国内外智能网联汽车试验场的发展现状

随着智能网联汽车发展，迫切需要安全可靠的测试场进行试验。本文首先分析国内外传统汽车试验场的现状，发现影响建设的主要因素是场地选址和道路设计，然后针对国内外智能网联汽车试验场的发展现状，从场地规划、通讯建设和运营管理 3 个方面提出合理建议，最后总结出建设思路：1. 基于传统汽车试验场升级改建；2. 建设全新专用型智能网联汽车试验场。前者会受原有场地的限制影响后期发展的可扩展性。

本文来自 2018 年 2 月 25 日出版的《北京汽车》，作者是同济大学中德学院的左任婧和同济大学汽车学院的陈君毅。


0. 引言

随着互联网、人工智能等先进科学技术的发展，传统汽车行业正经历着向智能化和网联化的转变。智能网联汽车的发展能够提高交通效率，解决能源短缺、环境污染、交通拥堵等难题。作为评价和检验汽车质量和性能的试验场，也必将成为其配套体系发展的重点。

在传统汽车试验场发展现状的基础上，分析国内外智能网联汽车的建设现状，提出相应的建设建议，为我国规划建设智能网联汽车试验场提供借鉴。


1. 国内外传统汽车试验场的概况

无论计算机模拟功能多么强大，也无法完全代替真实测试。通常汽车在试验场进行道路试验，针对汽车性能进行综合测试，进而考核评价汽车质量 [1]。

传统汽车试验场是整车道路试验的场所，重现汽车使用过程中遇到的各种道路条件。主要任务是鉴定汽车产品质量、研发认证新产品、提供路谱采集条件、研究汽车法规标准等，针对汽车动力传动性、疲劳耐久、振动噪声、操纵稳定性等方面进行测试，考核车辆与道路之间的相互作用力。

基于传统汽车试验场的发展现状，结合汽车试验的标准法规，总结影响传统汽车试验场建设的主要因素有两方面。

1）场地选址：注重试验的保密性、场地的便利性、环境气候的适宜性，选址应靠近山区丘陵，避免使用膨胀土等；

2）道路设计：主要分为两部分：

其一为可靠性试验道路，包括高速跑道、强化坏路、山路、一般公路、越野路；
其二为专项试验设施，包括标准坡道、综合性能试验路、操稳性测试广场、车外噪声测试广场、制动防抱死测试路、通过性试验路、灰尘洞、淋雨室、盐水槽等。

传统汽车试验场对于汽车综合性能等测试评价起着重要作用，因此，建设要求十分严格，不同于一般高速公路工程，是由人、车、路和环境组成的完整闭环系统，具有技术标准高、施工难度大、建设周期长和项目管理难等特点。


2. 国内外智能网联汽车试验场概况

2.1 国外智能网联汽车试验场概况

当具备高级驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistance Systems ， ADAS ）、 车-车/车-路 协同（Vehicle To Everything，V2X）、高度自动驾驶等智能化技术的汽车渗透率达到一定比例时，汽车交通安全事故可减少 50%～80%，交通通行效率可提升 10%～30% [2]。发展智能网联汽车不仅带来显著的社会与经济效益，拉动机械、电子、通信、互联网等相关产业的快速发展，同时也大大影响了个人生活，改善了人们出行的方方面面。

汽车试验场作为测试评价车辆综合性能的平台，是汽车技术发展的重点。然而并不是所有传统汽车试验场都能满足智能网联汽车的测试评价，智能网联汽车需要在专属的场地进行测试，完整的智能网联汽车试验场应该具备测试场景丰富，测试功能完备，通讯能力完善，试验保密性好，试验专项性强，测试数据可靠性高等要求，其建设应区别于传统汽车试验场，测试重点是考核车辆对交通环境的感知及应变能力。

目前，国外约有 8 个应用实例，分别是瑞典 AstaZero、英国 Mira City Circuit、美国的 M-City、GoMentum Station、西班牙 IDIADA 升级建造的测试场、日本 JARI 改造建设的测试场、美国在建的 American Center for Mobility（ACM）以及韩国在建的 K-City。


图 1 美国 M-City 全景图

美国密歇根大学和密歇根州交通部共同出资建设的 M-City 是世界第 1 个专门为测试无人驾驶汽车、V2V（Vehicle To Vehicle）/V2I（Vehicle To Internet）车联网技术设计建造的智能网联汽车试验场，占地约 0.1295 km^2，主要用于模拟高速公路环境的高速试验和城市近郊的低速试验 [3]，如图 1 所示。

美国 GoMentum Station 基地约有 8.4984 km^2，具有 32.1869 km 公路和街道、真实山丘、高架立交桥、隧道、铁路和住宅区等模拟设施，分为两个区域，高速公路试验区和城区试验区[4]。


图 2 瑞典 AstaZero 全景图

瑞典 AstaZero 是欧洲现有最大的智能车测试场。其测试内容涵盖面较全，包括车辆动力学测试、驾驶员行为测试、V2V（Vehicle To Vehicle）/V2I（Vehicle To Internet）功能测试、功能可靠性测试、通信技术测试等。最大优势是综合性能力强，具备完整测试功能，特别针对 ADAS 场景模拟测试具有显著优势，分为 5 个区域，多车道公路区域、高速道路区域、城市区域、乡村道路和主试验中心 [5]，如图 2 所示。

英国 Mira City Circuit 可用于传统汽车性能测试以及智能交通和网联汽车的相关测试。主要特色为提供模拟信号遮蔽和各类 V2X 通信设施。

通过对国外智能网联汽车试验场的对比分析，发现 4 所场地各具特色，发展较为成熟，具体情况见表 1。

表 1 国外典型智能网联汽车试验场实例发展现状分析



2.2 国内智能网联汽车试验场概况

国内针对智能网联汽车试验场的建设处于初步探索阶段，发展主要集中在上海、北京、重庆和无锡等地。

上海国际汽车城作为国内首个智能网联汽车试点示范区，致力打造 6 大功能性公共服务平台[6]：前瞻、共性技术研发平台；标准、规范研究定制平台；通讯、数据采集分析平台；产业孵化、创新集聚平台；交通示范与国际合作平台；公共基础建设与政策法律法规平台。

建设规划分为 4 个阶段。

第 1 阶段：封闭测试与体验区，建设 3 大区域，形成满足各类无人驾驶和 V2X 等的测试场景和演示场景；
第 2 阶段：开放道路测试区，基本建成智能网联汽车实测所需的环境，支撑相关技术研发、标准研究、产品测试等功能，成为国内首个功能完备的智能网联汽车试点示范区；
第 3 阶段：典型城市综合示范区，增加高速公路测试场景，基本建成基于智慧城市理念与要求下的智能网联汽车区域性测试示范公共服务平台，初步打造智能网联汽车产业集群；
第 4 阶段：城际共享交通走廊，建成区域性、相对独立、功能齐全的智能网联汽车测试示范公共服务平台，形成初具规模的智能网联汽车产业集群[7]。

北京交通运输部智能驾驶测试基地定位在测试评价智能车与智能路的适应性，为修正道路设计参数提供依据，为平安交通和绿色交通建设提供支持，为交通专用短程通信、交通运输信息物理系统、信息安全提供保障。

建设规划分为 3 期。

1 期建设封闭可控条件下的智能驾驶测试场地、软件仿真系统和室内硬件在环模拟；
2 期建设真实开放的道路测试条件，以封闭测试场地为基础，逐渐形成以附近高速公路和部分城市道路为基础的开放式测试环境；
3 期建设智能驾驶测试与示范区，形成智能驾驶示范和新产品推广平台，测试评估平台分为模拟平台（软件仿真和室内模拟）和实体平台（封闭环境和开放环境）[8]。


图 3 i-VISTA 第 1 期 城市模拟道路测试评价

重庆 i-VISTA 智能汽车测试评价基地，建设规划分为 3 期。

1 期城市交通场景性能试验区，具有低附着路面、桥梁模拟、操稳性广场、地面停车场、隧道模拟、淋雨道路模拟、十字路口模拟、弯道模拟、汇入路口模拟等场景，如图 3 所示；
2 期智能汽车可靠性试验区，在西部传统汽车试验场地基础上，完善相关基础设施，增加相应的交通设施及交通控制系统，形成包括各种特殊道路、乡村道路以及高速环道的智能汽车可靠性试验区，同时，还将在鱼嘴工业园区周边搭建城镇模拟测试环境，开展基于城乡结合的智能网联汽车道路试验示范；
3 期智能汽车与智能交通开放道路示范区，涵盖西部区域 90% 以上特殊路况、全国 85% 以上的路况。


图 4 国家智能交通综合测试基地示意图

工业和信息化部、公安部以及江苏省人民政府共同在无锡建设国家智能交通综合测试基地，总体规划面积为 0.0178 km^2，两年内扩展至 0.1387 km^2，包括内部封闭测试场地和外部半开放式实际道路交通环境。其中内部测试场地开展危险性较低的测试，外部场地主要进行综合道路测试，包含多类型道路、隔离设施、减速设施、临时障碍物等要素。其中封闭测试道路总长 3.53 km，分为公路测试区、多功能测试区、城市街区、环道测试区和高速测试区等，由不同类型的道路、隔离设施、减速设施、车道线、临时障碍物、交通信号、交通标志等组成不少于 150 个不同的实际道路测试案例 [9]，如图 4 所示。

建设规划分为 2 期。

1 期于 2018 年 10 月完成测试基地半开放测试环境的建设，对外开展测试工作；
2 期于 2019 年 12 月完成测试基地内场封闭测试环境建设，最终于 2021 年 6 月完成测试基地内场封闭测试环境的 2 期建设，为智能网联汽车驾驶技术功能符合性、性能可靠性和稳定性提供测试和验证的试验场地。

通过对国内在建的智能网联汽车试验场对比分析，发现 4 处试验场虽然建设周期规划大相径庭，但各具特色，具体情况见表 2。

表 2 国内在建智能网联汽车试验场规划对比


4 个场地在地理位置、场地定位、功能测试和性能要求等方面都有所不同，但都遵循分期建设、逐步完善的思路。


2.3 对比总结

智能网联汽车将是汽车行业转型的必然趋势，在新一轮科技浪潮下，「智能制造」将会是所有行业发展的趋势[10]。国内在智能网联汽车方面的研究与国外相比还存在一定差距。

对此应该抓紧构建智能网联汽车研发合作平台，加大智能网联汽车关键技术和配套部件的研究力度，积极开展与国际先进技术的交流合作，充分引进、消化、集成国外智能网联汽车的技术成果。

智能网联汽车试验场可以看作是搭建研发合作平台最有效的方式。依托智能网联汽车试验场，更好地服务智能网联汽车相关技术研发，配合相关法规标准的制定。因此，对于其建设建议可从场地规划、通讯建设和运营管理 3 个方面考虑。

2.3.1 场地规划

1）借鉴传统汽车试验场的建设经验；
2）明确建设顺序，了解施工流程，合理安排周期；
3）严格遵守标准提出的场地要求、环境要求和设备要求；
4）错位建设，优势互补，协同发展。

2.3.2 通讯建设

1）设置多种类型的通讯设施；
2）保证通讯质量，确保数据的安全性和可靠性；
3）开发数据共享平台。

2.3.3 运营管理

1）遵循安全性、保密性、可操作性和高效性原则；
2）汇集需求，反馈于前期规划设计；
3）智能化管理场地开闭、设备监控、项目预约和人员出入等；
4）根据客户类型、合作单位及潜在用户开放定制性测试服务。

基于国内外智能网联汽车试验场的发展现状，分析建设建议，总结归纳出智能网联汽车试验场的两种建设思路。

思路 1：在传统汽车试验场的基础上升级改建。沿用传统汽车试验场道路建设的丰富经验，利用现有场地，结合智能网联汽车的测试标准要求，针对性改造，条件性改善，如场地通讯信号全覆盖，测试数据云平台开发、交通信号灯、标识牌智能化控制，测试场地智能化运营管理等。在原有场地的基础上，依据各项需求，局部性改造，建设成本较小，难度较大。

思路 2：全新建设专用型智能网联汽车试验场。明确建设目标，确定场地规划，分区分期建设，详细分析智能网联汽车各项标准化测试要求，重点关注测试场景道路需求、试验需求和环境需求，借鉴传统汽车试验场的建设经验，参考国内外智能网联汽车试验场的建设方案，结合项目特色，重新建设专用场地，全新打造专用智能网联汽车试验场。

上述两种方案各有利弊。思路 1 较思路 2 在场地选址、方案规划等方面具有耗时短、投资小等优势，但受原有场地限制，会带来建设改造难度大，测试环境要求难，拓展开发受约束等劣势。思路 2 开发全新智能网联汽车试车场，虽然前期耗时长、投资大，但是建设新场地具有高度可塑性，满足各项要求的柔性设计，便于场地后期可持续发展，具有更高的使用价值、商业价值等。


3. 结束语

随着汽车行业快速发展带来的一系列问题，电动汽车、新能源汽车、智能网联汽车等将成为汽车行业发展趋势。任何先进技术的成熟都离不开大量试验验证，尤其是汽车技术的研发和应用更加需要大量可靠试验进行评价和确认。

智能网联汽车的研发已经略有成效，其产品化、标准化定型需要试验平台和标准法规来确定。因此，智能网联汽车试验场建设显得十分重要，其建设不仅服务于智能网联化汽车，而且对于智慧交通、智慧城市的发展都有着不可或缺的作用，应当大力发展智能网联化汽车试验场。


参考文献

[1]于占波. 工信部：解读《中国制造 2025》规划系列之推动节能与新能源汽车发展 [J]. 商用汽车，2015（6）：23-26
[2]徐可，徐楠. 全球视角下的智能网联汽车发展路径 [J]. 中国工业评论，2015（9）：76-81
[3]Briefs U. Mcity Grand Opening[J]. Research Review，2015，46（3）：1-10
[4]黎宇科，刘宇. 国外智能网联汽车发展现状及启示 [J]. 汽车工业研究，2016（10）：30-36
[5]J Jacobson，H Eriksson，P Janevik，et al. How is AstaZero Designed and Equipped for Active Safety Testing？[J]. 24th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles （ESV），No.15-0071， 2015
[6]彭斐. 示范上海 领跑中国 上海国际汽车城推动智能网联汽车产业 [J]. 汽车与配件，2016（19）：46-48
[7]国家智能网联汽车（上海）试点示范区愿景规划 [EB/OL]. http：//www.anicecity.org/front/site/news/newsDetailByType.jhtml?type=2
[8]宋向辉. 交通运输部智能驾驶测试基地 [Z]. 智能网联汽车技术发展论坛（重庆），2016
[9]中华人民共和国工业和信息化部三部门共建国家智能交通综合 测 试 基 地 . [EB/OL]. http ： //www.miit.gov.cn/n1146290/n4388791/c5796719/content.html
[10]赵福全，刘宗巍. 中国发展智能汽车的战略价值与优劣势分析 [J]. 现代经济探讨，2016（4）：50-53