首部L3级自动驾驶国际法规之ALKS功能解读

01  背景与定义

1. 法规背景

2020年6月24日，联合国欧洲经济委员会（UNECE）车辆法规协调世界论坛（World Forum for Coordination for Vehicle Regulations）通过了“L3级”车辆自动化的第一份具有约束力的国际法规《Proposal for a new UN Regulation on uniform provisions concerning the approval of vehicles with regards to Automated Lane Keeping System》。

该法规以《framework document on automated/autonomous vehicles》为指导框架，将安全作为战略核心，并将于2021年1月1日生效。在此背景下，本系列文章将深入解读该法规，以探讨未来ALKS功能设计上因合规性需要注意的方面。

2. 概念定义

为了精简篇幅，本文只针对ALKS系统特殊定义作解读，与传统功能如“车速”、“故障”、“自检”、“寿命”等认知一致的定义，本文不再赘述。

Automated Lane Keeping System (ALKS)

“ALKS自动车道保持系统”是一种被驾驶员激活后，将车辆保持在低速行驶状态，控制车辆行驶速度60公里/小时的情况下，并且在不需要驾驶员进一步输入的系统。

Transition demand

“接管请求”是将动态驾驶任务（DDT）从系统（自动控制）转移到人工驾驶（手动控制）的逻辑和直观的过程。此请求是由系统发送给人类驾驶员。

Transition phase

“接管过程”是指接管请求的持续时间。

Planned event

“计划事件”是指预先知道的情况，如在系统激活时的行程点（例如高速公路出口）等，并且在到达该行程点之前，系统会请求驾驶员接管车辆控制。

Unplanned event

“意外事件”是指事先未知，但假设很有可能发生的情况，例如道路施工、恶劣天气、紧急车辆接近、车道标线缺失、卡车负载掉落（碰撞），出现“意外事件”时，系统会请求驾驶员接管车辆控制。

Imminent collision risk

“紧急的碰撞风险”指的是导致车辆与其他道路使用者或障碍物相撞的情况或事件，该障碍物无法通过低于5 m/s^2的制动指令来避免。

Minimum Risk Manoeuvre (MRM)

“最低风险控制（MRM）”是指旨在将交通风险降至最低的控制过程，该过程在驾驶员没有响应接管请求后，或在严重ALKS或车辆故障的情况下，由系统自动执行。

Emergency Manoeuvre (EM)

“紧急控制（EM）”是指在车辆面临紧急的碰撞风险的情况下，系统进行的一种控制，其目的是避免或减轻碰撞。

System override

驾驶员的“系统超控”是指当系统仍处于激活状态时，驾驶员向控制器提供的控制输入，并且驾驶员输入的优先级高于系统提供的纵向或横向控制输入。

Data Storage System for Automated Driving (DSSAD)

“自动驾驶数据存储系统（DSSAD）”是一种可以确定ALKS和人类驾驶员之间的交互作用的系统。

Occurrences

“事件”是指需要在数据存储系统中存储的发生的事件或事件的行为实例。

ALKS法规安全设计部分（System Safety and Fail-safe Response）是原文中最核心的章节。在这部分对于功能设计的一般要求、动态驾驶任务、紧急控制、接管过程、最低风险控制等方面提出了高层级要求。

对于具体的需求实现，该章节中还存在诸多问题有待在开发过程中深入探讨。本文也在解读过程中，将此类问题加以标识，后续以专题形式进行讨论。

02  安全设计

ALKS法规安全设计部分（System Safety and Fail-safe Response）是原文中最核心的章节。在这部分对于功能设计的一般要求、动态驾驶任务、紧急控制、接管过程、最低风险控制等方面提出了高层级要求。

对于具体的需求实现，该章节中还存在诸多问题有待在开发过程中深入探讨。本文也在解读过程中，将此类问题加以标识，后续以专题形式进行讨论。

1. 一般要求

激活的系统应负责执行车辆的动态驾驶任务（DDT），应对包括故障在内的所有情况进行管理，并且不应对车辆乘员或任何其他道路使用者造成不合理的风险。

激活的系统不得导致任何可合理预见和可预防的碰撞。如果可以安全地避免一起碰撞事故而不造成另一起碰撞，则应避免该碰撞。当车辆发生可检测到的碰撞时，系统应引导车辆至静止状态。

激活的系统应符合系统当前运行所处国家与动态驾驶任务有关的交通规则。

系统需要保证驾驶员接管后对系统的可操作性，因此需要控制如除雾、雨刮、车灯等控制器，以保证驾驶员可以随时接管车辆的动态驾驶任务。

接管请求不得危及车辆乘员或其他道路使用者的安全。

如果驾驶员在接管阶段未能恢复对动态驾驶任务的控制，系统应进行最小风险控制。在最小风险控制期间，系统应将使车辆乘员和其他道路使用者安全的风险降至最低。

系统应进行自检，以检测故障的发生，并始终对系统性能进行确认。

系统的有效性不应受到磁场或电场的不利影响。系统的电磁兼容性应通过ECE-R10法规第五修正案或更新的修正案进行证明。

制造商应采取措施防止驾驶员合理可预见的误用和系统篡改。

当系统不再满足本法规的要求时，应有机制确保该系统无法被激活。

制造商应声明并实施一个过程，以管理ALKS系统在整个生命周期内的安全性和持续合规性。

2. 动态驾驶任务

激活的系统应使车辆保持在本车道内，并确保车辆不会越过任何车道标志（以前轮胎外缘越过车道标志外缘为基准）。该系统应旨在使车辆在本车道内保持稳定的横向位置，以避免误导其他道路使用者。

激活的系统应可以检测到旁边行驶的车辆。并且，酌情调整车辆的速度和/或横向位置。

激活的系统应可以控制车辆的速度。

系统运行的最高速度为60 km/h。

激活的系统应根据基础设施和环境条件（例如较小的曲线半径、恶劣的天气）调节车速。

当ALKS车辆在非静止状态下，系统应当调整车速以使本车辆与同车道的前方车辆的距离保持在大于等于最小跟车距离的范围。

如果由于其他道路使用者（例如，车辆正在切入、前车减速等）而暂时无法保持最小跟车时距，则车辆应在下一个适当的机会，在无激烈制动的情况下，重新调整最小跟车距离，除非需要紧急控制。

最小跟车距离应使用以下公式计算：




对于表中未提及的速度值，应采用线性插值法。

对于低于2 m/s的当前速度，最小跟车距离不得小于2 m。

激活的系统应能确保本车在最大运行车速以下，在一辆静止车辆前、或一个静止交通参与者前、或被堵塞的车道中完全刹停，以避免碰撞。

激活的系统应检测特别是由前方或者侧边交通参与者或车辆引起的碰撞风险，如前车减速、车辆切入或突然出现的障碍物等，并应自动执行适当的操作，以将对车辆乘员和其他道路使用者安全的风险降至最低。

激活的系统应避免与全力制动的前车发生碰撞，前提是ALKS车辆在当前速度下没有因为前车的切入控制而导致ALKS车辆的最小跟车距离被打破。

满足以下条件的情况下，激活的系统应避免与切入车辆相撞：

a. 如果切入车辆的纵向速度保持其低于ALKS车辆的纵向速度，并且

b. 在到达TTCLaneIntrusion的基准点之前，车辆的横向移动至少已经出现0.72秒

c. 当本车前部和切入车辆后部之间的距离应通过以下方程式计算TTC时：