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2020泰达汽车论坛 |交通部周炜:中国道路运输车辆的智能化运用

盖世直播 2020-09-08 12:04:03

9月4日-6日,由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会以及中国汽车报社共同主办的第十六届中国汽车产业发展(泰达)国际论坛隆重召开。9月6日,在以“超载超限治理与商用车需求转移”为主题的第五会场中,交通运输部公路科学研究院汽车运输研究中心主任 周炜发表了精彩演讲。

以下内容为现场演讲实录:

第十六届泰达论坛的各位专家各位领导大家好,下面,我和大家沟通交流一下中国道路运输车辆的智能化运用问题。我是交通运输部公路科学研究院的周炜。

我们先看一下我们讨论这个问题的目的和定位。首先道路运输是生产经营活动就涉及到车辆工具问题,所以我们这项研究是以车辆为边界,根据我们的业务特点和工作特征,我们更关注于车辆尤其是智能化车辆的推广应用。在这方面的技术路线首先参考了国际上的智能化运用的一些技术,结合中国的国情,形成了整套思路和方案。

智能化分类,有分类的原则,我们的分类是以信号的使用性质和使用特征进行分类的,所以我们整个思路是按照分类、分级、分阶段、分区域的应用为根本的一个定位和出发点。

我们研究这个问题,其实是在2008年申请的国家863课题,由此诞生了JT/T794、JT/T796、JT/T808、JT/T809一系列的标准。同时,在2013年的科技支撑项目以及2016年、2017年的重点专项项目都进行了研究。

第二个方面,和大家说一下我们这项研究的一些背景和问题。

我们都知道,SAE的分类,叫SAE J3016自动驾驶等级分类,经过我们的详细研究,SAE的分类从L0级一直到L5级,这个分类是基于自动化的系统分类,也存在一些和我们整车管理政策不匹配、不一致的问题,有些环节难说得清楚,所以我们定义为概念还是相对比较模糊,有交叉、有重叠,关键是职责划分不清楚。这个分类容易在公众中形成一些认识上的误区,引发研发、生产和使用者理解上的偏差,甚至是误导,导致一些问题的发生影响了车辆智能化的运用。

第二个问题是道路运输车辆智能化应用的路径进一步清晰。

目前不同类型和智能化水平的技术正在分层次、分等级、分阶段逐步在渗透和使用,包括无人驾驶技术在BRT、城市公交、货车列队等运输场景使用,尤其是在港口和矿区使用比较成熟。因此,极需要智能化管理体系和保障体系的进一步完善。

第三部分,我们的主要内容包括道路运输车辆的智能化分类,道路运输车辆智能化分级,道路运输车辆智能化测评和网络安全问题。我们先看一下道路运输车辆智能化的分类。

首先中国的营运车辆是按分类分级管理的,这也是全球对车辆运行管理的一个基本特征。比如说我国营运车辆实施分类分级管理有《道路运输车辆技术管理规定》《营运车辆类型划分及等级评定》等一系列评定标准规范。

我们对智能化车辆分类的过程中,是以运输对象和运输业务为分类的原则,根据载客和载货的载运对象不同,分为客运车辆、货运车辆和其他车辆。客运车辆主要是以人为载运对象,在公路、城市道路和城郊道路等各种道路上行驶,其中包括公路客车、城市公共汽车和出租车。货运车辆有公路、货运车辆和城市配送车辆,以运输货物为载运对象。其他车辆有一些港区、园区、矿区以及特殊用途的车辆。

道路运输车辆智能化分类要解决依据其他方式分类不清楚的问题,也就是边界不清、责任不清的问题。所以经过研究分析,我们认为以“信号的使用用途”为原则进行智能化分类,我们首先把信号分为控制类、服务类和管理类,再按照安全权重的不同,由安全权重向下兼容的原则来分类,其中制动、转向和油门是车辆实现智能化的关键控制部件。

这个分类最大特征是以信号的使用用途,也就是说我们以车为边界,以进入车内的信号使用用途和本车的信号使用用途进行分类,这种分类方式是比较清晰的。其中控制类信号又分为车辆的操控类信号和辅助控制类信号,服务类信号也分为操控服务类和非操控服务类信号,管理类信号是比较清晰的。

控制类信号的执行主体是车辆,它的权重是最高的,服务类信号主要是服务于驾驶员和从业人员,管理类信号主要是服务于企业,当然,一些行业上的要求也是要体现到管理中去的。

智能化运用,按使用条件或使用空间分,分为封闭区域使用、有限开放区域使用和开放区域使用。其中封闭区域使用就是在区域内各交通参与要素是不进行交互的,风险程度相对较低。从另一个角度来讲,我们用简单的枚举法,无论如何能够把所有的交通参与要素列举全了,也就是实现全覆盖。有限开放区域特征和特点是在该区域与外界的交通要素有限交互,也就是部分开放。比如像高速公路这种场景,法规有明确的要求,车辆可以驶入,非机动车是不能驶入的,所以凡是进行数据交互驶入和驶出的内容也是有目标,也是确定的。开放区域条件其实是无条件的,也就是说所有的交通参与要素无论时空、地点发生了变化,这个条件都是存在的,开放区域也叫无条件区域。

对区域的划分,我们刚才列举了封闭区域有机场、港口、园区等一些特殊区域,有限开放区域我们可以考虑像高速公路等交互有限的、要素性质和特点是固定的区域。对开放区域其实是没有限制的。这个图就是我们把封闭区域、有限开放区域和开放区域做了一个解释。

对测评而言,我们又进行分类,首先是要分法规性测试和自主性测试,法规性测试我们又分封闭区域的规范性测试和封闭区域的验证型测试。实车测试和仿真测试有时候是交叉进行的,也就是说仿真测试可能在车的全设计或者使用周期都是可以进行的。其中法规性测试是按照法规强制性进行要求进行测试,自愿性测试如可靠性测试和示范性测试等等。

我们的重点是车辆的智能化分级,是车辆分级而不是系统分级。智能化分级是对车辆智能化程度的分级,重点关注车辆驾驶操控系统的智能化程度。以驾驶控制主体为划分的原则,以人为驾驶责任主体的叫辅助驾驶,以车为驾驶控制主体的叫无人驾驶。所以总体上分两大板块:第一大板块就是以驾驶人为责任主体的,我们分两级,第一级叫预警类辅助驾驶,也叫G1。预警类辅助驾驶,驾驶人的所有操作是由驾驶人完成的,也就是说无论我们的主动安全系统和智能化系统有多高级,但是它不具备执行能力,所有的执行是由人来完成的。第二类叫控制类辅助驾驶,人在某一些安全系统或智能化系统是左右不了,例如AEBS,在感知到安全风险的时候,AEBS主动起作用。这是自动化的一个过程。所以我们叫控制类辅助驾驶,分为第二级。

第二个板块就是车辆作为责任主体,无论是车辆的设计制造单位或者是车辆的使用单位,都是隐含到车辆背后的控制责任主体。

在这个板块,因为责任主体的办法,我们的划分原则也发生了变化,就分为三级:第一级,也就是我们所谓的G3级,叫封闭区域的无人驾驶。封闭区域的无人驾驶在封闭区域的使用条件下,实现无人驾驶的功能,比如说现在广泛使用的港区、矿区的无人驾驶就属于这一类。第二类是有限开放区域的无人驾驶,比如说高速公路场景,现在广泛进行着示范和试验,这一类都叫有限开放的无人驾驶,也叫G4。最后一类我们叫G5,是开放区域的无人驾驶,也就是无条件的无人驾驶,无论时空怎么变化,这个车都可以实现无人驾驶,就是无条件无人驾驶。

需要特别说明的是,不是从G1、G2、G3、G4、G5一级一级升级来的,是在同时使用的过程,只是在生产的渗透率和使用的渗透率发生了一些差异性。

举个例子讲,某款车的生产制造企业生产出来以后,它可能具备不同的智能化程度,也就是说根据不同的使用条件和用途,划分为不同的智能化程度,只是使用的渗透率的差异性和制造、生产渗透率的差异性。在某一个时间段内,从G1到G5可能是并行的,同时存在,差异就是渗透率的差异性。

我们看这样的分类和SAE分类的差异性,第一个差异性是整车的智能化与系统的智能化的差异性。SAE更关注于系统的智能化,例如它的FCW、LDW的划分是一个智能化等级,它针对于AEBS划分的智能化等级与LKAS划分的智能化等级是不同的。这些都是系统,而不是车辆的智能化。

我们基于辅助驾驶的车辆,也就是说责任主体来划分的智能化是完全有区别的,是整车的智能化问题,包括了由人作为责任主体还是由车辆作为责任主体的划分。

第二个问题,是按动态驾驶任务和驾驶的控制主体进行划分。

现在的责任能够明确的区分人的责任还是装备的责任问题。比如说对于无人驾驶车辆,它可能是不存在驾驶室的,举个例子讲,达到G3水平的港区车辆是没有驾驶室的。G4、G5也都可以没有驾驶室,因为人不参与本车的控制。先分类再分级,能够使责任划分更加清晰。

最后一点就是自动化和智能化的差异性。自动化不等于智能化,自动化是人的占比和机器的占比问题,为了防止自动化和智能化两个概念的混淆,引导社会能够推广和推动无人车和智能化车辆的使用,我们认为,按G1-G5的这种划分是科学的合理的是正确的,是有利于标准法规和政策的制定的。

对于智能化问题还有很多障碍,我们现在讲一下其实它是一个障碍问题,就是如何测试和评价。

大家看到我画面上的这个图,我们把智能车辆的测试分为四个级别,分别是C1、C2、C3、C4,其中C1是封闭场地的规范性测试,这是一个最基础、最基本的条件。在C1这个范围测试的情况下,要求有封闭场地,要求测试的条件是规范的,约束条件非常严格,实验的结果有重复性。比如说对车辆的制动性测试,对车辆的车道偏离测试,都的是具体的物理量和指标。只有这个测试做完以后,我们对车辆的性能心里有数、有把握,我们才能做第二阶段的测试,也叫封闭场地的验证性测试。

封闭场地的验证性测试,是有一定的物理量测量,但是重点是考核概率事件。在封闭场地仿真实际场景,包括红绿灯标志、标线等等,车辆在测试的过程中,多次测试看识别和采取执行动作的概率,这部分内容也是非常重要的,如果这部分内容不经过功能性验证,那么第三步就不能完成。

我们刚才介绍过,前两步的测试都属于法规性测试,也就是说这两步的测试都要纳入法规管理,是国家强制、政府强制的内容。对于C3和C4,属于自主性测试或者是自愿性测试,这是由企业和社会组织来进行的。其中C3是有限开放环境的验证性测试,有限开放环境验证性测试的条件相对来说就比较低了,可能有外界的各种干扰因素的加入,这个时候要测它的可靠性问题和系统的有效性问题,达到整车的智能化评价水平。

第四是开放场地的示范性验证。开放场地的验证条件要比C3的条件更低,也就是说在无条件的情况下,开放场地情况下进行测试。与C3共同构成了企业或相关机构的资源性测试。

我们在这个图里面有明确的,它是有一个流程,一个阶段性的过程,首先要进行封闭环境测试,然后才能进行有限开放环境的测试,再进行开放环境测试。其中有一个问题就是仿真测试,仿真测试是贯穿于车辆设计、生产和使用的全部环节,它在每一个测试环境都能够存在,并且起到确切的作用。但是现在来看,仿真测试直接用于认证还是有困难的,所以我们认为仿真测试可以作为一个辅助性的测试。

其实我们除了测试、评价这个环节之外,还有一个非常大的障碍,就是网络安全问题。如果网络安全存在问题,这个智能车甚至是无人车是没有人敢使用的,这不仅仅是这个产品的安全性问题,也涉及到社会的公共安全,甚至是国家安全问题。

到2025年,道路运输车辆实现核心的系统网络安全防护是必须必然的,也是非常必要的。对车内的控制信号,网络要实现安全防护,重点关注的内容是车辆的操纵系统,也就是说车辆的制动、转向和油门问题的控制。

我们换个角度来看这个问题,前期我们把控制信号分为车辆控制类信号、服务类信号和管理类信号,其中控制类信号是影响车辆行驶和使用的,这类信号的权重非常重,也就是说无论在本车产生的信号或者是外界进入的信号,凡是要对车辆控制实行决策的这类信号是要严格进行网络安全防护的。但是服务类信号,服务得多一点、少一点、早一点、晚一点或者是有一些误差,或者是被控制,它的安全风险就没有那么大了。对管理类信号,我们知道这个车的运行企业如何管车,行业如何对车辆实施监管,这一类信号排到最后。

对网络安全问题,我们认为,在2030年,要对车内的网络实施全部的安全防护,总体要实现S1+S2+S3+S4+S5的全面防护组合要求,这里面就涉及到对信号的安全管理问题,我们在下面这个图有对网络安全的分级问题。

首先,最初始、最低级的管理类信号,我们分为S1类,如果信号破坏以后,车辆可能被企业错误管理,但是不影响车辆行驶的安全性。对服务类信号又分为两类,一类是非操控类服务,二类是操控类的服务,我们分为S2级和S3级,其中S3类信号被破坏以后,驾驶员可以接受到非操控类信号的错误信息,也不影响安全驾驶。S3类信号被破坏后驾驶员可能会接受到操控类的错误信息。

对控制类信号也分为两级,一个是辅助控制类,一个是车辆控制类。辅助控制类分为S4级,这个信号被破坏以后,车辆的制动、驱动、转向之外的车载系统可能会造成时空,就影响了车辆行驶的安全性。最后一类就是车辆操控类被破坏以后,车辆的制动、驱动或转向完全失控。

根据网络安全的管理,车外的网络是一个大的网络环境问题,在国家的相关机构和部门,设定了一系列规范进行管理,我们在这个地方所讲的网络安全,是车辆本体的网络安全,也叫车载网络安全。我们关注的是以车为边界,是车内的部分。   

各位专家、各位领导,交通运输部是生产经营的行业管理部门,在我们的工作过程中,受到各行各业的支持和帮助,我们非常感激他们对我们这个行业的支持。同时,交通运输行业又是车辆装备的落地行业,车辆装备作为生产工具,交通行业进行着生产工具条件的确认,它的安全是上游各种类型的不同安全情况的沉淀和沉积,所以我们对智能化问题的看法是非常慎重的,也是非常贴近于实际应用的。我们对车辆智能化问题的分级是基于车辆使用的分级,来促进整体智能化的发展,推动我们行业的生态有序、健康、有效、安全、高效的发展,这是我们的总体目标。

谢谢各位专家和各位学者,欢迎提出宝贵意见,再次感谢大家!

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202009/8I70211870C108.shtml

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