智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試場(chǎng)設(shè)計(jì)理論與實(shí)務(wù)

孔令旗

［同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092］

0 引 言

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車、交通和社會(huì)發(fā)展的大勢(shì)所趨，也是互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和汽車產(chǎn)業(yè)大力研發(fā)和競(jìng)相進(jìn)入的焦點(diǎn)領(lǐng)域。作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全運(yùn)行基礎(chǔ)保障的測(cè)試場(chǎng)設(shè)計(jì)，是傳統(tǒng)道路工程與新興智慧交通深度融合的產(chǎn)物，也是互聯(lián)網(wǎng)思維與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)思維融合的結(jié)晶，代表了該交叉領(lǐng)域的最高技術(shù)水平。

有別于傳統(tǒng)汽車測(cè)試場(chǎng)主要測(cè)試汽車的極限性能，智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試場(chǎng)主要測(cè)試汽車的運(yùn)行安全性、自主智能駕駛能力等。因此，怎樣在傳統(tǒng)的道路交通環(huán)境中融合智慧交通設(shè)施，借鑒互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展思維，實(shí)現(xiàn)測(cè)試目標(biāo)，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試場(chǎng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)與技術(shù)關(guān)鍵。分析測(cè)試環(huán)境的場(chǎng)景需求和智慧交通設(shè)施的基本性能，提出測(cè)試相對(duì)集中、柔性可控可測(cè)、專用共享統(tǒng)籌、標(biāo)準(zhǔn)適度超前的設(shè)計(jì)理論。

1 測(cè)試相對(duì)集中

集約化發(fā)展是建設(shè)集約型城市的基本要求，更是提高效率、節(jié)約成本的重要方法。復(fù)雜多樣的測(cè)試場(chǎng)景有效組合，相對(duì)集中，是測(cè)試場(chǎng)總體布局設(shè)計(jì)的核心。考慮道路基礎(chǔ)設(shè)施、智能交通設(shè)施分類和“車-路-環(huán)境”間的信息傳遞關(guān)系，集約化布局最終落實(shí)為場(chǎng)景（功能）分區(qū)、測(cè)試集中布設(shè)。

1.1 場(chǎng)景（功能）分區(qū)

根據(jù)綜合測(cè)試場(chǎng)地中不同道路類型、交通環(huán)境，按照基礎(chǔ)設(shè)施基本要素進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)。例如：將城市主干路、次干路、支路等城市道路場(chǎng)景形成城市街區(qū)，將高速公路與城市快速路等速度要求類似的道路合并考慮等。如圖1 所示的某綜合測(cè)試基地，劃分為城市街區(qū)、環(huán)道（高速）測(cè)試區(qū)、公路測(cè)試區(qū)、多功能測(cè)試區(qū)等。

圖1 功能分區(qū)示意圖

1.2 測(cè)試集中布設(shè)

測(cè)試集中布設(shè)主要是指在相對(duì)有限的道路長(zhǎng)度或區(qū)域內(nèi)，布置多種測(cè)試場(chǎng)景。例如同向超車輔助、前向碰撞預(yù)警、緊急制動(dòng)預(yù)警、前方變道預(yù)警等多種測(cè)試場(chǎng)景，均需要直線路段，可以將這些測(cè)試場(chǎng)景集中安排在某一路段，甚至在某些路段可以重復(fù)設(shè)置，提高車輛單次行駛的測(cè)試場(chǎng)景數(shù)量。

基地測(cè)試效率可以采用單位面積提供的測(cè)試場(chǎng)景數(shù)量（場(chǎng)景數(shù)量/hm2）或車輛單位行駛里程實(shí)現(xiàn)的測(cè)試場(chǎng)景數(shù)量（場(chǎng)景數(shù)量/km），進(jìn)行比較評(píng)價(jià)。

2 柔性可控可測(cè)

柔性設(shè)計(jì)、彈性預(yù)留是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)迭代與共享思維給工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)的重要貢獻(xiàn)。作為新興的智能網(wǎng)聯(lián)汽車工業(yè)，技術(shù)處在快速進(jìn)步、迭代中，相應(yīng)的測(cè)試其運(yùn)行安全的場(chǎng)景、方法也在不斷地改進(jìn)和提升。測(cè)試場(chǎng)設(shè)計(jì)中預(yù)留充足的變化空間，既能適用未來(lái)技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的新的測(cè)試需求，也能適當(dāng)減少工程投資。目前主要采用的設(shè)計(jì)方法有模塊式橫斷面、活動(dòng)式標(biāo)志標(biāo)線和多功能測(cè)試區(qū)等。

2.1 柔性設(shè)計(jì)

模塊式橫斷面主要用于城市道路街區(qū)或多車道高速測(cè)試等區(qū)域。測(cè)試基地主要城市道路路段中分帶、側(cè)分帶均采用可移動(dòng)式模塊，隨時(shí)可以移動(dòng)、組裝，形成測(cè)試所需要的一塊板道路、兩塊板道路、三塊板道路、四塊板道路等不同道路形式。高速測(cè)試區(qū)可以通過(guò)分隔帶的移動(dòng)式布置，形成單向單車道到多車道的不同車道數(shù)組合形式。

活動(dòng)式標(biāo)志標(biāo)線是靈活進(jìn)行交通組織和布設(shè)交通設(shè)施的重要方式。可拆卸式標(biāo)線（見(jiàn)圖2）可以方便地將雙向2 車道道路變?yōu)閱蜗? 車道，而小型活動(dòng)式標(biāo)志牌可以靈活安裝在基地內(nèi)預(yù)先布置好的基礎(chǔ)法蘭上，形成不同的交通測(cè)試環(huán)境。

圖2 可拆卸式標(biāo)線

2.2 彈性預(yù)留

多功能測(cè)試區(qū)更是將測(cè)試的想象空間打開(kāi)，采用類似于城市規(guī)劃中規(guī)劃留白的手法。一般會(huì)結(jié)合車輛的回車場(chǎng)設(shè)置大面積鋪裝場(chǎng)地，可以采用臨時(shí)標(biāo)線、模塊式分隔帶等設(shè)施靈活的搭建各種測(cè)試場(chǎng)景，滿足不同測(cè)試車輛的需求。圖3 為底特律Mcity結(jié)合高速測(cè)試區(qū)兩端分別設(shè)置了一個(gè)多功能測(cè)試區(qū)。

圖3 多功能測(cè)試區(qū)

3 專用共享統(tǒng)籌

基于歸納推理的智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全測(cè)試，測(cè)試場(chǎng)景繁多，若全部采用專用測(cè)試環(huán)境，將是一筆巨大的投入。因此，在測(cè)試場(chǎng)建設(shè)或場(chǎng)景構(gòu)建過(guò)程中，可以充分考慮設(shè)施的共享共用可能。例如開(kāi)放式區(qū)域與封閉式區(qū)域結(jié)合、無(wú)人駕駛測(cè)試與常規(guī)設(shè)備測(cè)試共用、研發(fā)辦公建筑與測(cè)試場(chǎng)景建筑結(jié)合等。

部分高速環(huán)境測(cè)試，需要測(cè)試速度較高，甚至要求直線距離很長(zhǎng)。若采用新建測(cè)試道路測(cè)試，建設(shè)周期長(zhǎng)、投入費(fèi)用高，因此可以考慮采用部分現(xiàn)有交通需求較小道路，增設(shè)所需智能交通設(shè)施，低投入，滿足測(cè)試要求。例如弗吉尼亞理工的Smart Roads 測(cè)試場(chǎng)即由一條高速公路改造而來(lái)。

獨(dú)立的綜合測(cè)試場(chǎng)一般都配建有研發(fā)、辦公等建筑，可充分利用配建建筑的廊道、地下空間、建筑立面鋪貼材質(zhì)等與測(cè)試場(chǎng)景深度結(jié)合。如圖4 所示測(cè)試場(chǎng)地利用建筑廊道形成分離式立交場(chǎng)景、利用建筑地下空間形成模擬隧道場(chǎng)景，充分挖掘建筑在測(cè)試中使用價(jià)值。

圖4 研發(fā)建筑與測(cè)試場(chǎng)景深度融合

4 標(biāo)準(zhǔn)適度超前

智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究的最終目的在于將其投入市場(chǎng)，推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，服務(wù)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測(cè)試場(chǎng)地應(yīng)當(dāng)能夠還原真實(shí)的交通場(chǎng)景。這就要求基地的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以國(guó)家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。但考慮智能網(wǎng)聯(lián)汽車獲取信息、感知信息和操控精準(zhǔn)度等方面，都遠(yuǎn)超普通駕駛員，因此其運(yùn)行狀態(tài)也將不同于傳統(tǒng)汽車標(biāo)準(zhǔn)。基于其發(fā)展預(yù)期，結(jié)合場(chǎng)地條件和測(cè)試需求，可采用適當(dāng)超前的標(biāo)準(zhǔn)滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測(cè)試需求。例如，車道寬度、加減速長(zhǎng)度等指標(biāo)，可以采用部分超規(guī)范指標(biāo)，進(jìn)行有限、可控測(cè)試，為未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車運(yùn)行環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制進(jìn)行必要的技術(shù)儲(chǔ)備。

5 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)今正處于社會(huì)大變革的時(shí)代，具備互聯(lián)網(wǎng)基因的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)更是將變革發(fā)揮到了極致。傳統(tǒng)與創(chuàng)新，改變與平衡，周而復(fù)始。新的技術(shù)催生更適合的設(shè)計(jì)理論，緊緊抓住道路基礎(chǔ)設(shè)施與智慧交通設(shè)施的主線，積極擁抱互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)迭代與共享思維，與時(shí)俱進(jìn)，繼往開(kāi)來(lái)。