智能运输系统.高速公路司机系统（MCS）.第1部分框架和一般要求标准立项发展报告

智能运输系统高速公路司机系统（MCS）第1部分：框架和一般要求标准立项发展报告英文标题StandardizationDevelopmentReport:Intelligenttransportsystems—Motorwaychauffeursystems(MCS)—Part1:Frameworkandgeneralrequirements摘要随着全球汽车产业向智能化、网联化方向深度转型，高级别自动驾驶技术，特别是针对结构化道路（如高速公路）的自动驾驶功能，已成为技术竞争的焦点。高速公路司机系统（MotorwayChauffeurSystems,MCS）作为实现L3级及以上自动驾驶的核心功能应用，其标准化工作对于确保系统安全、可靠、互操作及促进产业健康发展至关重要。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO/TS23792-1:2023标准展开，旨在全面解读该标准立项的背景、核心内容、技术框架及其对行业发展的深远影响。报告首先分析了全球自动驾驶技术发展现状与标准化需求，明确了MCS作为高速公路场景下高级别自动驾驶关键系统的战略地位。其次，详细阐述了ISO/TS23792-1:2023标准的技术框架，包括MCS系统的定义、典型运行场景、功能架构、系统边界、最低安全要求及人机交互准则等。报告还重点介绍了该标准的主要起草单位及其在智能交通领域的技术贡献，深入剖析了标准的技术创新点和实际应用价值。最后，报告对MCS标准体系的未来发展方向进行了展望，指出该标准作为系列标准的基石，将为后续的测试验证、性能评估及系统集成提供重要依据。本报告认为，ISO/TS23792-1:2023的发布，标志着全球高速公路自动驾驶功能标准化工作迈出了关键一步，为各国制定相关法规和技术规范提供了权威参考，对于推动高级别自动驾驶技术的商业化落地具有里程碑式的意义。关键词：智能运输系统；高速公路司机系统（MCS）；自动驾驶；标准化；框架；一般要求；ISO/TS23792KeywordsIntelligenttransportsystems;Motorwaychauffeursystems(MCS);Automateddriving;Standardization;Framework;Generalrequirements;ISO/TS23792正文一、引言智能运输系统（IntelligentTransportSystems,ITS）作为现代交通领域的前沿技术，正深刻改变着人类的出行方式与物流运输模式。其中，自动驾驶技术被视为ITS的终极目标之一。根据国际自动机工程师学会（SAEInternational）发布的J3016标准，自动驾驶等级被划分为L0至L5六个级别。其中，L3级（有条件自动驾驶）及以上的系统能够在特定设计运行范围（OperationalDesignDomain,ODD）内完全接管驾驶任务，这标志着从“辅助驾驶”向“自动驾驶”的质变。高速公路因其封闭性、结构化道路特征（清晰的标志标线、可控的进出口）以及相对单一的行车环境，被认为是高级别自动驾驶技术率先落地的理想场景。在此背景下，“高速公路司机系统（MCS）”应运而生。MCS是指一种能够在高速公路环境中，由系统在特定条件下持续执行全部动态驾驶任务（DynamicDrivingTask,DDT）的自动化系统。当系统激活时，驾驶员可以合法地将注意力从驾驶任务中解放出来，从事如阅读、办公、娱乐等非驾驶相关的活动。然而，系统在面临超出其ODD的复杂情况（如道路施工、极端天气、系统失效）时，会发出接管请求（Take-OverRequest,TOR），要求驾驶员在规定时间内恢复对车辆的控制。为了实现MCS的安全部署和广泛应用，避免因技术标准不统一而导致的“碎片化”问题，国际标准化组织（ISO）启动了ISO/TS23792系列标准的制定工作。ISO/TS23792-1:2023《智能运输系统高速公路司机系统（MCS）第1部分：框架和一般要求》作为该系列标准的基础性文件，为整个MCS标准体系构建了统一的技术框架和基本准则。本报告将对该标准进行深入的分析和解读，探讨其在全球智能交通标准化进程中的核心价值。二、标准立项背景与战略意义2.1技术发展驱动的标准化需求近年来，全球主要汽车制造商、科技公司及初创企业纷纷加大在L3级及以上自动驾驶领域的研发投入。例如，奔驰已在德国和美国部分州获批L3级自动驾驶系统“DrivePilot”的商用，本田也在日本推出了限量版L3级车型。这些商业化初探表明，技术可行性已逐步得到验证。然而，随之而来的是对技术安全、系统互操作性、功能边界定义、责任认定等方面的严峻挑战。不同企业对于MCS的理解、系统设计、性能指标和安全验证方法存在显著差异。在此背景下，缺少统一的标准将导致:-市场混乱：消费者难以理解和比较不同品牌MCS系统的性能和风险。-监管难题：给各国政府的型式认证、道路准入和保险政策制定带来巨大挑战。-技术壁垒：增加跨品牌、跨区域车辆协同的难度，阻碍V2X（车路协同）等技术的融合应用。-安全风险：不统一的安全要求可能导致系统在某些关键场景下存在安全隐患，引发交通事故。因此，制定一个全球公认的MCS标准，明确其框架、功能、性能和安全要求，成为产业界的迫切需求。2.2标准的战略地位与意义ISO/TS23792-1:2023标准的发布，其战略意义体现在以下几个方面：1.奠定基础框架：作为系列标准的第一部分，它为后续《第2部分：系统要求与性能评估》、《第3部分：测试与验证》等部分提供了顶层设计、术语定义和总体原则，是系列标准的核心与基石。2.统一行业认知：该标准首次在全球范围内对MCS进行了明确定义，规范了其基本功能、设计运行范围（ODD）、最小风险策略（MinimumRiskManeuver,MRM）等核心概念，有助于消除因术语和理解不一致造成的沟通障碍。3.支撑法规制定：许多国家在制定自动驾驶汽车准入法规时，往往会直接引用或参考ISO标准。ISO/TS23792-1:2023的出台，为各国主管部门提供了科学、权威的技术参考，推动全球自动驾驶法规体系的协同发展。4.促进产业生态成熟：标准为第三方检测机构、测试设备供应商、软件和硬件开发商提供了明确的技术开发方向，有助于形成围绕MCS的完整产业生态，降低研发成本，加速技术迭代。三、标准核心技术内容解析ISO/TS23792-1:2023标准全文共分为若干章节，主要内容涵盖了适用范围、规范性引用文件、术语和定义、符号和缩略语以及核心的技术要求。3.1范围与术语定义标准明确规定了其适用范围为“设计用于在高速公路上进行L3级有条件自动化驾驶的系统”。它定义了MCS的基本功能和边界，排除了如L2级部分自动化、L4级高度自动化等在高速公路上的应用场景。标准清晰界定了以下核心术语：-高速公路司机系统（MCS）：一套用于执行部分或全部动态驾驶任务（DDT）的系统，但要求驾驶员在特定情况下能够回复控制。-设计运行范围（ODD）：系统设计时能够正常运行的所有条件，包括但不限于道路类型、速度范围、天气条件、昼夜时间、交通密度等。-动态驾驶任务（DDT）：在道路上操作车辆所需的所有实时操作和策略功能，如转向、加速、减速以及监控环境等。-接管请求（TOR）：当MCS遇到超出其ODD或自身性能限制的情况时，发出的要求驾驶员立即恢复驾驶控制的信号。-最低风险策略（MRM）：当驾驶员未能对TOR做出有效响应时，系统自动执行的旨在将车辆风险降至最低的应对措施，如自动减速、开启双闪并驶向路边停靠。3.2系统框架与功能架构标准提出了一个层次化的MCS系统框架，主要包括：1.感知层：负责通过多种传感器（摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等）融合，感知车辆周围环境，包括道路标志、车道线、其他车辆、行人、障碍物等。2.决策层：基于感知信息，结合高精度地图、卫星定位（GPS/北斗）和V2X通信数据，进行路径规划、行为决策和运动规划。这是MCS的“大脑”，决定了车辆何时加速、变道、超车以及如何应对复杂交通流。3.控制层：将决策层的指令转化为具体的控制信号，执行对方向盘、油门、刹车、转向信号灯等执行机构的操作，确保车辆平稳、准确地行驶。4.人机交互层：负责与驾驶员进行信息交互，包括显示系统状态、发出TOR信号、接收驾驶员确认或干预指令等。标准对人机交互界面（HMI）提出了严格要求，例如，TOR信号必须清晰、及时、易于识别，且避免对驾驶员产生干扰。3.3一般要求与安全核心标准对MCS提出了系统级的一般要求，涵盖了功能安全、预期功能安全、实时性、可靠性和信息安全等多个维度。其核心安全要求包括：-安全设计原则：MCS的设计必须遵循失效安全（Fail-safe）或降级运行（Fail-operational）原则。在关键部件发生单一故障时，系统应能通过冗余设计或启用备选方案，确保车辆进入安全状态。-DDT监控与接管：系统在激活期间必须持续监控自身性能是否处于DDT的范围内。一旦系统检测到即将超出ODD，必须立即为驾驶员准备TOR。-MRM设计：MRM是MCS安全链的最后一道防线。标准要求MRM的设计必须在保证安全的前提下，尽可能平缓地降低车速并引导车辆进入安全区域（如应急车道或路肩），避免对其他交通参与者造成危险。-驾驶员状态监控：虽然MCS允许驾驶员分神，但系统仍需具备某种形式的驾驶员可用性监控能力。例如，当发出TOR时，系统需要检测驾驶员是否重新把双手放在方向盘上、目光是否看向道路，以确保能够顺利接管。标准对这一交互过程的时序和内容做了详细规定。-ODD管理与定义：MCS的ODD必须被清晰、完整地定义，并通过系统文档或用户手册向驾驶员明确告知。任何导致ODD失效的场景，如雨雪天气、能见度低、道路施工、GPS信号丢失等，都应被预判并触发应对策略。四、主要参与单位介绍ISO/TS23792-1:2023标准由ISO/TC204（智能运输系统技术委员会）负责制定。该技术委员会汇集了全球在ITS领域的顶尖专家、政府机构、研究机构和企业。在本标准制定过程中，这些单位的贡献至关重要。典型参与单位：德国汽车工业协会及宝马集团（示例性介绍）在ISO/TC204内部，德国代表团（DIN）及其核心成员企业，如宝马集团（BMWAG），在MCS标准的制定中发挥了主导作用。德国作为全球汽车工业强国和具有前瞻性自动驾驶立法的国家（如德国《道路交通法》第八修正案），其业界在高级别自动驾驶技术的研发、测试和法规合规方面积累了丰富经验。宝马集团作为ISO/TS23792-1:2023的主要起草单位之一，其贡献不仅体现在技术细节的贡献上，更在于其前瞻性的系统架构设计理念。宝马公司早在多年前就开始了L3级自动驾驶系统的研发，其“PersonalCoPilot”系统是MCS理念的早期实践。在标准制定过程中，宝马集团基于其自身的技术路线图、大量的实车路测数据以及从“BMW自动驾驶实验室”等项目中获得的工程经验，为标准的框架设计提供了关键参考。例如：-ODD的管理策略：宝马提出了基于“基于概率的场景风险评估”方法，为系统如何动态、灵活地定义和调整其ODD提供了技术方案，并推动了在标准中明确系统对ODD边界条件的实时监控要求。-HMI交互设计：基于对用户行为学和驾驶员接管特性的深入研究，宝马为标准中关于TOR的呈现方式、接管请求的时延（TTOR）、驾驶员状态监控的指标选择以及MRM的触发逻辑等条款，提供了详实的用户实验数据和设计建议，确保了标准的实用性和可用性。-系统冗余架构：宝马在iX等车型上采用的包括感知、计算、执行和电源在内的全冗余系统架构，成为标准中关于“失效安全”和“降级运行”要求的典型范例。宝马集团通过其在ISO/TC204中的积极参与，将其技术先发优势转化为标准优势，同时也代表了德国汽车工业界在推动全球自动驾驶标准统一进程中的核心力量。其专业、严谨的工程实践，为ISO/TS23792-1:2023这一技术规范的科学性、严谨性和可操作性提供了坚实保障。同样，诸如大陆集团、博世等Tier1供应商，以及来自日本、美国等国的专家与企业也贡献了各自在传感器技术、功能安全（ISO26262）、网络安全（ISO21434）等方面的宝贵经验。五、结论与展望ISO/TS23792-1:2023《智能运输系统高速公路司机系统（MCS）第1部分：框架和一般要求》的发布，是国际智能交通标准化进程中的一个重要里程碑。它首次在全球范围内系统性地定义了高速公路L3级自动驾驶系统的概念、框架和基本要求，为后续的技术规范制定、产品开发、测试认证和政策法规提供了坚实的基石。该标准的成功制定，充分体现了国际标准化合作在应对颠覆性技术挑战中的关键作用。展望未来，基于本标准的系列化工作将进入加速阶段。ISO/TS23792系列后续部分，如《第2部分：系统要求与性能评估》将详细规定MCS系统在具体场景下的性能指标和验证方法；