智能网联汽车模拟仿真测试（上） ——企业模拟仿真测试能力建设

 

 

引言

  Forward

 

随着汽车智能化、网联化以及自动驾驶技术的迭代更新，面向传统汽车的测试工具与测试评估方法已不能满足自动驾驶车辆测试验证的需要。目前，基于场景的智能网联汽车“三支柱”安全测试评估方法[1]已成为广泛的行业共识，模拟仿真测试是其重要手段之一，其在测试效率、测试成本等方面具有巨大的技术优势，能够有效支撑智能网联汽车的安全性评估，推动自动驾驶技术发展和产业落地[2][3]。

 

联合国世界车辆法规协调william hill官网 （WP.29）自动驾驶验证方法非正式工作组提出一种包含场景目录、模拟仿真测试、封闭场地测试、实际道路测试、审核评估和在用监测等5类技术手段的《自动驾驶新型测评方法（NATM）》[4]。2022年8月，欧盟发布自动驾驶车辆型式认证法规REGULATION (EU)2022/1426[5]，法规提出必须对自动驾驶系统（ADS）进行合规性评估，评估可通过模拟仿真测试、封闭场地测试和实际道路测试开展。此外，法规还规定了使用模拟仿真测试开展合规性评估时模拟仿真测试工具链的可信度评估原则。

 

国内也在持续推进智能网联汽车准入管理和模拟仿真测试相关研究。2022年11月，工业和信息化部会同公安部联合发布《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知（征求意见稿）》（以下简称“《通知》”），《通知》中要求智能网联汽车生产企业应具备满足模拟仿真测试条件的设计验证能力，并基于此能力，能够针对智能网联汽车产品开展模拟仿真测试，出具产品模拟仿真测试报告。其中，企业模拟仿真测试设计验证能力包括：

 

• 建立专门的模拟仿真测试机构，配备相应的模拟仿真测试人员；

   

• 建立模拟仿真测试工作流程，包括参与部门及职责，模拟仿真测试输入输出物管理，评审、验证、确认等内容；

   

• 理解和掌握模拟仿真测试相关的技术；

   

• 具备模拟仿真测试验证相关的工具和设备；
• 具备针对自动驾驶功能产品的模拟仿真测试验证能力。

     

 

本系列文章将分上、下两篇，分别阐释赛目科技提出的企业模拟仿真测试体系能力建设和如何开展智能网联汽车产品模拟仿真测试两个核心问题。

 

企业模拟仿真测试能力建设

   

 

为了满足政策法规要求和规范指导企业日常模拟仿真测试工作的开展，本文重点论述智能网联汽车生产企业如何建设健全、完善的模拟仿真测试企业能力，提出建立模拟仿真测试管理办法、建立模拟仿真测试工作流程、建立仿真测试企业标准体系，以及具备相应的仿真测试工具链四个关键路径。

 

关键路径1

建立模拟仿真测试管理办法

 

为规范企业智能网联汽车模拟仿真测试管理工作，智能网联汽车生产企业应制定模拟仿真测试相关的管理办法，明确模拟仿真测试团队各阶段的测试任务、测试要求和测试交付文件，并且对于测试团队的组织架构、职能及成员职责进行必要的说明，保证模拟仿真测试过程的阶段清晰、要求明确、任务具体，对智能网联汽车生产企业测试工作的正常开展起到规范的指导作用。企业模拟仿真测试相关的管理办法内容可参考表1进行编写。

表1 企业模拟仿真测试管理办法内容

文件名称	内容说明
模拟仿真测试管理办法	1、明确智能网联汽车生产企业模拟仿真测试团队组织架构、主要负责人，以及各岗位职责
	2、规范模拟仿真测试的工作流程，如：测试前准备，测试实施，测试结果分析和评价等
	3、明确模拟仿真测试工具链中软/硬件（如Sim Pro、测试管理系统、测试机柜等）的权限管理制度和安全操作规程等
	4、明确模拟仿真测试数据管理制度，包括仿真数据的存储方案、备份方案、防篡改机制等

 

制定模拟仿真测试管理办法时，企业可参考的国内外法规/标准如下：

• UN ECE WP.29 2022/57 Proposal for a second iteration of the New Assessment/Test Method for Automated Driving-Master Document；

   

• REGULATION (EU)2022/1426；

   

• R155、R156、R157；

   

• ISO 34502 《Road vehicles — Test scenarios for automated driving systems - Scenario based safety evaluation framework》；

   

• GB/T《智能网联汽车 自动驾驶功能仿真试验方法及要求》（草案）；

   

• GB/T《智能网联汽车 自动驾驶系统设计运行条件》（征求意见稿）；

   

• GB 5768《道路交通标志与标线》等。

   

 

关键路径2

建立模拟仿真测试工作流程

 

为规范智能网联汽车生产企业的产品模拟仿真测试的工作步骤，企业应制定模拟仿真测试工作流程，主要包括测试准备、测试实施和测试评价三个阶段，目标是指导仿真测试人员快速、标准化地开展产品模拟仿真测试工作。同时，为方便测试人员高效地完成各阶段工作，企业可制定相应阶段内容的模版文件。

（1）测试准备阶段测试准备阶段内容包括确定在环测试方式，获得测试用例集，明确测试人员和测试排期，准备模拟仿真测试工具链（包括仿真测试工具和仿真模型），搭建仿真测试环境，开发和调试模拟仿真测试接口（如适用）等。企业可基于以上内容编制相应模版文件，例如模拟仿真测试场景集模版、模拟仿真测试用例集模版、模拟仿真测试方案模版、仿真测试接口文档模版等。此外，在本阶段，企业可开展仿真测试可信度评估相关内容，证明企业使用的模拟仿真测试工具满足置信度要求，车辆动力学模型、传感器模型等仿真模型满足可信度要求，以及通过与实车测试结果对比等手段验证了模拟仿真测试的可信度。相应的，企业可制定模拟仿真测试可信度评估报告模版。（2）测试实施阶段在模拟仿真测试准备阶段结束后，测试人员执行产品的模拟仿真测试。测试流程如图1所示。

 

图1 模拟仿真测试工作流程

 

（3）测试评价阶段

测试评价是模拟仿真测试的重要环节之一，可以为产品功能的迭代和优化提供相关建议。基于场景的模拟仿真测试评价共分为两种，一种是通过单一仿真测试场景，对试验车辆的安全性、合规性、舒适性和智能性等方面进行评估；另一种是从统计学角度，对测试场景覆盖度等影响产品测试验证的重要因素进行科学、有效地评价。其中，

• 为了比较不同验证策略和方法的结果，分析产品与智能网联汽车准入相关技术要求的差距，在满足政策、标准要求之外，可自定义设置一些关键性评估指标；
• 能够科学、正确地分析测试过程中生成的测试数据，有效地支撑测试和评价；
• 能够合理的存储测试数据，确保模拟仿真测试结果的可追溯；
• 能够组织和协调仿真专家团队，对测试结果进行专业的评审和确认；
• 可编制模拟仿真测试报告模版、模拟仿真测试数据说明文件模版、模拟仿真测试评审表模版、等模版文件，指导测试人员完成仿真测试结果的总结、评审、验证和确认工作。

 

企业模拟仿真测试工作流程和相关模版文件内容可参考表2进行编写。

表2 企业模拟仿真测试工作流程

序号	文件名称	内容说明
1	模拟仿真测试工作流程	包括测试准备、测试实施和测试评价三个阶段
2	模拟仿真测试场景集模版	记录模拟仿真测试逻辑场景，并说明参数取值范围以及参数泛化的方式
3	模拟仿真测试用例集模版	记录模拟仿真测试具体场景，说明具体场景中的参数取值
4	模拟仿真测试方案模版	1、明确在环测试方式     2、仿真测试工具（包含软/硬件）说明     3、仿真模型及模型参数设置     4、测试人员及测试排期     5. 测试场景搭建说明     6、测试工作流程说明     7、测试数据分析、存储说明等
5	仿真测试接口文档模版	包括接口数据格式、数据字段定义、单位、取值范围等信息
6	模拟仿真测试可信度评估报告模版	1、模拟仿真测试工具置信度评估     2、车辆动力学模型、传感器模型等仿真模型的可信度评估     3、基于场景的模拟仿真测试与实车测试结果对比等方式的模拟仿真测试的可信度评估
7	模拟仿真测试报告模版	模拟仿真测试时间、测试地点、测试人员、测试环境、测试内容/项、是否通过测试等内容
8	模拟仿真测试数据说明文件模版	1、说明模拟仿真测试产生的测试数据的存储地点和方式     2、用于模拟仿真测试可信度评估的数据的存储地点和方式
9	模拟仿真测试评审表模版	包括评审时间、评审地点、评审人员、评审内容、是否通过评审等内容

 

关键路径3

建立仿真测试企业标准体系

 

基于上述仿真测试工作流程，针对流程中的关键节点，智能网联汽车生产企业应建立健全的、以技术标准为主体、包括管理标准和流程标准的企业标准体系，进一步指导测试人员开展模拟仿真测试工作，实现产品模拟仿真测试关键技术、流程节点的标准化。企业标准体系具体包含内容可参考表3所示。

表3 企业标准体系建设

序号	文件名称	内容说明
1	在环仿真测试系列管理标准	包括不同在环测试方式的管理，包括测试团队、测试任务、测试要求和测试交付文件等
2	仿真测试场景集搭建系列技术标准	1、明确静态场景的搭建标准，如道路标志标线、道路横纵断面设计、道路类型等，可参考相关国内外标准，如Open Drive，GB/T《智能网联汽车 自动驾驶系统设计运行条件》（征求意见稿）等2、明确动态场景搭建标准，如试验车辆动作、交通流特征、天气环境、道路交通参与者动作、信号灯周期与相位定义等，可参考相关国内外标准，如Open Scenario，GB/T《智能网联汽车 自动驾驶系统设计运行条件》（征求意见稿）等
3	仿真模型搭建系列技术标准	1、明确车辆动力学仿真模型设置的参数以及各参数取值 2、明确传感器仿真模型设置的参数以及各参数取值
4	仿真测试工具配置系列技术标准	说明不同在环仿真测试方式的仿真测试工具配置要求和配置方法等
5	仿真测试接口系列技术标准	说明不同在环仿真测试方式的接口开发规范，以及数据传输链路
6	仿真测试评价系列技术标准	说明不同在环仿真测试方式的仿真测试评价要求和评价方法等
7	在环仿真测试系列流程标准	说明不同在环仿真测试方式的规范/流程，包括测试准备、测试实施和测试评价等
8	仿真测试可信度评估系列流程标准	说明仿真测试可信度评估流程，以及可信度评估结果的评价指标，包括： 1、模拟仿真测试工具置信度评估流程 2、车辆动力学模型、传感器模型等仿真模型的可信度评估流程3、基于场景的模拟仿真测试与实车测试结果对比等方式的模拟仿真测试的可信度评估流程

 

关键路径4

具备仿真测试工具链

 

随着自动驾驶测试和验证技术的提高，以及自动驾驶功能测试场景的数量和复杂程度增加，对仿真测试工具链提出了更高的要求。智能网联汽车生产企业应建立高置信度、高可靠性的模拟仿真测试工具链（包括仿真测试工具和仿真模型），保证测试结果准确且可重复。 此外，由于自动驾驶系统需要海量的测试场景和数据来保证其功能的完善，智能网联汽车生产企业应支持和建设数据闭环，发挥数据价值和提高数据链路循环的速度，保证对场景数据的高效收集和利用，加速自动驾驶技术迭代。 赛目科技自研模拟仿真测试验证评价工具链全景如下图2所示，包含场景模块、仿真引擎及评价模块等，工具链集静/动态场景仿真、车辆动力学仿真、传感器仿真等为一体，支持算法快速接入和场景快速搭建，支持MIL/SIL/HIL一体化，支持数据闭环，能够对自动驾驶感知、决策、控制等算法进行全栈测试和验证。

 

图2  赛目科技仿真测试验证评价工具链全景

 

本文是《智能网联汽车模拟仿真测试》系列的上篇，基于赛目科技的实践经验和研究成果，主要讲述了如何搭建健全、规范的企业模拟仿真测试体系能力，提出了建立模拟仿真测试管理办法、建立模拟仿真测试工作流程、建立仿真测试企业标准体系，以及具备相应的仿真测试工具链四个关键路径。

 

下一期《智能网联汽车模拟仿真测试》下篇将着重介绍基于企业健全的模拟仿真测试体系能力，如何具体开展智能网联汽车产品的模拟仿真测试，敬请期待。

 

   

参考文献

 

[1] 刘法旺, 曹建永, 张志强等. 基于场景的智能网联汽车“三支柱”安全测试评估方法研究[J]. 汽车工程学报, 2022,12(5).

[2] 刘法旺,何丰,周时莹等.基于场景的智能网联汽车模拟仿真测试评估方法与实践[J].汽车工程学报,2023,13(02):135-145.

[3] 朱冰, 张培兴, 赵健等. 基于场景的自动驾驶汽车虚拟测试研究进展[J]. 中国公路学报, 2019,32(06)10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.06.001.

[4] Working Party on Automated/Autonomous and Connected Vehicles. Proposal for a second iteration of the New Assessment/Test Method for Automated Driving - Master Document［Informal Document］［Z］. United Nations：Working Party on Automated/Autonomous and Connected Vehicles，2022.

[5] REGULATION (EU)2022/1426.

 

   

 

扫描二维码

关注赛目科技

 

专注智能网联汽车

 

测试丨验证丨评价研究

 

作者：前瞻事业部-白智敏