趙祥模教授團隊：高等級自動駕駛測試評價理論與方法

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、網(wǎng)絡通信、智能傳感等信息技術(shù)的快速發(fā)展，自動駕駛技術(shù)取得了顯著進步。自動駕駛汽車基于高性能的傳感部件、計算平臺和執(zhí)行機構(gòu)，通過人 -車-路-環(huán)境間的實時信息交互與共享，將環(huán)境感知、決策規(guī)劃和控制執(zhí)行三大核心功能深度融合，以實現(xiàn)安全、高效和舒適駕駛，最終成為模擬人甚至超越人類的新一代汽車。近年來，隨著自動化等級向L3 級及以上演進，高等級自動駕駛汽車的認知決策主體逐漸由人向車輛轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)需要自主處理的真實交通場景的復雜度呈指數(shù)級增加。面向傳統(tǒng)汽車和駕駛輔助系統(tǒng)的測試評價理論和方法已無法適應高等級自動駕駛對安全性、可靠性及魯棒性的嚴格要求。因此，構(gòu)建科學完備的測試評價理論和方法，成為推動高等級自動駕駛技術(shù)進步的重要基礎(chǔ)和核心保障，對加速自動駕駛技術(shù)研發(fā)迭代、健全技術(shù)標準和法律法規(guī)、推進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。

自動駕駛汽車典型架構(gòu)圖

為了加快高等級自動駕駛汽車的產(chǎn)業(yè)化落地進程，各國政府、產(chǎn)業(yè)界、學術(shù)界通過政策驅(qū)動—技術(shù)創(chuàng)新—標準建設(shè)等協(xié)同機制，系統(tǒng)性地推進自動駕駛技術(shù)迭代更新與測試規(guī)范升級。美國政府連續(xù)發(fā)布了《自動駕駛》1.0～4.0 等系列政策文件，確立多主體合作機制和測試監(jiān)管規(guī)則，凝聚“政產(chǎn)學研用”，合力推動自動駕駛汽車產(chǎn)業(yè)有序健康發(fā)展。歐盟以德國為代表，率先開展自動駕駛測試法規(guī)制定，通過法律身份認定與責任界定，為道路測試提供制度保障。日本采用漸進式立法策略，構(gòu)建涵蓋測試許可、數(shù)據(jù)監(jiān)管、事故處理等全流程法規(guī)體系，形成技術(shù)研發(fā)—測試驗證—商業(yè)化應用的螺旋式發(fā)展路徑。我國將自動駕駛汽車納入“十四五”規(guī)劃制造業(yè)核心競爭力提升工程，構(gòu)建政策引導和標準支撐的雙輪驅(qū)動模式。國家多個部委辦局聯(lián)合發(fā)布的《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，將測試評價技術(shù)體系列為技術(shù)創(chuàng)新核心任務。《關(guān)于開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車“車路云一體化”應用試點工作的通知》也明確提出，要提升智能網(wǎng)聯(lián)汽車的模擬仿真、封閉場地、實際道路等測試驗證能力。

基于金字塔模型的自動駕駛測試評價體系

在科研攻關(guān)層面，國際學術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界協(xié)同推進關(guān)鍵技術(shù)突破，德國PEGASUS 項目聚焦安全驗證方法，歐盟ENABLE-S3 項目探索群體智能測試框架，歐盟StreetWise 項目構(gòu)建城市復雜場景庫，美國Waymo 研究復雜天氣測試技術(shù)，我國科技部“自動駕駛仿真及數(shù)字孿生測試評價工具鏈”國家重點研發(fā)計劃項目聚焦于攻克場景庫構(gòu)建、加速測試理論、測試評價工具鏈、安全性能認證等關(guān)鍵技術(shù)。國際標準化組織構(gòu)建了相關(guān)技術(shù)標準體系，已形成涵蓋道路車輛功能安全(ISO 26262)、道路車輛預期功能安全(ISO 21448)、道路車輛自動駕駛系統(tǒng)測試場景：統(tǒng)一術(shù)語(ISO 34501)、道路車輛自動駕駛系統(tǒng)測試場景：基于場景的安全評估框架(ISO 34502)、道路車輛自動駕駛系統(tǒng)測試場景：運行設(shè)計域(ISO 34503)、道路車輛自動駕駛系統(tǒng)測試場景：場景分類(ISO 34504)、道路車輛自動駕駛系統(tǒng)測試場景：場景評價與測試用例生成(ISO 34505)等技術(shù)標準簇，為自動駕駛測試提供規(guī)范化方法論支撐。

Pioneer系統(tǒng)虛實融合交互測試場景

面向自動駕駛測試的高測試效率、高覆蓋度測試場景、高可信測試評價等多維度需求，趙祥模團隊提出一種車-云-場一體化自動駕駛虛實融合測試系統(tǒng)(即Pioneer 系統(tǒng))，該系統(tǒng)通過在云端構(gòu)建真實測試場地的數(shù)字孿生平臺。Pioneer 系統(tǒng)構(gòu)建了40 個場地的孿生虛實融合測試場景，生成了400 多項測試用例，構(gòu)成虛實融合測試場景庫，并加載至分布式加速測試云平臺。根據(jù)測試需求，在場景庫中調(diào)取相關(guān)測試場景，并根據(jù)場地拓撲條件進行場景自適應部署，形成測試場景鏈，實現(xiàn)車-云-場相互協(xié)同的自動駕駛虛實融合連續(xù)測試。

測試評估系統(tǒng)界面

高等級自動駕駛汽車測試評價研究正呈現(xiàn)全球化縱深發(fā)展態(tài)勢，部分核心技術(shù)領(lǐng)域已取得階段性突破與創(chuàng)新進展。但是，從系統(tǒng)性研究角度來看，該研究的整體理論和方法體系仍處于起步和探索階段，尚未形成統(tǒng)一范式。特別是自動駕駛測試的長尾場景問題和百億公里測試難題兩大技術(shù)瓶頸亟須攻克，以保證人民生命財產(chǎn)安全和公眾對自動駕駛技術(shù)的信任。鑒于此，《高等級自動駕駛測試評價理論與方法》作者團隊長期致力于高等級自動駕駛測試評價的理論與實踐創(chuàng)新，聚焦三大核心攻關(guān)方向：自動駕駛高效測試評價體系、高覆蓋度靶向測試場景庫、自動駕駛虛實融合可信測試評價工具鏈，以測促研，推動自動駕駛技術(shù)迭代和跨越式發(fā)展。

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高等級自動駕駛測試評價理論與方法

趙祥模 等 著

北京 :科學出版社, 2026. 2

ISBN 978-7-03-082156-0

《高等級自動駕駛測試評價理論與方法》主要圍繞高等級自動駕駛測試評價領(lǐng)域的關(guān)鍵科學問題，開展理論研究與核心技術(shù)突破，基于多個國家級、省部級科研項目的實踐研究撰寫而成，是作者科研團隊多年來在自動駕駛測試評價領(lǐng)域的科技成果凝練。全書共10章，內(nèi)容安排如下：第1章介紹自動駕駛汽車及其測試評價技術(shù)發(fā)展，第2章介紹自動駕駛測試評價體系，第3章介紹自動駕駛測試場景生成方法，第4章闡述自動駕駛虛擬仿真測試，第5章介紹自動駕駛整車在環(huán)測試，第6章描述自動駕駛封閉場地測試，第7章介紹自動駕駛開放道路測試，第8 章闡述自動駕駛虛實融合測試，第9章介紹自動駕駛性能評價方法，第10章論述自動駕駛測試評價技術(shù)展望。

本書具有如下特點。

▋1. 以行業(yè)核心需求為牽引，明晰自動駕駛測試關(guān)鍵技術(shù)攻堅方向。

多年來，作者團隊與北京萬集科技股份有限公司、北京百度網(wǎng)訊科技有限公司、騰訊云計算(北京)有限公司、上海國際汽車城、東風汽車集團有限公司和公安部交通管理科學研究所等國內(nèi)自動駕駛測試領(lǐng)域的優(yōu)勢單位開展科研聯(lián)合攻關(guān)，深度剖析行業(yè)在自動駕駛測試評價領(lǐng)域的核心需求，挖掘自動駕駛測試評價領(lǐng)域存在的技術(shù)難點，確定自動駕駛高效測試評價體系創(chuàng)建、高覆蓋度靶向測試場景庫構(gòu)建、自動駕駛虛實融合可信測試評價工具鏈研制三大關(guān)鍵技術(shù)攻堅方向。經(jīng)過十余年的系統(tǒng)性深入研究，梳理團隊在本領(lǐng)域的研究成果，形成本書在高等級自動駕駛測試評價理論與方法方面的具體工作。

▋2. 以共性科學問題為導向，提出自動駕駛高效可信測試評價體系。

現(xiàn)有自動駕駛測試領(lǐng)域的三大難題(百億公里測試難題、場景稀有度難題、場景維度難題)成為自動駕駛落地應用的“卡脖子”問題，亟待構(gòu)建自動駕駛可信測試評價體系，為自動駕駛發(fā)展提供頂層架構(gòu)。本書通過構(gòu)建基于金字塔模型的自動駕駛測試評價體系，以場景為基礎(chǔ)，從虛擬仿真測試、整車在環(huán)測試、封閉場地測試、開放道路測試、虛實融合測試和自動駕駛性能評價等多個方面介紹高等級自動駕駛測試的方法論，以場景覆蓋度、復雜度、可靠性和認知能力等多個維度客觀綜合評價高等級自動駕駛的性能。

▋3. 以多學科交叉融合為手段，深度解析自動駕駛測試評價關(guān)鍵技術(shù)。

高等級自動駕駛測試評價是集交通運輸、車輛工程、計算機、人工智能等多個學科融合的前沿技術(shù)。其中，交通運輸?shù)於y試環(huán)境與背景，車輛工程提供整車動力學基礎(chǔ)，計算機學科提供數(shù)據(jù)與模型支撐，人工智能實現(xiàn)進化與迭代方向，共同推動自動駕駛技術(shù)向全場景適應的高等級階段演進。本書團隊成員具有計算機、交通運輸、車輛工程、人工智能、電子信息等相關(guān)多學科研究背景，特別是在交通事件動態(tài)加速加載、車輛動力學與傳感器高保真建模、場景自動生成、綜合性能評價等方面有深厚的技術(shù)積累，使得本書從多元化視角深度解析高等級自動駕駛測試評價技術(shù)。

本書得到了國家重點研發(fā)計劃項目(2021YFB2501200、2019YFB1600100)、國家自然科學基金人工智能賦能工程科學前沿基礎(chǔ)研究專項基金(52441205)、國家自然科學基金面上項目(52472446)、陜西省留學人員科技活動擇優(yōu)資助項目(2023001)、中央高校基本科研業(yè)務費專項經(jīng)費資助項目(300102245104)與“車聯(lián)網(wǎng)”教育部-中國移動聯(lián)合實驗室的資助與支持。

本文摘編自《高等級自動駕駛測試評價理論與方法》（趙祥模等著. 北京 :科學出版社, 2026. 2）一書“前言”“第1 章 緒論”，有刪減修改，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-082156-0

責任編輯：郭 媛 孫伯元

本書可作為高等院校交通運輸工程、車輛工程、計算機科學與技術(shù)、人工智能、自動化等專業(yè)研究生和高年級本科生的學習用書，同時可為智能交通、自動駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的科研工作者、工程技術(shù)人員和管理人員提供參考。

（本文編輯：劉四旦）

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