2020 AV/ADAS 安全標準和法規(guī)現(xiàn)狀
一、引言
二、ADAS相關法規(guī)
三、3級-5級AV相關法規(guī)
聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(UNECE)和歐洲
日本
中國
韓國
美國聯(lián)邦政府(USDOT / NHTSA / FMVSS)
美國的州
四、AV安全標準:AV安全等級驗證及驗證測試
五、總結
縮寫
ADAS:Advanced Driver Assistance System 先進駕駛輔助系統(tǒng)
AV:Autonomous Vehicle 自動駕駛車
USDOT:U.S. Department of Transportation 美國交通部
NHTSA:National Highway Traffic Safety Administration 美國交通部道路交通安全局
FMVSS:Federal Motor Vehicle Safety Standards 美國汽車安全技術法規(guī)
引言
VSI于2018年底公布了有關歐洲和美國的自動駕駛車(以下簡稱:AV)相關法規(guī)的概要資料。但是,直至今日,認證在歐洲銷售的3級(及以上AV)系統(tǒng)的要求相關的法規(guī)框架尚未制定。對自動駕駛法規(guī)進展不滿的聲音越來越多,整車廠還在等待認證制度框架的完善,AV系統(tǒng)的法規(guī)及認證制度還未跟上步伐。
例如,奧迪為2018年下半年發(fā)售的A8旗艦三廂車首次開發(fā)了"Eye-Off"(松手操控)的附條件的3級自動駕駛功能。但是,該"Traffic Jam Pilot系統(tǒng)"尚未獲得監(jiān)管部門的銷售許可。戴姆勒已做好準備,只要2020年獲批,馬上就能發(fā)布可提供3級自動駕駛功能的梅賽德斯奔馳S-Class。預計將搭載先進自動駕駛功能的寶馬iNEXT EV將于2021年首發(fā)亮相。
確立法規(guī)是AV量產(chǎn)開發(fā)中最重要的因素之一。目前針對AV的性能與安全性的法規(guī)框架體現(xiàn)出美國國內及國際法律、法規(guī)、行業(yè)所接受的標準之間錯綜復雜的關系。
該技術簡報將介紹各地區(qū)的ADAS/AV安全相關法規(guī)的現(xiàn)狀及針對這些行業(yè)需求的妥當性及不妥當性。
ADAS相關法規(guī)
歐洲時隔10年終于取得了交通安全法規(guī)上的重大進步,發(fā)布了 "2019 General Safety Regulation"。2019年3月與歐洲議會達成協(xié)議后,歐洲理事會又于2019年11月采納了汽車普通安全性和有關保護車輛乘客、行人、自行車等毫無防備的道路使用者的法規(guī)。該法規(guī)是針對包括一般安全法規(guī)(EC)661/2009及行人安全法規(guī)(EC)78/2009的汽車安全性相關的現(xiàn)有法規(guī)進行修訂的內容。本次首次提到了對鎖定行人和自行車等道路使用者的擔憂。
與美國形成對比的是,歐洲的整車廠為了證明其汽車產(chǎn)品是否符合歐盟標準,都采取各國政府指定的外部測試機構審查的型號認證制度。通過獨立的測試機構,對整車廠提供的新車型樣車進行評估,確認車輛是否滿足最低限度的法規(guī)、技術及安全要求。在歐洲,車輛的銷售許可需要通過型號認證制度的評估。
關于歐洲的適用日程,以2022年5月以后銷售的“新車型”以及2024年5月以后銷售的“所有新注冊車輛”為對象,要求其符合這些新的安全法規(guī)。這是車輛安全功能方面較大的一個變化。
2022年中期以來,投放歐盟市場的所有新車(包括卡車、客車、廂式車、SUV)都需要配備以下先進安全系統(tǒng)。
智能車速輔助(超過法定速度時會自動剎車或降低速度的功能)
推進酒精鎖的安裝
駕駛員注意力警報系統(tǒng)(DAA:駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng))
駕駛員警報控制系統(tǒng)(駕駛員狀態(tài)控監(jiān)視系統(tǒng))
緊急停止信號(急剎車時以及制動輔助功能啟動等以減速度制動的情況下,停車燈會自動閃爍的功能)
倒車交通檢測系統(tǒng)(在視野較差的停車場倒車出庫等情況下,檢測到移動的車輛等時會發(fā)出警告的功能)
行車記錄儀
精確的胎壓監(jiān)控
乘用車需要補充性的高級安全對策,包含以下方面:
緊急自動制動系統(tǒng)(AEB)
車道保持輔助系統(tǒng)
擴大的頭部撞擊保護區(qū)域,可減輕與行人或自行車等毫無防備的道路使用者碰撞時造成的傷害(加強發(fā)動機罩、A柱等車輛前方的結構標準)
歐洲的汽車安全不是由法規(guī)推動,而是由EuroNCAP大力推動的,其在向市場施壓,使市場提供先進安全系統(tǒng)方面的效果非常顯著。同時,歐洲的新“法規(guī)”取得了重要的進步,相比美國的監(jiān)管部門,采取了更大膽更綜合性的措施。
一直以來,美國采用安全系統(tǒng)的方向都是由市場的力量推動的,因此美國的NCAP項目的影響力不及歐洲。NCAP項目不像FMVSS等法規(guī)那樣具有政府機構強制要求絕對遵守聯(lián)邦法規(guī)的強制力。
2016年,NHTSA與美國公路安全保險協(xié)會(IIHS)合作,要求到2022年為止,在美國銷售的20家主要整車廠的所有車輛都要標配低速行駛時的緊急自動制動(AEB)功能。NHTSA表示,2019年,特斯拉、沃爾沃、奧迪和梅賽德斯四家整車廠經(jīng)過一致協(xié)商,已自主完成配套,比計劃提前3年完成。2018年9月1日至2019年8月31日的匯報期內,12家整車廠的新款乘用車75%以上都配套了AEB。
2017年1月19日,NHTSA發(fā)布了有關NCAP計劃變更的通知。變更內容包括(1)以前提供的信息或資料的修改;(2)針對NCAP計劃変更內容的技術基礎相關新信息;(3)新的5等級性能評估體系相關的討論。
AEB方面,在2019年2月的聯(lián)合國論壇上,日本和歐盟等40國(不包括中美)達成一致意見,最早從2020年起要求新款乘用車及輕型商用車配套AEB。(以時速低于60 kph/42 mph的低速行駛為對象)。中美印三國雖然是采用新法規(guī)的聯(lián)合國論壇成員,但這些國家在汽車方面,相比聯(lián)合國的法規(guī)更優(yōu)先適用各國國內的法規(guī),因此未參與會談。
3級-5級AV相關法規(guī)
聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(UNECE)與歐洲:
致力于AV性能和安全性框架的核心是聯(lián)合國的世界車輛法規(guī)協(xié)調論壇(World Forum for Harmonization of Vehicle Regulation)。
論壇上提出,SAE標準的3、4、5級自動駕駛車需要 "駕駛員代為控制系統(tǒng)"、"駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)"(3級的情況下系統(tǒng)與駕駛員共同承擔駕駛責任)、以及 "行車記錄儀"(為了表明是駕駛員還是系統(tǒng)在駕駛,從而在碰撞事故中明確法律責任)。
自動駕駛系統(tǒng)(ADS: Automated Driving System)的項目沒有規(guī)定實施日期。相反,歐洲委員會獲得了采用自動駕駛車相關 "實施法規(guī)"的權限,以下幾個重要項目預計將于2020年完成制定。
SAE標準3/4級車道保持系統(tǒng)的功能條件
新的聯(lián)合國法規(guī)規(guī)定的SAE規(guī)格3/4級車道保持系統(tǒng)的測試及評估方法
用于SAE標準3/4級車道保持系統(tǒng)的自動駕駛車輛數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)(DSSAD: Data Storage System for Automated Driving)的必要條件
行車記錄儀條件
VSI密切跟蹤了該工作小組的活動,并發(fā)現(xiàn)原先2019年9月制定的優(yōu)先事項有所延遲。盡管如此,VSI仍相信,行業(yè)至少能在2020年內完成有關時速低于60 km/h、無變道、僅在高速公路條件下的L3自動車道保持系統(tǒng)(ALKS)的功能條件以及測試/認證的指南。


圖* 世界車輛法規(guī)協(xié)調論壇(WP.29)自動/自律駕駛車輛相關作業(yè)優(yōu)先度(截至2019年9月,出處:UNECE)
另外,歐洲有 "豁免順序",歐盟加盟國可單獨開展針對ADS配套車輛許可的臨時安全性評估。(為了在德國市場推出3級ADS,該評估在德國進行。)
正如2018年VSI總結報告中提到的那樣,歐洲若干國家已開始修改安全法規(guī)以配合AV。2017年,德國AV法案對現(xiàn)有德國道路交通法進行修訂,并規(guī)定了高端完全自動化車輛行駛于公路時的條件。還提出了激活自動駕駛模式時駕駛員的權利和義務。駕駛員如果合法使用自動駕駛模式的話可免責。自動駕駛車輛必須安裝在發(fā)生事故時識別駕駛員或系統(tǒng)是否進行了控制的數(shù)據(jù)記錄儀。
同樣,英國政府也于2018年制訂了自動駕駛車輛和電動車法。該法明確了自動駕駛車輛引起損傷或事故的責任歸屬。
日本:
日本修訂了道路交通法,并于2020年4月1日起實施。作出了如下4處修改:
高速公路匯合車道的最高時速相關法規(guī)
規(guī)定3級自動駕駛技術的使用條件及違反時的懲罰機制
要求必須安裝駕駛數(shù)據(jù)記錄裝置,必須維護自動駕駛系統(tǒng)(同時也制訂了違反時的懲罰機制)
自動駕駛模式下使用智能手機和電腦、讀書、吃飯、看電子郵件雖然被認定為合法行為,但為了預防自動駕駛系統(tǒng)發(fā)生故障的情況,要求必須設置控制權移交機制
3級以上更高等級的自動駕駛方面修訂了如下2項法律:
道路交通法修訂版將于2020年5月23日前實施
自動駕駛裝置的定義
自動駕駛過程中駕駛員的義務
強制要求安裝運行狀態(tài)記錄裝置,以明確責任歸屬
道路運輸車輛法
新增自動駕駛設備的安全標準 - 日本國土交通省規(guī)定的AV服務應用方面的設備及條件的安全標準
自動駕駛系統(tǒng)的維護安全性 - 汽車技術機構實施檢查工作
許可批準系統(tǒng) - 日本國土交通省在操作員需要更改自動駕駛操作裝置時提供許可
中國:
國家發(fā)改委(NDRC)與工信部(MIIT)近期發(fā)布的開發(fā)計劃顯示,中國近期將把實現(xiàn)配套附條件自動駕駛功能(SAE標準3級)的車輛量產(chǎn)的目標從原定的2020年延期至2025年。2018年1月,國家發(fā)改委發(fā)布的草案顯示,北京制定了到2020年底在中國銷售的新車中半數(shù)以上應具備自動駕駛功能的目標。
韓國:
韓國土地、基礎設施與交通部(MOLIT)發(fā)布了3級自動駕駛車輛的安全標準。新標準將自發(fā)布日起的6個月后,即2020年7月6日起實施。
新標準提出,3級自動駕駛系統(tǒng)要提供車道保持功能,駕駛員的視線可在一定時間內離開道路。新標準的主要內容包括駕駛員可用性識別系統(tǒng)(DARS)和自動車道保持系統(tǒng)(ALKS)的安全性、移交要求、緊急情況的操控、最小風險操控以及倒退(發(fā)生故障時向低等級系統(tǒng)轉移)系統(tǒng)。具體根據(jù)ALKS的最高時速、系統(tǒng)檢測范圍以及與同車道前方車輛的最小距離有所不同。車輛為了在系統(tǒng)發(fā)生故障時也能確保安全,需要系統(tǒng)冗余等倒退計劃。3級系統(tǒng)只允許在行人和自行車禁止通行的道路上使用。
美國聯(lián)邦政府(USDOT / NHTSA / FMVSS):
AV行業(yè)一直期待3個交通部門能發(fā)布AV相關政策文件。在CES 2020上,USDOT基于此前開展的研究,發(fā)布了AV 4.0《告知自動駕駛車輛開發(fā)中的共同工作的統(tǒng)一姿態(tài)現(xiàn)狀》。AV 4.0將把范圍擴大至 "在AV技術安全開發(fā)和整合方面具有直接和間接公平性的"數(shù)十個相關政府機構。NHTSA廣泛開展的工作涵蓋了車輛安全評估、功能安全性評估以及假設引入機器人出租車、以保護乘客為目的的車輛設計變更及座椅的研究。
AV 4.0的核心信息涵蓋在USDOT的 "10個AV原則" 中,橫跨3個重點領域:(1)安全性與網(wǎng)絡安全優(yōu)先順序的決定;(2)推進創(chuàng)新;(3)確保貫徹始終的法規(guī)監(jiān)管。AV 4.0是明確政府立場,并告知公眾其活動的重要文件,但并未像以前的文件那樣給行業(yè)帶來較大影響。這是因為AV行業(yè)逐漸發(fā)展成熟,在政策和原則的層面上需要說的已經(jīng)說了很多。尤其是AV 3.0,是一份綜合性的文件。
值得一提的是,目前是從正式的指南及新法規(guī)的角度開展行動的時候。就在最近,NHTSA對聯(lián)邦汽車安全標準(FMVSS)進行了現(xiàn)代化修訂,并提出要明確安裝了取消傳統(tǒng)手動控制設計的自動駕駛系統(tǒng)(ADS)的車輛乘客保護標準中模糊不清的地方。NHTSA的公告內有包含詳細信息的135頁文件的鏈接。NHTSA表示,他們希望掃除可能出現(xiàn)在ADS配套車輛上有別于過去的內飾設計的無謂障礙(如沒有用于駕駛操作的裝置等)。目前,有60多個FMVSS確立了性能要求,以解決各種各樣的安全問題,例如乘客碰撞保護、防火、電力系統(tǒng)的安全措施、防避免、行人安全等。
根據(jù)當前的FMVSS法規(guī),目前推出市場的AV是合法的,不需要豁免。但是,如果整車廠想要銷售的AV具有不符合當前法規(guī)的功能,則需要豁免。例如,作為極少數(shù)案例,USDOT和NHTSA批準了對配送用自動駕駛車制造商Nuro的R2車型的法規(guī)豁免,但幾乎沒有其他類似案例。Nuro將在接下來的幾周內在休斯敦開始使用R2進行公路測試。Nuro R2并未設計成時速可達25英里/小時以上的車型。這限制了R2可以行駛的道路,也使USDOT / NHTSA可以更簡單地批準FMVSS豁免。另一方面,為了向NHTSA申請無人Bolt設計的豁免,GM-Cruise等待了幾年時間。
在以下兩種情況下需要豁免。
銷售沒有諸如方向盤、剎車踏板、指示燈等位于駕駛員手腳可觸及范圍內的駕駛裝置的車輛時。目前行駛中的汽車必須具備這些功能。但完全自動駕駛汽車不需要這些控制裝置。若沒有豁免提供的機會,即使有自動化技術,也無法推出大幅超越傳統(tǒng)汽車的車輛。
開發(fā)與當前法律相抵觸的新設計和配置時。豁免流程為設計和替代配置帶來所需要的靈活性。整車廠可以利用與傳統(tǒng)車輛相同的設計來開發(fā)AV,從而可避免這一步驟,但同時,這會扼殺創(chuàng)新,法規(guī)的障礙會延誤運輸行業(yè)的改革步伐。
美國各州:
美國的特點是,聯(lián)邦政府通過NHTSA承擔保證車輛安全的責任,而州政府則承擔保證車輛在公路上安全使用的責任。
2014年9月,政府實施了最初的一系列法規(guī),包括規(guī)定整車廠在加利福尼亞的道路上測試自動駕駛車(有駕駛員)的方法。加利福尼亞州的車輛管理局(DMV)于2018年4月開始批準 "無人駕駛" 及 "面向公共交通機構的應用" 的自動駕駛車輛測試申請。
部分法規(guī)強調了在測試 "無人駕駛" 及 "面向公共交通機構的應用" 時以下方面的必要性。
與遠程操作員的通信連接
顯示車輛所有人或操作員的信息,或是上報至執(zhí)法人員的流程
AV符合所有FMVSS及CVC Div.12(車輛配件相關的加利福尼亞州法規(guī)),或NHTSA批準了豁免
符合4或5級自動駕駛系統(tǒng)的標準
每年向DMV報告一次自動駕駛解除案例
不向普通乘客收取乘車費用或其他報酬(注:Waymo在亞利桑那州針對乘坐Waymo One收取費用,是一個例外)
目前有66家公司獲得了加州DMV的許可,但其中只有不到一半的公司在公路上開展了正式的AV測試。同時,加州AV測試項目一開始的規(guī)則將某些特定的車輛排除在測試或應用范圍之外。通過加州DMV自動駕駛(AV)測試項目,能夠以測試目的使用輕型配送車輛或載重卡車。只有1萬磅以下的Class 1和Class 2卡車(包括MPV、皮卡、多用途廂式車和集裝箱卡車)才能根據(jù)規(guī)定獲得測試和商業(yè)配送許可。
除了加州DMV允許在公路上測試AV外,加州公益事業(yè)委員會(PUC)還頒發(fā)許可證,允許向普通公眾提供公共交通工具。到目前為止,GM-Cruise Automation、Zoox、Waymo、Pony.ai、Aurora、AutoX獲得了該許可證。加州在AV公路測試方面制訂了最為進步和全面的法律。美國其他主要州在AV測試方面的立法情況可以瀏覽此前的VSI技術報告。
AV安全標準:AV安全等級驗證及驗證測試
國際標準在目前的法規(guī)框架中也起到了重要的作用。但是,目前能適用于汽車的框架范圍并未像今天的自動駕駛車輛引入的眾多先進技術那樣迅猛發(fā)展。
ADAS及自動駕駛系統(tǒng)的安全性等級的驗證及驗證測試還處于初期階段。國會議員、監(jiān)管部門、整車廠、保險公司、AV開發(fā)人員以及普通市民都認為,在批準公路無人駕駛之前應該先確認AV是否真的安全。截至目前,關于安全測試及驗證處理方法,尚未達成(總體上的)一致意見。
"法規(guī)" 是有關法律的實施或實施方法的詳細指示,也被稱為 "規(guī)則" 或 "行政法規(guī)"。法規(guī)在法律的強制力支持下,擁有強制執(zhí)行力。
而 "標準(基準)" 是通過提供產(chǎn)品,服務和系統(tǒng)的規(guī)格(指南或要求)來使事物發(fā)揮功能,如果持續(xù)使用,可確保質量,安全性和效率。它們可以采用參考文檔的形式,提供有關標準的詳情。
制定法規(guī)無需達成共識。標準和技術法規(guī)之間的差異在于合規(guī)性。符合標準是自愿的,而技術類法規(guī)本質上是強制性的。以下是近期制定的幾項AV安全標準:
IEEE基于英特爾的Responsibility-Sensitive Safety(RSS)框架制定了AV測試標準。IEEE標準2846的目的是為AV決策定義一個參數(shù)化的正式模型,由此行業(yè)和政府能夠達成統(tǒng)一的定義——安全地駕駛AV,兼顧安全性和實用性。該模型基于英特爾的RSS框架,適用于SAE標準3-5級AV的計劃和決策功能。
UL 4600不是規(guī)格 ,而是 "構建AV的安全案例" 的指南、或者是針對諸如ISO26262功能安全之類的開發(fā)流程規(guī)定的指南(想法)。到2020年第一季度,它將成為ANSI標準。
SAE 地面車輛標準 J3018_201909:該標準旨在測試在公路上的混合交通環(huán)境中運行的樣車自動駕駛系統(tǒng)。該標準對J3018_201503版進行了大幅修訂,吸取了在公路上測試自動駕駛樣車所積累的現(xiàn)場經(jīng)驗教訓。涵蓋3至5級自動駕駛系統(tǒng)構成的樣車條件下使用的車輛,但不包括生產(chǎn)級車輛,封閉線路測試,模擬測試,組件級別測試或需要駕駛員實時監(jiān)控車輛性能的1級或2級 "輔助駕駛" 測試。
AVSC(Automated Vehicle Safety Consortium):該集團致力于共同開發(fā)標準和最佳實踐,以測試和推廣面向未來的高度自動化汽車。AVSC是于2019年4月啟動的SAE Industry Technologies Consortia的項目之一。成員包括大眾、戴姆勒、福特、通用、本田、Lyft、豐田和優(yōu)步。
"Safety First for Automated Driving"(SaFAD)發(fā)布了一份157頁的 "白皮書" ,闡述了為開發(fā)安全AV的綜合工程原則。參與的11家公司分別是安波福、大陸、奧迪、寶馬、戴姆勒、FCA、大眾、英特爾、英飛凌、HERE和百度。這本 "白皮書"針對在AV開發(fā)的全過程中工程師應考慮的"設計上的安全性"規(guī)則和12項指導設計原則進行了說明?;谶@12項原則,考慮了"設計上的安全性"以及驗證和確認(V&V)流程的整體結構。除了支持12項原則的安全設計的兩根主心骨和V&V之外,附錄B還提出了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(DNN)安全開發(fā)的框架。對自動駕駛來說,安全第一可以說是關于AV安全性和開發(fā)的最具體,最全面的準則。它全面地考慮了現(xiàn)有的安全指南和法規(guī),諸如ASIL評級、ISO 26262、ISO 21448、預期功能安全(SOTIF)、NHTSA、州、聯(lián)邦和聯(lián)合國法律等評估。
總結
一般來說,法規(guī)總是落后于創(chuàng)新,這是因為技術變化的速度總是超過監(jiān)管部門的要求。但是,整車廠、供應商和AV技術巨頭正在建立合作伙伴關系,在測試和驗證兩方面建立標準和最佳實踐,并根據(jù)系統(tǒng)和車輛的安全程度給立法程序帶來影響。各國立法機構都有不同的風格、方法和動機,但他們的最終目標相同,都是為了使道路上行駛的汽車更安全。
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