面向智能網聯汽車道路交通安全保障的交通規則和交通沖突測試驗證研究

周文輝

摘 要：智能網聯汽車是駕駛人和車輛合為一體的新型交通參與者，本文提出了將交通法規和安全行車能力注入到智能網聯汽車的方法，同時提出了構建相應學習、測評系統和工具的方法，目的是為了使智能網聯汽車像人類一樣遵守法規、保障安全，填補目前行業空白，為掃清智能網聯汽車落地障礙奠定基礎。

關鍵詞：智能網聯汽車；交通安全；交通規則；交通沖突

*國家重點研發計劃課題：路車融合無人駕駛危險場景庫構建與安全通行技術（2020YFB1600304）

Research on test and verification of traffic rules and traffic conflicts for road traffic safety of intelligent networked vehicles

ZHOU Wenhui

（Road traffic safety research center of the Ministry of public security， Beijing 100062， China）

Abstract： Intelligent networked vehicle is a new type of traffic participant integrating driver and vehicle. This paper puts forward the method of injecting traffic regulations and safe driving ability into intelligent networked vehicle， and puts forward the method of constructing corresponding learning and evaluation systems and tools， in order to make intelligent networked vehicle comply with regulations and ensure safety like human beings， filling the current industry gap and laying a foundation for clearing the landing obstacles of intelligent networked vehicles.

Keywords：Intelligent networked vehicle；traffic safety；traffic rules；traffic conflict

智能網聯汽車是未來技術和產業重要的發展趨勢，帶動整個道路交通系統向數字化、網聯化、智能化方向發展。在智能網聯汽車時代，交通管理面臨著重大的機遇和挑戰。機遇方面是：我國在智能化、網聯化方面的技術優勢，有可能轉化為道路交通管理和交通安全治理的優勢。美國已將智能網聯汽車作為今后減少交通傷亡的最重要舉措。歐洲已制定戰略，通過智能網聯技術提升通行效率和交通安全。但交通安全優勢需要較長時間才能顯現。挑戰方面是：智能網聯汽車的發展，面臨的三大難題：技術、成本、安全。其中安全最重要，群眾對機器駕駛的安全容忍度更低。民調顯示，對智能網聯汽車可接受的安全水平與航空相同。安全分為三大方面：車輛安全、信息安全、交通安全。車輛和信息安全有相對成熟的技術保障，汽車等行業投入也較多。交通安全面臨的挑戰相對較大，一方面是需要政府主導去推動，把握發展和安全之間的平衡，實現“包容審慎”的監管；另一方面是緊迫性強。智能網聯汽車具有顯著的互聯網特征，是軟件定義、數據驅動的，因此道路測試和示范應用是產品迭代發展的必然要求，其上道路行駛就會對道路交通安全帶來挑戰。

1現狀問題

目前智能網聯汽車上道路行駛日益廣泛，全國已有40余個測試示范區，北京測試區累計測試里程超過300萬公里，相當于北京10萬輛車一天的通行里程，百度2021年第二季度財報披露其測試里程已超過1200萬公里。量產應用方面，輔助駕駛、L3、L4的滲透率也逐漸提升，國務院新能源汽車發展規劃中，提出2025年要實現高度智能網聯汽車在限定區域和場景的商業化應用。伴隨著上道路使用的增加，智能網聯汽車交通違法和事故卻是不容忽視的。根據北京測試區的報告，智能網聯汽車測試出現的問題中，有30%是未能遵守交通規則[1]。有關智能網聯汽車的事故也是時有發生。

交通違法、事故多發，暴露出智能網聯汽車對交通法規、安全操作掌握的不足。人類駕駛人為了掌握交通法規、熟悉安全操作，需要進行嚴格的法規、技能、實際道路考試，還有違法、事故責任等手段讓其強制遵守。而智能網聯汽車在研發和測試過程中，涉及法規和安全的內容較少，并且考核定性、單一。交通法規、交通安全要素的先天不足，使得智能網聯汽車的合規性、安全性受到質疑。

2應對策略

本文提出的總體思路是，將人類掌握的通行規則、安全文明駕駛能力、應急處置能力，數字化后，注入到智能網聯汽車。具體通過兩種辦法來實現：一方面是交通法規的學習和遵守能力的驗證；另一方面是典型中國交通狀況的學習和應對能力驗證。各國也有類似的做法。ISO和美國認為遵守法規、安全行車能力是智能網聯汽車安全的重要內容。新加坡還出臺了專門的標準，要求智能網聯汽車遵守現行交通法規。英國計劃在車輛安裝安全芯片，實時監督智能網聯汽車對法規的遵守和對安全的應對。

2.1交通法規學習和遵守能力驗證

法規遵守方面，可以應用交通規則遍歷化學習驗證的方法。具體依賴于三點，首先是要有適合智能網聯汽車的交通法規庫。其次是便利化的場景，相當于考題。最后是高效的學習驗證工具。

為了符合實際交通環境混行的需要，也為了減少政策法規成本，需要智能網聯汽車遵守現有交通法規。但由于交通法規是給人看的，部分條款人能理解、機器卻難以執行，如保持安全距離、安全超車、減速慢行、路口讓行等，為了滿足智能網聯汽車自身特性，需要對法規進行數字化，對法規量化和編程，使機器可執行。具體來說，要把行車行為分解為單個的動作，每個動作都要給出具體的指標值，最終形成一條一條的程序語言。以超車為例，要分解為保持縱向距離、打左轉向燈、變道、保持橫向距離、加速、再保持縱向距離、打右轉向燈、變道等8個步驟，這些安全距離、打燈時間、加速要求都要給出具體數值，最后變成程序語言。

通過交通法規數字化，形成數字化規則庫后，就可以借助交通法規場景，對被測車輛交通規則遵守能力進行學習和驗證。構建交通法規時，應盡可能涵蓋各類誘發違法的因素。

將被測系統和交通法規場景接入仿真學習驗證工具，仿真平臺運行交互后，就可以形成車輛的行車軌跡等各類操控參數，對照數字化規則庫，就可以借助專用工具進行合規性評判。

2.2交通沖突應對能力驗證

交通沖突場景包含了復雜場景、困境場景、邊緣場景、危險場景、事故場景，代表了典型的中國交通狀況，是驗證智能網聯汽車安全應對能力的有效載體。交通沖突應對驗證，同樣依賴于三點，首先是科學的定量化指標[2]，其次是經得起推敲的場景庫，再次是高效的工具。在交通沖突驗證中，安全是第一優先級，為了安全，最好綜合考慮時間、距離、速度、交通工具和環境的工程特性等指標，進行多維評估。

3預期應用

通過不斷推進智能網聯汽車法規、安全應對學習驗證技術在智能網聯汽車交通安全領域的應用，除保障智能網聯汽車交通安全外，還可以推進智能網聯汽車交通安全法規制度的構建和完善，以及整個道路交通安全數字化、智能化水平的提升。在制度構建支撐方面，上述研究結論可以應用在車輛標準、車輛登記、車輛年檢、道路執法、事故責任認定、通行道路管理等各個方面，即針對合規性和安全性問題，可以由多個管理主體，在多個環節進行規范管理，進而構筑獨立負責、協調一致的多支柱安全管理制度體系。另外，上述研究通過對交通法規、交通沖突的定量化，以及將交通場景數字化，可使傳統道路交通管理的數字化、智能化水平產生質的提升。如利用數字化場景，可以進行場景式、交互式的培訓、考試，也可實現靶向精準宣傳，交通違法、事故的評判，也可以更量化、更規范。

參考資料

[1] 北京智能車聯產業創新中心，北京市自動駕駛車輛道路測試報告（2020年）[R].2021-2-5.http：//www.mzone. site/Uploads/Download/2021-02-09/6021eebaccba2.pdf.

[2] Shai Shalev-Shwartz， Shaked Shammah， Amnon Shashua. On a Formal Model of Safe and Scalable Selfdriving Cars.

三部門聯合印發《智能網聯汽車道路測試與示范應用管理規范（試行）》

交通運輸部、工業和信息化部、公安部聯合發布《智能網聯汽車道路測試與示范應用管理規范（試行）》（以下簡稱《規范》），從道路測試與示范應用主體、駕駛人及車輛、道路測試申請等7個方面進行規范。《規范》自2021年9月1日起施行。

交通運輸部數據顯示，目前我國已建設16個智能網聯汽車測試示范區，開放3500多公里測試道路，發放700余張測試牌照，道路測試總里程超過700萬公里。《規范》允許經過一定時間或里程道路測試、安全可靠的車輛開展載人載物示范應用，并將道路測試和示范應用的范圍擴展到包括高速公路在內的公路、城市道路和區域；提出了測試主體的單位性質、業務范疇、事故賠償能力、測試評價規程、遠程監控能力、事件分析能力、網絡安全保障能力及符合法律法規8個方面的要求，示范應用主體需額外具備智能網聯汽車示范應用運營業務能力。

《規范》要求，測試主體在進行道路測試前應充分進行測試區（場）實車測試并符合相應標準規范和過程要求，提供經相關主管部門確認的智能網聯汽車道路測試安全性自我聲明，提交自動駕駛功能等級聲明等12項相關材料；對初始申請或增加配置相同的示范應用車輛，應以自動駕駛模式在擬進行示范應用的路段和區域進行過合計不少于240小時或1000公里的道路測試，在測試期間無交通違法行為且未發生道路測試車輛方承擔責任的交通事故。

《規范》明確，未取得臨時行駛車號牌，不得開展道路測試和示范應用；道路測試車輛、示范應用車輛車身應以醒目的顏色分別標示“自動駕駛道路測試”或“自動駕駛示范應用”等字樣。車輛在道路測試及示范應用過程中，不得非法從事道路運輸經營活動，不得搭載危險貨物，不得在道路上開展制動性能試驗。