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一直未有進展的L3自動駕駛在2020年將近結束的時候迎來了一針強心劑。11月,本田官方發出消息,其具備交通擁堵自動駕駛(Traffic Jam Pilot,以下簡稱TJP)能力的L3自動駕駛系統已經通過了日本國土交通省的型號認證,并計劃在2021年4月之前推出搭載TJP的車型——Legend。這是全球范圍內第一個通過法規認證、獲得法律許可的L3自動駕駛系統。
日本已經通過修改《道路運輸車輛法》、《道路交通法》允許L3自動駕駛車輛上路,那么未來隨著本田Legend在日本的量產發售,是否意味著L3的僵局即將被打破?本文為百人會年終策劃專題第二篇,聊聊L3自動駕駛的變局。
L3為何如此艱難?
在此之前,奧迪早在2017年推出TJP功能,但因為法規問題放棄了在A8上引入這一功能,博世的L3量產計劃一再推遲,沃爾沃明確表示跳過L3階段。在經過幾年發展后,技術瓶頸基本被解決,硬件和算法的進步能夠支撐L3自動駕駛,還剩下的就是商業化價值與政策法規問題。
L3存在兩個具備駕駛權的主體——人類駕駛員與自動駕駛系統,如何定義兩者之間的邊界——駕駛權、事故責任判定是L3最為關鍵的問題。
因為需要自動駕駛系統在有限條件下有完全控制車輛的能力,那么相應的系統的感知、決策、規劃能力必不可少,而且從安全角度考慮,還需要冗余設計;系統要預判是否會出現無法處理的狀態,才能提前提醒駕駛員及時接管車輛,在這個過程中,如何判斷駕駛員已經開始控制車輛、駕駛員沒能接管如何處理,都是系統需要具備的能力。
從商業化角度看,L3完備的能力與冗余設計帶來的成本增加可能并不能轉化成對消費者的價值:應用在私家車,是否能有效改善人類的駕駛體驗較難評估,接管的頻次與用戶體驗可能會帶來減分;在營運車輛方面,因為不能減少駕駛員,人工成本仍然存在,還需要額外的培訓來保證駕駛員能夠熟練應對,至于系統帶來的安全性能提升,同樣難以評估。
從法規監管來看,安全標準的設計、權責的明確也一直是困擾各國政府的難題。要明確L3自動駕駛的權責問題,需要從法規層面明確制定L3自動駕駛系統的運行條件、接管條件、交接過程等。不過,這個情況在進入2020年之后有所改變。
2020年3月31日,日本國土交通省發布了道路運輸車輛安全標準的修訂內容,新增了對L3自動駕駛的安全要求,這一內容在4月1日正式實施;2020年6月,聯合國發布了《自動車道保持系統》(Automated Lane Keeping System,以下簡稱ALKS)法規,是第一個具備國際約束效力的針對L3自動駕駛的法規,這項法規將在2021年1月開始正式實施。
日本與聯合國都是如何進行邊界設計的?
2018年發布《自動駕駛汽車安全技術指南》、2019年修改《道路運輸車輛法》與《道路交通法》、2020年修訂車輛安全標準,日本在L3自動駕駛立法方面已經基本完善,在型號批準、權責認定等方面都做出了明確規定。不過在安全標準方面,更多是提出了普適性的框架要求,再通過型號批準過程判斷系統是否滿足安全要求,聯合國ALKS法規是針對這一單項功能,故而在安全標準方面做出了十分詳細的規定。
而且鑒于日本同樣參與了ALKS法規的起草,雙方在安全標準的制定上基本一脈相承,所以本文將主要討論日本在立法方面的修訂以及ALKS法規對于安全標準的設計。
01 日本L3自動駕駛立法已經趨于完善
日本國土交通省是對L3自動駕駛系統進行批準認證的主管部門,所有制造商需要向國土交通省提交L3自動駕駛的運行設計域(Operational Design Domain,以下簡稱ODD),明確系統運行的前提條件與適用范圍,包括道路條件、地理條件、自然環境、其他條件(如車輛狀態等)等方面。
L3自動駕駛在法律中同樣被視作“駕駛員”的存在,因而被允許上路。在交通事故的責任方面,日本明確提出人類駕駛員有安全駕駛的義務,因而依然不允許酒駕或者自動駕駛時睡覺,如果因為駕駛員沒有按照系統要求及時接管車輛而導致事故發生,駕駛員將承擔刑事責任;如果因系統問題而導致事故發生時,則制造商要承擔此責任。換言之,制造商的責任在于嚴格設計ODD,并保證系統在ODD內運行時不會出現導致嚴重事故的故障。
此外,日本還要求車輛生產商、經銷商或者服務系統供應商需要讓自動駕駛系統的使用者明確了解系統的相關信息,包括ODD、使用方法、系統失效時車輛會如何應對等。在車身外部,需要有關于車輛具備自動駕駛功能的標識。
02 ALKS法規從七個方面制定安全標準
ALKS僅能在具有物理隔離帶、不允許行人和兩輪車進入的道路上開啟,開啟之后車輛的最高行駛速度不得超過60公里/小時,且只適用于乘用車。
ALKS法規中定義了系統需要具備的兩項策略:應急策略與最小風險策略。當系統發現即將發生碰撞時需要啟動應急策略以防止碰撞的發生或減輕碰撞可能產生的結果;當駕駛員沒有回應接管需求時,系統需要啟動最小風險策略,保證在任何條件下將對車內乘客和其他道路使用者的安全風險降到最低。
在安全標準方面,基本原則是當系統運行時,不會發生導致車內乘客或其他道路使用者受傷或死亡的交通事故。法規中詳細定義了系統的激活條件、接管流程與要求、運行狀態記錄、人機交互、駕駛員狀態監控、安全要求以及網絡安全與軟件升級要求,對于邊界的定義十分清晰。不過,在一些細節層面并未限制具體的實現方式,例如在判斷駕駛員是否接管的方式上,提出了需要考慮到排除誤觸,但并未指定具體的判別手段。
1. 激活條件:滿足ODD要求、數據存儲裝置處于開啟狀態,駕駛員監控裝置檢測到駕駛員坐在駕駛席且系好安全帶、具備接管車輛能力時才能夠激活系統。
2. 接管流程與要求:
1)駕駛員能夠控制自動駕駛系統的啟動并隨時主動接管車輛控制權;
2)接管需求的發布必須預留出足夠的提前量,讓系統能夠在駕駛員未按要求接管控制權時,還可以啟動最小風險策略來讓車輛安全停下,駕駛權完全移交之前車輛需要處于安全行駛的狀態;
3)在系統發出警告10秒之后,如果駕駛員還未進行接管,需要啟動最小風險策略;
4)系統識別到駕駛員主動(而非誤觸)操控方向盤/剎車/油門(任選其一),同時駕駛員監控裝置判斷駕駛員具備接管能力時,才能夠判定駕駛員已經接過車輛控制權并退出系統。
3. 運行狀態記錄:要有數據存儲裝置記錄系統所有相關動態,以便判斷系統是否正常運行、駕駛員是否及時接管等;對于記錄數據的有效性并未做出規定,而是提出要滿足車輛所在地的法律要求,日本就要求保存至少6個月或者2500次的運行狀態數據。
4. 在人機交互方面,不會出現讓駕駛員錯誤理解和錯誤使用該功能的情況,系統開啟之后必須一直在車載屏幕上顯示關閉系統的方法;針對車載顯示器中除了駕駛信息之外的其他內容,需要在ALKS發出接管需求時或者駕駛員主動接管車輛時立即自動暫停。
5. 駕駛員監控:系統需要具備駕駛員監控功能,通過觀察駕駛員的眼部、面部狀態與身體移動來判斷其是否具備接管車輛的能力,必要時可向駕駛員發出警告(例如駕駛員睡著了)。
6. 安全要求:
1)要求系統在ODD范圍內能夠防止碰撞的發生,尤其針對前車減速、車輛從旁邊車道切入以及前方出現的障礙物等狀況,因此需要對道路前方和旁邊車道的狀態實時監控;
2)為了保證安全,要求與前車保持足夠的距離,具體的距離與當前車輛的運行速度相關,例如40公里時速下距離要≥15.6米,任意車速下與前車距離不得小于2米。
7. 系統在設計時需要考慮網絡安全問題,防止其受到網絡安全威脅,諸如無授權的接入等,且需要具備軟件升級的能力,以修復系統中可能存在的錯誤。
安全標準與權責認定只是前提,L3能否順利開局還取決于產品定位
日本、德國、法國、荷蘭等國家已經宣布將會在聯合國ALKS法規正式生效時同步引入,英國也宣布預計在2021年春季開始允許搭載ALKS的車輛在上路。ALKS法規給出了細致的車輛控制權讓渡流程、安全要求,為其他L3自動駕駛功能的安全標準設計提供了一個參考模版。
可以發現,聯合國與日本在標準設計與認證時,對象是“L3的各項具體功能”而并非L3本身,既便于明確具體的適應范圍和邊界條件,也有利于監管。推進L3的商業化,還需要法律層面給出不同L3自動駕駛功能的使用許可與事故判定遵循的原則,企業才能做好風險評估,進而制定產品策略。
屆時,對于主機廠來說,需要考慮的就是另外一個問題了。當前L4自動駕駛的研發主力軍是科技企業和初創企業,且基本瞄準在Robotaxi這一場景,在這種商業模式下,主機廠在生產制造之外,也在向出行服務提供商/運營商轉型。那么,在L3產品的打造上,例如目標市場如何定位、產品體驗的打磨、不同功能的L3技術選擇都是需要仔細考慮的考慮。
為加快建設汽車強國,實現《智能汽車創新發展戰略》和《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》中2025年發展愿景,預計我國也將加快相關政策的制定步伐。
來源:第一電動網
作者:中國電動汽車百人會
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