《智能网联汽车 自动驾驶数据记录系统》强制性国家标准解读
作者:北斗(10年智能座舱及导航娱乐系统开发管理经验、3年自动驾驶产品化经验、5年自动驾驶模拟仿真测试环境构建经验)
2023年9月13至14日,全国汽车标准化技术委员会智能网联汽车分技术委员会2023年第三次标准审查会在贵阳召开,来自智能网联汽车分标委的委员、观察员和标准起草单位的百余位专家参加本次会议。会上全体参会委员及委员代表共同审查并通过了强制性国家标准《智能网联汽车 自动驾驶数据记录系统》(下文简称:自动驾驶数据记录系统)。
本文将从自动驾驶技术应用角度出发,对《智能网联汽车 自动驾驶数据记录系统》强制性国家标准进行分析,对该标准中一些重点规范性内容进行归纳,同时提出该标准对后续自动驾驶技术产业发展的部分影响供各位读者参考。
■ 《智能网联汽车 自动驾驶数据记录系统》标准的目的与意义
在智能网联汽车中自动驾驶系统属于典型无人控制技术应用。无人控制系统在正常运行状态下,其运行效率及运行质量通常都是比较优质的,一旦无人控制系统发生异常,如果系统自身的处理机制欠缺,或已超出异常处理覆盖范围,这个时候所出现的问题可能只有系统自己最清楚是怎样发生的。
那么如果让无人控制系统将自己知道的情况告诉工程师呢,于是数据记录系统应运而生。数据记录系统不仅可以采集存储正常运行状态数据,更能在系统异常时,对系统异常事件发生期间的相关数据进行锁定并存储。自动驾驶系统的数据记录系统也是相同的功能,系统可以进行自动驾驶系统内部数据的记录,而自动驾驶系统的异常事件主要是指系统的触发事件,如碰撞预警、碰撞发生、模式接管等。数据记录系统起到了在自动驾驶车辆工作状态下,完整记录自动驾驶系统数据以及车辆数据的作用。这样在自动驾驶发生碰撞事故时,工程师可以通过记录的数据完整准确的还原当时的情况,便于后期事故现场再现,以及事故责任的认定。
同时自动驾驶数据记录系统所记录的自动驾驶数据,也可以用于自动驾驶技术的算法优化,数据分析等方面。自动驾驶记录数据的有效利用,可以有助于解决自动驾驶系统感知决策相关不稳定再现的应用问题,对自动驾驶技术的优化与迭代起到积极的推动作用。
■《智能网联汽车 自动驾驶数据记录系统》标准的要求内容
自动驾驶数据记录系统标准中明确规定了智能网联汽车自动驾驶数据记录系统数据记录方面的技术要求、试验条件和试验方法等。
在技术要求的4.1总体要求中明确了系统的分型:Ⅰ型和Ⅱ型。同时在配备自动驾驶数据记录系统的M和N类车辆开展自动驾驶数据的记录和存储工作。M类车辆是指至少有4个车轮并且用于载客的机动车辆。N类车辆是指至少有4个车轮并且用于载货的机动车辆。
图1 GB/T 15089--2001《机动车辆和挂车分类》中M、N类相关说明
章节4.2 Ⅰ型系统数据记录要求中对系统应记录的事件数据,时间段事件和时间戳事件进行了要求;同时也对碰撞事件和有碰撞风险事件的触发条件、事件起点和终点、事件记录起点和终点、事件锁定条件进行了要求。其中 碰撞事件起点和终点引用了GB 39732-2020 中4.1.3的要求。值得注意的是标准中规定的事件起点终点和事件记录的起点终点不是一个定义。比如事件记录的起点,是指事件起点前 15s 或自动驾驶系统激活时刻,两者可取较晚时刻,这其实要求自动驾驶数据记录系统在一直在对数据进行实时记录,无论所记录的数据内容是否需要最终保存,都要持续进行记录,一旦记录的某一时段数据满足了碰撞事件或有碰撞风险事件的触发条件,那么事件前后一段数据将一并被保存记录。
图2 GB 39732-2020 《汽车事件数据记录系统》中碰撞事件常用参考数据点
章节4.3 Ⅱ型系统数据记录要求中同样对系统应记录的事件数据进行了要求,区别于Ⅰ型系统数据记录,其要求实时连续记录数据元素,这其实是基于目前已发布GB/T 19056-2021《汽车行驶记录仪》标准要求的一部分考量,未来的自动驾驶商用车可以利用行车记录仪进行相关数据的记录存储。
章节4.4 对数据元素进行了详细要求,要求数据覆盖车辆及自动驾驶数据记录系统基本信息、车辆状态及动态信息、自动驾驶系统运行信息、行车环境信息、驾乘人员操作及状态信息这5个数据元素分类。可以看出记录仪针对系统自身属性、车辆属性、环境属性、人员属性这几个维度进行了比较全面的数据记录要。围绕数据相关方面,章节4.5、4.6、4.7对数据存储、读取以及数据信息安全进行了要求。
作为车辆上前装的组件,章节4.8、4.9对自动驾驶数据记录系统硬件进行了传统车辆组件的通用性要求,覆盖机械、电气、环境信赖性、电磁兼容性等多个方面。后续章节主要对其测试条件与测试方法进行了明确,这部分内容可以给供应商提供一个测试实施方案的明确参考。
■《智能网联汽车 自动驾驶数据记录系统》标准对产业的影响
随着自动驾驶数据记录系统标准的强制执行,自动驾驶车辆上将在搭载电子电气组件系统列表中追加上自动驾驶数据记录系统,从而成为自动驾驶汽车的新增的必要组成部分。基于自动驾驶数据记录系统标准中对数据记录的描述要求,自动驾驶数据记录系统目前无法和现有某一控制器进行功能复用,而且从信息安全角度考虑,数据记录系统具备独立的系统架构的话,信息安全性会大大提高。
独立的系统架构带来安全性提升的同时,随之而来的问题就是独立的系统成本。以目前商用车行车记录仪的成本做参照,国内成本在700~1100元的范围,这部分成本势必会转嫁给终端消费者,但其给乘车人员带来的优势或利益还有待进一步探究。
图3 满足GB/T 19056—2021《汽车行驶记录仪》要求的行驶记录仪设备
自动驾驶系统中追加数据记录系统的需求同时也会引起汽车产业内各大零部件供应商的注意。目前国内数据采集产品、数据真值系统的供应商可能会考虑转型向车辆前装数据记录系统产品的开发量产。但与此前数据采集系统不同的是,数据记录系统属于车辆前装组件,并非测试测量系统设备。因此供应商提供的产品除了满足标准中数据元素要求、数据存储要求、数据读取要求、信息安全要求之外,还必须满足前装产品所覆盖的耐撞性能要求、环境评价性要求以及EMC/EMI电磁兼容性的要求。这其实是需要供应商具备汽车电子生产相关资质,比如IATF16949等。这样的情况可能会催生一部分具备资质的汽车零部件供应商与优质的测试系统供应商合作,OEM其他厂家的数据记录系统进行量产供货,从而共同推进数据记录系统产业链的繁荣发展。
■ 总结
作为自动驾驶数据记录系统产品来说,结合本标准可以抽出产品主要技术内容,包括:①触发事件要求及相应的试验方法;②数据元素、数据记录要求及相应的试验方法;③数据存储要求及相应的试验方法;④数据提取要求及相应的试验方法;⑤针对实现自动驾驶数据记录功能的控制器,提出车规级环境评价要求及相应的试验方法。这些内容也为数据记录系统产品的设计开发提供了明确的指导与参考。
总体上看,《智能网联汽车 自动驾驶数据记录系统》标准规定了数据记录系统的术语和定义、技术要求和试验方法。同时明确定义了触发事件发生时,围绕该事件的触发点前中后记录一段连续的时间序列数据。标准的发布与强制执行有利于自动驾驶车辆交通责任认定与事故原因分析。本标准的发布推进明确了我国针对自动驾驶产业落地的基本方针,基于鼓励创新、包容审慎、循序渐进的原则,在数据监管上实行分级分类管理,确保安全有序、风险可控。标准后续的执行将极大的推动数据采集、数据存储及数据分析技术在自动驾驶产业内容前装市场应用落地,助力交通强国目标的加速实现。
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