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从Euro-NCAP 2025技术路线图来看汽车智能驾驶和智能辅助驾驶发展

 小明师兄 2021-06-08

本文是关于Euro NCAP最近几年的发展路线,希望为行业从业者提供一些技术和方向性的参考。
路线图的重点是利用先进技术改善乘用车行车安全,但也要考虑如何帮助其他道路使用者。设想继续使用总体评级计划,将评估分为四个部分,但建议今后采用更多基于场景的评价方式,并更多地使用仿真技术,以提供更广泛和更有力的评估。对自动驾驶进行评估给出了一些建议,但还未出台具体的自动驾驶的评估方法。对于初级安全,例如驾驶员监控(2020年开始实施),以减轻由于酒精、疲劳等原因造成的驾驶员分心和损伤的重大问题,将纳入评估方法。具体措施与系统检测到的问题和所采取的动作有关--首先是警告,但也包括速度限制等。自主紧急转向(AES,2020年)是一项处于起步阶段的技术,预计将于2022年对立法进行修改,以充分挖掘AES系统对行车安全方面的潜力。建议进一步优化自主紧急制动系统(AEB,2020年),以解决交叉路口、迎面和倒车等场景中出现的事故。最后,V2X通信(2024年)具有巨大的潜力,但首先行业和企业需要就所采用的技术达成一致。
自动驾驶或智能辅助驾驶可以帮助消除或减小驾驶员的错误,从而提供巨大的安全潜力。Euro-NCAP将在主要的星级评定计划之外,通过对所提供的智能辅助系统或者智能驾驶系统的类型和智能化程度进行分类,以促进这项技术在车辆技术或智能交通中的快速、安全应用。同时,Euro-NCAP将向消费者提供相应的信息,以消除驾乘人员对智能驾驶车辆的恐惧和不适应,但也要对所提供的智能驾驶车辆的智能化程度较高保持期望,同时使用智能驾驶辅助系统汽车或智能化程度较低的车辆时保持警惕。
在这一瞬息万变的时期,现有智能驾驶技术和各个功能的边界条件都在迅速发展与变化。通过Euro-NCAP组织与行业内的主要利益相关者进行了接触,对未来智能化汽车安全评级及其在促进汽车智能化发展方面的作用等方面进行了讨论。     
有人说,未来5到10年,汽车行业的变化将超过过去50年的变化,对于汽车安全技术来说,很可能就是如此。目前发展迅速的自动驾驶技术将改变驾驶体验和整个汽车行业。同时,欧洲也不可避免的向电动汽车推进时代转变,预计到2025年将有30%的销量为电动汽车。作为更安全汽车的倡导者,Euro NCAP旨在强调自动驾驶技术未来几年的发展,并提高人们对其优势的认识。但Euro NCAP也将不断挑战汽车制造商在欧洲市场上向消费者实际销售车型的功能配置。这意味着在所有细分市场和国家提供尽可能好的技术作为标准配置,保护不同年龄、不同身高的车内人员,同时也要关注其他交通参与者的安全。
欧洲拥有2.56亿辆在用汽车,是世界上规模最大的乘用车队伍之一。2016年,有超过1400万辆新车注册。规模较小的A级车和B级车在数量上占据了乘用车销售的主导地位,而中型运动型多功能车领域则是增长最快的领域之一。这些细分市场95%以上的新车型销售都有评级覆盖,因此大概可以说Euro-NCAP对市场上车辆安全系统的装配率和性能好坏有很大影响。
2016年,欧盟28国统计的道路死亡人数为每百万居民50人,而全球每百万人死亡174人。在道路事故受害者中,车内人员几乎占了一半。然而,所有这些加起来,行人、骑车人和摩托车手几乎占了同样的份额。除了死亡人数之外,据估计,每年有135,000人在欧洲道路上严重受伤。事实上,大多数重伤者都是脆弱的道路使用者,许多人都是老年人。
高级驾驶辅助系统(如AEB和LDW)的技术加快普及,随着技术的成熟,价格也在不断的下探,这使得近年来此类技术的装配率明显增加。不过,目前配备ADAS的汽车数量仍然相对较少,还不会显著改变常见的碰撞类型或车辆碰撞的频率。尤其是针对易受伤害的道路使用者碰撞事故而设计的ADAS系统,在市场上才刚刚出现。另一方面,诸如侧帘式安全气囊、SBR和ESC等成熟或强制性技术的普及,对一些致命或伤害性事故(如单车侧翻)的发生频率产生了明显的影响。在制定车辆安全的长期路线时,必须考虑到现实世界优先事项的变化和新兴安全技术的预期影响。
同样重要的是,要了解消费者的心态是如何变化的,以及这对汽车市场意味着什么。去年,欧洲的平均车龄再次上升,达到10年以上,比十年前多了两年左右。这给像Euro-NCAP这样倡导在整个地区广泛、及时采用重要安全技术的组织增加了压力。随着寿命的延长和年轻人拥有新车的能力或意愿的降低,普通购车者的年龄也越来越大。汽车制造商正在扩大汽车共享等移动服务,以便将年轻消费者与他们的品牌联系起来。
要想在这个不断扩大的格局中保持影响力和相关性,汽车安全信息不仅要吸引(并对)传统购车人群,还要吸引其他用户群体或商业模式。总体安全评级是传播汽车安全信息的一个简单而有力的工具,仍将是Euro-NCAP最重要的输出渠道之一;然而,为了接触到消费者,并与广泛的潜在其他用户建立联系,Euro-NCAP还需要围绕安全相关主题开发有吸引力的故事。
在接下来的几年里,预计法规环境和汽车安全型式认证的内容将发生重大变化。欧盟委员会已宣布修订《通用安全条例》,可能包括一些新措施,这些措施是目前消费者测试的一部分。Euro-NCAP必须确保其安全评级将补充这些发展,并在比法规要求更快的时间内对优秀的性能给予高度的评价。

近年来,Euro-NCAP已经对碰撞测试项目进行了一些重要更新,并在2020年对正面和侧面碰撞测试进行修订。这表明,被动安全在一段时间内仍然是Euro-NCAP消费者评级的核心。但Euro-NCAP已明确认识到,主动安全的作用越来越重要。随着该领域发展速度的加快,主动安全评级将包括越来越多的汽车制造商推出的ADAS和避免碰撞技术。

至少在目前,总体评级系统和方法将继续存在。然而,市场上提供的安全技术之间的重叠越来越多,而且在减少或避免伤害方面,处理特定碰撞情况的方法不止一种。Euro-NCAP认识到,在未来几年中,预计将从 "基于技术 "的方法(如AEB测试)过渡到更加 "基于情景 "的评估,允许采取各种类型的干预措施(如制动和转向)。同时,将更新被动安全测试方法,以允许在碰撞前启动约束措施。这次对总体评级方法的讨论了还将解决利用虚拟测试的机会,以提高评估的可靠性。这个过渡过程将从2022年开始逐步进行,预计将在2025年路线图期限结束前完成。在这一过渡过程中,确保评级的稳定性将是至关重要的。

根据车辆安全技术的发展,Euro-NCAP计划在总体安全评级下引入几个新的测试项目。这些项目可能会增加或部分取代现有测试。时间表指的是评级计划的预期首次引入日期。更多细节可参见2025年路线图图表时间表。
最后应当指出的是,Euro-NCAP将继续密切监测真实世界碰撞事故的频率和性质以及路线图实施期间的技术进步。在适当的情况下,它将寻求现有的可能性,以测试和评价这里已经确定的重要新功能。这将使我们能够迅速地对重要的安全创新给予肯定。

主要安全方面 

驾驶员状态检测(2020年):
九成以上的交通事故是由 "人为错误 "造成的。一般来说,可以观察到两种错误:一种是违法行为,其中以超速和酒驾、毒驾最为常见;另一种是人为的 "错误",其中驾驶员的状态--注意力不集中、疲劳、分心、经验不足起了重要作用。在老龄化社会,突发的能力丧失也是越来越多的道路交通事故原因。
目前,诸如速度辅助系统(SAS)和注意力辅助系统(Attention Assist)等驾驶员状态检测系统已经针对事故中的人为因素,在关键情况下向驾驶员发出警告,并最终辅助驾驶员改善其行为。此外,根据驾驶员的状态调整干预标准,可以为今后更早地进行干预提供巨大的潜力,而不会影响假阳性水平。
Euro-NCAP设想如果驾驶员监控系统有效检测出分心驾驶,并给出适当警告和采取有效行动,则车辆在安全性评估方面会获得高分,例如启动安全回避动作、跛行回家模式、增加电子稳定性控制的灵敏度、车道支持、速度限制的等。整体评级的实施计划分阶段进行,从已经进入市场的系统开始。As-sessment将围绕着如何可靠、准确地检测到驾驶员的状态,以及车辆根据信号采取何种行动。其他方面,如驾驶员位置监测,可在未来技术迭代中增加。

自动紧急转向系统(2020年,2022年)
目前的AEB系统显示出避免或减轻许多事故的潜力,但自动紧急转向系统或AES,虽然技术要求更高,但可能会进一步显著减少事故和伤亡,特别是对自行车和小型重叠事故以及涉及弱势道路使用者的事故。
- 约20%的死亡和重伤(KSI)源于失控或车道偏离;
- 小重叠的正面碰撞约占所有车祸的15%,涉及正面碰撞的车祸占25%。这相当于小重叠碰撞事故中约10%的KSI;
- 易受伤害的道路使用者KSI占36%。
自动转向系统所需的硬件及车辆紧急转向系统技术目前在市场上已经非常成熟,一些中高端车型已经开始投入使用,并且已经上市销售。然而,目前提供的自动转向干预系统的车辆非常少。尽管在市场引入和成本效益制造方面存在挑战,但AES技术有望在未来几年大批量登陆市场。ECE 79号法规将进一步促进紧急转向功能(ESF)的装配(ECE/TRANS/WP.29/GRRF/82,2016)。Euro-NCAP认为ECE 79法规有可能刺激AES技术的采用,并通过将其纳入评级计划,根据一系列道路使用者和相互作用的危险情况来验证其性能。
作为第一步,Euro-NCAP在2020年已经将驾驶者主动的车道内转向纳入总体评级。在采取下一步措施,测试可能进行更彻底的 "转向和制动避让 "干预的系统之前,将收集有关此类系统的接受度、稳定性和性能的信息。这第二步的时间框架也将取决于未来法律上允许的内容,但预计在2022年之前不会实施。
自主紧急制动(2020年、2022年):
AEB技术的主要目标是通过检测潜在的冲突并向驾驶员发出警报,在许多系统中,它还可以辅助刹车或自动施加刹车,从而防止碰撞。该技术于2014年成功引入安全评级,并首先在车与车之间的碰撞中进行了测试,随后又对行人过马路碰撞进行了测试。AEB系统的性能取决于所用传感器的类型和复杂程度。越来越多的制造商正在增加额外的传感器,并将多种传感器类型组合在一起进行 "融合",以提供解决新的和更复杂的碰撞场景的潜力。
Euro-NCAP预计AEB技术在未来几年将继续发展,并确定了三个优先领域,将更新评级计划以反映行业的进展。 
倒车事故通常发生低速的车道和停车场。德国保险公司最近的事故研究表明,高达17%的行人和车辆之间有人身伤害的碰撞事故发生在汽车的后侧。大多数事故受害者(63%)是老年人,而12岁以下的儿童占6%。据估计,在全欧洲范围内,每年在还原事故中严重受伤的行人数量可能达到1400人。如果驾驶辅助系统能够检测到汽车后方人员的存在,并自动启动制动或防止加速,那么该系统在防止汽车和行人发生事故方面具有很大的潜力。以保险业所做的工作为出发点,Euro-NCAP在2020年将倒车行人场景采用到AEB-P测试评价中。

     发生在路口交叉和转弯作为车辆与车辆、车辆与行人、车辆与自行车的冲突为AEB系统进一步的优化创造了机会,这些冲突往往导致交通事故。通常情况下,横穿事故是由于闯红灯、能见度不够、司机不注意或超速造成的。转弯事故往往是由于左转或右转时误判或没有观察到迎面而来的车辆造成的。在横穿场景中,本车车速相对较低,在转弯场景中,AEB的介入可以有效防止车祸的发生。测试对象可包含汽车、行人、自行车和电动两轮车,并在2020年开始使用相关的场景。

     迎面撞车情景。预计从2022年起,将对车道内的转向和制动干预措施进行综合评估,以防止与其他道路使用者(汽车、驾驶员、行人)发生狭长重叠的正面碰撞(另见EAS)。

V2X通信涉及车辆之间和基础设施之间的数据交换,具有改善交通安全和提高运输效率的潜力。与安全相关的功能包括发送和接收诸如 "紧急电子刹车灯"、"摩托车正在接近 "或 "前方道路施工 "等信息的能力。为了提供超越常规车载传感器的优势,V2X必须在周围任何传感器能够 "看到 "危险之前,更早地识别潜在的风险。这意味着低延迟、安全、超越视线的通信和本地化的数据传输。
一般来说,有两种不同的通信方式正在被讨论以满足这一需求。一个目前可用的标准,受到美国的青睐,以及新的蜂窝V2X(5G)。领先的汽车制造商、芯片制造商和蜂窝运营商已经成立了5G汽车协会,以开发、测试和推广用于自动汽车的5G系统。5G服务在2020年之已经推出,不过实际上可能还需要几年时间才能全面部署所需的基础设施。
只要V2X标准和时间还不确定,汽车制造商似乎就不会优先考虑欧洲市场的V2X安全功能。然而,预计到2024年,大部分技术上的不确定性将得到解决,只剩下需求上的不确定性。Euro-NCAP认识到V2V和V2X技术对车内人员、易受伤害的道路使用者和电动两轮车的安全潜力。为了支持技术在车辆方面的可用性,将在V2X技术的评级计划中引入新的激励措施,以支持和加强重要的安全功能。
还建议逐步更新车速辅助和车道辅助系统的评估规程,以反映进入市场的系统能力的进步。就车速辅助系统而言,这包括增加对系统识别交通标志措施,如 "单向"、"禁止进入"、"单向"、''超车"、"停止 "或 "让行 "等道路标志。已经宣布对车道辅助系统进行更严格的评估,在基本的车道保持辅助系统之外,更加强调紧急车道保持的性能。进一步的修订可能包括在超车场景中增加一个两轮车的目标,或在弯道路段进行测试。
未来发展
安全方面的技术进步将继续加速,并进入车队和运输系统。随着这些创新,在方法和原则方面将出现新的问题:例如,如何有效地评估高度自动化驾驶解决方案中截然不同的座椅和约束概念,以及这对碰撞测试的长期实践意味着什么?当汽车关键安全系统的云端软件更新成为普遍现象时,如何保证星级评定的有效性和价值?

自动驾驶

多年来,Euro-NCAP已经认识到,主动安全技术可以带来安全效益,无论是通过辅助安全驾驶(SAS、LSS),还是在即将发生碰撞时进行干预以帮助避免碰撞(ESC、AEB)。 技术发展迅速,越来越多的驾驶功能被交给了汽车。 鉴于约90%的交通事故可归因于驾驶员的失误,假设在复杂的交通状况下,自动化程度至少与驾驶员的能力相当,那么提高自动化程度的潜在安全效益是显而易见的。因此,提高消费者对现有技术的认识,并以实现安全效益的方式促进这些技术的引进,符合Euro-NCAP的利益。同时,我们需要检查这些技术不会带来对安全有潜在负面影响的新风险。

欧洲国家通讯社的作用

公众对自动驾驶的期望值很高,尽管了解程度可能很低,汽车制造商自然会设法推广他们提供的技术。在这种环境下,消费者很容易根据制造商提供的信息做出购买决定。在这种情况下,Euro-NCAP可以:
-澄清可用性,告知消费者什么是自动驾驶,什么不是自动驾驶。
-清楚地识别功能,鼓励商业上的明确标签。
-制定协议,从技术性能和驾驶员车辆互动方面评估安全的自动化。
-确保安全是消费者在购买自动驾驶技术时的一个决定因素。
-推广自动驾驶技术,提高人们对其安全优势和性能局限性的认识。

自动驾驶功能

      乘用车自动化的发展可能是快速的,但也是不断进化的。目前还没有一款汽车能够在所有情况和驾驶环境下实现完全自动化。然而,早期的L3级自动化的例子,允许驾驶员在规定的情况下脱离驾驶任务,正在进入市场。

目前功能的主要特点是纵向和横向控制的同步自动化,但这些功能仍然需要驾驶员监督其安全操作。考虑到技术的循序渐进的发展,对自动驾驶进行逐一功能评估是有意义的,即对提供自动驾驶的场景进行单独评估。这样可以让消费者在同样的驾驶情况下,将一辆车和另一辆车的结果进行比较,确保系统的正确使用。以下是已经提供或预计不久将提供某种程度的援助或自动化功能的使用案例清单,Euro-NCAP可能对这些案例感兴趣:
- 泊车
- 城市驾驶
- 城市间驾驶
- 交通堵塞
- 公路驾驶

     某些情况下,自动化比其他情况下的安全效益更大。在未来,可能有充分的理由将单个功能的评估合并到一个综合的 "自动驾驶 "评级中。这将根据相对的安全相关性来权衡各个功能的结果。

测试和评估 
Euro-NCAP致力于通过提供相关的消费者信息来促进更安全的车辆,并将继续这样做。为此,Euro-NCAP旨在测试系统的性能,并在一定程度上评估驾驶员与车辆的互动。 

     有关自动驾驶系统的消费者信息必须基于透明、客观和非歧视性的标准以及技术的独立测试。因此,必须在技术性能和人机交互(HMI)方面为安全自动驾驶制定具体的测试和评估程序。

     鉴于第一批系统将在测试程序完成之前进入市场,Euro-NCAP将首先关注于告知消费者这些系统的功能、技术限制和人机交互(HMI)。这意味着它的目标是提供涵盖以下一些项目的说明性信息。功能定义(如手动、品牌)、系统启用、系统激活(如使用ACC)、系统操作(AEB、SAS等系统主要功能的功能测试)、驾驶员解除激活(如考虑到的动作,如开关、刹车或转向)、退出(自动解除激活,如在道路标线尽头)、抑制(驾驶员即时接管,如紧急情况)。

     此外,关于成功的HMI,Euro-NCAP将根据制造商的信息以及系统本身的行为,检查驾驶员的期望和理解能力,以确保安全和预期的使用。在评估过程中,将首次采用交互评估的双重方式,不仅将专家的技术测试,而且将用户研究的信息纳入评估过程。

评级
目前,自动驾驶的评估将与Euro-NCAP的主流星级评定方案分开。建议采用单独的分级计划,对系统的程度和安全性进行简单的描述性等级。Euro-NCAP计划采取分阶段的方法,首先将重点放在智能驾驶辅助系统上,特别是高速驾驶辅助和交通堵塞辅助系统。
其它举措
2011年,在欧盟27国中,重量超过3.5吨的重型货车(HGV)碰撞造成的死亡人数为4,252人。这占当年欧洲交通事故死亡人数27000人的18%。与HGV相关的伤亡事故中,比例最大的是汽车乘员撞击卡车,这些事故多发生在农村地区。其次是与弱势道路使用者发生的事故,其中60%发生在城市地区。卡车乘员在死亡人数中所占比例最低。 

      卡车约占注册车辆的5%,在所有伤害事故中约占4%,但在致命交通事故中约占15%。由此可见,它们发生碰撞的几率并不比其他类型的车辆高,但一旦发生碰撞,造成死亡的几率却远远高于其他车辆。因此,卡车对道路安全产生了极大的负面影响。这种过度的影响与它们的尺寸、重量和设计方式有关。由于坐姿较高,加上车辆的驾驶室呈砖块状,卡车司机的视野非常差。特别是在建筑密集区,这就导致了盲点事故的发生,当发生交通事故时,脆弱的道路使用者往往会被车轮碾压。

     目前正在讨论利用传统技术和新兴技术促进乘用车以外的车辆安全的机会。ACEA最近的一份报告确定了以下能带来成本效益的有效对策:能检测汽车和VRU的紧急制动系统;扩展的灵活的前部下跑保护;车道保持支持和能见度支持(旨在减少盲点);以及速度辅助系统。问题是为什么这些技术在欧洲整个HGV车队中仍然比较少见,以及如何改变这种状况。     

      - 通过建立大规模市场渗透所需的规模,加快市场渗透,降低安全车辆和技术的成本。通过这种方法,整个欧洲的需求将得到扩大,从而使汽车制造商实施安全系统在商业上具有吸引力。它还将提高生产商之间的竞争力,鼓励他们制造比竞争对手更安全的卡车。 

     - 通过减少行政障碍,使更多的主管部门和运营商能够利用和扩大城市卡车安全计划。

     - 减轻在欧洲不同城市和在不同城市之间经营的公司的行政负担(目前可能有不同的要求)。

     - 补充和加强监管工作,如《一般安全条例》或欧洲经委会进程。

    Euro-NCAP将根据其在测试和评定不同安全技术方面获得的经验。

在过去的几十年里,摩托车和轻便摩托车在欧洲城市得到了极大的普及。乘坐电动两轮车比拥有私家车更有吸引力,因为它的费用一般较低,而且在密集的交通中具有停车和机动性方面的优势。然而,与汽车相比,电动两轮车更容易受到伤害,它们在致命和严重事故中的比例过高。 

     诸如防抱死制动、电子稳定性控制、牵引力控制和其他有助于改善动力两轮车状况的安全相关设备等技术已经出现多年,但往往仅限于高端、昂贵的摩托车。动力两轮车的安全是一个紧迫的问题,需要汽车和摩托车行业之间更紧密的合作,并让驾驶者更多地了解最新安全创新的潜在好处。

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