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智能网联汽车测试场建设与测试方法浅析
2019-01-18 19:48:19· 来源：汽车实用技术杂志社 作者：易茂，夏芹，谯杰
作者简介作者：易茂，夏芹，谯杰单位：重庆西部汽车试验场管理有限公司摘要：为满足智能网联汽车测试越来越迫切的测试需求，在国内现有的智能网联示范区基础上，
作者简介
作者：易茂，夏芹，谯杰
单位：重庆西部汽车试验场管理有限公司
摘要：为满足智能网联汽车测试越来越迫切的测试需求，在国内现有的智能网联示范区基础上，概述了智能网联汽车专用测试场地建设方法和智能网联汽车测试方法，着重分析了建设要点，测试工况和实际测试经验总结兼顾，对测试场地的建设提出建议，并在测试方法上提出了V2X的测试框架，对智能网联专用测试场地建设以及测试方法研究具备参考意义。
前言
近年来，随着我国汽车产销量剧增，交通事故频发，造成严重经济损失，交通安全、环境污染、能源紧缺等系列社会问题日益严峻。智能网联汽车是汽车未来发展的三大方向之一，大量研究表明，智能网联汽车以及智慧交通可以提高驾驶舒适性，可以减少汽车交通安全事故50%～80%、交通死亡人数 20~30% ， 减轻交通堵塞 20~50%， 降低油耗15~30%，减少排放 20~50%，为社会提供了更安全、更节能、更环保的综合解决方案。
智能汽车以及智慧交通不同于传统汽车及其交通系统， 其技术、产品的研究开发、测试评价及试验示范需要在更多可控的“开放”和“真实”道路环境、通信环境以及智能汽车等众多的混合交通车辆场景下进行。近几年，国内已初步形成“5+2”智能网联示范基地格局，相关的关键技术以逐步得到验证，随着智能网联汽车测试评价体系逐渐完善和标 准化，急需规划专用的试车场地和研究科学的测试方法，本文将在已有的示范基地基础上，探索智能网联汽车和智慧交通专用测试场地的建设方法和典型应用场景场地测试方法。
1 测试场地建设
先进驾驶辅助系统技术和 V2X技术是汽车智能化发展的实现的两条基本路径，从作为辅助驾驶系统到成为全自动驾驶系统的组成部分，该两种技术的应用功能测试， 将贯穿整个汽车智能化和交通智慧化发展进程，因关键技术不同，对测试场地的需求也不同，为涵盖不同的发展阶段， 将测试场地规划分为三类，分别针对 ADAS 测试、V2X 测试和自动驾驶测试。
1.1 ADAS测试场地
ADAS 系统在欧美日等国家起步较早，现已有欧标、美标、日标等典型功能相关的测试标准，部分功能已有国家标准，总结不同标准中对测试环境的要求，尽量涵盖较多的测试工况，得出以下几点测试场地建设的关键之处：
（1） 车道
ADAS 系统测试大多涵盖直道测试和弯道测试，为支持不同的测试车速，直道长度不能低于1000 米，弯道长度不能低于 350 米，以自适应巡航系统说明估算方法，具体如下：
ACC 测试工况中，以 120km/h 为最大测试车速，理想情况下，测试车和背景车3m/s2 的加速度从静止达到测试车速，则所需行驶的距离：
可计算 s≈182m，两车均达到测试速度、相对距离达到100m 左右且稳定行驶 3~5s 测试开始，测试过程中进行切入、切出等操作，为保障试验的成功率，预计测试过程至少 10s， 行驶距离约 330m，测试结束减速过程需行驶约 182m，共需约 950m，考虑实际测试情况中背景车和测试车辆配合问题， 故直道长度至少规划 1000m。
因系统类型不同，标准中弯道曲率半径常见有三类，分别为 125m、250m 和 500m，为提高场地使用频率，一般考虑直道连接弯道，在直道上完成测试速度和测试距离调整， 弯道上主要进行测试过程，测试结束后的减速过程不考虑道路类型，因此，弯道长度约 350m。
同向车道数不能少于 3 条，车道宽度 3.5-3.75m，车道线应支持虚实线、黄白线测试需求，路面附着系数不小于 0.9， 一般为干燥的沥青或混泥土路面。
（2） 其他设施
在 ADAS 系统测试中，还需考虑传感器误识别测试，以前向碰撞预警系统为例，需在上空4.5m 处和凸出地面 5cm 处设置障碍物，而自动紧急制动（Autonomous EmergencyBraking，AEB）测试要求测试环境空旷，需综合考虑障碍物设置位置，可使用可拆除或可移动的设施进行部署。测试过程中，大多情况会使用高精度定位系统，为保证接收塔位置精度，应设置固定的接收塔位置。
1.2 V2X测试场地
与 ADAS 系统功能不同，更强调环境的适应性，尤其是高速和城市街道环境中的应用。V2X 是一个涉及车与周围交通元素、网络等协同和交互的复杂应用系统，也是智慧交通重要组成部分，其测试场地应涵盖由人、车、路和环境组成的完整闭环系统。然而现阶段，国内相关的技术标准尚未统一，当前的测试只能支持功能实现、功能完备性、响应时延、互通性等，测试场地规划应尽量满足多种应用的研发性测试和应用试验示范需求，以推进技术迭代和提高社会接受度。
在《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》中定义了 17 个典型应用场景，以 V2V（Vehicle to Vehicle）和 V2I（Vehicle to Infrastructure）为主，其中V2V 只涉及车车间的通信和交互，高速环境下的测试可与 ADAS 测试场地复用，部分 V2I应用可在测试场地路侧安装相应的路侧通信设备以满足测试需求，而城市街道环境需尽量还原城市交通要素，配备路侧通信单元信号灯至少 3 组，间隔至少 160m 以上供测试车辆进行加减速等操作，道路类型至少应包含典型的交叉路口，且需有建筑物或树木等形成天然的视线和信号遮挡，弱势交通参与者或道路障碍物识别，可依靠路侧视频抓拍或传感器识别实现，可在部分路段安装相应检测器，整个可控测试环境中，除与交通设施设备的结合外， 还需涵盖多种通信方式、远程管控和资源调度平台，形成车、网、路协同和互联环境，在此基础上，完成 V2X的相关技术验证，探索评价和测试标准。
1.3 自动驾驶测试场地
根据 SAE international 定义的自动驾驶等级来看，目前尚处于 L2（半自动驾驶）向L3（高度自动驾驶）过渡阶段， 其技术是多种技术的复杂组合，包含但不限于 ADAS 和V2X。技术验证性的测试将会是未来几年的主要测试需求。测试场地应在可控范围内尽可能多的还原真实交通环境。
可控测试场地关键要素应涵盖环境要素—气候控制（雾、雨、风等）、地面湿滑控制、灯光控制、建筑控制等；交通要素—行人、动物、自行车、摩托车、轿车、公交车、卡车等； 设施要素—交通信号灯、交通标识牌、路面标线、护栏、充电桩、车站、建筑、树木等；通信要素——LTE-V2X、DSRC、4G、5G、蓝牙、WIFI、RFID 以及其他短程通信；控制要素——通信、远程控制、数据采集等；功能要素——车路协同、车车协同、人车交互、车网交互等。测试环境应包括高速道路（限速 120km/h）、城市区域（限速 40km/h~60km/h）和乡村道路（限速20km/h~30km/h），除限速要求外，各类测试环境还应具备相应的特点，如乡村道路，应具备多弯道、凹凸路面、碎石路面、坡道等，城市区域应具备视线遮挡（建筑物、植被等）环境、多交叉路口、环岛、多交通设施设备等。高速道路应具备隔离带、护栏、应急车道、无信号灯等。同向车道不低于 2 条。
2 整车级别场地测试方法
对于整车系统功能，一般采用黑盒测试方法，在待测车辆上搭载独立的具备高精度定位系统的数据采集系统，对本车车行数据和背景车车行数据进行实时同步采集，数据处理后对比测试工况和评价标准做数据分析，得到测试结果。对于 ADAS 测试，常用的测试工具有以下几种：
图 1 ADAS 测试工具
对于 V2X 测试，测试方法与 ADAS 测试类似，同样采用黑盒测试方法，其测试系统如图2。
其中，在研发阶段的测试，需采集部分车载终端数据， 比如终端自身定位数据，用于对比分析终端的性能，针对定位精度、应用算法准确度等问题提出改进建议。
图2 V2X测试系统
3 结论
随着智能网联汽车不断智能化和网联化，国内外涌现多个试验示范区，且国外已有部分支持智能网联汽车和自动驾驶的专用测试基地，国内以示范区为主，主要支持应用示范， 专用的测试场所在未来几年才会陆续建设。本文从试验场建设到测试方法，做了概括性的陈述，并择其中的要点做了着重分析，对同类测试场地的建设和智能网联汽车的测试具备参考意义。
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