论文部分内容阅读
[摘 要]近年来，汽车自动驾驶发展如火如荼，国内外纷纷把自动驾驶、智能汽车作为国家重要发展战略目标。但在快速发展的同时，相关安全问题凸显。本文针对汽车自动驾驶发展过程中的安全问题及评测方法进行分析。
[关键词]自动驾驶汽车；测评；安全；
中图分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）46-0315-01
1、引言
自动驾驶技术已成为汽车行业、乃至全社会关注的焦点领域。随着我国汽车保有量的不断增加，各类交通问题突出。统计数据显示，我国交通事故发生的原因中95.3% 来自人的因素，其余为车辆或道路因素。通过自动驾驶替代人的驾驶工作，能有效避免人为失误，减少交通事故的发生。同时，协同的自动驾驶车辆可以显著提升道路通行效率，节省大量的燃油和通行时间。并且，自动驾驶将人类从紧张的驾驶工作中解脱出来，这将带来全新的乘车体验，并催生出新的乘车休闲娱乐需求。汽车行业即将迎来巨大的发展机遇，进入新的快速发展通道。欣喜的同时，需要关注的是，发展自动驾驶技术面临着前所未有的安全挑战，如何确保行车安全决定着自动驾驶汽车能否真正地走向应用。
2、自动驾驶安全影响因素
2.1人员误用
随着自动驾驶等级的升高，人的驾驶操作逐步被车辆系统所取代，传感器代替人眼识别环境，中控单元进行驾驶决策，协调多个电控系统实现车辆运动控制。在这一过程中，自动驾驶的安全性受到环境、人和车的影响。自动驾驶汽车面临更复杂的周边环境，车上人员的误操作势必带来更高的事故发生率，为应对这种挑战，可考虑： （ 1） 对自动驾驶汽车使用者进行培训，使其充分理解系统功能，掌握正确的操作方法； （ 2） 自动驾驶过程中，对人员的行为进行监控，给予必要的指导； （ 3） 开发人员操作防错设计，提升系统稳健性。
2.2环境干扰
自动驾驶受到道路条件、周边事物、环境天气等诸多因素的影响，如何克服环境的干扰，准确可靠地开展环境识别、驾驶决策及运动控制，是确保自动驾驶安全的关键。在开发和验证系统时，应充分考虑这些干扰因素的影响，表1列出了相关因素分类。
2.3车辆自身安全
当前车辆交通事故中，由于系统故障问题导致的事故比例处于较低水平。但未来对于自动驾驶汽车，系统代替了人的操作，即使系统不发生故障，也可能因识别、决策或执行过程的不准确，导致交通事故发生。这类非故障情况下因系统功能不足导致的自动驾驶安全风险，归为预期功能安全领域（ SOTIF）。为此，需要充分搜集预期使用场景的数据，作为功能设计输入，同时要求进行大量的验证工作，包括实地实车测试，以尽可能涵盖全部使用工况。
根据上述分析，自动驾驶汽车的安全性面临“人、车、环境”的多重挑战。为此，需要汽车企业建立完整的安全开发和验证体系。
3、评测方法
3.1建立综合试验验证环境
自动驾驶产业最迫切的需求是提供一个公认的、综合平台能够提供上路准许试验验证、安全可靠试验验证、互联互通试验验证、产品研发试验验证等服务.为产业发展布局，搭好综合试验验证环境这一平台，促进关键技术发展，服务产品研发，关键之处在于处理试验验证相关标准体系和质量保障问题，核心在于需要给出互联互通的标准。
3.2安全评测机制
在中国，为了保障人身安全和行驶安全，传统汽车上路前需要通过零部件试验、总成和系统试验、整车试验等110项室内和室外的强制性检测标准，为了保障传统汽车的上路安全，尚需如此复杂的测试，要保障自动驾驶汽车上路的上路安全又需要何种复杂的测试？自动驾驶汽车从根本上改变了传统的“人——车——路”闭环控制方式，采用自动驾驶系统将驾驶员从该闭环系统中替换出去，不仅大大提高了交通系统的效率和安全性，還给人们的出行方式和生活方式带来了更多的可能。自动驾驶系统的核心目的是确保自动驾驶系统能够安全可靠地替换或部分替换驾驶人员的操纵。自动驾驶系统与驾驶员的相似之处，二者都包含了相应的感知、联通、决策和执行四个关键环节，这四个环节是否正常是检验合格驾驶员是否能够安全可靠地驾驶车辆的关键要素。世界各国“核准”驾驶员是否可以上路主要采用考驾照的方式，借鉴这一过程，自动驾驶系统拿到上路的“许可牌照”也应遵循类似的考核体系。
横向上从环境感知、网络联通、判断决策和控制执行分析它们对自动驾驶行为安全的影响。纵向上考虑三个条件：正常驾驶任务、危险预测与规避、危险识别与处理。正常驾驶任务方面主要考察自动驾驶系统是否能够在不涉及危险情况下正常完成车辆的驾驶任务，是衡量自动驾驶系统驾驶行为是否安全的基础；危险预测与规避方面主要考察自动驾驶系统是否能够在危险发生前预估危险即将出现并采取措施的能力；危险识别与处理方面主要考察自动驾驶系统是否能够识别已经发生和释放的危险，并采取合理的措施处理危险情况。
3.3安全测试验证
首先是环境设置或场景设置，需要考虑如何协调人、车、路的要素实现测试环境的设置横向上和纵向上的测评需求；其次，制定指标体系，实现从横向和纵向上对自动驾驶行为的评定；最后，需要建立自动驾驶行为安全测试的实施平台，包括测试数据的实时采集、测试数据分析与处理、评价指标计算等。
4、结语
自动驾驶带来了汽车行业新一轮的高速发展，投身于自动驾驶的新兴企业如雨后春笋般涌现，同时，传统车企也纷纷加大了相关研发投入。一段时期内，自动驾驶汽车开展路测、甚至即将投产的消息甚嚣尘上。但需要清楚地认识到，自动驾驶技术真正应用前，仍须突破巨大的安全挑战。通过分析“人、车、环境”因素对自动驾驶的安全影响，阐述了风险来源和产生机理。通过全面考虑安全风险来源，系统性地实施功能安全、信息安全、SOTIF 等安全技术，并且建立完善的评测机制才能确保自动驾驶达到整体安全，相关自动驾驶车辆才能实现大规模应用。
参考文献：
1、宁世发，冯忠祥.道路交通事故成因分析
2、国家制造强国建设战略咨询委员会， 《中国制造 2025》重点领域技术路线图
3、《中国制造 2025》重点领域技术创新绿皮书， 2015.
作者简介：李杰，男，民族：汉，籍贯（精确到市）：北京，当前职务：无，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：车辆检测。
[关键词]自动驾驶汽车；测评；安全；
中图分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）46-0315-01
1、引言
自动驾驶技术已成为汽车行业、乃至全社会关注的焦点领域。随着我国汽车保有量的不断增加，各类交通问题突出。统计数据显示，我国交通事故发生的原因中95.3% 来自人的因素，其余为车辆或道路因素。通过自动驾驶替代人的驾驶工作，能有效避免人为失误，减少交通事故的发生。同时，协同的自动驾驶车辆可以显著提升道路通行效率，节省大量的燃油和通行时间。并且，自动驾驶将人类从紧张的驾驶工作中解脱出来，这将带来全新的乘车体验，并催生出新的乘车休闲娱乐需求。汽车行业即将迎来巨大的发展机遇，进入新的快速发展通道。欣喜的同时，需要关注的是，发展自动驾驶技术面临着前所未有的安全挑战，如何确保行车安全决定着自动驾驶汽车能否真正地走向应用。
2、自动驾驶安全影响因素
2.1人员误用
随着自动驾驶等级的升高，人的驾驶操作逐步被车辆系统所取代，传感器代替人眼识别环境，中控单元进行驾驶决策，协调多个电控系统实现车辆运动控制。在这一过程中，自动驾驶的安全性受到环境、人和车的影响。自动驾驶汽车面临更复杂的周边环境，车上人员的误操作势必带来更高的事故发生率，为应对这种挑战，可考虑： （ 1） 对自动驾驶汽车使用者进行培训，使其充分理解系统功能，掌握正确的操作方法； （ 2） 自动驾驶过程中，对人员的行为进行监控，给予必要的指导； （ 3） 开发人员操作防错设计，提升系统稳健性。
2.2环境干扰
自动驾驶受到道路条件、周边事物、环境天气等诸多因素的影响，如何克服环境的干扰，准确可靠地开展环境识别、驾驶决策及运动控制，是确保自动驾驶安全的关键。在开发和验证系统时，应充分考虑这些干扰因素的影响，表1列出了相关因素分类。
2.3车辆自身安全
当前车辆交通事故中，由于系统故障问题导致的事故比例处于较低水平。但未来对于自动驾驶汽车，系统代替了人的操作，即使系统不发生故障，也可能因识别、决策或执行过程的不准确，导致交通事故发生。这类非故障情况下因系统功能不足导致的自动驾驶安全风险，归为预期功能安全领域（ SOTIF）。为此，需要充分搜集预期使用场景的数据，作为功能设计输入，同时要求进行大量的验证工作，包括实地实车测试，以尽可能涵盖全部使用工况。
根据上述分析，自动驾驶汽车的安全性面临“人、车、环境”的多重挑战。为此，需要汽车企业建立完整的安全开发和验证体系。
3、评测方法
3.1建立综合试验验证环境
自动驾驶产业最迫切的需求是提供一个公认的、综合平台能够提供上路准许试验验证、安全可靠试验验证、互联互通试验验证、产品研发试验验证等服务.为产业发展布局，搭好综合试验验证环境这一平台，促进关键技术发展，服务产品研发，关键之处在于处理试验验证相关标准体系和质量保障问题，核心在于需要给出互联互通的标准。
3.2安全评测机制
在中国，为了保障人身安全和行驶安全，传统汽车上路前需要通过零部件试验、总成和系统试验、整车试验等110项室内和室外的强制性检测标准，为了保障传统汽车的上路安全，尚需如此复杂的测试，要保障自动驾驶汽车上路的上路安全又需要何种复杂的测试？自动驾驶汽车从根本上改变了传统的“人——车——路”闭环控制方式，采用自动驾驶系统将驾驶员从该闭环系统中替换出去，不仅大大提高了交通系统的效率和安全性，還给人们的出行方式和生活方式带来了更多的可能。自动驾驶系统的核心目的是确保自动驾驶系统能够安全可靠地替换或部分替换驾驶人员的操纵。自动驾驶系统与驾驶员的相似之处，二者都包含了相应的感知、联通、决策和执行四个关键环节，这四个环节是否正常是检验合格驾驶员是否能够安全可靠地驾驶车辆的关键要素。世界各国“核准”驾驶员是否可以上路主要采用考驾照的方式，借鉴这一过程，自动驾驶系统拿到上路的“许可牌照”也应遵循类似的考核体系。
横向上从环境感知、网络联通、判断决策和控制执行分析它们对自动驾驶行为安全的影响。纵向上考虑三个条件：正常驾驶任务、危险预测与规避、危险识别与处理。正常驾驶任务方面主要考察自动驾驶系统是否能够在不涉及危险情况下正常完成车辆的驾驶任务，是衡量自动驾驶系统驾驶行为是否安全的基础；危险预测与规避方面主要考察自动驾驶系统是否能够在危险发生前预估危险即将出现并采取措施的能力；危险识别与处理方面主要考察自动驾驶系统是否能够识别已经发生和释放的危险，并采取合理的措施处理危险情况。
3.3安全测试验证
首先是环境设置或场景设置，需要考虑如何协调人、车、路的要素实现测试环境的设置横向上和纵向上的测评需求；其次，制定指标体系，实现从横向和纵向上对自动驾驶行为的评定；最后，需要建立自动驾驶行为安全测试的实施平台，包括测试数据的实时采集、测试数据分析与处理、评价指标计算等。
4、结语
自动驾驶带来了汽车行业新一轮的高速发展，投身于自动驾驶的新兴企业如雨后春笋般涌现，同时，传统车企也纷纷加大了相关研发投入。一段时期内，自动驾驶汽车开展路测、甚至即将投产的消息甚嚣尘上。但需要清楚地认识到，自动驾驶技术真正应用前，仍须突破巨大的安全挑战。通过分析“人、车、环境”因素对自动驾驶的安全影响，阐述了风险来源和产生机理。通过全面考虑安全风险来源，系统性地实施功能安全、信息安全、SOTIF 等安全技术，并且建立完善的评测机制才能确保自动驾驶达到整体安全，相关自动驾驶车辆才能实现大规模应用。
参考文献：
1、宁世发，冯忠祥.道路交通事故成因分析
2、国家制造强国建设战略咨询委员会， 《中国制造 2025》重点领域技术路线图
3、《中国制造 2025》重点领域技术创新绿皮书， 2015.
作者简介：李杰，男，民族：汉，籍贯（精确到市）：北京，当前职务：无，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：车辆检测。