隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展，迫切需要安全可靠的測試場進行試驗。本文首先分析國內(nèi)外傳統(tǒng)汽車試驗場的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)影響建設(shè)的主要因素是場地選址和道路設(shè)計，然后針對國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場的發(fā)展現(xiàn)狀，從場地規(guī)劃、通訊建設(shè)和運營管理 3 個方面提出合理建議，最后總結(jié)出建設(shè)思路：1. 基于傳統(tǒng)汽車試驗場升級改建；2. 建設(shè)全新專用型智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場。前者會受原有場地的限制影響后期發(fā)展的可擴展性。

本文來自 2018 年 2 月 25 日出版的《北京汽車》，作者是同濟大學(xué)中德學(xué)院的左任婧和同濟大學(xué)汽車學(xué)院的陳君毅。


0. 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)汽車行業(yè)正經(jīng)歷著向智能化和網(wǎng)聯(lián)化的轉(zhuǎn)變。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展能夠提高交通效率，解決能源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵等難題。作為評價和檢驗汽車質(zhì)量和性能的試驗場，也必將成為其配套體系發(fā)展的重點。

在傳統(tǒng)汽車試驗場發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的建設(shè)現(xiàn)狀，提出相應(yīng)的建設(shè)建議，為我國規(guī)劃建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場提供借鑒。


1. 國內(nèi)外傳統(tǒng)汽車試驗場的概況

無論計算機模擬功能多么強大，也無法完全代替真實測試。通常汽車在試驗場進行道路試驗，針對汽車性能進行綜合測試，進而考核評價汽車質(zhì)量 [1]。

傳統(tǒng)汽車試驗場是整車道路試驗的場所，重現(xiàn)汽車使用過程中遇到的各種道路條件。主要任務(wù)是鑒定汽車產(chǎn)品質(zhì)量、研發(fā)認(rèn)證新產(chǎn)品、提供路譜采集條件、研究汽車法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)等，針對汽車動力傳動性、疲勞耐久、振動噪聲、操縱穩(wěn)定性等方面進行測試，考核車輛與道路之間的相互作用力。

基于傳統(tǒng)汽車試驗場的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合汽車試驗的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，總結(jié)影響傳統(tǒng)汽車試驗場建設(shè)的主要因素有兩方面。

1）場地選址：注重試驗的保密性、場地的便利性、環(huán)境氣候的適宜性，選址應(yīng)靠近山區(qū)丘陵，避免使用膨脹土等；

2）道路設(shè)計：主要分為兩部分：

其一為可靠性試驗道路，包括高速跑道、強化壞路、山路、一般公路、越野路；
其二為專項試驗設(shè)施，包括標(biāo)準(zhǔn)坡道、綜合性能試驗路、操穩(wěn)性測試廣場、車外噪聲測試廣場、制動防抱死測試路、通過性試驗路、灰塵洞、淋雨室、鹽水槽等。

傳統(tǒng)汽車試驗場對于汽車綜合性能等測試評價起著重要作用，因此，建設(shè)要求十分嚴(yán)格，不同于一般高速公路工程，是由人、車、路和環(huán)境組成的完整閉環(huán)系統(tǒng)，具有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、施工難度大、建設(shè)周期長和項目管理難等特點。


2. 國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場概況

2.1 國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場概況

當(dāng)具備高級駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance Systems ， ADAS ）、 車-車/車-路 協(xié)同（Vehicle To Everything，V2X）、高度自動駕駛等智能化技術(shù)的汽車滲透率達(dá)到一定比例時，汽車交通安全事故可減少 50%～80%，交通通行效率可提升 10%～30% [2]。發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車不僅帶來顯著的社會與經(jīng)濟效益，拉動機械、電子、通信、互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，同時也大大影響了個人生活，改善了人們出行的方方面面。

汽車試驗場作為測試評價車輛綜合性能的平臺，是汽車技術(shù)發(fā)展的重點。然而并不是所有傳統(tǒng)汽車試驗場都能滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測試評價，智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要在專屬的場地進行測試，完整的智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場應(yīng)該具備測試場景豐富，測試功能完備，通訊能力完善，試驗保密性好，試驗專項性強，測試數(shù)據(jù)可靠性高等要求，其建設(shè)應(yīng)區(qū)別于傳統(tǒng)汽車試驗場，測試重點是考核車輛對交通環(huán)境的感知及應(yīng)變能力。

目前，國外約有 8 個應(yīng)用實例，分別是瑞典 AstaZero、英國 Mira City Circuit、美國的 M-City、GoMentum Station、西班牙 IDIADA 升級建造的測試場、日本 JARI 改造建設(shè)的測試場、美國在建的 American Center for Mobility（ACM）以及韓國在建的 K-City。


圖 1 美國 M-City 全景圖

美國密歇根大學(xué)和密歇根州交通部共同出資建設(shè)的 M-City 是世界第 1 個專門為測試無人駕駛汽車、V2V（Vehicle To Vehicle）/V2I（Vehicle To Internet）車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計建造的智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場，占地約 0.1295 km^2，主要用于模擬高速公路環(huán)境的高速試驗和城市近郊的低速試驗 [3]，如圖 1 所示。

美國 GoMentum Station 基地約有 8.4984 km^2，具有 32.1869 km 公路和街道、真實山丘、高架立交橋、隧道、鐵路和住宅區(qū)等模擬設(shè)施，分為兩個區(qū)域，高速公路試驗區(qū)和城區(qū)試驗區(qū)[4]。


圖 2 瑞典 AstaZero 全景圖

瑞典 AstaZero 是歐洲現(xiàn)有最大的智能車測試場。其測試內(nèi)容涵蓋面較全，包括車輛動力學(xué)測試、駕駛員行為測試、V2V（Vehicle To Vehicle）/V2I（Vehicle To Internet）功能測試、功能可靠性測試、通信技術(shù)測試等。最大優(yōu)勢是綜合性能力強，具備完整測試功能，特別針對 ADAS 場景模擬測試具有顯著優(yōu)勢，分為 5 個區(qū)域，多車道公路區(qū)域、高速道路區(qū)域、城市區(qū)域、鄉(xiāng)村道路和主試驗中心 [5]，如圖 2 所示。

英國 Mira City Circuit 可用于傳統(tǒng)汽車性能測試以及智能交通和網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)測試。主要特色為提供模擬信號遮蔽和各類 V2X 通信設(shè)施。

通過對國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場的對比分析，發(fā)現(xiàn) 4 所場地各具特色，發(fā)展較為成熟，具體情況見表 1。

表 1 國外典型智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場實例發(fā)展現(xiàn)狀分析



2.2 國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場概況

國內(nèi)針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場的建設(shè)處于初步探索階段，發(fā)展主要集中在上海、北京、重慶和無錫等地。

上海國際汽車城作為國內(nèi)首個智能網(wǎng)聯(lián)汽車試點示范區(qū)，致力打造 6 大功能性公共服務(wù)平臺[6]：前瞻、共性技術(shù)研發(fā)平臺；標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范研究定制平臺；通訊、數(shù)據(jù)采集分析平臺；產(chǎn)業(yè)孵化、創(chuàng)新集聚平臺；交通示范與國際合作平臺；公共基礎(chǔ)建設(shè)與政策法律法規(guī)平臺。

建設(shè)規(guī)劃分為 4 個階段。

第 1 階段：封閉測試與體驗區(qū)，建設(shè) 3 大區(qū)域，形成滿足各類無人駕駛和 V2X 等的測試場景和演示場景；
第 2 階段：開放道路測試區(qū)，基本建成智能網(wǎng)聯(lián)汽車實測所需的環(huán)境，支撐相關(guān)技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)研究、產(chǎn)品測試等功能，成為國內(nèi)首個功能完備的智能網(wǎng)聯(lián)汽車試點示范區(qū)；
第 3 階段：典型城市綜合示范區(qū)，增加高速公路測試場景，基本建成基于智慧城市理念與要求下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車區(qū)域性測試示范公共服務(wù)平臺，初步打造智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)集群；
第 4 階段：城際共享交通走廊，建成區(qū)域性、相對獨立、功能齊全的智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范公共服務(wù)平臺，形成初具規(guī)模的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)集群[7]。

北京交通運輸部智能駕駛測試基地定位在測試評價智能車與智能路的適應(yīng)性，為修正道路設(shè)計參數(shù)提供依據(jù)，為平安交通和綠色交通建設(shè)提供支持，為交通專用短程通信、交通運輸信息物理系統(tǒng)、信息安全提供保障。

建設(shè)規(guī)劃分為 3 期。

1 期建設(shè)封閉可控條件下的智能駕駛測試場地、軟件仿真系統(tǒng)和室內(nèi)硬件在環(huán)模擬；
2 期建設(shè)真實開放的道路測試條件，以封閉測試場地為基礎(chǔ)，逐漸形成以附近高速公路和部分城市道路為基礎(chǔ)的開放式測試環(huán)境；
3 期建設(shè)智能駕駛測試與示范區(qū)，形成智能駕駛示范和新產(chǎn)品推廣平臺，測試評估平臺分為模擬平臺（軟件仿真和室內(nèi)模擬）和實體平臺（封閉環(huán)境和開放環(huán)境）[8]。


圖 3 i-VISTA 第 1 期 城市模擬道路測試評價

重慶 i-VISTA 智能汽車測試評價基地，建設(shè)規(guī)劃分為 3 期。

1 期城市交通場景性能試驗區(qū)，具有低附著路面、橋梁模擬、操穩(wěn)性廣場、地面停車場、隧道模擬、淋雨道路模擬、十字路口模擬、彎道模擬、匯入路口模擬等場景，如圖 3 所示；
2 期智能汽車可靠性試驗區(qū)，在西部傳統(tǒng)汽車試驗場地基礎(chǔ)上，完善相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，增加相應(yīng)的交通設(shè)施及交通控制系統(tǒng)，形成包括各種特殊道路、鄉(xiāng)村道路以及高速環(huán)道的智能汽車可靠性試驗區(qū)，同時，還將在魚嘴工業(yè)園區(qū)周邊搭建城鎮(zhèn)模擬測試環(huán)境，開展基于城鄉(xiāng)結(jié)合的智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路試驗示范；
3 期智能汽車與智能交通開放道路示范區(qū)，涵蓋西部區(qū)域 90% 以上特殊路況、全國 85% 以上的路況。


圖 4 國家智能交通綜合測試基地示意圖

工業(yè)和信息化部、公安部以及江蘇省人民政府共同在無錫建設(shè)國家智能交通綜合測試基地，總體規(guī)劃面積為 0.0178 km^2，兩年內(nèi)擴展至 0.1387 km^2，包括內(nèi)部封閉測試場地和外部半開放式實際道路交通環(huán)境。其中內(nèi)部測試場地開展危險性較低的測試，外部場地主要進行綜合道路測試，包含多類型道路、隔離設(shè)施、減速設(shè)施、臨時障礙物等要素。其中封閉測試道路總長 3.53 km，分為公路測試區(qū)、多功能測試區(qū)、城市街區(qū)、環(huán)道測試區(qū)和高速測試區(qū)等，由不同類型的道路、隔離設(shè)施、減速設(shè)施、車道線、臨時障礙物、交通信號、交通標(biāo)志等組成不少于 150 個不同的實際道路測試案例 [9]，如圖 4 所示。

建設(shè)規(guī)劃分為 2 期。

1 期于 2018 年 10 月完成測試基地半開放測試環(huán)境的建設(shè)，對外開展測試工作；
2 期于 2019 年 12 月完成測試基地內(nèi)場封閉測試環(huán)境建設(shè)，最終于 2021 年 6 月完成測試基地內(nèi)場封閉測試環(huán)境的 2 期建設(shè)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車駕駛技術(shù)功能符合性、性能可靠性和穩(wěn)定性提供測試和驗證的試驗場地。

通過對國內(nèi)在建的智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場對比分析，發(fā)現(xiàn) 4 處試驗場雖然建設(shè)周期規(guī)劃大相徑庭，但各具特色，具體情況見表 2。

表 2 國內(nèi)在建智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場規(guī)劃對比


4 個場地在地理位置、場地定位、功能測試和性能要求等方面都有所不同，但都遵循分期建設(shè)、逐步完善的思路。


2.3 對比總結(jié)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車將是汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型的必然趨勢，在新一輪科技浪潮下，「智能制造」將會是所有行業(yè)發(fā)展的趨勢[10]。國內(nèi)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車方面的研究與國外相比還存在一定差距。

對此應(yīng)該抓緊構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)合作平臺，加大智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)和配套部件的研究力度，積極開展與國際先進技術(shù)的交流合作，充分引進、消化、集成國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)成果。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場可以看作是搭建研發(fā)合作平臺最有效的方式。依托智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場，更好地服務(wù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)技術(shù)研發(fā)，配合相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的制定。因此，對于其建設(shè)建議可從場地規(guī)劃、通訊建設(shè)和運營管理 3 個方面考慮。

2.3.1 場地規(guī)劃

1）借鑒傳統(tǒng)汽車試驗場的建設(shè)經(jīng)驗；
2）明確建設(shè)順序，了解施工流程，合理安排周期；
3）嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)提出的場地要求、環(huán)境要求和設(shè)備要求；
4）錯位建設(shè)，優(yōu)勢互補，協(xié)同發(fā)展。

2.3.2 通訊建設(shè)

1）設(shè)置多種類型的通訊設(shè)施；
2）保證通訊質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性；
3）開發(fā)數(shù)據(jù)共享平臺。

2.3.3 運營管理

1）遵循安全性、保密性、可操作性和高效性原則；
2）匯集需求，反饋于前期規(guī)劃設(shè)計；
3）智能化管理場地開閉、設(shè)備監(jiān)控、項目預(yù)約和人員出入等；
4）根據(jù)客戶類型、合作單位及潛在用戶開放定制性測試服務(wù)。

基于國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場的發(fā)展現(xiàn)狀，分析建設(shè)建議，總結(jié)歸納出智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場的兩種建設(shè)思路。

思路 1：在傳統(tǒng)汽車試驗場的基礎(chǔ)上升級改建。沿用傳統(tǒng)汽車試驗場道路建設(shè)的豐富經(jīng)驗，利用現(xiàn)有場地，結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測試標(biāo)準(zhǔn)要求，針對性改造，條件性改善，如場地通訊信號全覆蓋，測試數(shù)據(jù)云平臺開發(fā)、交通信號燈、標(biāo)識牌智能化控制，測試場地智能化運營管理等。在原有場地的基礎(chǔ)上，依據(jù)各項需求，局部性改造，建設(shè)成本較小，難度較大。

思路 2：全新建設(shè)專用型智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場。明確建設(shè)目標(biāo)，確定場地規(guī)劃，分區(qū)分期建設(shè)，詳細(xì)分析智能網(wǎng)聯(lián)汽車各項標(biāo)準(zhǔn)化測試要求，重點關(guān)注測試場景道路需求、試驗需求和環(huán)境需求，借鑒傳統(tǒng)汽車試驗場的建設(shè)經(jīng)驗，參考國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場的建設(shè)方案，結(jié)合項目特色，重新建設(shè)專用場地，全新打造專用智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場。

上述兩種方案各有利弊。思路 1 較思路 2 在場地選址、方案規(guī)劃等方面具有耗時短、投資小等優(yōu)勢，但受原有場地限制，會帶來建設(shè)改造難度大，測試環(huán)境要求難，拓展開發(fā)受約束等劣勢。思路 2 開發(fā)全新智能網(wǎng)聯(lián)汽車試車場，雖然前期耗時長、投資大，但是建設(shè)新場地具有高度可塑性，滿足各項要求的柔性設(shè)計，便于場地后期可持續(xù)發(fā)展，具有更高的使用價值、商業(yè)價值等。


3. 結(jié)束語

隨著汽車行業(yè)快速發(fā)展帶來的一系列問題，電動汽車、新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等將成為汽車行業(yè)發(fā)展趨勢。任何先進技術(shù)的成熟都離不開大量試驗驗證，尤其是汽車技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用更加需要大量可靠試驗進行評價和確認(rèn)。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研發(fā)已經(jīng)略有成效，其產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化定型需要試驗平臺和標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)來確定。因此，智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場建設(shè)顯得十分重要，其建設(shè)不僅服務(wù)于智能網(wǎng)聯(lián)化汽車，而且對于智慧交通、智慧城市的發(fā)展都有著不可或缺的作用，應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)化汽車試驗場。


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