ISOTS 21934-22024 道路车辆-通过虚拟仿真对碰撞前技术进行前瞻性安全性能评估-第2部分应用指南和要求标准立项发展报告

*道路车辆——通过虚拟仿真对碰撞前技术进行前瞻性安全性能评估——第2部分：应用指南和要求标准立项发展报告英文标题：StandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Prospectivesafetyperformanceassessmentofpre-crashtechnologybyvirtualsimulation—Part2:Guidelinesandrequirementsforapplication摘要随着汽车智能化与电动化技术的飞速发展，配备先进驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶系统（ADS）的车辆日益普及，传统的基于真实物理碰撞试验的车辆安全性能评估方法已难以全面、高效地验证其复杂的碰撞前干预技术。虚拟仿真技术凭借其高效、经济、可重复及场景覆盖广泛的优势，正成为前瞻性安全性能评估的关键手段。在此背景下，国际标准化组织（ISO）发布了ISO/TS21934-2:2024标准。本报告旨在系统阐述该标准立项的必要性、主要内容、技术规范及产业影响。报告首先分析了当前道路交通安全评估面临的挑战与虚拟仿真技术的演进趋势，明确了ISO/TS21934-2:2024作为系列标准第2部分的核心定位，即提供具体的应用指南和要求。其次，报告详细解读了该标准在仿真模型验证、场景库构建、评估指标设定及报告规范等关键技术环节的规定。最后，结论部分指出，该标准的发布将有效统一行业评估方法，加速先进安全技术的研发与验证过程，对推动全球汽车安全技术标准化与协同发展具有里程碑式的意义。本报告旨在为汽车制造商、零部件供应商、测试机构及政策制定者提供权威的技术参考和实施指导。关键词：道路车辆；虚拟仿真；前瞻性安全评估；碰撞前技术；ISO21934；ADAS验证；场景库Keywords:Roadvehicles;Virtualsimulation;Prospectivesafetyperformanceassessment;Pre-crashtechnology;ISO21934;ADASvalidation;Scenariodatabase正文一、引言：背景与立项必要性1.1行业变革驱动的评估范式转换在传统车辆安全评估体系中，主要依赖于物理碰撞测试，如欧洲新车评价规程（EuroNCAP）及中国新车评价规程（C-NCAP）中的正面、侧面碰撞试验。然而，随着电子稳定程序（ESP）、自动紧急制动（AEB）、车道保持辅助（LKA）等碰撞前（Pre-crash）技术的广泛应用，车辆安全的干预点已从“发生碰撞瞬间”提前至“即将发生碰撞的临界态势”。纯粹的物理测试已无法经济地模拟数以千计的、具有不同交通参与者、天气、光照及道路几何特征的风险场景。虚拟仿真技术提供了一条高效、可扩展且可灵活配置场景的可行路径，能够对系统算法、传感器融合及控制逻辑进行大规模测试。1.2ISO/TS21934系列标准的架构与定位ISO/TS21934系列标准旨在建立一个方法论框架，指导如何利用虚拟仿真技术进行前瞻性安全性能评估。ISO/TS21934-1部分规定了通用概念和总体框架。而本次发布的ISO/TS21934-2:2024（第2部分）则聚焦于具体的应用实施层面，其核心目标是提供一套清晰、可操作的指南和要求，确保评估过程的科学性、一致性与可重复性。该标准的立项必要性体现在：面对日益复杂的ADAS和ADS系统，缺乏统一的应用标准将导致不同机构之间的评估结果无法进行横向比较和互认，严重阻碍技术迭代与法规认可。二、标准核心内容解析ISO/TS21934-2:2024作为一份技术规范，其正文内容主要围绕如何将虚拟仿真方法落地实践展开，具体包括以下几个方面：2.1仿真模型的有效性验证要求标准明确要求，用于前瞻性评估的仿真模型（包括车辆动力学模型、传感器模型、交通参与者模型及环境模型）必须经过严格的验证过程。具体指南包括：*传感器模型保真度：要求模型能真实反映激光雷达（LiDAR）、毫米波雷达、摄像头等传感器的物理特性（如噪声、视场角、探测概率、分辨率等），并能模拟极端天气和光照条件下的退化情况。*车辆响应模型：需要基于实车测试数据对车辆的制动、转向、加速等动力学响应进行标定，确保仿真中的车辆行为与实际表现一致。*验证协议：提供了推荐的数据采集方案、误差度量方法以及验收准则，强调“验证用途（VAV）”的重要性，即模型的验证水平必须与评估任务的风险级别相匹配。2.2测试场景的构建与管理场景是虚拟仿真的核心。该标准给出了场景构建的详细指导：*场景分类：定义了功能场景、逻辑场景和具体场景的层级关系，并指导如何从真实世界事故数据（如国家道路事故数据库GIDAS、中国深度事故调查数据CIDAS）中提取关键参数，转化为逻辑场景。*场景粒度与参数空间：要求充分覆盖关键变量的变化范围，如相对速度、主车与目标车的横向重叠率、目标车辆类型（轿车、行人、两轮车等）、弯道半径以及环境光照条件等，以发现系统潜在的失效边界。2.3评估指标的设定与计算标准摒弃了过去仅通过“是否触发警报或制动”等二元结果进行评估的片面性，提出了更具前瞻性的多维指标体系：*安全代理措施（SafetySurrogateMeasures）：推荐采用如碰撞时间（TTC）、减速度曲线、最小安全距离、横向加速度等代理指标，评估系统在避免碰撞或减轻碰撞严重性方面的有效性。*结果量化：要求输出如“碰撞避免率”、“碰撞能量降低百分比”、“假阳性/假阴性表现”、“驾驶员接受度评分”等可量化的结果。2.4程序结构与文档化要求为确保评估过程的透明度和可追溯性，标准制定了严格的文件化要求：*评估计划文档：必须事先制定，详细阐述评估目标、场景选择理由、模型配置、参数设置及预期输出。*结果报告格式：提供了标准化的报告模板，要求包含仿真配置信息、所有测试用例的执行结果、统计分析以及任何偏离标准的声明。三、介绍主要参与单位：德国汽车工业协会（VDA）及其下属标准化委员会在本标准的制定过程中，德国汽车工业协会（VerbandderAutomobilindustriee.V.,简称VDA）及其下属的专业标准化技术委员会发挥了至关重要的主导与协调作用。*VDA的背景与职能：VDA成立于1901年，是德国乃至全球汽车行业最具影响力的行业协会之一，拥有超过600家会员企业，涵盖整车制造商、零部件供应商及软件开发商。VDA的核心职能之一是为其成员提供行业标准的制定、技术法规的协调以及国际标准对接的平台。在标准化领域，VDA深度参与了ISO、欧洲标准化委员会（CEN）以及德国标准化学会（DIN）的相关工作。*在本标准中的具体贡献：1.技术框架的奠基：在ISO/TC204（智能运输系统技术委员会）和ISO/TC22（道路车辆技术委员会）框架下，VDA旗下的ADAS/ADS测试与验证工作组率先提出了基于场景的虚拟仿真评估概念，为该系列标准的立项奠定了理论基础。2.实践经验的输入：VDA组织了大众、宝马、奔驰、博世、大陆集团等核心成员单位，将他们在开发车型中积累的“SafetyFirst”准则、PEGASUS项目（由德国联邦经济部资助的自动驾驶测试项目）成果以及丰富的仿真工具链应用经验，系统性地提炼并转化为标准条款。3.协调与共识推进：面对来自不同国家和地区、拥有不同技术背景的专家，VDA作为会议主办方和秘书处承担单位，组织了多次国际工作会议和通讯组讨论，有效协调了关于传感器模型保真度分级、验证指标阈值等关键争议点，最终促成了具有广泛共识的标准文本。特别是在“应用指南和要求”这一高度实操性的层面，VDA确保了标准内容既具备理论严谨性，又充分考虑了工业界实际的生产可部署性。四、标准的核心价值与应用前景4.1推动评估流程的标准化与自动化企业可以依据该标准构建统一的虚拟仿真测试平台，实现从数据采集、场景生成、模型部署到结果分析的自动化流水线，显著缩短高级别安全功能的开发与验证周期。4.2降低开发成本与物理测试依赖通过大量虚拟测试先行，企业可以减少40%-60%的昂贵物理原型车和封闭场地测试需求，从而将资源更多地集中于验证高风险边界的少量关键测试上。4.3增强法规监管与市场准入的可信度对于监管机构（如欧盟委员会、中国工信部）和评级机构（如EuroNCAP、C-NCAP），该标准提供了一个可信赖的审核基准。未来，基于虚拟仿真的合规性证明有望成为新车型型式认证的组成部分。结论综上所述，ISO/TS21934-2:2024《道路车辆——通过虚拟仿真对碰撞前技术进行前瞻性安全性能评估——第2部分：应用指南和要求》的发布，是国际汽车安全标准化进程中的一个重要里程碑。它不仅解决了长期困扰行业的技术验证方法论统一问题，更通过提供详尽的实施指南，弥合了宏观方法论与微观工程实践之间的鸿沟。展望未来，随着该标准的推广实施，预计将在以下方面产生深远影响：1.技术融合加速：该标准将促进软件在环（SIL）、硬件在环（HIL）和车辆在环（VIL）等多种虚拟仿真技术的深度融合，形成全栈式的前瞻性安全评估解决方案。2.全球化协作深化：各国标准机构（如中国汽车标准化技术委员会SAC/TC114）可能会积极采纳ISO/TS21934系列作为基础，制定或修订本国标准，从而促进全球范围内的技术互认与协同。3.系统性安全文化的形成：随着评估方法从“事故应对”转向“风险前瞻”，整