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文档简介
智能交通系统——自动驾驶的最小风险操纵(MRM)——第1部分:框架、直线停车和车道内停车标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Intelligenttransportsystems—Minimalriskmanoeuvre(MRM)forautomateddriving—Part1:Framework,straight-stopandin-lanestop摘要随着自动驾驶技术的快速发展,如何确保自动驾驶系统在遇到其设计运行域(ODD)之外或发生系统失效等场景下的安全性与可靠性,已成为行业关注的焦点。最小风险操纵(MinimalRiskManoeuvre,MRM)作为实现自动驾驶安全“最后防线”的核心功能,其标准化工作至关重要。本报告以国际标准化组织(ISO)发布的《ISO23793-1:2024智能交通系统——自动驾驶的最小风险操纵(MRM)——第1部分:框架、直线停车和车道内停车》为研究对象,系统阐述了该标准的立项背景、研制历程与技术内容。报告深入分析了该标准在自动化分级、MRM触发条件、直线停车与车道内停车策略等方面的关键定义与框架要求。研究指出,该标准为全球范围内的自动驾驶车辆制造商、系统供应商及道路运营管理者提供了统一的MRM设计、评估与验证基准,有效弥补了国际标准在自动驾驶安全功能实现路径方面的空白。本报告旨在全面展示ISO23793-1:2024标准的核心价值与行业指导意义,为我国在这一关键领域的标准研发、技术应用及产业布局提供权威参考。关键词:智能交通系统;自动驾驶;最小风险操纵;ISO23793-1;车道内停车;直线停车;安全标准Keywords:IntelligentTransportSystems;AutomatedDriving;MinimalRiskManoeuvre;ISO23793-1;In-laneStop;Straight-Stop;SafetyStandard.正文一、引言在全球范围内,自动驾驶技术正从试验验证阶段迈向商业化应用的前夜。根据国际自动机工程师学会(SAE)的J3016标准,自动驾驶划分为L0至L5六个等级。其中,L3级及以上级别的自动驾驶系统(ADS)在特定条件下承担动态驾驶任务(DynamicDrivingTask,DDT),但其本身并非绝对可靠。当出现系统失效、超出设计运行域(OperationalDesignDomain,ODD)或车辆因意外情况无法继续正常驾驶时,如何保证车辆能够安全地降低风险,是自动驾驶安全性的终极考验。最小风险操纵(MRM)正是指在此类情况下,由自动驾驶系统自动执行的、旨在使车辆达到一个最低风险状态(MinimalRiskCondition,MRC)的动作序列。这一过程是自动驾驶安全体系中的关键一环,其成熟度直接影响公众对自动驾驶技术的信任与接受度。然而,长期以来,全球范围内缺乏统一的MRM功能定义、实现框架和测试验证标准,导致不同厂商、不同区域的技术解决方案存在显著差异,加大了行业协同与跨国应用的难度。在此背景下,ISO/TC204(智能交通系统技术委员会)启动了ISO23793系列标准的制定工作。作为该系列的第1部分,ISO23793-1:2024《智能交通系统——自动驾驶的最小风险操纵(MRM)——第1部分:框架、直线停车和车道内停车》于2024年7月22日正式发布,标志着全球自动驾驶安全标准领域迈出了里程碑式的一步。二、标准研制背景与必要性1.行业发展的迫切需要:随着L3级“有条件自动驾驶”和L4级“高度自动驾驶”车型在部分地区开始落地,车辆在实际道路运行中面临的“失效安全(fail-safe)”问题日益凸显。国际社会普遍认识到,仅依靠单车智能的冗余设计不足以应对所有边缘场景,亟需一个系统性的、可落地的MRM标准框架来指导整个产业链的设计与开发。2.法规与政策的推动:联合国欧洲经济委员会(UNECE)在《关于批准对L3级ADS车辆在系统失效后执行最小风险策略的统一规定的条例》(UNR157)等相关法规中,明确提出了MRM的概念。然而,这些法规更多侧重于宏观要求,缺乏对具体操作细节、性能指标和测试方法的详细定义。ISO23793-1的出现,正是为了将法规中的原则性要求转化为具体的技术规范。3.跨行业协同的需求:MRM的执行并非自动驾驶系统(ADS)一家之事,它涉及与车辆底层执行机构(如转向、制动系统)、环境感知系统、高精度地图、V2X车路协同通信以及道路基础设施(如紧急停车带)的交互。一个统一的标准能够确保不同供应商间的组件能够有效协同,降低系统集成难度与成本。三、标准核心内容解析ISO23793-1:2024标准共分为若干章节,核心内容主要围绕MRM的通用框架定义以及两种基础且关键的操纵模式展开:直线停车(Straight-stop)和车道内停车(In-lanestop)。1.范围与适用性:该标准明确了适用于L3级及以上等级自动驾驶车辆的MRM功能。特别指出,本标准主要针对的是车辆在行驶车道内能够完成的操纵,即不强制要求车辆改变车道或进入紧急停车带。这是基于对当前技术和道路基础设施现状的现实考量。对于需要换道或驶离道路的MRM操作(如驶向路肩或紧急停车区),将在该系列标准的后续其他部分中规定。2.术语与定义:标准对MRM相关的核心概念进行了权威界定:*最小风险操纵(MRM,MinimalRiskManoeuvre):由ADS自动执行的,旨在使车辆达到MRC的一系列动作序列。*最小风险条件(MRC,MinimalRiskCondition):车辆在执行MRM后所达到的安全静止状态,在该状态下车辆的风险降至最低。*触发条件(TriggeringConditions):导致ADS启动MRM指令的信号或事件,例如ADS系统关键组件失效、ODD边界被触发、或者驾驶员对DDT接管请求(TransitionDemand,TOR)无响应。*直线停车(Straight-stop):车辆在不改变当前车道方向的前提下,通过减速直至完全停止的操纵方式。这是所有MRM中最基本、最直接的模式。*车道内停车(In-lanestop):车辆在保持其所在车道内(不越线)的情况下,通过减速并最终停止在车道内的操纵方式。与直线停车相比,可能包含轻微的方向修正以维持在车道中央。3.MRM功能框架:标准构建了一个清晰的MRM功能逻辑框架,至少包含以下关键要素:*触发识别(TriggerDetection):系统必须具备实时检测并确认MRM触发条件的能力。*状态评估(StateAssessment):在触发后,系统需评估车辆当前状态(车速、位置、车道环境等),并与内置的MRC目标进行比较。*策略决策(StrategyDecision):根据状态评估结果,选择最合适的MRM模式(如本阶段定义的直线停车或车道内停车)。*执行控制(ExecutionControl):通过控制转向、制动、动力系统,安全、平稳地执行所选的操纵路径,直至车辆完全停止。*人机交互(Human-MachineInterface,HMI):在执行MRM期间,应通过适当的视觉、听觉或触觉信号向车内乘员和周围道路使用者清晰地传递车辆意图(如启用危险警告灯)。*状态维持(StateMaintenance):在车辆达到MRC(即完全静止)后,系统应能维持该状态(例如,保持制动、禁止车门解锁),直到人类驾驶员或远程操作员介入。4.直线停车(Straight-stop)要求:*轨迹控制:车辆应尽可能减小横向位移,使车轮基本朝向正前方。*减速度:标准规定了减速度的取值范围,旨在平衡安全性与舒适性。过大的减速度可能导致后车追尾或车内乘员受伤;过小的减速度则可能使车辆在风险区域停留过久。标准提供了一个推荐的基准减速度范围,并允许系统根据车辆载荷、路面附着系数等环境因素进行适应性调整。*最终停止位置:要求车辆停止后,其纵向中心线与车道中心线的偏差控制在可接受范围内。5.车道内停车(In-lanestop)要求:*横向控制:与直线停车不同,车道内停车要求车辆在减速过程中能主动进行轻微的方向调整,确保自身几何投影不超出车道边界线。*与车道线的交互:标准强调,车道内停车不能依赖于车道线的清晰度,ADS应具备在没有清晰车道线的情况下(如交叉口、施工区域)也能实现车道内停车的能力。*停止姿态:车辆停止时,其最大长度轮廓(如外后视镜、车头车尾)与最近的车道边缘线之间应保留一定的安全余量。四、关键技术指标与测试方法虽然ISO23793-1侧重于框架定义,但它也为后续的测试验证提供了明确的指导原则:*性能指标:定义了MRM开始至车辆完全停止的总时长(MRMDuration)、最大减速度、横向偏差等关键KPI。例如,标准提出了在不同风险等级下的推荐时长上限。*场景库构建:标准鼓励采用基于场景的测试方法,包括但不限于:①系统突然失效场景(如在高速行驶中传感器失效);②ODD边界触发场景(如地图数据中断或在非结构化道路上行驶);③驾驶员接管失败场景(TOR后驾驶员无响应)。*仿真与实车测试:标准明确了MRM功能开发中,需结合硬件在环(HIL)、车辆在环(VIL)及封闭场地实车测试等多种方式,覆盖从功能性验证到鲁棒性测试的全流程,尤其是在湿滑路面、夜间等特殊环境下。五、标准的意义与影响ISO23793-1:2024的发布具有深远的意义:*确立基准:为全球自动驾驶行业提供了MRF设计的首个国际统一基准,结束了以往各厂商各自为战的局面,促进了技术交流与知识共享。*推动法规制定:为各国交通管理部门的自动驾驶法规制定提供了坚实的技术参考,有望加速全球对于L3/L4级自动驾驶车辆上路许可的审批进程。*提升消费者信心:明确的MRM机制定义和性能要求,能够有效消除公众对于自动驾驶在面临“紧急情况”下束手无策的疑虑,是构建公众信任的重要基石。*引领产业生态:标准的出台将催生围绕MRM测试、仿真工具、第三方评估等新兴商业生态,为ICT(信息与通信技术)产业与汽车产业的深度融合注入了新动力。介绍主要参与单位:ISO/TC204智能交通系统技术委员会ISO23793-1:2024标准的制定与发布,其核心推动力量是国际标准化组织下设的ISO/TC204智能交通系统技术委员会。详细介绍如下:1.组织性质与历史沿革ISO/TC204成立于1993年,是国际标准化组织(ISO)中专门负责智能交通系统(ITS)领域国际标准化的技术机构。其工作范围涵盖了交通信息、通信、控制、电子付费、车辆基础设施合作等多个领域,是推动全球ITS技术统一与互通的最高层次标准化平台。委员会成员包括来自全球数十个国家的标准化机构、汽车制造商、通信企业、研究机构及政府代表。2.在标准制定中的核心作用ISO23793-1:2024的整个研制过程完全遵循ISO的“协商一致”原则。ISO/TC204发挥了以下关键作用:*议程设定与立项:在全球范围内,日本、德国、美国等自动驾驶技术领先国家最早提出MRM标准化的需求。ISO/TC204的专家委员会经过多轮讨论,正式立项了ISO23793系列,明确了其作为ITS领域中安全功能基准的定位。*工作组(WG)的组建与管理:该标准的具体研制工作通常由委员会下属的特定工作组(如负责自动化驾驶和车辆辅助系统的WG14工作组)主导。工作组汇聚了来自不同背景的技术专家,他们负责起草标准的草案初稿(WorkingDraft,WD)、委员会草案(CommitteeDraft,CD)、国际标准草案(DraftInternationalStandard,DIS)以及最终国际标准草案(FinalDraftInternationalStandard,FDIS)。*协调与平衡各方诉求:在长达数年的研制周期内,ISO/TC204组织了大量国际会议和在线讨论,积极协调不同国家、不同厂商、不同技术路线之间的观点差异。例如,针对减速度取值、转向干预时机、对恶劣天气的适应能力等关键参数,委员会组织多次投票与技术辩论,最终达成了兼顾安全、舒适与技术的平衡性方案,并将其固化在标准文本中。*与外部组织的联动:ISO/TC204在工作中与UN/WP.29(世界车辆法规协调论坛)等国际法规制定机构、SAEInternational等行业组织保持着密切的联系与合作。这种联动确保了ISO标准不会与国际法规产生冲突,而是互为补充,共同构建了完整的自动驾驶安全治理体系。*质量审查与发布:委员会下设的秘书处(目前由中国、美国、日本等多国轮流承担或合作)负责对标准的文本格式、引用文献、技术严谨性进行最终审查。最终,通过全体成员国投票表决后,标准得以正式发布,并开始在全球范围内获得采纳与应用。3.持续影响力ISO/TC204的成功运作并发布ISO23793-1:2024,不仅解决了当前MRM标准化的迫切需求,更重要的是,它为后续更复杂的MRM操作(如“换道停车”、“驶离道路停车”)以及ADS整体安全评估标准的研制树立了典范,推动了全球自动驾驶标准制定从“局部特征”迈向“全局架构”的转型。结论与展望ISO23793-1:2024《智能交通系统——自动驾驶的最小风险操纵(MRM)——第1部分:框架、直线
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