(yīng)能力測試的實車環(huán)境如圖1所示，為保證測試結(jié)果的準確性，測試車輛、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、測試人員、測試環(huán)境等均處于良好狀態(tài)。

圖1 搭建駕駛員反應(yīng)測試實車環(huán)境

1.1 測試資源

1.1.1 試驗樣車

試驗需要準備至少兩輛車，一輛車用于測試，需具備TJP(Traffic Jam Pilot，交通擁堵領(lǐng)航)功能，TJP 可實現(xiàn)在一定車速范圍內(nèi)控制車輛橫向和縱向運動，當(dāng)TJP 工作時，駕駛員可在短時間內(nèi)松開轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)移視線，當(dāng)該功能退出時會發(fā)出語音及文字提醒駕駛員；另一輛車作為前方目標車，保障測試過程安全。用于測試的車輛進行簡單改制，屏蔽駕駛員監(jiān)控功能，使測試過程可以模擬完全自動駕駛。

試驗樣車應(yīng)保證儀表顯示正常，制動、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無故障也無性能衰減現(xiàn)象，喇叭、警示燈等均可正常工作。

1.1.2 測試數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集設(shè)備CAN OE （Controller Area Network Open Environment，控制器局域網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境）經(jīng)診斷接口與車輛網(wǎng)絡(luò)相連，同時通過線纜與上位機連接。測試過程中，數(shù)據(jù)采集人員通過上位機進行數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和采集。

在進行故障注入時，除采集整車數(shù)據(jù)外，需通過視頻記錄設(shè)備同步記錄被測駕駛員的駕駛表現(xiàn)。

1.1.3 測試人員

共選取10名駕駛員進行測試。試驗開始前對駕駛員進行安全培訓(xùn)，介紹TJP的具體作用，包括功能開啟、功能ODD（Operational Design Domain，設(shè)計運行范圍）、功能退出的提醒等。需要注意，試驗開始前不能提前告知駕駛員測試目的、測試方法以及故障注入方式。

考慮駕駛員年齡、駕駛風(fēng)格、性別、駕齡的差異[3-4]，被測人員分布情況如圖2所示。

圖2 被測人員分布情況

1.1.4 測試場地

智能駕駛測試路段需有高精地圖覆蓋，車流量適中，環(huán)境光線良好。

1.2 測試步驟

整個測試分為以下步驟：

（1）測試開始前，確認測試車輛狀態(tài)：油量/電量是否充足，輪胎胎壓是否正常，整車有無影響智能駕駛功能正常使用的故障，數(shù)據(jù)采集設(shè)備是否正常工作；

（2）確認車輛狀態(tài)良好后，將測試車行駛至測試路段，測試車與目標車相距20 m（最小跟車距離），前方目標車以50 km/h車速穩(wěn)定行駛；

（3）被測駕駛員駕駛測試車輛，開啟TJP 功能，設(shè)置巡航車速為60 km/h；

（4）待測試車輛保持穩(wěn)定跟車后，被測駕駛員模擬正常行車習(xí)慣，例如聽音樂、看電視、玩手機、與同乘人聊天、接打電話等，確保車輛處于完全自動駕駛狀態(tài)；

（5）副駕駛員實時關(guān)注車輛周邊環(huán)境，在適當(dāng)時刻（駕駛員注意力不在正前方時）注入故障,故障注入方式為非預(yù)期激活EPB（Electrical Park Brake，電子駐車制動系統(tǒng)），促使車輛發(fā)出接管請求，觀察并記錄被測駕駛員的反應(yīng)，計劃為每名駕駛員測試10次；

（6）測試數(shù)據(jù)需實時記錄和保存，主要記錄數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)向盤扭矩、功能激活狀態(tài)位、制動踏板狀態(tài)位、加速踏板狀態(tài)位、駕駛員的基本信息包括年齡、駕駛風(fēng)格、性別、駕齡、接管方式以及故障注入狀態(tài)位。

2 測試結(jié)果分析

2.1 測試結(jié)果

將測試中駕駛員可能出現(xiàn)的接管方式分為4類：轉(zhuǎn)向盤接管、加速踏板接管、制動接管以及未接管，測試結(jié)果見表1，其中測試人員3 在第3次測試時接打電話過于專注未及時接管車輛，車輛系統(tǒng)執(zhí)行了安全停車策略。

表1 駕駛員接管行為統(tǒng)計

試驗中統(tǒng)計所有被測駕駛員各次測試的接管反應(yīng)時間，以及接管時的轉(zhuǎn)向盤扭矩，如圖3、圖4所示。

圖3 駕駛員接管車輛的反應(yīng)時間

圖4 駕駛員接管轉(zhuǎn)向盤的扭矩分布

受測試路段里程、路況及駕駛員實際駕駛行為等因素影響，縮減每名駕駛員的測試次數(shù)，具體見表1。

2.2 結(jié)果分析

由表1 可知，被測駕駛員接收到車輛接管提示后，幾乎都采用轉(zhuǎn)向盤接管方式控制車輛，性別、年齡和駕齡對被測駕駛員的第一反應(yīng)不產(chǎn)生影響，整個測試過程未出現(xiàn)誤踩加速踏板的情況。

由圖3 可知，在車輛完全自動駕駛過程中，被測駕駛員沒有關(guān)注周邊環(huán)境情況，接管反應(yīng)時間基本在3～7 s，其中6.17%的駕駛員可以在小于1.5 s接管車輛，23.45%的駕駛員可以在1.5～ < 2 s接管車輛，35.82%的駕駛員可以在2～ < 3 s 接管車輛，20.98%的駕駛員可以在3～ < 5 s 接管車輛，13.58%的駕駛員接管車輛時間大于等于5 s，整個測試的平均接管反應(yīng)時間為3.12 s[5]。僅從接管時間進行判定，由接管時間3.12 s 可判定駕駛員的可控性為不可控，對應(yīng)可控性評級為C3[2]；假設(shè)車輛開啟TJP 功能以80～100 km/h 車速行駛在彎道內(nèi)（彎道半徑250 m），TJP 功能退出或發(fā)生非預(yù)期轉(zhuǎn)向后，車輛不再沿車道線行駛而是沿彎道切線方向行駛，與路沿發(fā)生碰撞的時間約為0.95～1.08 s，如果駕駛員在此時間內(nèi)未接管車輛則可能發(fā)生較嚴重的交通事故。

由圖4 可知，被測駕駛員通過轉(zhuǎn)向盤接管車輛時，對轉(zhuǎn)向盤施加的扭矩幾乎都不超過3 Nm，其中38.75%的駕駛員接管力矩小于1 Nm，50%的駕駛員接管力矩為1～ < 2 Nm，10%的駕駛員接管力矩為2～ < 3 Nm，1.25%的駕駛員接管力矩大于等于3 Nm，整個測試的平均接管扭矩為1.18 Nm[6]。僅從駕駛員接管轉(zhuǎn)向盤的扭矩進行判定，與行業(yè)通用的駕駛員接管可控性標準（3 Nm）進行對比，駕駛員在TJP 功能退出時接管的手力矩基本在可控的度量范圍內(nèi)，但不排除出現(xiàn)較大的非預(yù)期轉(zhuǎn)向。

3 智能駕駛系統(tǒng)改進建議

針對上述測試中環(huán)境因素（音樂/視頻聲音、聊天聲音、電話聲等）對駕駛員接收接管車輛提醒的影響，例如多媒體聲音過大掩蓋了車輛接管報警提醒，以及未接管時車輛進入功能安全狀態(tài)情況，提出以下改進建議：

（1）接管提醒的報警優(yōu)先級定義為最高級別，觸發(fā)接管提醒時同步降低多媒體音量，盡可能地保證駕駛員及時接收到接管提醒；

（2）接管提醒的方式應(yīng)至少包含文字/圖標彈窗、語音播報，同時通過安全帶預(yù)緊、座椅振動等方式進行，增加提醒信息傳輸?shù)目煽啃裕?/p>

（3）采用階梯式安全設(shè)計，第1階段為接管提醒，第2階段觸發(fā)初級功能降級，即禁止橫向控制只保留縱向控制，第3階段全功能降級，即保持當(dāng)前車道緩慢減速至停車，啟動EPB并點亮雙閃燈；

（4）實時在線監(jiān)控駕駛員，保證駕駛員在環(huán)，可以及時接管車輛。

4 結(jié)束語

對L3智能駕駛車輛由完全自動駕駛狀態(tài)進入手動接管車輛過程進行測試，發(fā)現(xiàn)駕駛員的反應(yīng)時間為3～7 s，駕駛員一旦接收到接管提醒，基本都會進行接管操作。

在后續(xù)試驗中，需不斷拓展測試樣本量，增加更多駕駛員以避免個別極端參數(shù)導(dǎo)致結(jié)果偏差，需增加不同提醒方式下駕駛員反應(yīng)時間測試和不同失效工況時駕駛員的可控性測試等，為L3和更高級別自動駕駛功能開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。