陈桂华,于胜波,李 乔,公维洁
(1.中国汽车工程学会,北京 100176;2.中国汽车工程研究院 北京分院,北京 101100;3.国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司,北京 100176)
测试验证是智能网联汽车自动驾驶功能开发和技术应用不可或缺的重要环节[1]。全球范围内,美国率先开展自动驾驶示范区建设,位于密歇根州的MCity 是全球首个自动驾驶封闭测试区;美国交通部于2017 年1 月19 日指定了10 家自动驾驶试点试验场,分布于9 个州,具有差异化的气候条件和地貌特征,使自动驾驶汽车可以在更加丰富的条件下开展测试[2]。英国政府计划沿伯明翰和伦敦之间的M40 走廊建设网联与自动驾驶汽车先进技术集群,基于英国现有的部分网联与自动驾驶测试中心(如传统测试场地转型为智能网联测试场地的Mira 测试场),在英国汽车产业核心区域集中建设测试设施集群,构建起国家级生态系统,满足从计算机编程到上路测试的所有技术发展需求。瑞典Asta-Zero主动安全测试区为全球首个面向未来交通安全的综合测试场,包含乡村路段、城市区、多车道路段和高速区4 种测试环境,可针对不同场景系统化反复测试。日本警察厅先后颁布《自动驾驶汽车道路测试指南》和《远程自动驾驶系统道路测试许可处理基准》,在允许自动驾驶技术测试验证的同时对自动驾驶汽车道路测试的流程、安全保障措施、数据记录、交通事故处理等方面提出具体要求。J-town自动驾驶测试场是日本对外开放且较为成熟的自动驾驶封闭测试场,包含市区V2X 测试区域、多用途测试区域、特殊环境测试区域3个区域。可见,美、日、欧等发达国家及地区纷纷斥资建设智能网联汽车测试示范区,在示范区模拟多种道路和场景,为智能网联汽车提供实际的运行环境,测试智能网联汽车实际运行中的车联网和自动驾驶技术,抢占技术和标准的制高点,促进智能网联汽车产业化快速发展。
近年来,我国测试示范区建设初具成效,测试体系逐步形成,中央及地方相关主管部门陆续出台道路测试管理规范和实施细则[3-13],在项目支持、测试示范区建设与应用等方面营造良好的生态环境。
本文将基于工业和信息化部支持建设的10 个国家级智能网联汽车测试示范区,采取案头资料、实地考察和问卷调查等方式,开展相关调研和研究工作,摸底示范区封闭测试基地的场地建设、基础设施和实际运营情况,探索测试示范区的发展趋势,分析面临的问题与挑战,引导现有测试示范区的改进升级和新建测试示范区的规划与建设,起到提高测试效率、避免功能重叠和资源浪费、实现资源共享的作用,同时为主管部门提供决策支撑,为行业发展方向提供参考依据。
为加快智能网联汽车技术和产业化发展,提供良好的测试验证环境和条件,工业和信息化部自2015 年起先后支持建设了北京、上海、重庆等10个智能网联汽车测试示范区,详见表1。
道路测试是开展智能网联汽车技术研发和应用不可或缺的重要环节[14],封闭场地测试是自动驾驶车辆道路测试的前提条件。智能网联汽车测试示范区的建设和运营对于我国智能网联汽车的发展至关重要。近年来,10 个测试示范区积极推进封闭场地建设,强化软硬件部署,加快开展测试验证工作。
重庆测试区于2016 年11 月建成并开放,测试道路里程3 km,已搭建了50 个城市交通测试场景,其中交通安全场景35 个,效率类场景3 个,信息服务类场景6 个,通信和定位能力测试场景6 个,涵盖了弯道、隧道、坡道、桥梁、十字交叉口场景,尚无高速公路和乡村道路场景,为长安、北汽福田、百度等企业提供了大量的测试服务,正在推进重庆西部试验场的建设。
长春测试区于2018 年7 月正式对外开放,测试道路里程3 km,具有6 大类99 个基本测试场景,43 个网联场景,涵盖城市快速路、坡路、砂石路、十字路口、林荫路、雨雾路、连续转弯、隧道等道路场景,已经为一汽红旗、奔腾、解放等品牌和多家创业公司提供了测试服务,目前还在推动海南测试场的改造升级。
北京河北测试区涉及3 个测试场,其中海淀测试场于2018 年2 月启用,测试道路里程4.8 km,亦庄测试场于2019 年5 月正式启动,道路测试里程8 km(含800 m 高速公路),海淀和亦庄测试场均为北京市公共道路测试的自动驾驶能力评估场地;河北测试场建在长城汽车徐水试验场内,主要为长城汽车提供测试服务。
表1 我国智能网联汽车测试示范区概况(排名不分先后)
长沙测试区于2018 年6 月建成,总投资18.96亿元,测试道路总里程12 km(包括3.6 km 双向高速公路),搭建了78 个常规性智能无人测试场景,其中城市环境模拟场景33 个,乡村环境模拟场景13 个,高速环境模拟场景6 个,累计提供测试540余场。正加快建设智能系统设备检测实验室,打造100 km 智慧高速、100 km 城市道路智能化改造、自动泊车等多个应用场景。
无锡测试区已于2019 年1 月开放通锡高速公路S19 无锡段作为封闭高速测试环境。测试基地内提供封闭的实际道路和模拟测试环境,依据多种类型道路、障碍物、交通信号、交通标志、气象条件等因素构建150 余个实际道路测试场景,预计于2019 年底对外开放。
广州测试区正在“一核、四区”番禺、黄埔、南沙、白云、花都区推进测试示范区规划与建设工作,其中番禺已经完成位于广汽研究院内部的封闭测试场一期建设。
与此同时,质疑静态大陆的观点开始流行起来。对于开始接触这一理论的人来说,魏格纳的非正统思想引发了一些重大问题,如什么力量可以导致大陆在海洋上滑行?这些问题又引发了新理论:泛大陆分离开来是因为地球正在变得越来越大。
浙江测试区涉及两个测试场,嘉兴桐乡测试场于2018 年9 月建成,测试道路里程3 km,可提供20 余种网联式场景测试,包括交通安全类、交通效率类和信息服务类;杭州云栖小镇测试场主要结合云栖大会开展智能网联汽车测试展示活动。
武汉测试区正在分期推动封闭测试场建设,一期计划2020 年5 月完成,一期占地面积约 870 000 m2,包括极限性能测试区、指挥中心、医疗中心和维修区。
成都测试区正在制定封闭测试场建设规划,规划占地1.2 km2,还未正式启动建设。
(以上测试示范区统计数据来自课题组的实地调研和各示范区提供的资料,时间截止至2019年5月。)
综上,国家及地方政府对智能网联汽车产业的重视程度不断上升,10 个测试示范区建设步伐不断加快,在建设过程中充分利用各地地形、气候差异,以期实现差异化发展,且充分重视政产学研相结合,能够更好地协调各方资源,较快推进智能网联汽车产业发展。但是我们应看到,各地测试示范区呈现出割裂式建设和发展的状况,缺乏国家层面的统筹协调,面临一些较为突出的、共性的问题。
综合考虑建设进度、功能定位、测试监管等因素,各测试示范区现阶段在测试标准、场景建设、数据管理、运营成本等方面存在突出问题。
截至2019 年6 月底,上海、北京、河北、长沙、重庆、长春均开放了部分智能网联汽车封闭测试场地,开展测试委托服务。各封闭测试场地的建设水平差异较大,部分场地是在原有场地上升级改造而来,部分场地为新建;测试区运营主体技术水平差别较大,测试服务能力各异,在技术人员配备、数据平台搭建、仿真平台搭建等方面也都存在差别;此外,在高速公路、城市道路、坡道、隧道、S 弯道等重点场景,由于受到场地的限制,部分场地尚无高速公路场景,真正融合到具体路段中的、可用于测试的坡道、隧道、S 弯道的封闭测试场地较少。
已开放封闭测试的场地建设情况对比,见表2。
表2 部分智能网联汽车封闭测试场地(已开放)建设情况
各封闭测试场地自2016 年开始陆续建成并对外开放,建设规划及投入水平各异,需要尽快出台场地建设、交通场景搭建的最低要求,同时规范信号灯、标志标线等交通工程设施,使封闭测试场地与实际道路环境保持一致,减少企业测试时不必要的调试工作。
我国智能网联汽车道路测试管理实施事前管理,在开放道路路试前须先在封闭场地完成测试并取得合格的检测报告。2018 年8 月,中国智能网联汽车产业创新联盟、全国汽车标准化技术委员会智能网联汽车分技术委员会联合发布了《智能网联汽车自动驾驶功能测试规程(试行)》,该规程根据三部委路试规范给出的14 个测试项目,规定了34个细分测试场景[15],目的是为各省市智能网联汽车道路测试前进行的封闭场地测试提供统一的测试场景、测试规程及通过条件参考。但是,该测试规程在统一测试场景、示范区协同方面的作用有限,北京、重庆、上海、长沙、长春等地纷纷结合自身场地情况,制定了相应的测试规程实施细则,见表3。
表3 部分测试示范区测试规程对比分析
我国智能网联汽车各个测试示范区场地建设、测试方法、数据采集、路侧设备规格、公路建设等诸多方面缺少统一的标准体系,缺乏宏观的整体架构设计;各测试示范区结合地理环境及气候搭建特色测试场景,如北方冰雪特色测试,重庆坡道、弯道及坡道和弯道组合测试场景特征明显等等,同时各地测试管理机构对测试规程的认识程度不同,地方主管政府机构对各地测试示范区的监管要求也不一样,造成测试规程不统一,各地测试示范区的协同存在壁垒。目前,在测试结果互认方面,广州、深圳认可其它省市的封闭测试检测报告,测试主体可通过提交其它省市的封闭测试证明材料及检测报告来申请公开道路测试临时牌照。其它省市尚处于一对一的合作阶段,大都以战略合作框架协议形式,一对一地建立合作关系,尚未真正实现测试结果的互信与互认,如上海市经信委、江苏省工信厅、浙江省经信厅和安徽省经信厅共同签署了《长江三角洲区域智能网联汽车道路测试互认合作协议》,推动区域内智能网联汽车道路测试的数据共享与测试结果互认。除以上省市和地区外,测试主体要开展异地测试,申请路试牌照前仍须到当地第三方监管机构认可的封闭测试场地开展测试,并且通过不同测试规程指导下的“考试”,产生大量的前期调试及测试工作量及费用支出,增加测试主体的负担。
封闭测试场地一般开展两大类型测试服务工作,包括企业的自主研发测试服务、申请路试前的能力检测服务。两种类型的服务,对数据的收集处理方式不同。
企业的自主研发测试服务,测试企业会和测试场地运营方签订相应的测试数据保密协议,要求对被测车辆性能数据、传感器数据等严格保密,一般可以要求场地运营方不能采集任何相关数据,仅作为场地提供者。
申请路试牌照的能力检测服务,为能判定测试主体是否具备相应的自动驾驶能力,并对后续出具相应的检测报告提供数据依据,测试场地运营方通常会在测试场地、被测车辆上安装相应的传感器或摄像头等来获取几类数据:(1)车辆运行数据:速度、加速度和减速度、转角、位置等。(2)车辆驾驶状态数据:通过安装在车辆上的摄像头判定是自动驾驶还是人工驾驶模式。(3)车辆违章数据:是否压线、闯红灯等。(4)其它数据。待企业完成测试后,部分封闭场地运营方会收集汇总相应的摄像头及传感器数据,一般仅仅用于出具检测报告。
目前各测试区已建设或正在建设数据采集中心,但尚未建立统一的数据管理平台,且数据采集规范和格式等也尚未统一,数据汇总、分类和处理等难度较大,数据的脱敏处理也需要进一步探索,数据尚未充分利用。
测试区建设需要土地、硬件、软件、人员等多项投入,尤其是新建场地投入尤为巨大,例如,国家智能网联汽车(长沙)示范区的前期建设总投资18.96 亿元,占地1 232 亩,规划中的一期智能网联汽车(华东)综合试验场占地1 万亩,一期计划投资10 亿元(不含土地)。此外,即使对传统试验场地升级改造同样会有成本较高的基础设施前期投入。
从目前的场地使用情况来看,受测试场地容量限制及安全保密等要求限制,大多数测试场地测试容量有限,智能网联汽车还未真正大规模商业化,尚处于技术研发及测试探索阶段,再加上各地测试示范区场景同质化,功能重叠,测试场利用率低,商业模式不清晰,各运营主体自我造血能力差,现阶段无法实现盈利,未来盈利空间也有限。各测试示范区应针对测试主体需求进行深入调研,包括道路需求、场景需求、项目需求等,同时了解上路测试的企业真实需求,了解需求量的规模,探讨开放道路测试与封闭测试区不挂勾的服务形式,以避免利用率不足形成的资源浪费,在市场竞争机制下提升服务能力。
由上文分析可知,我国智能网联汽车测试示范区已初具成效,部分测试示范区开展委托测试服务,为推动我国智能网联汽车产业的快速发展和商业化提供了有力支撑。但是,我国测试示范区发展仍面临问题和挑战,一方面,各地测试示范区呈现出割裂式建设和发展的状况,测试结果互认和数据共享等一系列协同工作存在壁垒;另一方面,各地测试示范区重复建设现象严重,没有明确的差异化建设目标,功能重叠且利用率不足,商业模式不清晰,造成严重的资源浪费,阻碍了我国智能网联汽车产业健康有序可持续发展。针对各地测试示范区面临的以上问题及其带来的严重后果,建议加强对现有国家级智能网联汽车封闭测试区的统筹和监管,严格授牌和考评等监管工作,加快完善相关标准,探索数据共享利用,建立有效的协同机制,全面提升我国智能网联汽车测试管理和服务水平。
建设智能网联汽车测试示范的评价机制和体系,定期对国内各示范区的封闭测试环节、园区示范环节、城市区域测试环境以及高速公路等公开道路测试示范工作进行指标评价。对测试流程、测试方法进行评估鉴定,对测试能力不达标的测试区提出指导意见和改进措施,对各个测试区的数据进行统一管理和考核,严格把关测试标准和测试行为。
针对场地建设、场景搭建、基础设施配套、运营主体评价能力等方面开展综合评估,进行封闭测试场地服务能力资质认证,保证封闭测试场地在满足基本测试要求的基础上,鼓励突出各地区交通场景的差异性,形成各测试示范区测试能力互补。结合智能网联汽车测试发展对场景搭建的新需求,不定期地开展动态评估,保障测试场景更替及补充完善。
以《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)》为指导,积极发挥全国汽标委智能网联汽车分标委和中国智能网联汽车产业创新联盟的作用,发挥政府主导的国家、行业标准与市场主导的团体标准的优势互补和协调作用[16],增加标准有效供给[17],加快研制出台智能网联汽车自动驾驶功能测试规范、测试场地建设规范、测试场景及数据规范等急需的不同层级的标准规范,指导各测试区的实际测试验证工作,以基本免测项、特殊增测项相结合的方式促进实现测试结果的共享和互认,为测试数据协同及共享奠定基础。
推进各示范区数据中心软件、硬件能力建设,依托第三方机构搭建国家级测试数据平台,积极做好数据平台的衔接和信息共享,构建可拓展可共享的数据库架构,实现统一格式存取,满足多示范区同时在线应用分享需求。综合考虑数据分享便捷性及保密需求,建立分级共享机制,实现跨品牌车辆和跨示范区之间信息的互联互通,对涉及企业技术进展等数据进行脱敏处理,推动将脱敏数据应用到技术研发、场景库搭建等实际需求中。
鼓励各测试示范区充分了解国内外测试主体的测试需求,加强各测试区的信息交流和经验分享,鼓励各测试示范区结合地理环境及气候搭建特色测试场景,根据自身定位及核心承载力打造测试特色,探索差异化测试场景,避免功能重叠和资源浪费,促进提升综合测试服务水平,支持实现市场化运作,推动测试区的持续良性运转。
充分利用北京冬奥会、雄安新区、智慧小镇建设等历史发展机遇,着力推动大规模、城市级智能网联汽车测试示范。以中德合作为契机,研究探索跨国测试示范项目,开展规模性测试示范对交通出行、交通安全的影响分析,为智能网联汽车的商业化推广、应用奠定基础。