智能网联汽车场地试验场景规划及实践

摘要：为了补足公司智能网联汽车场地试验能力，分析了目前封闭场地的建设方式及成效，梳理了场地技术条件、自动驾驶功能及网联功能测试的典型场景需求和特点。基于公司汽车试验场及内部园区道路实际情况，借助PEGASUS项目道路层元素完成了各场景建设位置规划。在完成场地道路、交通设施等建设或改造后，经自动驾驶功能场景试验验证，公司已具备自动驾驶功能场地试验的测试评价能力，并取得CMA和CNAS资质的认定、认可，为其他智能网联汽车试验场地建设或改造提供了参考及经验。

关键词：智能网联汽车；封闭场地试验；场景规划

中图分类号：U46979 收稿日期：2024-03-10

DOI：1019999/jcnki1004-0226202407001

1 前言

纵观全球汽车市场，汽车电动化、智能化、网联化渗透率呈现快速提升趋势，国内新能源汽车产销量从10年前的75万辆激增到2023年的950万辆，占全球比重超过60%，其中具备2级驾驶自动化功能车辆渗透率达到553%[1]。智能网联汽车（Intelligent & Connected Vehicle，ICV）是汽车产业新变革的核心动能，目前正处于从科学研究到产品准入探索的关键阶段。为推动智能网联汽车产品性能提升和产业生态优化，我国于2018年开始实施道路测试，于2021年拓展到示范应用，于2023年底开始遴选具备量产条件的产品。

智能网联汽车场地测试作为保障高级别驾驶自动化功能安全的必要一环，主要针对典型场景和极限场景，并且试验场景应表征车辆设计运行条件（Operational Design Condition，ODC）内所要求的工况[2]。场地试验从环境到车辆系统均为实物，强调环境和场景的还原和模拟能力，也以真实的测试过程被视作实际道路测试的先验条件，各大主机厂、检验机构等投入大量资金新建或改造试验场地，用于探索并解决车辆在运行过程中可能出现的技术问题[3]。因此，作为国家级汽车检测中心，补足智能网联汽车场地试验能力是公司长远发展的必须环节。

为在公司园区实现智能网联汽车场地测试，本文通过分析目前封闭场地的建设方式及成效，梳理智能网联汽车测试场地技术条件、自动驾驶功能及网联功能测试的典型场景需求和特点，基于公司汽车试验场地及内部园区道路实际情况，以道路元素为基础规划各场景位置，研判出适用于本公司发展的智能网联汽车试验场景建设方案。

2 智能网联汽车试验场情况

截至2023年底，全国共建设17个国家级测试示范区、7个车联网先导区、16个智慧城市与智能网联汽车协同发展试点城市[4]。智能网联汽车封闭场地建设主要有新建和旧场地改造两种方式，新建场地需要土地、建筑、设备、系统等多方面投入，建设周期长且耗资巨大，以中德智能网联汽车四川试验基地、智能网联汽车（华东）综合试验场、国家智能网联汽车（武汉）测试示范区为例，均需要数十亿的资金投入[5]。利用传统汽车试验场基础进行改造，并充分覆盖国内外法规和属地省级智能网联测试要求，既能避免土地方面的大量投入，又能满足智能网联汽车测试需求，无疑是非常合理的选择。

国家智能清洁能源汽车质量检验检测中心，目前已取得国家认监委检验检测机构资质认定（China Inspection Body and Laboratory Mandatory Approval，CMA）、中国合格评定国家认可委员会实验室认可（China National Accreditation Service for Conformity Assessment，CNAS）、工信部道路机动车辆检验检测机构资质授权、交通部道路运输车辆达标车型检测授权等。汽车试验场包括24 km的长直线性能路、直径为300 m的动态广场（含弯道制动路、J型转向路、直角弯）以及5叉环道路口、匝道等连接道路，路面为混凝土沥青路面，纵向坡度≤01%，横向坡度≤05NPZq3EH5Nh8THYVCB5V4cz7DxEDeePxH0I7jyLHPyOM=%，摩擦因数088≤μ≤092，路面可以满足最大轴荷13 t、最大总重55 t的车辆进行试验，内部园区道路及试验场概况如图1所示。

3 场地试验典型场景需求

针对智能网联汽车测试场景需求方面，由于各测试基地或示范区建设标准及测试评价体系各有特色，测试结果异地互认难以突破。因此，在规划智能网联汽车测试基地时综合考虑“河南省道路测试、汽车行业测试结果互认、国家智能网联汽车产品准入”三级测试评价需求，分别针对智能网联汽车测试场地技术条件、自动驾驶功能测试以及网联功能测试，筛选出《TCSAE 125—2020智能网联汽车测试场设计技术要求》《自动驾驶封闭测试场地建设技术指南（暂行）》《GB/T41798—2022智能网联汽车自动驾驶功能场地试验方法及要求》《CSAE 53—2017合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准》《CSAE 157—2020合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准（第二阶段）》以及《关于进一步完善智能网联汽车道路测试管理制度的通知》（豫工信联装〔2020〕62号）共6项标准作为建设依据，覆盖标准中的89个试验场景。

场景分层框架是目前分析场景元素组成及其彼此关联的方法，多用于明确智能网联汽车自动驾驶功能设计运行范围（Operational Design Domain，ODD），包含影响汽车行驶安全最为关键的因素，例如，道路与道路结构、天气及光照条件，以及各类交通参与物的形态、行为等。PEGASUS项目场景分层框架具有6层结构，分别为道路、交通设施、道路和交通设施的短暂操作、目标物、环境条件及通信信息[6]。由于在选取场景点位时主要考虑场景对道路元素的需求，如若两个场景对道路元素的需求一致，则该两个场景可在同一点位进行测试，只不过在构建时需要根据场景的其他元素进行分类叠加即可。此类选取场景布置点位的方法可满足在同一点位实现不同的场景测试需求，有利于提高封闭场地的道路资源，提高试验开展的效率。通过分析以上89个典型场景的描述及要求，结合各场景道路元素的需求分析，筛选出27个场景点位。

4 试验场景规划与实践

封闭场地试验场景的构建是以汽车试验场、园区内部道路以及周边开放道路为基础，通过扩建改造试验道路、部署道路基础设施、建设专用网络、架设智能网联汽车大数据云控平台和测试场智能监管系统等实现“车-路-云-网”四大要素统筹建设方案，完成了重点区域交通设施车联网功能改造与核心系统能力提升。

对于明确的试验场景，在道路元素已在固定点位明确的情况下，通过临时添加交通设施、目标物等其他场景元素实现场景的柔性化设计，其优点在于配置灵活，可实现单一测试场地的快速复用，提高测试效率，同时不影响在试验场开展传统车辆相关性能（动力性、经济性、操纵稳定性）的测试。例如，在单向两车道的道路上临时布置交通锥、道路施工标志牌等可实现施工车道场景，或者是在同一位置布置不同的限速标志牌及解除限速标志牌可实现限速标志场景。基于上述场景构建方法，在汽车试验场、内部园区道路以及周边道路上建成了总里程为157 km的测试道路，包括封闭道路测试区（高速工况测试区）、半封闭测试区（城市工况测试区）以及特殊场景测试区3个部分。

城市工况测试区为供智能网联汽车进行车速为20～80km/h范围内测试的道路及测试环境，具有城市道路的特点。该测试区主要包括城市主干路（模拟城市快速路行车道）、城市次干路、城市支路、交叉路口、环岛、公交站台、公交专用道等，如图2所示，其中28号点位为测试场地的指挥中心（数字孪生平台）。

高速工况道路为供智能网联汽车进行车速为60～120 km/h范围内测试的道路及测试环境，具有高速公路的特点。高速工况测试区内设置有长24 km的双向5车道的行车道，两侧设有分隔带，U形路口、圆形路口、5叉环道路口等交叉路口，包括主路、匝道、收费站、应急车道等，如图3所示。

特殊场景测试区为供智能网联汽车行驶的路面形态特殊或有特殊要求的测试道路及测试环境，如图4所示。特殊工况建设有模拟冰面、不同坡度的坡道、涉水路、隧道、雨雾模拟系统、充电站、加油站、公交车站、停车场以及收费站等特殊场景。

在完成场地道路、交通设施等建设或改造后，以RT 3000、V-Box等设备采集车辆对场景的反应情况数据，按照GB/T41798—2022对涉及的试验场景进行了验证，并且该项标准已取得CMA和CNAS资质的认定、认可，借助此次对公司试验场及园区内部道路改造，公司建成了满足多种车辆类型自动驾驶功能及网联功能的测试技术服务能力。图5所示为部分场景验证过程。

5 结语

智能网联汽车道路测试、产品准入等均需进行车辆搭载功能的场地试验，补足智能网联汽车场地测试能力是第三方检测机构长远发展的必须环节。本文分析了目前封闭场地的建设方式及成效，梳理了场地技术条件、自动驾驶功能及网联功能测试的典型场景需求和特点，基于公司汽车试验场地及内部园区道路实际情况，以道路元素为基础规划了各场景位置及场景建设方案。最后，通过实际改造，建成了满足多种车辆类型自动驾驶功能及网联功能的测试技术服务能力，并取得相关试验能力资质的认定、认可，为其他智能网联汽车试验场地建设或改造提供了参考及经验。

参考文献：

[1]王震坡，黎小慧，孙逢春产业融合背景下的新能源汽车技术发展趋势[J]北京理工大学学报，2020，40（1）：1-10

[2]李彦睿基于实车试验数据的自动驾驶测试场景构建技术[D]重庆：重庆大学，2021

[3]余卓平，邢星宇，陈君毅自动驾驶汽车测试技术与应用进展[J]同济大学学报（自然科学版），2019，47（4）：540-547

[4]李克强，边明远创新发展智能网联汽车构建“数字福建”经济增长新格局[J]发展研究，2023，40（5）：1-6

[5]冯乾隆，吴松，王易，等我国智能网联汽车测试区建设现状与发展建议研究[J]汽车工业研究，2023（1）：34-41

[6]全国汽车标准化技术委员会，智能网联汽车分技术委员会，自动驾驶标准工作组智能网联汽车自动驾驶系统测试场景自然语言描述方法标准化需求研究报告[R]2023

作者简介：

刘晓，男，1988年生，工程师，研究方向为汽车测试评价。

基金项目：河南凯瑞车辆检测认证中心有限公司公司课题（RD-2023-04）