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王小磊:从公交的角度解读《汽车驾驶自动化分级GB / T 40429-2021》(上)

2022-05-10 作者:王小磊 来源: 公共交通资讯

  王小磊:高级工程师,中国土木工程学会城市公共交通分会智库专家,曾经任重庆市公共交通控股(集团)有限公司电车公司总工程师、BRT公司书记兼副总经理、公交维修公司总经理、恒通客车顾问、吉尔吉斯斯坦共和国史德洲(Шыдыр Жол Кей Джи)有限责任公司总机械师等。

  从公交的角度解读《汽车驾驶自动化分级GB / T 40429-2021》(上)

  王小磊

  前言

  自动驾驶这个曾经很热门的话题,随着国家标准《汽车驾驶自动化分级GB / T 40429-2021》(以下简称:《国标》)于今年3月1日正式实施的消息而重新升温。本文从公交的角度,对《国标》安装自动驾驶系统的车辆的分级进行了解读,并就《国标》可能涉及公交运营相关的问题提出了建议,希望对推进自动驾驶公交车的常态化运营有所帮助。

  1. 《国标》对公交车智能化的指导意义

  《国标》规定的0级-5级自动驾驶分类,《国标》以自动驾驶系统能够执行的动态驾驶任务的程度为区分,根据在执行自动驾驶任务过程中自动驾驶系统与驾驶员(安全员)参与驾驶控制主次为范围,将自动驾驶划分为了0级至5级,共6个等级的驾驶自动化,也为公交车驾驶的自动化发展提供了可靠的参照标准。公共交通企业是车辆的最终用户,车辆定制化生产的比例较大,通过学习《国标》,也是为自动驾驶时代的到来所必须做的准备内容之一。基于这个观点,《国标》中的0级-3级自动驾驶系统对公交行业是具有一定的现实意义。

  2. 应急辅助-0级自动驾驶

  0级自动驾驶系统可使车辆具有持续执行部分目标和事件探测与响应的能力,只有具备可辅助并部分参与驾驶员安全驾驶的功能时,才可以定义为0级驾驶自动化。0级自动驾驶系统中,车辆控制的主体为驾驶员,自动驾驶系统仅提供部分的驾驶辅助,但不能持续执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制,但具备持续执行动态驾驶任务中的部分目标和事件探测与响应能力。也就是说具备环境感知能力的功能,如:车道偏离警告(Lane Departure Warning ,LDW)、车道偏离修正系统(Lane departure correction system ,LDP)、前碰撞预警(Forward collision warning,FCW)、自动制动(Autonomous Emergency Braking,AEB)等符合0级自动驾驶系统的要求,而电子稳定性控制(Electronic stabilitycontrol,ESC)、定速巡航之类的功能都不能划分到自动驾驶功能中。

  3. 部分驾驶辅助-1级自动驾驶

  1级自动驾驶系统只是可以独立完成设计运行条件(Operational Design Condition,ODC)下,车辆在动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制,且具备与所执行的车辆横向或纵向运动控制相适应的部分目标和事件探测与响应的能力。比较典型的如:自适应巡航控制(Adaptive cruise control,ACC),车道居中控制(Lane center control,LCC)等功能。在安装1级自动驾驶系统的车辆上,驾驶员与自动驾驶系统可以同时执行车辆的驾驶任务,此时驾驶员更像安全员,主要监管自动驾驶系统的驾驶行为,当发现车辆可能遇险时,驾驶员需要立即介入接管车辆的控制权,以保障行车安全。

  4. 组合驾驶辅助-2级自动驾驶

  2级自动驾驶系统是1级驾驶自动化的功能场景的提升,并且具有ACC、LCC等1级自动驾驶系统所具备的功能,与1级的差别在于,除具备1级自动驾驶的功能外,2级自动驾驶具有同时进行横向和纵向运动控制的能力,如:交通拥堵辅助(TrafficJam Assist,TJA)等。与1级自动驾驶系统相同的是,车上依然有驾驶员,其职责也与1级自动驾驶系统中的驾驶员相同。简言之,在0-2级自动驾驶功能,驾驶员具有最高控制权限,可随时介入,立即解除自动驾驶系统的控制权。


  5. 条件自动驾驶-3级自动驾驶

  3级自动驾驶系统在其ODC下,持续地执行全部动态驾驶任务。驾驶员作为预备的接管者(或称:安全员、后援),负有监管自动驾驶系统的驾驶行为的责任。自动驾驶系统在识别到即将不满足ODC范围时,及时向安全员发出接管请求,在接管请求未及时得到响应时,适时采取减缓风险的措施。自动驾驶系统还可以识别安全员驾驶车辆的能力,如果不满足要求时,自动驾驶系统可以立即发出介入驾驶行为的请求。虽然自动驾驶系统已经可以完成大部分场景中的自动驾驶行为,但在安全员需要自动驾驶系统退出驾驶行为时,自动驾驶系统需要立即解除对车辆的控制,只有在自动驾驶系统发现安全员不满足驾驶车辆能力时,才会再次请求介入。

  6. 高度自动驾驶-4级自动驾驶4级自动驾驶系统在其ODC下, 持续地执行全部动态驾驶任务和执行动态驾驶任务接管,驾驶员仍然作为后援。与3级自动驾驶系统的驾驶员职责基本相似。虽然4级自动驾驶系统辨识能力更强,但在车辆所处环境超出了ODC,即使驾驶员没有接管车辆,自动驾驶系统也可以使车辆安全停止。

  7. 完全自动驾驶-5级自动驾驶5级驾驶自动驾驶系统在任何可行驶条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略。此外,5级驾驶自动化在车辆可行驶环境下没有设计运行条件的限制(商业和法规因素等限制除外)。另外,4-5级自动驾驶功能,驾驶员请求驾驶自动化系统退出时,解除系统控制权,如果存在安全风险可暂缓解除(即使驾驶员请求介入,也只在系统判断无安全风险时才移交车辆控制权)。

  (待续)

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