联合国自动车道保持系统法规解析

文/费 音

作为汽车与信息、电子、通信等产业跨界融合的重要载体和典型应用，智能网联汽车代表了汽车技术和产业未来发展的方向，相关的标准、法规协调正在成为全球标准、法规相关国际组织的工作重点。联合国、国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）均以负责道路汽车和智慧交通的标准化技术组织为主导，开展与智能网联汽车相关的标准、法规研究。在联合国层面，世界汽车法规协调论坛（WP.29）下属的智能网联汽车工作组（GRVA）负责开展有关智能网联汽车法规的协调工作。GRVA 为了适应自动驾驶技术的发展，在2020 年推出了联合国《自动车道保持系统（ALKS）》（UN R157）法规。

我国智能网联汽车标准体系也正在建设完善，先期以先进驾驶辅助系统（ADAS）领域为重点，已开展了大量的标准研究和制定工作，目前在此基础上，正在开展自动驾驶领域标准的制定工作。为此，本文对UN R157 内容和修订趋势进行以下解析。

一、ALKS 与相关法规发展现状

ALKS 是在设有物理隔离设施划分交通流的道路条件和行驶车速在60 km/h 以下，激活并自主控制汽车，使汽车在道路上保持稳定的横向和纵向运动的系统。根据国际自动机工程师学会（SAE International）《自动驾驶系统分级标准》（SAE J3016），该系统属于L3 级有条件自动驾驶，不同于L2 级驾驶辅助，如车道保持辅助系统（LKA）、盲区监测系统（BSD）、自适应巡航系统（ACC）等，L3 级有条件自动驾驶是自动驾驶汽车产业的分水岭，处于辅助驾驶和真正的自动驾驶之间。目前，奔驰、本田和长安等相关企业也已开发相应的系统。

GRVA 根据自动驾驶技术的发展和ALKS 的开发情况，自2019 年起着手制定UN R157，2020年3 月GRVA 全体会议讨论通过并提交WP.29。UN R157 于2021 年1 月起正式生效。同期通过的法规还有《网络安全性和网络安全性管理系统》（UN R155）和《软件升级和软件升级管理系统》（UN R156）。作为自动驾驶领域的第一项国际法规，UN R157 的出台被视为交通中自动驾驶系统监管的第一步。

UN R157 包含适用于型式认证的管理规定、技术要求、审核、报告和测试规定，共分为14个章节和5 个附件，包括系统安全、故障安全响应、人机界面（HMI）、自动驾驶数据存储系统（DSSAD）、信息安全和软件升级等方面的要求（见图1）。

二、UN R157 核心技术内容解析

UN R157 的核心技术内容主要在系统安全和故障安全响应、HMI 与操作员信息、目标和事件检测与响应（OEDR）、DSSAD、网络安全和软件更新、适用于ALKS 功能和运行安全方面的特殊要求和ALKS 测试规范等章节条款中。

图1 UN R157 主要结构图

1. 系统安全和故障安全响应

ALKS 被激活后，它将代替驾驶员执行驾驶任务，应对包括故障在内的所有情况，并且不可以危害车内人员和其他道路使用者的安全。被激活的系统应支持驾驶员随时恢复对汽车的手动控制。

为了保证这些功能的实现，本条款规定了在ALKS 激活期间，本车与前车之间的最小时距与最短跟车距离应随本车当前速度而变化，本车车速越快，最小时距越长，最小跟车距离越远。如果系统检测到碰撞风险，就启动应急策略（EM），防止碰撞或减轻碰撞后果。而且，本条款还要求在ALKS 激活后，能够识别所有需要驾驶员重新控制汽车的情况，并且在发起接管需求的时候要有足够的提前量；当驾驶员没有回应接管需求的时候，ALKS 就会启动最小风险策略（MRM），将交通风险降至最低。

本条款描述了对ALKS 的最低安全要求，也就是装用该系统的汽车不给本车和道路其他汽车带来安全风险。我国正在制定的推荐性国家标准“智能网联汽车自动驾驶系统通用功能要求”中也纳入了相应的要求。

2. HMI 与操作员信息

ALKS 被激活后，需对驾驶员的任何操作都要有所响应，在必要的时候通知驾驶员接管汽车，而且还要判断驾驶员是否能够有能力接管，这些都需要ALKS 和用户之间有交互信息的HMI 作为媒介，向驾驶员适时提供信息。

该条款规定了驾驶员有效性识别ALKS 的要求、系统的激活与退出条件、ALKS 应给予的提示信息和形式，以避免驾驶员误解或者操作不当。

在我国，工业和信息化部在对自动驾驶汽车产品的管理要求中，考虑到了这方面的检测要求。工业和信息化部在2021 年8 月出台的《关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见》中提出，采取脱手检测等技术措施，保障驾驶员始终在执行相应的动态驾驶任务。

3. OEDR

该条款规定了汽车应配备感知系统。该系统应能确定驾驶环境和交通动态，具体要求包括：前向探测范围至少达到46 m，横向探测范围覆盖汽车左右两侧车道的整个宽度。

我国正在制定的推荐性国家标准“智能网联汽车自动驾驶系统通用功能要求”中也纳入了相应的要求。

4. DSSAD

作为ALKS 激活的前提，汽车必须安装符合要求的DSSAD。该条款规定了ALKS 驾驶状态的记录要求，对需要记录的事件、元素、数据有效性、防篡改和DSSAD 的运行有效性提出要求，确保记录ALKS 的所有相关动态和发生碰撞等事件时数据的可检索性。事实上，DSSAD 不仅针对ALKS功能，这是对自动驾驶系统各项功能数据的记录要求。

我国正在制定的推荐性国家标准“智能网联汽车自动驾驶数据记录系统”中不仅纳入了上述各项主要内容，还增加了DSSAD 的耐撞性能要求、环境评价性要求等内容。

5. 网络安全和软件更新

该条款是对汽车的网络安全和软件更新的要求，符合UN R155 和UN R156 规定。与DSSAD的要求一样，这是对汽车的通用型要求，并不局限于对ALKS 的要求。

我国目前正在制定的两项强制性国家标准“汽车软件升级通用技术要求”与“汽车整车信息安全技术要求”，在标准编写过程中，也已充分考虑了国际协调，其技术要求参考了UN R155 的网络风险点与UN R156 的软件更新要求。

6. 适用于ALKS 功能和运行安全方面的特殊要求

该条款描述了ALKS 全生命周期的功能安全与运行安全要求及其流程审核要求。在其附录ALKS 交通干扰关键场景指南中，列出了3 种ALKS 避免碰撞的关键场景，分别是切入、切出和减速，把驾驶员模型分为感知、决策和反应3 个阶段，并给出了这3 个关键场景下的驾驶员模型。

7. ALKS 测试规范

该规范规定了装用ALKS 的汽车应完成的基础测试。其中，用以评估动态驾驶任务（DDT）系统性能的试验场景包括车道保持、避免碰撞、跟随前方汽车、其他汽车变更切入、前方汽车变道后的静止障碍物和视野测试。

8. UN R157 修订趋势

目前，UN R157 内容仍在不断完善，修订重点包括：

① 范围扩大，纳入重型汽车

2021 年11 月，WP.29 通过的修正案，将UN R157 的范围从只适用于M1类汽车扩展为适用于M 类和N 类汽车，该修正案将于2022 年6 月生效。

其修订内容主要包括：在最小时距与最短跟车距离要求中增加了M2、M3、N2和N3类汽车对应的限值，感知系统的探测范围、DSSAD 的相关内容也做了相应调整。

② 汽车行驶速度提高为130 km/h

UN R157 作为对ALKS 监管的起步，ALKS被激活后允许汽车行驶最高速度为60 km/h，并计划在后续修订中将其提高至130 km/h。与之相对应，最小时距与最小跟车距离要求增加了本车当前速度在70 km/h ～130 km/h 以上的相应系列限值，并且前向探测范围的要求也随着汽车最高行驶速度的提高而变得更远，对于最高行驶速度为130 km/h的汽车，前向探测范围至少要达到150 m。

③ 增加车道变换功能

UN R157 增加了车道变换功能，并将车道变换过程（LCP）定义为从点亮转向灯到自动关闭转向灯之间的过程，具体包括以下步骤：点亮转向灯、暂时停用ALKS 的强制车道保持功能、向车道边界横向移动、车道变换策略（LCM）、恢复ALKS的强制车道保持功能和关闭转向灯（见图2）。其中，LCM 为其中的核心内容。

图2 车道变换功能图示

激活车道变换功能的前提是目标车道同时满足最大减速度、反应时间和安全时距3 个条件（见图3）。

图3 目标车道评估条件图示

修订内容主要包括：增加相关定义，如初始车道、目标车道、LCP 和LCM 等；明确LCP 的激活标准、车道变换环境、LCM 的特殊要求等，同时在附件中加入合适的场景测试要求。

三、结 语

ALKS 是L3 级及以上自动驾驶系统的核心功能之一[1]，涉及驾驶员与汽车的控制权切换。UN R157 针对自动车道保持功能给出了详细的汽车控制权切换流程与相应的安全要求，为其他L3 级自动驾驶的标准制定提供了参考模板。UN R157 包含了大量自动驾驶汽车的通用基础要求，如DSSAD、HMI、网络安全和软件更新等，对于我国目前正在研究的自动驾驶功能领域国家标准的制定具有指导意义。

我国现已发布多项ADAS 系列国家标准，包括《乘用车车道保持辅助（LKA）系统性能要求及试验方法》（GB/T 39323-2020）和《道路车辆盲区监测（BSD）系统性能要求及试验方法》（GB/T 39265-2020）等，同时，“商用车辆LKA 性能要求及试验方法”“驾驶员注意力监测系统性能要求及试验方法”“智能泊车辅助系统性能要求及试验方法”等ADAS 标准也正在制定中。笔者希望通过对L3 级自动驾驶领域的UN R157 的研究，将有助于我国提高智能网联汽车的技术水平，为相关产品走向国际奠定基础。