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中国智能交通协会

交通规则符合性仿真测试助力自动驾驶安全落地

2022-03-30   来源:赛文交通网


公安部道路交通安全研究中心主任 王长君


  一、自动驾驶汽车交通事故屡屡成为热点
  过去一年,自动驾驶在技术、产业层面都得到了很好的发展,政府部门也给予了充分支持。据最新统计,有相当一批企业要在明年推出L4级别的自动驾驶汽车。
  道路、场地测试是提高自动驾驶汽车安全水平的重要途经,国内很多省市都在开展封闭场地和特定开放道路测试,截止目前,国内有27个省市开放测试道路累计长度达3000多公里,形成16个国家级示范区,这些测试很好地促进了自动驾驶的安全落地。
  但是从媒体有关自动驾驶的报道中,可以发现在全球范围内都屡屡发生一些涉及到人员伤亡的自动驾驶事故。这些事故所暴露出来的,有车辆本身的功能安全问题,也有预期功能安全问题。要完全解决这些问题,面临一个很强的长尾效应,而且对算力的要求也极高,这里面不仅有安全和成本的问题,也有效率和时间的问题。
  二、自动驾驶测试反映出来的重要问题
  某地自动驾驶测试报告显示,有近30%的测试问题是自动驾驶汽车由于违反了最基本的交通规则导致的。现阶段,国内外自动驾驶安全设计更多的集中在自动驾驶车辆本身的驾驶策略,对多车交互策略考虑不够。目前,如果自动驾驶汽车遇到动态驾驶任务超出设计运行条件的情况,主要应对方式是对驾驶任务进行降级操作。
  要解决这个问题,在研究自动驾驶安全策略时,不仅要考虑自动驾驶车辆本身的安全策略,也要考虑其是否能够严格遵守交通规则。不管是人类驾驶还是机器驾驶,严格遵守交通规则是保障交通安全的基础。
  参考人类获得驾驶资格的条件和要求,过去100年里,人类驾驶人拿到驾驶证所必须具备的第一项基本能力就是严格遵守交通法规和规则的能力。现阶段自动驾驶上路要做场地测试、特定开放道路测试。在这同时,我们可以参考人类获得驾驶资格的经验,在这两项测试之前增加考验自动驾驶车辆遵守交通规则的能力测试,并将这些融入到未来自动驾驶整个安全发展过程中。过去一年里,我们探索性地开展了“面向自动驾驶安全的道路交通规则符合性的仿真测试”研究,并取得了一些阶段性成果。
  三、面向自动驾驶安全的道路交通规则符合性仿真测试
  实现自动驾驶汽车的交通规则符合性仿真测试,这个过程主要包括三步:
  第一,实现交通规则的数字化。因为机器无法理解面向人类所设计的自然语言交通法规,人类可以抽象地理解,但是机器只能执行指令。所以要制订机器驾驶人能够看懂的,可以验证的交通规则。通过将自然语言交通规则进行模糊语义的明确化和定量化,形成规范化的交通规则,再通过逻辑语言转化,形成机器可执行的数字化语言。我们已经完成涵盖通用规则、一般道路、高速公路、特殊路段、不良天气等不同应用场景,包含300余条交通规则的数字化交规库。

  第二,构建测试场景库。场景除了包括道路、交通环境、天气、环境车辆等基本要素外,还要将交通事故中暴露出来的风险因素,特别是结合我国交通事故特征融入场景,然后经过不断拓展场景种类,构建包含城市道路、高速公路、雨天、隧道等不同情境下的综合场景库。

 

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  第三,搭建仿真测试平台。首先将待测试的自动驾驶系统以及测试场景接入仿真平台,通过调用交规库中适配的交通规则,对被测自动驾驶系统在具体场景中的驾驶行为进行识别判定,看它是否遵守交通规则。最终通过场景遍历,实现对自动驾驶系统的交通规则符合性的测试验证。


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“三步法”思路示意


  四、应用与思考
  自动驾驶使交通要素发生了很大的变化,在车和“人”被高度集成的情况下,如何做好车、人一体的道路交通管理和交通通行组织?如何做好车辆在线升级情况下的车辆运行管理?如何分析认定自动驾驶车辆的交通违法行为,以及划分交通事故的责任?
  通过交通规则的仿真测试做车人一体后的通行准入、车人一体后的车辆年检,包括将来用交通规则符合性验证认定交通违法、判定交通事故的责任,这是我们给出解决这些问题的一个基本思路,并期望以此提升我国自动驾驶汽车的交通规则遵守程度,减少自动驾驶在安全和效率之间的矛盾、冲突。


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  本报告来源于2021年中国智慧交通管理产业联盟年会,未经本人确认。

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