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文档简介
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StandardizationDevelopmentReport:Intelligenttransportsystems—Motorwaychauffeursystems(MCS)—Part1:Frameworkandgeneralrequirements摘要随着自动驾驶技术的快速发展,高速公路场景因其结构化、可预测性强的特点,被视为高级别自动驾驶率先落地的关键场景。高速公路司机系统(MCS)作为实现有条件自动驾驶的典型应用,其标准化工作对于确保系统安全、促进技术互操作及推动产业规模化发展至关重要。本报告以国际标准《ISO23792-1:2026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》为核心研究对象。报告首先阐述了该标准立项的背景,即智能网联汽车产业从试点示范向商业化应用转型的迫切需求,以及高速公路复杂交通环境下对系统功能、安全和测试的共性挑战。报告系统梳理了标准的核心内容,包括对高速公路司机系统的术语定义、功能架构、运行设计域(ODD)、最小风险策略(MRM)和人机交互(HMI)的基本要求。通过对标准文本的深度解析及与国内外相关法规标准(如UNR157、ISO26262、ISO21448)的对比分析,报告重点揭示了该标准在定义统一的系统层级框架、建立安全冗余与降级机制、以及明确用户角色与责任方面的创新性与引领作用。研究结论表明,该标准的发布有效填补了高速公路有条件自动驾驶系统顶层框架标准领域的空白,为后续系列标准(如第2、3部分)及各国法规制定提供了关键的技术基线,将有力推动高级别自动驾驶系统的技术对标、产品开发和市场准入进程,对构建安全、高效、可持续的未来道路交通系统具有深远意义。关键词智能运输系统;高速公路司机系统;自动驾驶;运行设计域;最小风险策略;人机交互;国际标准Keywords:Intelligenttransportsystems;Motorwaychauffeursystems;Automateddriving;Operationaldesigndomain;Minimalriskmaneuver;Human-machineinteraction;Internationalstandard正文一、引言:标准化是自动驾驶产业化的基石随着信息通信、人工智能、传感器等技术的飞速发展,汽车产业正经历着前所未有的深刻变革,智能化与网联化成为发展主旋律。自动驾驶技术,特别是L3级及以上的有条件自动驾驶,被普遍认为是解决交通拥堵、提升行车安全、降低能源消耗的终极方案。在这一进程中,高速公路因其相对封闭、道路结构标准、车流方向单一等特性,成为自动驾驶技术最先实现规模化商业应用的理想场景。然而,技术的成熟不等于产业的成熟。如何确保来自不同厂商的“高速公路司机系统”在同样的驾驶场景下,能够做出可预测、安全、合理的驾驶行为?如何界定系统与人类驾驶员之间的责任边界?如何建立一套公认的标准来评估系统的安全性?这些问题都指向了一个核心要素——标准化。没有统一的标准,自动驾驶技术将陷入各自为战的“孤岛”困境,难以实现跨品牌、跨区域的互操作和安全信任,产业链也难以形成规模效应,最终阻碍商业化落地。国际标准化组织(ISO)作为全球最权威的标准化机构,其发布的系列标准为全球产业界提供了技术共识和最佳实践指南。《ISO23792-1:2026》标准的立项与发布,正是回应了上述时代命题,为高速公路有条件自动驾驶系统的开发、测试与认证提供了必要的“通用语言”和“系统蓝图”。二、标准背景与立项意义1.技术发展催生标准需求当前,全球主要汽车制造商和科技公司已陆续推出或计划推出具备L3级自动驾驶功能的量产车型。这些系统大多以城市或高速公路限定场景为切入点。尽管具体实现路径各异,但均面临共性问题:如何定义系统的启用条件(即运行设计域,ODD)?当系统无法处理当前驾驶任务时,应如何安全退出或提出接管请求(即最小风险策略,MRM)?系统与驾驶员之间应如何进行有效、无歧义的信息交互(即人机交互,HMI)?在《ISO23792-1:2026》发布前,虽然存在一些零散的技术规范或企业标准,但缺乏一个全球公认、权威的顶层框架标准来统筹这些核心要素。ISO23792-1的立项,正是为了整合全球行业智慧,构建一个统一的、模块化的参考架构。2.法规监管需要技术支撑2021年,联合国欧洲经济委员会(UNECE)发布了《UNR157关于自动驾驶车辆(ALKS)认证的统一规定》,这是全球首个针对L3级自动驾驶的国际法规。该法规对车辆的激活、运行、降级和退出机制提出了严格要求。然而,UNR157主要聚焦于法规级别的认证要求和测试程序,其背后的技术支撑框架则需要通过ISO标准来提供更详细、更普适的指导。ISO23792系列标准与UNR157等法规互为补充,前者为后者提供了坚实的技术基础,共同构建了“法规-标准”的双层监管与指导体系。3.立项的深远意义本标准的立项标志着国际标准化工作从“基础辅助系统”(如自适应巡航ACC、车道保持LKAS)演进到“核心驾驶系统”的新阶段。它的出现:*确立技术共识:为全球高速公路司机系统的开发提供了一个共同的参考框架(Framework),明确了系统应包含的核心功能模块及其相互关系。*降低开发成本:通过统一术语、分类和基本要求,减少了厂商间不必要的技术壁垒,使不同系统间的关键部分(如感知、规划、控制)可以基于相同的标准基线进行开发和对接。*提升社会信任:严格的一般性要求,特别是涉及功能安全(SafetyoftheIntendedFunctionality,SOTIF)和网络安全的内容,为公众接受和监管机构认可提供了技术依据,增强了消费者对自动驾驶的信心。三、标准核心内容解析《ISO23792-1:2026》作为该系列标准的开篇之作,其核心任务是为“高速公路司机系统”(MCS)提供一个端到端、系统级的框架结构,并规定其应满足的一般要求。主要内容可概括为以下几个方面:1.定义与范围界定标准首先明确了“高速公路司机系统”的定义:能够在设计运行域内持续执行所有动态驾驶任务(DDT)的车辆系统。这与SAEJ3016中的L3级或L4级自动驾驶功能相对应。标准同时明确了其适用范围,即针对乘用车或轻型卡车在经批准的高速公路上运行。该标准不涉及具体的环境感知传感器类型、算法实现细节或硬件架构,而是聚焦于系统的行为、性能和安全要求。2.运行设计域(ODD)的框架性要求ODD是自动驾驶系统运行的条件集合,是安全性的基石。本标准并不列举所有可能的ODD参数,而是提供了一个分类框架,要求制造商必须明确并声明其MCS的ODD。ODD的细节应包括:*道路类型:必须是具备物理隔离(如中央隔离带)的双向高速车道。*地理围栏:如仅限特定国家、区域或经过预制高精地图的道路。*环境条件:如天气(无暴雨、暴雪)、光照(白天/夜间)、特定能见度范围等。*动态条件:如车速范围(通常为高速公路限速下限至上限)、车流密度、是否存在施工区等。*其他限制:如是否存在交通信号灯、非机动车或行人闯入等。同时,标准强调,系统必须具备监控ODD边界的能力,一旦检测到即将超出ODD,系统必须启动降级或退出策略。3.功能架构与行为要求标准定义了一个概念性的功能架构,描述了MCS的核心能力:*环境感知与建模:系统必须能够感知其周围环境,包括车道线、其他车辆、障碍物、交通标识等。感知必须覆盖车辆前方、侧方和后方。*风险评估与规划:系统必须能基于感知信息评估碰撞风险,并规划一条安全、高效、舒适的行驶轨迹。这包括巡航、跟车、变道(在允许时)、超越慢车等典型行为。*执行与控制:系统必须能通过车辆的横向和纵向控制(转向、加速、制动)精确执行规划的轨迹。*系统监控与诊断:系统必须持续自检,监控传感器、执行器、计算单元等任何组件是否失效。*状态管理:系统必须始终明确自身处于何种状态(如:无效、等待激活、激活但可手动超控、激活且自动、降级、退出),并基于ODD和系统状态进行状态转换。4.最小风险策略(MRM)这是标准的重中之重。当系统发现无法继续执行任务时(如超出ODD、系统失效),必须执行MRM以确保安全。*接管请求(TOR):当需要驾驶员接管时,系统必须发出清晰、重复、无歧义的人机交互信号(视觉、听觉、触觉),并给予驾驶员足够的、预定义的反应时间(如10秒)。*驾驶员响应:如果驾驶员在TOR后成功接管,系统应平稳让出控制权并切换至非激活状态。*系统执行MRM:如果驾驶员未能在规定时间内做出有效响应,系统必须自动执行MRM。典型的MRM包括:*降低车速:系统地、安全地减速,例如减速到30km/h以下。*变更车道:如果可能,将车辆驶向最右侧的停车带或紧急车道。*靠边停车:在安全位置停车,并打开双闪警示灯。*呼叫紧急服务:停车后,系统可自动呼叫紧急救援。5.人机交互(HMI)与用户责任标准首次系统性地在顶层框架中明确了人机交互的普适规则,以解决自动驾驶中“人机共驾”难题。*系统状态显示:车辆必须向驾驶员清晰、直观地展示系统的激活、可用、不可用、降级、请求接管等状态。这通常通过仪表盘、HUD或中央显示屏实现。*操作方法:激活和停用MCS的操作应直观且符合直觉,通常与现有的巡航控制系统相一致。*用户责任:标准明确,对于L3级MCS,驾驶员仍然是车辆的法律责任主体。在系统激活期间,驾驶员可以从事非驾驶任务(如浏览手机、阅读),但必须随时准备响应TOR。系统需要有能力确认驾驶员的存在(通过方向盘扭矩、摄像头监测等),以确保他们在TOR发生时处于可接管状态。四、参与单位介绍:国际标准化组织道路车辆技术委员会(ISO/TC22)1.组织架构与权威性ISO/TC22是ISO技术委员会中历史最悠久、影响力最大的委员会之一,其秘书处由车辆标准领域世界闻名的法国标准化协会(AFNOR)担任。该技术委员会下设多个分技术委员会(SC)和工作组(WG),其中SC32“车辆电气电子技术”下的工作组专门负责自动驾驶与先进驾驶辅助系统的标准化工作。ISO/TC22的成员包括来自全球主要汽车生产国(如德国、日本、美国、中国、法国、韩国、英国等)的国家标准机构、汽车制造商、供应商、研究机构和认证机构。这种广泛的代表性确保了标准能够平衡各方利益,兼具技术先进性和全球普适性。2.核心职能与工作流程ISO/TC22的核心职能是制定、修订和维护道路车辆领域的国际标准,范围覆盖从整车到零部件、从传统动力到新能源、从功能安全到智能网联的方方面面。其在制定高风险、高复杂度的自动驾驶标准时,通常遵循以下严谨流程:*项目提案(NP):由成员国或联络组织提出标准项目的需求,经TC22投票通过后立项。*工作组开发:成立特别工作组(如ISO/TC22/SC32/WG14),由来自各国的技术专家、法规专家、测试工程师等组成,定期召开会议,分章节撰写标准草案。*委员会草案(CD):草案在TC22内部征求意见,进行技术性讨论和修订。*国际标准草案(DIS):经过多轮修改后形成的成熟草案,在TC22所有成员中进行为期3-5个月的投票。此阶段收集的意见将得到正式回复和修订。*最终国际标准草案(FDIS):对DIS投票意见采纳后的版本,进行最终投票。*发布标准:投票通过后,最终草案由ISO中央秘书处发布为正式国际标准。3.对《ISO23792-1:2026》的贡献正是依托ISO/TC22及其下设专家组的深厚技术底蕴和跨行业协作能力,才催生了《ISO23792-1:2026》。该委员会的专家们成功地将学术界关于自动驾驶的前沿理论(如ODD模型、MRM策略)、产业界的产品开发经验以及法规界的认证需求进行了有机融合。他们共同定义了“框架”和“一般要求”的边界,确保该标准既具有前瞻性和指导性,又不至于过于具体而限制技术创新。可以说,ISO/TC22不仅是该标准的“组织者”,更是全球自动驾驶标准化知识体系的构建者。五、结论与展望《ISO23792-1:2026》的发布,是自动驾驶标准化历史上的一座里程碑。它不仅清晰定义了“高速公路司机系统”这一先进驾驶功能的运作逻辑和系统框架,更在安全责任、人机协同等关键问题上给出了国际共识。该标准为后续的《ISO23792-2:测试方法》和《ISO23792-3:人机交互要求》提供了坚实的上层架构基础,也为各国制定本国的自动驾驶道路法规提供了权威的技术参考。展望未来,随着技术的持续演进,标准化工作将面临新的挑战。*从L3到L4/L5:当前标准主要服务于L3级系统。未来,随着L4级高度自动驾驶(在ODD内无需人类接管)的成熟,现有关于驾驶员接管、HMI等条款需要被修订或重新定义,这将是ISO/TC22下一阶段的重要工作。*系统之系统:未来
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