状态：最终 印刷 版本 版次： 8 日期： 2019年 3月 8日 ERTRAC网联 和自动驾驶工作组 网联式自动驾驶技术路线图 鸣谢 作为欧洲 的 技术平台， ERTRAC汇集了来自 产业 、研究 机构 以及公共监管部门的专业人员。本次 路线图在 Armin Graeter（ 宝马 ）、 Mats Rosenquist（沃尔沃）、 Eckard Steiger（博世）以及 Manfred Harrer（ ASFINAG） 的指导下， 由 “网联 和自动驾驶 ”工作组完成编写。 ERTRAC上一版自动驾驶 路线图发布 于 2017年， 包括了相关 定义和 发展路线图 ，同时还 介绍 了一系列欧盟和国际 的研究项目 ，以及 自动驾驶研发所面临的 挑战。 此次 2019年版本对上述章节进行 了 全 面地 更新。此外， 鉴于网联化 概念重要性 的 日渐增长，此版本中还包含了 网联化及道路 基础设施相关内容。在编写过程中， 本 工作组 与 CEDR CAD开展合作 ， 获得额外信息。此全新版本还参考了欧盟委员会制定的 STRIA CAT路线图 。 以下欧洲项目为 本次路线图编制的 顺利完成给予了大力支持。 ARCADE FUTURE-RADAR 1. 范围和 目标 编制 ERTRAC技术路线图的主要目的是让人们了解 各相关方 对欧洲发展网联式自动驾驶技术的观点 。技术路线图 的第一部分 明确了自动驾驶 系统的定义 和分级 ，以及 实现 更高等级自动驾驶 功能 所面临的挑战 ，提出了三类 车型 的 技术 发展路线 图 。 在确定关键挑战后， ERTRAC呼吁欧洲 产业界 和研究 机构 能够 加强协作，以促进研发 工作 开展。同时，为 实现欧洲 协同发展，政府 监管部门的作用不可忽视 ，自动驾驶汽车的发展需要 满足政策和监管需求， 并且需要政府部门 提供 发展 支持。 关于网联 化 的说明： 本次路线图 并未包含交通 网联 的所有要素 ，本报告 只对 自动驾驶 相关的 网联 要素进行说明。 为什么选择网联式自动驾驶 ? 网联 式 自动驾驶被认为是 会 对人类 未来 出行和生活质量 产生 深远影响的关键技术和主要科技成就之一。 推动更高级别 自动驾驶 发展 的主要因素包括： 安全 性 ：减少人为错误引起的事故； 效率和环保 目的 ：通过实施新的城市出行解决方案，提高交通系统效率，减少交通拥堵造成的时间浪费。同时， 顺畅的交通有助于降低能耗和汽车排放 ； 舒适 性 ：自动驾驶系统运行期间， 乘客 可以 自由的 从事其他活动； 社会包容 性 ：确保所有群体都能正常出行，包括老年 人 和残障 人士 ； 便利性 ： 更加便捷地到达城市中心。 网联式自动驾驶将 在欧洲交通政策中 扮演重要角色，这是由于 网联 式 自动驾驶技术 有助于 欧洲多个目标 的实现 ，解决多个社会问题，比如道路安全、拥堵、二氧化碳 排放 、社会包容性等。 自动驾驶可以 有效提高交通系统的总体效率。交通安全对网联 式 自动驾驶的重要 性不言 而喻：要在一个复杂的交通环境中与所有 交通参与者 安全互动，特别是与弱势群体（ Vulnerable Road Users， VRU）和摩托车之间的安全互动。关于“安全道路交通”的更多信息，请见与本报告协同制定的新版 2019 ERTRAC“ Safe Road Transport”路线图。 此外，自动驾驶 技术 并不是独立 发展的 ，它与动力系统电 动 化、出行模式多元化，特别是共享出行 等其他重要道路交通 技术发展 并行不悖，甚至 能够 相互 融合 。网联 式 自动驾驶 路线图 能够为 ERTRAC交通系统长期愿景的实现起到 推动 作用。 长远目标是 到 2050年实现电 动 化、 智能 化和共享化。 2. 定义 2.1 自动 驾驶 等级 ERTRAC认可 SAE J3016中关于自动驾驶等级的定义。相关定义的修订版本于 2018年 6月正式生效，因此 ERTRAC采用的是其最新版本。具体内容可前往以下网址查看：saemobilus.sae/content/j3016_201806。 下图所示为上述定义的汇总 和基本 的展示 ， 对专业人员而言 ， 建议使用标准文本 。 等级 名称 描述性定义 动态驾驶任务（ DDT） DDT后备接管 运行设计域（ ODD） 持续的纵向和横向控制 对象和事件 监测 及响应（ OEDR） 驾驶员执行全部或部分的动态驾驶任务 0 无自动驾 驶 由驾驶员执行全部的动态驾驶任务，包括有主动安全系统的情况。 驾驶员 驾驶员 驾驶员 不适用 1 驾驶辅助 在特定的 ODD范围内， 自动 驾驶系统持续执行横向或纵向运动控制的 DDT 子任务（不同时执行横向和纵向运动控制），剩余的 DDT由驾驶员执行。 驾驶员和系统 驾驶员 驾驶员 受限 2 部分自动 驾驶 在特定的 ODD范围内， 自动 驾驶系统持续执行横向和纵向运动控制的 DDT 子任务，驾驶员执行 OEDR子任务和 监视驾驶自动 驾驶 系统 。 系统 驾驶员 驾驶员 受限 自动驾驶系统（“系统”）执行全部的动态驾驶任务（启动后） 系统 系统 接管后变为 驾驶员 受限 3 有条件 自动 驾驶 在特定的 ODD范围内，自动驾驶系统持续执行整个 DDT，当自动驾驶系统发出接管请求或 车辆其他系统出现影响 DDT性能的故障时 ， DDT后备接管用户需要正确响应 。 4 高度 自动驾驶 在特定的 ODD范围内，自动驾驶系统持续执行整个 DDT和 DDT后备接管，不需要用户接管 。 系统 系统 系统 受限 5 完全 自动驾驶 自动驾驶系统无条件地（没有特定的ODD 范围限制）持续执行整个 DDT 和DDT后备接管，不需要用户接管 。 系统 系统 系统 不受限 图 1： SAE道路车辆 自动驾驶 等级（ 2018年 6月 ， SAE版权所有）；术语：动态驾驶任务（ Dynamic Driving Task, DDT）、运行设计域（ Operational Design Domain, ODD）；对象和事件监测及响应（ Object and Event Detection and Response, OEDR）；自动驾驶系统（ Automated Driving system, ADS） 2.2 运行 设计域 根据 SAE定义， ODD是指“特定 自动 驾驶系统或系统中的特定功能正常运行所需满足的条件，包括但不限于环境条件、地理条件和 时间 限制条件，以及 /或者是否要求存在或不存在特定交通或道路特征”。（ SAEJ3016-201806）。 运行设计域（ Operational Design Domain, ODD）是关于自动驾驶系统运行环境的具体描述，包括但不限于道路类别、速度范围、环境条件（天气、白天 /夜间等）、现行交通法律法规以及其他限制条件。 ODD的范围可能会非常局限，比如， ODD可能限定在 温暖的白天，在 低速开放道路或封闭场地（如商业园区）中的特定路线上。 由于 ODD属性直接与自动驾驶系统的运行相关 ， ODD涉及除 0级（无自动驾驶）和 5级（完全驾驶）以外的 所有 自动驾驶等级 。 自动驾驶系统的 ODD 一般由自动驾驶系统制造商自行规定，但通过协作来确定ODD是理想的做法。欧洲 ITS平台工作组（ EU EIP Activity 4.2）对多个不同的用例进行了分析和评估。 典型的 ODD 差异化基于不同类别的道路：在公开道上 部署 高 等 级自动驾驶系统前，某些道路或区域更适合自动驾驶系统 部署 。 限定区域 ： 通行受管制的限定区域 ，比如 交通场站 、机场 和港口； 专用道路 /车道： 允许特定 级别 自动 驾驶 车辆 驶入的专用道路， 比如 ， 停车区和专用车道； 公开道路： 指本地道路、区域道路及高速公路上的单车道或多车道复杂混合交通，任何等级的自动驾驶车辆都可使用。在选择自动驾驶等级时，应充分考虑本地和本国，乃至整个欧洲与全球的具体政策法规要求。 2.3 车辆和基础设施 互联互通 长期愿景 道路基础设施可以通过物理和数字元素为自动驾驶汽车提供支持和引导。基于数字化基础设施支撑的网联式协同自动驾驶（ Infrastructure Support levels for Automated Driving, ISAD）可以为自动驾驶汽车发送不同路段的信息。下文将会介绍从 分散式 网联到协作引导的多种底层信息交互类型。目前已经启动了多项研究工作，目的是开发新的基础设施要素及新的交通管理策略，为紧急情况下自动驾驶车辆提供支持。为评估和测试新的基础设施相关概念，目前已经部署了多个自动驾驶测试场地，本报告 将 对西班牙和奥地利测试场地的最新状态进行说明。此外，基础设施数据可与汽车安全完整性 (SIL)等级保持一致。 OEM应与基础设施建设方展开合作，对用户驾驶和出行方式进行深入研究，这样做可以为 CAV（ Connected Automated Vehicle）的感知决策提供更多信息。 需要解决 车辆对基础设施 的 要求 问题 ，对基础设施进行分类是 解决上述 问题的基础， ISAD项目针对这一问题提供了一套 标准。 同时，尚 需 OEM、汽车 产业 和道路运营商之间达成共识。 2.3.1 ISAD 自动 驾驶 车辆的环境感知能力受车载传感器 感知 范围 、感知 能力的限制。道路基础设施运营商已经部署了大量的 交通 和环境传感器，并且能够提供自动 驾驶 车辆 所需 信息。为对道路基础设施支持和引导自动 驾驶汽车 的能力进行 分类并在业内达成共识 ，在欧盟研究项目 INFRAMIX1的研究工作基础上， 我们给出了一个类似于 SAE针对自动驾驶能力等级的简单分类方法 。该项目 将对 道路基础设施进行 升级改造 ，以 便 满足过渡时期的需求， 可支持 传统车辆和 自动驾驶汽车混行。该项目的主要目标是 对道路基础设施的 物理 和数1 inframix.eu 字元素进行设计、更新、调整和测试，确保交通的连续性、可预测性、安全性及 高效性 。 INFRAMIX主要针对 高速 公路，因为 高速 公路是混合交通的主要载体，但其关键研究结果可以轻易地应用到 一般 城市道路上 。 INFRAMIX 中 我们支持制定的等级 分类 被称为 ISAD。 这个分级也可用于交通网络 各个部分 ， 为自动 驾驶车辆及其运营商提供道路网络的相关引导信息 ，迎接即将来 临的 道路交通 自动化时代。 等级 名称 描述 数字化地图和静态道路标识信息 VMS、预警、事故、天气信息 局部区域 交通状况信息 引导行驶 速度 、车辆间距、 车道 选择 数字化基础设施 A 协同驾驶 基于车辆 的实 时 行驶 状态 信息，基础设施能够引导自动驾驶 车辆（ 队列行驶车辆 或 单一 车辆 ） 行驶 ，从而使得 整体交通流 达到最优 。 B 协同感知 基础设施能够获取 局部 区域 交通状况信息并实时向自动驾驶车辆传输。 C 动态数字化 信息交互 所有静态和动态基础设施信息均以数字化形式提供给自动驾驶车辆 。 传统基础设施 D 静态数字化 信息交互 /地图支持 可提供数字化地图数据和静态道路标志信息。 地图数据可以通过物理参考点（ 如 地标）来补充。交通灯 、临时 道路 施工 和 VMS（ 动态 信息标识）仍 需要由 自动驾驶车辆 识别。 E 传统基础设施 （ 不支持自动驾驶 ） 传统基础设施不能提供数字化信息， 需要 自动驾驶车辆本身来 识别道路几何形状和 交通 标志。 图 2： ISAD ISAD 针对的是 特定 道路或高速公路 路段 ，而不是整个道路网络。这也正好体现了基础设施部署的常规做法：即交通控制系统（传感器和 VMS）等经常 布置 在交通流量 容易 达到上限 （例如大城市区域） 的 路段 ，而其他 路段 很少出现交通被中断的情况 ，因而 一般不需要安装这类交通控制系统。从 E到 A， 道路基础设施对自动驾驶的 支持逐渐 加强 。 以下 范例（ 如 图 3） 演示了 ISAD 如何发挥作用，不同路段上基础设施等级不同，对自动驾驶的支持和引导也会不同 。 图 3： ISAD范例 2.4 自动驾驶 的 法规 和标准框架 车辆的运行主要遵守两项主要 法规 ：认证 法规 和交通 法规 。 ODD和 ISAD这两个新的概念应该遵守上述两个 法规 中的限制条件。当下 监管和标准框架中存在 对自动 驾驶汽车发展的 限制 ， 也应当根据将来的交通状况进行适当的 调整 ，以满足更高等级的 自动驾驶 和混合交通的需求。 此外，还应 通过 开展更多的研究工作 、协同通信与 汽车行业 发展，开展 跨国试点项目 ，调整欧盟 成员国道路交通 规则等来达成共识 。如果各方不采取合作行动，加快全欧洲范围内法律 法规 的 协调 ，允许在公共道路上测试和使用 自动驾驶 车辆， CAD的部署就会遭到严重阻碍。监管问题解决后，公众才 能 开始接受和使用 自动驾驶汽车 ，这样一来， 欧盟国家 在自动驾驶领域的市场 渗透率 和竞争优势 才 有望得到提升 。 交通 法规规定了 车辆在道路上行使时必须遵守的 各项 限制条件，包括行驶速度，车身宽度、高度和重量等车辆特征以及 变道 、左转 /右转、超车等。任何 自动驾驶 等级的车辆都必须遵守交通规则， 交通法规的实施与自动化水平无关， 因此交通法规 可以 作为 ODD评估 的 重要 依据 。 就 ISAD E级 而言，交通规则 主要体现 在道路两旁、上方或附近设置 的 “道路 标识 ” 上 ，包括路面 标记 。车辆通过传感器（如摄 像头）探测交通规则，但车辆对交通规则的 识别 概率在复杂环境下（比如恶劣天气 ，城市 环境中众多交通标识林立 等 ）会大大降低，因此当前的交通规则也构成了 ISAD的重要组成部分。 在未来的 L5 级自动驾驶情景中由于不依赖于传统视觉 技术 ， 因此可适用更多的动态交通规则 ， 比如可根据特定条件下特定的车辆标准来 采用 某些规则 。这样一来，交通规则将有望成为 ISAD强制要求的要素之一。 城市区域 A级 B级 C级 D级 E级 图 4： 自动驾驶汽车 的监管和标准框架 ODD 和 ISAD 的具体设计需要汽车行业与基础设施相关部门协同发展 。 ISAD能够为 ODD 定义提供重要元素，比如数字基础设施（如电子交通规则的可用性）以及 物理 基础设施（如路面 标记 质量或道路工程中的标准化道路布局）。 ISAD接口应根据 ODD要求进行标准化处理。 2.5 网联 化 对基础设施与车辆交互的必要性 为实现更高等级的自动 驾驶 ， 网联 是保障所有参与方之间 互联互通 的关键因素。为 加快 CAD产业化 发展，每位参与者都应该清楚了解自身在 网联系统 中 的定位， 与其他利益 相关方 之间的相对位置 ， 这里所说的相对位置包括地理位置和数字位置。因此，参与其中的利益 相关方 应进一步细化对 网联化 的理解， 推动网联化 发展。 目前已经开发出来的通信协议和服务能够通过短程通信将所有参与方 连接 起来。 如需 进一步 加强 参与方之间的 互联互通 ，也可以选择混合子协议 ， 可通过兼容且支持互操作 的 不同的 途径 发送相同的内容。 图 5描述了 国家道路管理部门 （ National Road Authorities， NRA）中的 数据 交互模式。 认证框架 ISAD ODD 交通监管框架 图 5： NRA数据 交互 中的利益 相关方 可采用多通道通信，使用常规标准系统构架和消息格式对现有的 ITS服务进行升级，进一步增强上述功能。在此过程中 ， 需要将 C-ITS数据结构 向 现有标准（如 DATEX II） 进行标准化的映射转化 ， 以确保二者之间的互操作性。这样做 有助于 进一步增强 网联性能 。 5G网络的出现将会是未来网联变革的一个重要因素。 5G技术要比现在的 3G/4G网络强大得多。目前，移动网络主要被 简单的 用作移动互联网接入。移动 终端 （车辆和智能手机等）都拥有上述服务的点到点连接功能。虽然上面提到的混合通信构架实际上能够通过消息代理 实现 地理寻址功能，但 底层 通信技术仍然 是基于点到点 的 通信。 5G技术具有更加复杂的构架特征，比如移动边缘计算，以及前所未有的 高 带宽和 低时延 特征，因此可能彻底改变这一现状。这样一来，我们就可以在将来实现 当前 无法想象的 网联 模式。 国家接入点 NAP （ National Access Points） 方案 1：元数据和数据均通过国家接入点 TCC 网联 ITS服务 方案 2：仅元数据通过国家接入点 其他 ITS服务 （混合） C-ITS 3. 发展路线 ERTRAC的利益 相关方 有一个 共识 ，那就是在接下来的十年间， 自动驾驶 等级会出现阶梯式上升。下图所示为不同 自动驾驶 等级的主要发展路线。 由欧盟出资的主要合作项目目前正在着力研究 自动驾驶 的前几个等级，同时正在组织相关的测试，为 网联式自动驾驶技术 在欧洲 的 全面推行打下基础：乘用车自动 驾驶 L3Pilot 2项目、多品牌卡车编队 ENSEMBLE 3项目。 上述项目的快速发展得益于之前版本的 ERTRAC路线图， 这一版本 路线图 将重点放在 L4级自动驾驶上 。 下图所示为 发展路线达到 TRL 7-9级的时间表 ，路线图主要从技术成熟度角度进行分析 。 本次路线图 中使用的是 Horizon 2020项目中使用的 TRL等级定义： 4 TRL 7-在运行环境中进行系统原型演示； TRL 8-系统已经完成且通过验证； TRL 9-真实系统已在运行环境中经过验证 。 2 l3pilot.eu 3 platooningensemble.eu 4 ec.europa.eu/research/participants/data/ref/h2020/wp/2014_2015/annexes/h2020-wp1415-annex-g-trl_en.pdf 自动 驾驶 水平 已 实现 5级： 完全 自动驾驶 4级： 高度自动 驾驶 3级： 有条件自动驾驶 2级： 部分自动 驾驶 1级： 驾驶 员 辅助 0级： 无驾驶自动化 ，需要人来操作 完全自 自动驾驶 自动驾驶 (Auto Pilot) 有条件 自动驾驶 (Chauffeur) 驾驶辅助 高级 驾驶辅助系统（ ADAS） 需要通过主动安全来提醒或支持