中汽研汽车工业工程(天津)有限公司
伴随着汽车智能化、网联化的发展趋势,智能网联汽车专用测试场地成为重点部署领域。国内智能网联汽车领域测试需求迅速增长,出现了智能网联汽车场地建设热潮,主要以北京、长春、上海等地的国家级智能网联汽车示范区为代表,同时包括湖南“湘江新区智能系统测试区”、江苏省“江苏(无锡)车联网先导区”和天津市西青区“中国智能网联汽车北方测试区”等相继建设并投入使用。
与此同时,上海、北京等地方政府相关部门均出台智能网联汽车道路测试管理规范或指导性文件,均对智能网联汽车的测试提出了要求。2018年4月,工业和信息化部、公安部、交通运输部联合发布《智能网联汽车道路测试管理规范》,本规范指出测试车辆应在封闭道路、场地内充分的实车测试,并由检测机构进行检测验证合格后,测试车辆才能在制定道路和区域行驶。可见智能网联汽车封闭测试场的规范化、成熟化的势在必行。
但目前针对智能网联汽车测试场相关的设计规范尚未成熟,仅一些行业标准、团体标准。因此各地建设完成的智能网联汽车封闭测试场布局迥异、建设内容也不尽相同,测试能力也难以准确评判。
在此背景下,对参与设计的几个项目进行总结,以某项目案例出发,简单阐述智能网联汽车封闭测试场由分析设计目标、阐述设计理念、确定建设内容、评价总体布局特点整个设计过程为例,阐述一下智能网联汽车封闭测试场的整体规划的原则与理念。
目前国内已经建成的智能网联汽车封闭测试场地的用地规模为200亩~1500亩,以500~600亩的用地规模为主。以某项目为例,项目总用地600亩,其设计目标为满足自动驾驶基础功能测试的需求,建成后服务自动驾驶车辆的研发、测试、验证与示范。
首先将上述宏观的设计目标进行分解细化,明确本测试场应包含道路测试、环境测试及行为测试三个方面的测试要求。利用虚拟仿真场景的数据分析、场景对比,提炼出优先配置的道路场景需求。为保证设计目标的实现,我们提出的设计理念及特色如下:
(1)高度还原的测试场景
以中国法律为基础,充分融合国际标准,制定中国需求的场景、地图、交通、通信、安全国家标准。试验场致力于复制真实世界中的情景,以使车辆在保证城市安全的情况下获得处理各种状况的能力。
除了测试场不同的道路建设,尽可能的高度还原现实交通场景是很有必要的,例如仿真的路边建筑物、信号灯、标识牌以及公交车站等路边设施,模拟的隧道和雨雾天气系统等。
(2)兼容性的设计理念
不同测试场在场地打造方面都给未来测试场的升级预留了空间接口,例如MCity预留的多用途空地、AstaZero可变的车道线以及Mira测试场根据不同国家要求可变的交通标识牌、满足多制式的通讯设备等。兼容性还体现在测试车型的种类上,如乘用车、商用车、专用车及军用车辆等。设计特色之一就是采用强化试验的思想进行智能车测试,多种场景突发状况可以集中发生。充分考虑研发、柔性化、可扩展设计理念——部分道路无固定标志、标线,移动式交通元素,预留平整的沥青路面区域等,方便测试者按需调整测试场景,有利于降低后期升级成本。
(3)差异化服务及定位
同质化的测试场地不仅不利于推进测试技术的发展,同时也不利于测试场打造核心优势,不同的测试场在场地面积、道路长度、测试场景布置等方面各有特色,能有效聚拢资源,更加科学合理的发展。
(4)完善的配套设施
各测试场除了包含城市道路、乡镇道路、高速公路等不同的道路类型外,还提供车辆维修间、会议室、休息室、充电站等能够满足客户全面需求的配套服务。
(5)真实+虚拟的测试能力
除了建设类型全面的真实测试道路外,建设智能驾驶服务产品开发试验室、虚拟仿真试验室,对测试场进行了数字化建模,着力构建虚拟仿真测试能力,大幅提高了车辆的测试效率。
(6)注重土地集约利用,注重工程的经济性,注重整体景观效果
因为测试场用地面积较大,且大部分建设内容为测试道路,因此总体布局时应处理好道路、建筑、绿化景观及管线之间的关系,尽量提高土地利用率,并注重场地的景观效果。
经过对项目设计目标及设计理念的深度剖析,确定本项目建设内容包含:智能网联道路场景工程、智能网联系统工程及配套工程三大部分。
一、智能网联道路场景工程规划
本项目规划有高速进出口及高速服务区、隧道进出口、雨雾模拟路、交通枢纽公交站、异形路口、坡路测试、环岛测试、主干路公交站、学校路段模拟、Y型路口、住宅区出入口、商业区十字路口、次干路十字路口、商业区主干路十字路口、异形丁字路口、工业园测试区出入口、主干路丁字路口、异形环岛测试、特殊道路测试、多种方式停车测试区等共设定200项试验场景。
将上述场景分成高速场景综合测试区、环路场景综合测试区、动态广场柔性测试区、特征道路测试区、城乡道路测试区、城市道路测试区、模拟停车区等7个测试功能区。并在相应的功能区内建设模拟高速收费站、模拟加油站、涵洞、人行天桥、虚拟建筑等特殊场景。
二、依据试验场整体布局及各功能区分块,结合试验场景、试验内容、试验方式及拓展需要进行智能网联系统工程建设。
本项目的智能网联系统工程可以分为智能交通系统,网联通信系统,路侧感知系统,监控系统,道闸系统,WIFI系统,5G系统、电警系统。通过系统间的协同合作实现智能网联的功能和测试场景。同时建设试验场数据中心,通过数据中心建立全生命周期安全监管体系,包括自动驾驶车辆测试的计划申报、测试跟踪、数据采集、日常监管等环节,制定智能网联汽车道路测试数据采集规范,为形成汽车智能网联的大数据,并进一步进行数据挖掘以及制定行业标准等方面的工作提供重要支撑。
三、配套工程包含:为车辆测试提供服务的人员办公区、车辆准备调试区,能源供应区、车辆停放、充电区,同时建设了为智能驾驶服务产品开发试验室、虚拟仿真试验室等内容。
将上述内容怎样合理的布局在用地范围内,是本次设计的重点,下面阐述下本项目总体布局及具体实施方案的特点:
一、依据地块形状及测试需求,合理布局各功能分区,总图布置注重动静结合、并充分考虑保密要求,按照保密等级,设置开放区、半开放区与保密区。
二、交通规划合理,人流物流分开,场地分别开设人流出入口和物流出入口,物流出入口宽度及转弯半径考虑20m成品运输车辆进出的需求。
三、道路布局疏密有致,绿化景观搭配合理,并考虑场地沿街主立面景观效果。
四、沿地块最长边布置高速直线路,保持直线路长度最优,在高速直线路两侧设置模拟高速收费站及模拟高速服务区,同时设置高速路应急车道、高速入口及出口,丰富高速测试场景。
五、测试场内部路网采用由外向内依次由环式、棋盘式、近端式三个层次构成。测试场最外侧布置环线测试道路,此道路可模拟城市快速路,环路内侧与外侧分别设置出入口,模拟车辆进出城市快速路。测试内部主要由棋盘式路面构成,路面的交叉口采用十字、丁字、异性及环道交叉口。被棋盘式路网分割后的地块采用近端式路网,设置、商业区、住宅区、停车区等典型测试场景。
六、模拟隧道、灯光模拟、雨雾模拟和阳光模拟等结合布置,多种场景兼容布置,最大限度的提高测试效率。
七、处理好测试路与地上的网联设施、交通设施、虚拟场景以及地下的电力、供排水、通信管线的布局关系,达到地下、地面及地上的协调统一,力求地上网联设施、交通设施共杆兼容,地下电力、供排水、通信管线共沟布置,体现智能网联测试场的立体化布局特点。
八、永久设施与临时设施相结合特点,并加大临时交通设施、活动式道路分护栏、可变机动车道、可拆卸的虚拟建筑墙的应用,提高测试场的兼容性与可塑性。
综上所述,智能网联汽车封闭测试场与传统汽车测试场、市政道路及公路均有较大区别,我们在规划设计过程中不能生搬硬套,应以现实道路环境和交通特点为依托,进行差异化的测试道路建设,以满足自动驾驶基础功能测试的需求,建成合格的自动驾驶车辆的研发、测试、验证的智能网联汽车封闭测试场。
参考文献:
《智能网联汽车道路测试管理规范》
《智能网联汽车测试场设计技术要求》