引言

隨著汽車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化以及自動(dòng)駕駛技術(shù)的迭代更新，面向傳統(tǒng)汽車(chē)的測(cè)試工具與測(cè)試評(píng)估方法已不能滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛車(chē)輛測(cè)試驗(yàn)證的需要。目前，基于場(chǎng)景的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)“三支柱”安全測(cè)試評(píng)估方法[1]已成為廣泛的行業(yè)共識(shí)，模擬仿真測(cè)試是其重要手段之一，其在測(cè)試效率、測(cè)試成本等方面具有巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠有效支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的安全性評(píng)估，推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)落地[2][3]。

聯(lián)合國(guó)世界車(chē)輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇（WP.29）自動(dòng)駕駛驗(yàn)證方法非正式工作組提出一種包含場(chǎng)景目錄、模擬仿真測(cè)試、封閉場(chǎng)地測(cè)試、實(shí)際道路測(cè)試、審核評(píng)估和在用監(jiān)測(cè)等5類(lèi)技術(shù)手段的《自動(dòng)駕駛新型測(cè)評(píng)方法（NATM）》[4]。2022年8月，歐盟發(fā)布自動(dòng)駕駛車(chē)輛型式認(rèn)證法規(guī)REGULATION (EU)2022/1426[5]，法規(guī)提出必須對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ADS）進(jìn)行合規(guī)性評(píng)估，評(píng)估可通過(guò)模擬仿真測(cè)試、封閉場(chǎng)地測(cè)試和實(shí)際道路測(cè)試開(kāi)展。此外，法規(guī)還規(guī)定了使用模擬仿真測(cè)試開(kāi)展合規(guī)性評(píng)估時(shí)模擬仿真測(cè)試工具鏈的可信度評(píng)估原則。

國(guó)內(nèi)也在持續(xù)推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)準(zhǔn)入管理和模擬仿真測(cè)試相關(guān)研究。2022年11月，工業(yè)和信息化部會(huì)同公安部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)準(zhǔn)入和上路通行試點(diǎn)工作的通知（征求意見(jiàn)稿）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“《通知》”），《通知》中要求智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)具備滿(mǎn)足模擬仿真測(cè)試條件的設(shè)計(jì)驗(yàn)證能力，并基于此能力，能夠針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)展模擬仿真測(cè)試，出具產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試報(bào)告。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試

鑒于賽目科技的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文重點(diǎn)論述在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)建立健全、完善的模擬仿真測(cè)試企業(yè)能力的基礎(chǔ)上，如何更好地開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試工作，包括制定測(cè)試策略、執(zhí)行模擬仿真測(cè)試、搭建測(cè)試評(píng)價(jià)體系和開(kāi)展模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，最終充分、有效地驗(yàn)證智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品的安全性。

關(guān)鍵環(huán)節(jié)1

制定測(cè)試策略

針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品的自動(dòng)駕駛功能，企業(yè)應(yīng)制定詳細(xì)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品測(cè)試策略，得到產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試場(chǎng)景集。其中，為滿(mǎn)足場(chǎng)景覆蓋度要求，模擬仿真測(cè)試場(chǎng)景集應(yīng)至少包括基于設(shè)計(jì)運(yùn)行條件（ODC）涉及的各類(lèi)場(chǎng)景要素，如道路、交通、天氣、車(chē)輛狀態(tài)等，并充分考慮自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)場(chǎng)景和失效場(chǎng)景。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)測(cè)試策略分析流程和構(gòu)建產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試場(chǎng)景集流程如圖1所示。

圖1 測(cè)試策略分析流程和模擬仿真測(cè)試場(chǎng)景集

關(guān)鍵環(huán)節(jié)2

執(zhí)行模擬仿真測(cè)試

為保證智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試工作具備科學(xué)性、規(guī)范性和可重復(fù)性，仿真測(cè)試人員應(yīng)根據(jù)已制定的模擬仿真測(cè)試管理辦法、模擬仿真測(cè)試工作流程和企業(yè)模擬仿真測(cè)試系列標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品的模擬仿真測(cè)試，主要包括測(cè)試準(zhǔn)備、測(cè)試實(shí)施和測(cè)試結(jié)果評(píng)價(jià)三個(gè)階段。

（1）測(cè)試準(zhǔn)備階段

測(cè)試準(zhǔn)備階段內(nèi)容包括確定在環(huán)測(cè)試方式，獲得測(cè)試用例集，明確測(cè)試人員和測(cè)試排期、配置模擬仿真測(cè)試工具鏈（包括仿真測(cè)試工具和仿真模型）、搭建仿真測(cè)試環(huán)境、開(kāi)發(fā)和調(diào)試模擬仿真測(cè)試接口等。測(cè)試準(zhǔn)備階段主要步驟如下表1所示。

表1 測(cè)試準(zhǔn)備階段主要步驟

步驟	內(nèi)容
1	基于測(cè)試策略分析得到的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品測(cè)試策略，參考政策標(biāo)準(zhǔn)、模擬仿真測(cè)試用例集模版和場(chǎng)景泛化生成方法（企業(yè)可自定義），測(cè)試人員編制產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試用例集
2	參考已制定的模擬仿真測(cè)試管理辦法，模擬仿真測(cè)試工作流程和模擬仿真測(cè)試方案模版，編制產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試方案，包括明確在環(huán)測(cè)試方式、測(cè)試人員安排、測(cè)試設(shè)備和工具、測(cè)試流程、排期計(jì)劃，以及相關(guān)接口定義、模型設(shè)置、測(cè)試數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)等，指導(dǎo)本次產(chǎn)品的具體仿真測(cè)試執(zhí)行
3	根據(jù)產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試方案中確定的在環(huán)測(cè)試方式，參考仿真測(cè)試工具配置系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，配置相應(yīng)的模擬仿真測(cè)試工具
4	根據(jù)產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試方案中確定的仿真測(cè)試模型，參考仿真模型搭建系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，搭建車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型和傳感器模型等
5	基于仿真測(cè)試工具，參考仿真測(cè)試場(chǎng)景集搭建系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試用例集，搭建模擬仿真測(cè)試的動(dòng)、靜態(tài)場(chǎng)景
6	開(kāi)發(fā)和調(diào)試模擬仿真測(cè)試接口，參考仿真測(cè)試接口開(kāi)發(fā)規(guī)范和仿真測(cè)試接口文檔模版、仿真測(cè)試接口系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，輸出產(chǎn)品仿真測(cè)試接口文檔
7	參考模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估報(bào)告模版，測(cè)試人員編制產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估報(bào)告，證明企業(yè)使用的模擬仿真測(cè)試工具滿(mǎn)足置信度要求，以及車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真模型、傳感器仿真模型等仿真模型滿(mǎn)足可信度要求。詳細(xì)內(nèi)容可參考關(guān)鍵環(huán)節(jié)4 模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估

（2）測(cè)試實(shí)施階段

在模擬仿真測(cè)試準(zhǔn)備階段結(jié)束后，參考企業(yè)模擬仿真測(cè)試工作流程和仿真測(cè)試流程標(biāo)準(zhǔn)，基于測(cè)試準(zhǔn)備階段編制的產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試用例集、產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試方案等過(guò)程文件，仿真測(cè)試人員執(zhí)行智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品的模擬仿真測(cè)試，并記錄和存儲(chǔ)相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)。具體測(cè)試流程如圖2所示。

圖2 模擬仿真測(cè)試實(shí)施流程

（3）測(cè)試評(píng)價(jià)階段

在測(cè)試執(zhí)行階段結(jié)束后，由測(cè)試人員對(duì)本次執(zhí)行的仿真測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和存儲(chǔ)，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果和設(shè)置的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)產(chǎn)品關(guān)鍵性評(píng)估指標(biāo)列表（企業(yè)可自定義），對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行充分、科學(xué)和準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)。參考模擬仿真測(cè)試報(bào)告模版，測(cè)試人員編寫(xiě)產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試報(bào)告。詳細(xì)內(nèi)容可參考關(guān)鍵環(huán)節(jié)3 搭建測(cè)試評(píng)價(jià)體系。

同時(shí)，組織相關(guān)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行專(zhuān)業(yè)地評(píng)審和確認(rèn)。在專(zhuān)家評(píng)審后，基于模擬仿真測(cè)試評(píng)審表模版，出具產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試評(píng)審表，明確評(píng)審時(shí)間、評(píng)審地點(diǎn)、評(píng)審人員、評(píng)審內(nèi)容、是否通過(guò)評(píng)審等內(nèi)容。

本階段其他過(guò)程輸出文件包括產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明文件等，說(shuō)明本次模擬仿真測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生的測(cè)試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地點(diǎn)和方式，可包括模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地點(diǎn)和方式等。

以基于Sim Pro仿真測(cè)試工具鏈的自動(dòng)駕駛產(chǎn)品A軟件在環(huán)模擬仿真測(cè)試（SIL）為例，具體描述模擬仿真測(cè)試流程和步驟：

（1）針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品A的自動(dòng)駕駛功能，制定詳細(xì)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品A測(cè)試策略，得到產(chǎn)品A模擬仿真測(cè)試場(chǎng)景集；

（2）參考標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)要求，得到產(chǎn)品A模擬仿真測(cè)試用例集；

（3）編制產(chǎn)品A模擬仿真測(cè)試方案，其中，明確使用軟件在環(huán)（SIL）的模擬仿真測(cè)試方式和仿真測(cè)試工具鏈Sim Pro；明確測(cè)試人員、測(cè)試計(jì)劃，以及相關(guān)仿真模型設(shè)置、測(cè)試數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)等內(nèi)容；

（4）搭建模擬仿真測(cè)試環(huán)境：在ubuntu環(huán)境中，配置顯卡驅(qū)動(dòng)和安裝Sim Pro；基于Sim Pro和產(chǎn)品A模擬仿真測(cè)試用例集，使用道路編輯器模塊（搭建靜態(tài)場(chǎng)景）和場(chǎng)景編輯器模塊（搭建動(dòng)態(tài)場(chǎng)景），搭建每個(gè)測(cè)試用例的模擬仿真測(cè)試地圖文件（.xodr）和場(chǎng)景文件（.xosc）；

（5）設(shè)置仿真模型關(guān)鍵參數(shù)，如傳感器模型和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型等；

（6）根據(jù)產(chǎn)品A自動(dòng)駕駛算法輸入/輸出接口信息，開(kāi)發(fā)和調(diào)試自動(dòng)駕駛算法和Sim Pro交互數(shù)據(jù)的仿真測(cè)試接口，完成與自動(dòng)駕駛算法的對(duì)接；

（7）開(kāi)展模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估相關(guān)內(nèi)容，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)可信度評(píng)估測(cè)試相關(guān)數(shù)據(jù)，編制產(chǎn)品A模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估報(bào)告；

（8）采用自動(dòng)化測(cè)試的方式，執(zhí)行聯(lián)合仿真SIL測(cè)試，并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)本次測(cè)試相關(guān)數(shù)據(jù)；

（9）根據(jù)測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，編制產(chǎn)品A模擬仿真測(cè)試報(bào)告；

（10）根據(jù)本次測(cè)試相關(guān)的數(shù)據(jù)，編制產(chǎn)品A模擬仿真測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明文件。

圖3 Sim Pro SIL測(cè)試示意圖

關(guān)鍵環(huán)節(jié)3

搭建測(cè)試評(píng)價(jià)體系

如何客觀、真實(shí)地評(píng)價(jià)模擬仿真測(cè)試的有效性和準(zhǔn)確性是模擬仿真測(cè)試的重要環(huán)節(jié)之一，可以為產(chǎn)品功能的迭代和優(yōu)化提供合理的建議。賽目提出建立基于場(chǎng)景的多維度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，主要包括以下兩大方面：

• 針對(duì)單一模擬仿真測(cè)試場(chǎng)景，可以從安全性、合規(guī)性、舒適性和智能性等方面對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)可參考下表2設(shè)置。

序號(hào)	指標(biāo)類(lèi)別	具體指標(biāo)示例
1	安全性	跟車(chē)距離、橫向偏移、檢測(cè)到行人時(shí)間等
2	合規(guī)性	是否騎壓實(shí)線、是否正確開(kāi)啟轉(zhuǎn)向燈等
3	舒適性	最大縱向加速度、制動(dòng)次數(shù)等
4	智能性	超越前方慢車(chē)、根據(jù)氣象條件自動(dòng)切換不同駕駛模式等

表2 單一仿真測(cè)試場(chǎng)景具體評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品自動(dòng)駕駛功能的模擬仿真測(cè)試場(chǎng)景集，從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度，采用蒙特卡羅法（Monte Carlo）等統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行大量計(jì)算和有效評(píng)價(jià)，包括場(chǎng)景覆蓋度、場(chǎng)景有效性等，得出產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試場(chǎng)景集的統(tǒng)計(jì)學(xué)特性。

關(guān)鍵環(huán)節(jié)4

模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估

針對(duì)產(chǎn)品的模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估，企業(yè)可開(kāi)展模擬仿真測(cè)試工具置信度評(píng)估，車(chē)輛動(dòng)力學(xué)、傳感器等仿真模型的可信度評(píng)估，以及可通過(guò)與實(shí)車(chē)測(cè)試結(jié)果對(duì)比等手段驗(yàn)證模擬仿真測(cè)試的可信度?；谝陨蟽?nèi)容，測(cè)試人員可編制產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估報(bào)告。

       賽目科技提出一種模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估框架，其中主要包括仿真工具置信度評(píng)估、仿真模型可信度評(píng)估以及測(cè)試場(chǎng)景可信度評(píng)估，如圖4所示。

圖4 模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估框架

本文是《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)模擬仿真測(cè)試》系列的下篇，重點(diǎn)介紹了為充分、有效地驗(yàn)證智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品的安全性，基于企業(yè)已健全、完善的模擬仿真測(cè)試能力，如何具體開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品的模擬仿真測(cè)試，明確了需要制定測(cè)試策略、執(zhí)行模擬仿真測(cè)試、搭建測(cè)試評(píng)價(jià)體系和模擬仿真測(cè)試可信度評(píng)估四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2023 年 8 月19 日，由賽目科技和中汽中心聯(lián)合牽頭的國(guó)內(nèi)首個(gè)模擬仿真測(cè)試領(lǐng)域的推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē) 自動(dòng)駕駛功能仿真試驗(yàn)方法及要求》立項(xiàng)公示結(jié)束，該標(biāo)準(zhǔn)不僅能夠有效支撐企業(yè)模擬仿真體系能力和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，而且是執(zhí)行產(chǎn)品模擬仿真測(cè)試的重要依據(jù)。賽目科技依托自主研發(fā)的模擬仿真測(cè)試工具鏈 Sim Pro 和長(zhǎng)期積累的模擬仿真測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，對(duì)標(biāo)《通知》要求，可助力企業(yè)持續(xù)加強(qiáng)模擬仿真測(cè)試體系能力建設(shè)，以及深入開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品的模擬仿真測(cè)試服務(wù)，積極促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品功能、性能的提升，有力支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品的商業(yè)化落地。

參考文獻(xiàn)

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