自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行封閉場景仿真測試評價指標(biāo)與方法

ICS

CCSR

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CHTSXXXXX-20XX

自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行封閉場景仿真

測試評價指標(biāo)與方法

Evaluationindexandmethodofsimulationtestsforclosedscenarioofautonomous

truckplatoonoperation

（征求意見稿）

xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實(shí)施

中國公路學(xué)會發(fā)布

T/CHTS×××××—20××

1總則

1.0.1為規(guī)范高速公路自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行仿真測試評價，面向自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)

行的安全性、穩(wěn)定性、能耗、效率、舒適性、協(xié)調(diào)性等方面提出仿真評價指標(biāo)體系以及評價

方法和流程，以支撐自動駕駛卡車隊(duì)列應(yīng)用推廣，制定本標(biāo)準(zhǔn)。

1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于自動駕駛技術(shù)研究機(jī)構(gòu)、自動駕駛卡車運(yùn)營企業(yè)、高速公路運(yùn)營管理

企業(yè)等單位開展封閉場景下的高速公路自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行的仿真評測方法。封閉場景下

普通公路自動駕駛卡車隊(duì)列的運(yùn)行指標(biāo)仿真評測也可以參照本標(biāo)準(zhǔn)。

1.0.3自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行封閉場景仿真測試評價指標(biāo)與方法的應(yīng)用不僅要符合本標(biāo)

準(zhǔn)的規(guī)定，同時也應(yīng)符合有關(guān)法律、法規(guī)及國家、行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1

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2術(shù)語和縮略語

2.1術(shù)語

2.1.1卡車隊(duì)列truckplatoon

兩輛或兩輛以上的卡車，在協(xié)同的縱向控制和可能的橫向控制下行駛的車隊(duì)。每輛車都

使用車載傳感器和車車（Vehicletovehicle，V2V）通信檢測周圍車輛信息。

2.1.2領(lǐng)頭車leadingtruck

卡車隊(duì)列最前方的車輛，也既卡車隊(duì)列的第一輛車。

2.1.3跟隨車followingtruck

卡車隊(duì)列中排在領(lǐng)頭車之后的車輛，并通過車間通信交互車輛狀態(tài)信息。

2.1.4前車targettruck

本車所在車道前方最鄰近的車輛。

2.1.5車隊(duì)編組truckplatoonformation

兩輛或多輛卡車基于交互信息，通過協(xié)同控制形成卡車編組。

2.1.6車隊(duì)解散platoondissolving

卡車隊(duì)列中的卡車由隊(duì)列協(xié)同行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閱屋v卡車自主行駛狀態(tài)。

2.1.7車隊(duì)安全間距safetyheadwayofplatoon

卡車隊(duì)列在行駛時為避免相鄰車輛發(fā)生意外碰撞所應(yīng)保持的安全距離。

2.1.8正向性指標(biāo)positiveindex

評價指標(biāo)的屬性，該類指標(biāo)數(shù)值越高越好。

2.1.9負(fù)向性指標(biāo)negativeindex

評價指標(biāo)的屬性，該類指標(biāo)數(shù)值越低越好。

2.1.10適度性指標(biāo)moderationindex

評價指標(biāo)的屬性，該類指標(biāo)是當(dāng)數(shù)值越接近某一值或某一區(qū)間時越好。

2.2縮略語

下列縮略語適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

ADT：AutonomousDrivingTruck（自動駕駛卡車）

2

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LV：LeadingVehicle（領(lǐng)頭車輛）

V2I：VehicletoInfrastructure（車輛對基礎(chǔ)設(shè)施）

V2V：VehicletoVehicle（車輛對車輛）

MTTC：ModifiedTimetoCollision（修正的碰撞時間）

DRAC：DecelerationRatetoAvoidtheCrash（避免碰撞減速率）

PTC：PositiveTemperatureCoefficient（正溫度系數(shù)）

3

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3一般要求

3.0.1自動駕駛卡車隊(duì)列仿真環(huán)境和場景應(yīng)滿足《營運(yùn)車輛合作式自動駕駛貨車編隊(duì)

行駛第1部分:總體技術(shù)要求》（T/ITS0113.1-2019）以及《營運(yùn)車輛合作式自動駕駛貨

車編隊(duì)行駛第2部分:應(yīng)用場景和行駛行為要求》（T/ITS0113.2—2019）規(guī)定的內(nèi)容。

3.0.2自動駕駛卡車隊(duì)列信息交互應(yīng)按照統(tǒng)一的傳輸方式和報文格式進(jìn)行傳輸。

3.0.3自動駕駛卡車隊(duì)列信息交互相關(guān)的終端及平臺應(yīng)滿足《營運(yùn)車輛車路/車車通信

（V2X）終端性能要求和檢測方法》（JT/T1458-2023）以及國家政策法規(guī)規(guī)定的安全防護(hù)

要求。

4

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4仿真環(huán)境設(shè)計

4.1仿真環(huán)境要求

4.1.1測試對象。測試對象為自動駕駛卡車隊(duì)列，卡車隊(duì)列中相鄰車輛的車間距只受

安全車間距限制。

4.1.2交通環(huán)境。自動駕駛卡車隊(duì)列仿真測試的交通環(huán)境，僅考慮封閉環(huán)境下的卡車

隊(duì)列運(yùn)行狀態(tài)評價，沒有社會車輛的干擾。

4.1.3高速路條件及環(huán)境條件。仿真過程中的封閉場景選用高速路以及城市快速路，

規(guī)定了仿真過程中高速路、城市快速路及其環(huán)境設(shè)置條件。

1以我國城際高速公路、城市快速路為參考，不考慮雨、雪、及霧天天氣因素，不考

慮高溫、高濕等其他極端天氣與氣候因素影響。其中，高速路車道數(shù)目大于等于2車道，

設(shè)計車速宜設(shè)置為80km/h、100km/h或120km/h，車道寬度為3.75m；快速路車道數(shù)目大于

等于2車道，設(shè)計車速宜設(shè)置為60km/h、80km/h或100km/h，車道寬度為3.75m。最大縱

坡、最大坡長、曲線半徑、停車視距等均應(yīng)符合設(shè)計規(guī)范。

2仿真測試的環(huán)境要求為：

1）應(yīng)在露天條件下進(jìn)行。

2）道路應(yīng)位于平坦、干燥的瀝青或混凝土表面上。

3）溫度范圍應(yīng)為20℃至40℃。

4）水平能見度應(yīng)大于1km。

5）測試在白天進(jìn)行。

3測試方法中規(guī)定的所有數(shù)字（如速度、距離和時間間隔）允許±10%的誤差，每個場

景的測試應(yīng)至少進(jìn)行三次。

4.1.4仿真軟件選擇。常見的用于車輛仿真的測試軟件包括SUMO、CARLA、Apollo、

Gazebo、Vissim等，這些軟件在自動駕駛隊(duì)列仿真方面各有特點(diǎn)。其中，SUMO具有開源

免費(fèi)、可定制性強(qiáng)、多模態(tài)支持、開放的接口以及廣泛應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使得SUMO

成為一個強(qiáng)大而靈活的工具，支持自動駕駛車輛隊(duì)列的開發(fā)、測試和研究。本標(biāo)準(zhǔn)即選擇

SUMO作為自動駕駛卡車隊(duì)列仿真的測試軟件。

4.2自動駕駛卡車隊(duì)列基本要求

4.2.1卡車隊(duì)列分級。本標(biāo)準(zhǔn)僅考慮較高級別自動駕駛卡車構(gòu)成的車隊(duì)，分為L3和L4

兩個級別，具體定義如下：

1L3級卡車隊(duì)列：有條件自動駕駛卡車隊(duì)列。可在城際高速公路上實(shí)現(xiàn)無人駕駛，駕

駛員不需專注于路況，只需在專用地點(diǎn)等待，后續(xù)再以人工完成其他復(fù)雜任務(wù)。在一定條

件下由系統(tǒng)完成所有駕駛操作，駕駛者根據(jù)系統(tǒng)請求提供適應(yīng)的應(yīng)答。

2L4級卡車隊(duì)列：高度自動駕駛卡車隊(duì)列。自動駕駛卡車可在所有高速公路以及城市

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道路上單獨(dú)或列隊(duì)行駛。司機(jī)僅需要輸入出發(fā)地與目的地后將車輛完全交給自動駕駛系統(tǒng)，

全程檢測交通環(huán)境且無需司機(jī)再參與駕駛，在天氣惡劣或路況較差路段由人工接手。

4.2.2卡車隊(duì)列車輛能源類型?？ㄜ囮?duì)列中所有車輛均為燃油卡車或電動卡車。

4.2.3卡車隊(duì)列車輛類型。仿真測試中的卡車類型參考GB1589-2016進(jìn)行劃分，本標(biāo)

準(zhǔn)的案例測試采用表4.2.1所述的卡車車輛類型。

表4.2.1仿真測試案例的卡車信息

車輛尺寸（m）總質(zhì)量（kg）

12m*2.55m*4m25000

4.3自動駕駛卡車隊(duì)列仿真場景

4.3.1車道保持測試：

1自動駕駛卡車順序排列形成卡車隊(duì)列，初始位置為仿真路段起點(diǎn)。

2設(shè)置卡車隊(duì)列的預(yù)期速度（如60km/h）。

3領(lǐng)頭車啟動并開始加速直至達(dá)到預(yù)期速度，跟隨車同步啟動并跟隨行駛。

4卡車隊(duì)列達(dá)到預(yù)期車速，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，記錄當(dāng)前時刻。

5保持卡車隊(duì)列穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，一定時間后（如10min），停止數(shù)據(jù)記錄。

6仿真測試結(jié)束，導(dǎo)出所有卡車每個時刻的速度、加速度、位置等數(shù)據(jù)。

4.3.2前車緊急制動測試

1自動駕駛卡車順序排列形成卡車隊(duì)列，初始位置為仿真路段起點(diǎn)。

2卡車隊(duì)列設(shè)置車隊(duì)的預(yù)期速度（如60km/h）。

3領(lǐng)頭車啟動并開始加速直至預(yù)期速度，跟隨車同步啟動并跟隨行駛。

4卡車隊(duì)列達(dá)到預(yù)期車速，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，記錄當(dāng)前時間。

5在卡車隊(duì)列進(jìn)入穩(wěn)態(tài)狀態(tài)后的一段時間（如10min）后，設(shè)定領(lǐng)頭車以制動減速度

減速到設(shè)定速度（如30km/h），進(jìn)而保持該速度行駛。

6卡車隊(duì)列調(diào)整至重新與前車保持設(shè)定的車頭時距（如0.8s），并行駛一定時間（如

10min）。

7仿真測試結(jié)束，導(dǎo)出所有卡車每個時刻的速度、加速度、位置等數(shù)據(jù)。

4.3.3前車減速測試

1自動駕駛卡車順序排列形成卡車隊(duì)列，初始位置為仿真路段起點(diǎn)。

2卡車隊(duì)列設(shè)置車隊(duì)的預(yù)期速度（如60km/h）。

6

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3領(lǐng)頭車啟動并開始加速直至預(yù)期速度，跟隨車同步啟動并跟隨行駛。

4卡車隊(duì)列達(dá)到預(yù)期車速，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，記錄當(dāng)前時刻。

5在卡車隊(duì)列進(jìn)入穩(wěn)態(tài)狀態(tài)一段時間（如10min）后，設(shè)定領(lǐng)頭車緩慢減速至設(shè)定速

度（如30km/h），進(jìn)而保持該速度。

6卡車隊(duì)列重新達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)并持續(xù)一段時間（如10min）。

7仿真測試結(jié)束，導(dǎo)出所有卡車每個時刻的速度、加速度、位置等數(shù)據(jù)。

4.3.4前車加速測試

1自動駕駛卡車順序排列形成卡車隊(duì)列，初始位置為仿真路段起點(diǎn)。

2設(shè)置卡車隊(duì)列的預(yù)期速度（如30km/h）。

3領(lǐng)頭車啟動并開始加速直至預(yù)期速度，跟隨車同步啟動并跟隨行駛。

4卡車隊(duì)列達(dá)到預(yù)期車速，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，記錄當(dāng)前時刻。

5卡車隊(duì)列進(jìn)入穩(wěn)態(tài)狀態(tài)后的一段時間（如10min）后，設(shè)定領(lǐng)頭車緩慢加速至設(shè)定

速度（如60km/h），進(jìn)而保持該速度。

6卡車隊(duì)列重新達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)并持續(xù)一段時間（如10min）。

7仿真測試結(jié)束，導(dǎo)出所有卡車每個時刻的速度、加速度、位置等數(shù)據(jù)。

8與前車減速測試的不同之處在于，卡車B將速度從30km/h提高到60km/h?？ㄜ嘇

提高速度以保持設(shè)定的車頭時距（如1.6s），并保持跟馳狀態(tài)。

圖4.3.1前車加速測試條件

4.3.5巡航測試

1自動駕駛卡車順序排列形成卡車隊(duì)列，初始位置為仿真路段起點(diǎn)。

2卡車隊(duì)列設(shè)置車隊(duì)的預(yù)期速度（如60km/h）。

7

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3領(lǐng)頭車啟動并開始加速直至預(yù)期速度，跟隨車同步啟動并跟隨行駛。

4卡車隊(duì)列達(dá)到預(yù)期車速并以巡航模式行駛，記錄當(dāng)前時刻。

5卡車隊(duì)列行駛里程大于等于30km，且車輛與前車保持設(shè)定的時間間隔1.6s（相當(dāng)于

32m的間隙）行駛。

6仿真測試結(jié)束，導(dǎo)出所有卡車每個時刻的速度、加速度、位置等數(shù)據(jù)。

7對車隊(duì)進(jìn)行巡航測試，測試?yán)锍绦璐笥诘扔?0km。

1）卡車A（后車）和B（前車）在隊(duì)列中以巡航模式行駛，卡車A在CACC模式中跟

隨卡車B。

2）兩輛卡車在同一車道上以60km/h的速度行駛，卡車A以設(shè)定的車頭時距1.6s（相

當(dāng)于32m的間隙）行駛。

圖4.3.2巡航條件

4.3.6編組測試

1卡車隊(duì)列形成。兩輛卡車在同一車道或者不同車道以非車隊(duì)狀態(tài)行駛；其中一輛卡

車發(fā)起車隊(duì)申請，判斷是否能形成卡車隊(duì)列運(yùn)行。

2卡車隊(duì)列重組。一個四輛以上的卡車隊(duì)列以穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，其中一輛卡車提出車隊(duì)重組

申請，判斷是否能夠重組拆分成兩個車隊(duì)。

3卡車隊(duì)列解散。當(dāng)形成卡車隊(duì)列運(yùn)行后，其中一輛卡車發(fā)起離開申請，判斷是否能執(zhí)

行車隊(duì)解散。

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5評價指標(biāo)體系

5.1評價指標(biāo)

5.1.1本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了卡車隊(duì)列運(yùn)行評價的指標(biāo)體系，包括安全性、穩(wěn)定性、能耗、效

率、舒適性、協(xié)調(diào)性等6項(xiàng)一級指標(biāo)，每項(xiàng)一級指標(biāo)包含一項(xiàng)或多項(xiàng)二級指標(biāo)，二級指標(biāo)

共14項(xiàng)。

5.1.2指標(biāo)體系見表5.1，具體規(guī)定了每個指標(biāo)的字母表示以及含義。

表5.1卡車隊(duì)列運(yùn)行綜合評價指標(biāo)

標(biāo)準(zhǔn)層指標(biāo)層指標(biāo)含義

???????????車隊(duì)修正的碰撞時間

安全性???????????車隊(duì)避免碰撞減速率

????obs風(fēng)險碰撞時間倒數(shù)觀測值

I

||?i(?)||∞縱向誤差傳遞穩(wěn)定性

穩(wěn)定性???平均車頭間距改變量

?max最大水平偏移量

?電動卡車隊(duì)列百公里電耗

能耗100km

Fuel

?e,f燃油卡車隊(duì)列百公里油耗

??單位距離的平均行駛時間

效率?區(qū)域行程速度

?通行效率指數(shù)

卡車隊(duì)列中所有車輛加權(quán)加速度方均根的最大

?w

舒適性值

????pla卡車隊(duì)列中所有車輛中加速度變化最大值

協(xié)調(diào)性?opp卡車隊(duì)列與前車速度差的絕對值

5.2評價指標(biāo)計算方法

5.2.1安全性指標(biāo)：

1車隊(duì)修正的碰撞時間minimumMRTTC（正向性指標(biāo)）應(yīng)按公式（5.2.1-5.2.3）計

算，并將符合公式（5.2.1）規(guī)定的狀態(tài)視為非安全狀態(tài)：

???????????=????(????1,????2,…,????i,…,????N)<1.5s（5.2.1）

????i=????(????,????,…,????,…,????)（5.2.2）

12tT

2

??i(?)±√??i(?)+2??i(?)??i(?)

????t=（5.2.3）

??i(?)

式中：????i——跟隨車?在整個仿真測試過程中的最小修正的碰撞時間，s；

????t——每輛車在時間步?修正的碰撞時間，s；

9

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??i(?)——跟隨車?與前車??1在時間步?的相對速度，m/s；

2

??i(?)——跟隨車?與前車??1在時間步?的相對加速度，m/s；

??i(?)——跟隨車?與前車??1在時間步?的相對距離，m；

?——仿真測試的總時間步；

?——車隊(duì)的車輛數(shù)。

2車隊(duì)避免碰撞減速率???????????（負(fù)向性指標(biāo)）應(yīng)按公式（5.2.4-5.2.6）計算，

并將符合公式（5.1.4）規(guī)定的狀態(tài)視為非安全狀態(tài)：

???????????=????(????1,????2,…,????i,…,????N)>3.4m/s2（5.2.4）

????i=????(????,????,…,????,…,????)（5.2.5）

12tT

2

(??i(?))

????t=（5.2.6）

??i(?)

式中：????i——跟隨車?在整個仿真過程中的最大的避免碰撞減速率，m/s2；

2

????t——每輛車在時間步?的避免碰撞減速率，m/s。

3風(fēng)險碰撞時間倒數(shù)觀測值????obs（負(fù)向性指標(biāo)）應(yīng)按公式（5.2.7-5.2.8）計算：

??i(?)

????i,t=;?(?i(?)??i?1(?))≥0（5.2.7）

??i(?)??i

?1

????obs=∑∑t∈Ti∈N????i,t;?????i,t>0.25?（5.2.8）

?1

式中：R???i,t——跟隨車?與前車??1在時間步?的碰撞時間倒數(shù)，s；

?i(?)——跟隨車?在時間步?的速度，m/s；

?i?1(?)——前車??1在時間步?的速度，m/s；

?i——跟隨車?的長度，m。

5.2.2穩(wěn)定性指標(biāo)：

1縱向誤差傳遞穩(wěn)定性?i(?（負(fù)向性指標(biāo)）應(yīng)按公式（)5.2.9）計算，并符合公式（5.2.10）

的閾值規(guī)定：

??i+1(?)??i+1(?)·??safe

?i(?)=（5.2.9）

??i(?)??i(?)·??safe

I

||?i(?)||∞=???t∈I||?i(?)||∞≤1（5.2.10）

式中：???+1(?)——后車?+1與跟隨車?在時間步?的相對距離，m；

?i+1(?)——后車?+1在時間步?的速度，m/s；

??safe——安全時距，s；

?——以擾動發(fā)生或領(lǐng)頭車速度改變的時刻為起點(diǎn)的一個時間區(qū)間，設(shè)置為時間步長的

整數(shù)倍?；

||?||∞——無窮范數(shù)。

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2平均車頭間距改變量???（負(fù)向性指標(biāo)）應(yīng)按公式（5.2.11）計算，并符合該式的閾值規(guī)

定：

∑N∑k|??(?)???(0)|

???=i=2t=1ii≤2m（5.2.11）

(??1)·?

式中：??i(0)——跟隨車?與前車??1的在擾動發(fā)生時的初始車間距，m。

3最大水平偏移量?max（負(fù)向性指標(biāo)）應(yīng)按公式（5.2.12-5.2.13）計算，并符合公式

（5.2.13）的閾值規(guī)定：

∑k|?(?)|

???=t=0i（5.2.12）

i?

?

?max=||??i||∞≤0.2m（5.2.13）

式中：?i(?)——跟隨車?相對于頭車中軸線的水平位移量，m。

5.2.3能耗指標(biāo)：

1電動卡車隊(duì)列百公里總電耗（負(fù)向性指標(biāo)）由電池輸入能量、PTC耗能、空調(diào)壓縮機(jī)

耗能、道路阻力耗能、風(fēng)阻耗能等影響整體能耗的因素構(gòu)成，應(yīng)按公式（5.2.14-5.2.15）

計算：

?100km=?100km+(??1)(1??)?100km（5.2.14）

?????

?=BPTCAC×100????（5.2.15）

100km??fw

式中：?100??——電動卡車隊(duì)列頭車百公里總電耗，KW?h；

?——隊(duì)列中卡車的數(shù)量；

?——節(jié)能系數(shù)，表示隊(duì)列中的車輛對相鄰車輛氣動性能的改善。

?100??——電動卡車隊(duì)列百公里總電耗，KW?h；

?B——電池輸入能量，KW?h；

?PTC——此計算周期PTC耗能，KW?h；

?AC——此計算周期空調(diào)壓縮機(jī)耗能，KW?h；

?f——道路阻力消耗的能量，KW?h；

?w——風(fēng)阻耗能，KW?h；

??——該計算周期里程的變化，km。

1）電池輸入能量?B為電池輸入到車輛的能量包括整車驅(qū)動時電池放出的能量與制動

時電池回收的能量，應(yīng)按公式（5.2.16-5.2.18）計算：

?B=?B_in+?B_out（5.2.16）

????

?=in（5.2.17）

B_in3600×1000

????

?=out（5.2.18）

B_out3600×1000

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式中：?B_in——制動時回收的能量，KW?h；

?B_out——驅(qū)動時放出的能量，KW?h；

?——電池的端電壓，V；

?out——驅(qū)動時的電流，驅(qū)動時電流為正，A；

?in——制動時的電流，制動時為負(fù)，A；

??——計算周期，ms。

2）行駛阻力耗能的坡度阻力和滾動阻力均與道路相關(guān)，故把兩種阻力合在一起考慮

為道路阻力，應(yīng)按公式（5.2.19-5.2.20）計算：

?f=∑?N??i??/3600（5.2.19）

???3??

?=∑Di（5.2.20）

w21.15×3600

式中：?f——道路阻力消耗的能量，KW?h；

?w——風(fēng)阻耗能，KW?h；

?N——車輪負(fù)荷，N；

?D——空氣阻力系數(shù)；

?——迎風(fēng)面積，m2。

2編隊(duì)燃油卡車百公里總能耗（負(fù)向性指標(biāo)）表示車隊(duì)中卡車的每百公里的總?cè)剂舷模?/p>

應(yīng)按公式（5.2.21）計算：

Fuel

?e,f(?)=??ef+(??1)(1??)??ef;?(?,?∈?)（5.2.21）

Fuel

式中：?e,f——從節(jié)點(diǎn)?到相鄰節(jié)點(diǎn)?的卡車隊(duì)列的燃料消耗；

?——單位燃料消耗，L/100km，設(shè)定為15L/100km；

?ef——從節(jié)點(diǎn)?到相鄰節(jié)點(diǎn)?的距離（公里），道路鏈路集合由?表示。

3參數(shù)取值。表5.2.1為不同車輛的自身屬性參數(shù)取值，表5.2.2為不同跟馳組合下

車輛的節(jié)能系數(shù)(1??)取值。

表5.2.1不同車輛的指標(biāo)參數(shù)取值

車輛類型小型卡車中型卡車大型卡車

車身長度/m6.012.017.1

整車質(zhì)量/kg150002500035000

車前迎風(fēng)面積/?25.010.210.2

表5.2.2節(jié)能系數(shù)取值

后方車型

前方車型

小型卡車中型卡車大型卡車

小型卡車0.93//

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中型卡車/0.93/

大型卡車//0.93

5.2.4效率指標(biāo)：

1單位距離的平均行駛時間?（負(fù)向性指標(biāo)）應(yīng)按公式（?5.2.22）計算，該指標(biāo)的范圍

?

為[,+∞]：

?max

??

??=（5.2.22）

??

式中：??——車隊(duì)行程時間之和，h；

??——車隊(duì)行駛距離之和，km。

L——路徑總長度，km；

?max——卡車最大速度，km/h。

2區(qū)域行程速度?指以區(qū)域內(nèi)各路段的交通流量和長度作為權(quán)值，進(jìn)行路段行程速度

的加權(quán)計算（正向性指標(biāo)），應(yīng)按公式（5.2.23）計算，該指標(biāo)的范圍為[0,?max]：

??

?=∑m(j??j????)（5.2.23）

j=1??j

式中：?——各路段流量之和，pcu/h；

?——路徑上的路段劃分個數(shù)；

?j——路段?的長度，km；

?j——路段?上的流量，pcu/h；

??j——路段?上的平均行程車速km/h；

3通行效率指數(shù)?：計算通行效率指數(shù)的時間窗長度推薦為5min，以無量綱數(shù)字[0,100]

表征當(dāng)前通行效率狀態(tài)，其值越大表示通行效率越高。（正向性指標(biāo)），應(yīng)按公式（5.2.24）

計算：

?

?=100?(real)（5.2.24）

?limit

式中：?real——時間窗內(nèi)路段平均行程車速；

?limit——路段最高限速。

5.2.5舒適性指標(biāo)：

1車隊(duì)加權(quán)加速度方均根?w表示自動駕駛卡車隊(duì)列中所有車輛中加權(quán)加速度方均根

的最大值（負(fù)向性指標(biāo)），應(yīng)按公式（5.2.25）計算。自動駕駛卡車隊(duì)列的?w分類閾值參

考準(zhǔn)ISO2631中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，如表5.2.4所示。

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1M2

?w=max(√∑?(?))（5.2.25）

i∈N?0i,w

式中：?——自動駕駛卡車隊(duì)列中卡車編號；

?——測試選取的時間步個數(shù)；

2

?i,w(?)——車輛?的加權(quán)加速度時間歷程，m/s。

表5.2.4車隊(duì)加速度均方根aw與舒適度關(guān)系

?w（m/s2）舒適度

<0.315舒適

0.315~0.63較為不舒適

0.5~1.0有些不舒適

0.8~1.6不舒適

1.25~2.5非常不舒適

>2極不舒適

2車隊(duì)加加速度????pla表示自動駕駛卡車隊(duì)列中所有車輛中加速度變化最大值，（負(fù)

向性指標(biāo)），應(yīng)按公式（5.2.26-5.2.27）計算。根據(jù)時間窗（推薦采用3s）基于ISO4272:2022

中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，結(jié)果如表5.2.5所示。

????pla=max{????i}（5.2.26）

1≤i≤N

????i=??i(?)（5.2.27）

3

式中：????i——車輛?的加加速度，m/s。

表5.2.5不同速度區(qū)間自動駕駛卡車隊(duì)列加加速度閾值

速度區(qū)間（km/h）加加速度區(qū)間（m/s3）

(60,80](0,0.5]

(40,60](0,0.7]

(30,40](0,0.9]

(0,30](0,1.0]

5.2.6協(xié)調(diào)性指標(biāo)：

1協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)基于預(yù)測相對速度????表示，（負(fù)向性指標(biāo)），應(yīng)按公式（5.2.28）計

算。根據(jù)JT/T124-2019與GB/T33195-2016中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求3?內(nèi)自動駕駛卡車隊(duì)列預(yù)測相

對速度?opp<1.5m/s。

?opp=|?pla??for|（5.2.28）

式中：?pla——自動駕駛卡車隊(duì)列行駛速度，可以使用頭車速度，m/s；

?for——自動駕駛卡車隊(duì)列的預(yù)測速度，m/s。

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6評價流程

6.1仿真測試過程

6.1.1仿真測試環(huán)境準(zhǔn)備。根據(jù)仿真測試環(huán)境要求，搭建模擬仿真測試環(huán)境，檢測軟

硬件的配合是否完好。

6.1.2仿真測試場景搭建。根據(jù)測試任務(wù)，使用仿真軟件搭建仿真測試場景。

6.1.3仿真測試準(zhǔn)備及預(yù)測試。完成仿真測試環(huán)境搭建與接口設(shè)置后，進(jìn)行仿真環(huán)境

預(yù)測試，確保測試過程的穩(wěn)定性及測試結(jié)果的可靠性。

6.1.4仿真測試及數(shù)據(jù)存儲。針對仿真任務(wù)開展仿真測試，對仿真測試過程的中間數(shù)

據(jù)及最終數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與存儲；數(shù)據(jù)采集的開始時刻為仿真開始時刻，結(jié)束時刻為仿真測

試結(jié)束時刻。

6.2仿真測試評價方法

6.2.1本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行的仿真測試評價流程，如圖6.2.1所示。

仿真數(shù)據(jù)收集與指標(biāo)計算

安全性指標(biāo)穩(wěn)定性指標(biāo)能耗指標(biāo)效率指標(biāo)舒適性指標(biāo)協(xié)調(diào)性指標(biāo)

確定評價指標(biāo)權(quán)重

客觀賦值法：熵權(quán)法主觀賦值法：層次分析法

優(yōu)化權(quán)重：最優(yōu)加權(quán)法

基于TOPSIS的車隊(duì)仿真綜合評價

計算車隊(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)到最

指標(biāo)矩陣正向化確定最優(yōu)和最劣解

優(yōu)劣解的距離

確定綜合評價結(jié)果

圖6.2.1仿真測試綜合評價技術(shù)路線圖

6.2.2基于自動駕駛卡車隊(duì)列在一段時間內(nèi)的仿真測試數(shù)據(jù)，對卡車隊(duì)列運(yùn)行情況進(jìn)

行評價，流程如下：

1采集一段時間內(nèi)測試場景中自動駕駛卡車隊(duì)列的相關(guān)參數(shù)，用于各指標(biāo)的計算；

2采用第5章的評價指標(biāo)，構(gòu)建評價指標(biāo)體系，并對指標(biāo)值進(jìn)行計算；

3選用合適的方法確定評價指標(biāo)權(quán)重。如可以將熵權(quán)法和層次分析法結(jié)合起來，采用

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最優(yōu)加權(quán)法確定最終的優(yōu)化權(quán)重；

4根據(jù)評價需要采用TOPSIS法，計算自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行的綜合評價值。

6.3評價結(jié)果判定

6.3.1根據(jù)評價模型得到的評價分?jǐn)?shù)判定自動駕駛卡車隊(duì)列的運(yùn)行情況。評價值越接

近1，表明評價結(jié)果越好，車隊(duì)運(yùn)行的綜合評價越高；相反，評價值越接近0，表明車隊(duì)運(yùn)

行的綜合評價越差，車隊(duì)運(yùn)行的綜合評價越越低。

6.3.2依據(jù)綜合評價值將自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行情況分為4個等級，如表6.3.1所示，

等級越高代表運(yùn)行情況越好。

表6.3.1卡車隊(duì)列運(yùn)行情況等級劃分

評價分?jǐn)?shù)[0,0.25）[0.25,0.50）[0.50,0.75）[0.75,1.00）

等級一級二級三級四級

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7評價測試報告

7.0.1仿真場景測試報告應(yīng)記錄表7.1所含內(nèi)容，包括不同仿真測試場景的一些關(guān)鍵

要素和參數(shù)設(shè)定；表7.2規(guī)定了為計算不同類型指標(biāo)需要采集的數(shù)據(jù)。

表7.1仿真測試場景說明

仿真場景場景內(nèi)容測試場景要素關(guān)鍵場景參數(shù)選取

速度、

車道保持見4.3.1單車道

加速度取值[-2,2]m/s2

速度、

前車緊急制動見4.3.2障礙物

加速度取值[-9,2]m/s2

車間距、速度、加速

前車減速見4.3.3前車減速

度取值[-2,2]m/s2

前車加速見4.3.4前車加速同前車減速

巡航見4.3.5巡航速度保持速度

編組見4.3.6其它車輛速度

表7.2仿真測試場景數(shù)據(jù)采集

評價指標(biāo)場景數(shù)據(jù)采集

安全性每輛車距起點(diǎn)距離、加速度

穩(wěn)定性每輛車距起點(diǎn)距離、加速度

能耗加速度、速度

效率每輛車距起點(diǎn)距離、速度

舒適性加速度

協(xié)調(diào)性速度

7.0.2仿真測試結(jié)束后應(yīng)生成相應(yīng)的仿真測試報告表，具體格式見表7.3。

表7.3仿真測試報告表

測試工具

測試場景測試結(jié)果

及環(huán)境

安全性

穩(wěn)定性

記錄仿真是否超出閾值，

能耗

測試使用車道保持若是，則記錄并

效率

的軟件及分析原因

舒適性

環(huán)境、仿

協(xié)調(diào)性

真參數(shù)等

前車緊急制動記錄方式同上

前車減速記錄方式同上

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前車加速記錄方式同上

巡航記錄方式同上

編組記錄方式同上

7.0.3表格記錄完畢后，依照6.2節(jié)所述仿真測試評價流程，確定仿真后計算的各指

標(biāo)的權(quán)重值，使用評價模型得到所對應(yīng)仿真場景下的綜合評價得分，從而實(shí)現(xiàn)自動駕駛卡

車隊(duì)列在不同仿真場景或者不同仿真參數(shù)設(shè)置下的運(yùn)行情況分級。

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附錄A基于TOPSIS法的自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行仿真測試評價流程

A.1仿真測試

A.1.1本標(biāo)準(zhǔn)使用的仿真平臺是交通系統(tǒng)微觀仿真軟件SUMO。以巡航測試場景（圖4）

為例，仿真設(shè)置如下：

1道路為雙向八車道高速公路，隊(duì)列由3輛自動駕駛卡車組成。

2給定領(lǐng)頭車和跟隨車初始位置坐標(biāo)，分別為（0，100）、（0，200）、（0，300）。

3領(lǐng)頭車和跟隨車的初始速度設(shè)定為60km/h。

4車輛間距設(shè)定為30m（足夠安全），車輛之間保持隊(duì)列間距行駛。

5使用封裝在Plexe的函數(shù)中的偽時隙方法來進(jìn)行隊(duì)列通信。利用隊(duì)列中車輛的位置，

以一種級聯(lián)的方式，讓領(lǐng)頭車先發(fā)送，然后是第二輛，第三輛。

6使用封裝在Plexe中的ACC和CACC的控制函數(shù)，在進(jìn)行隊(duì)列領(lǐng)頭車和跟隨車輛的設(shè)

置時調(diào)用。sumo集成的ACC跟隨模型基于（Milanés&Shladover,2014）和（Xiao,Wang

&vanArem,2017），ACC算法中的控制有三種模式：（i）cruising控制，（ii）gap-

regulating控制以及（iii）gap-closing控制。sumo集成的CACC汽車跟隨模型則基于

（Milanés&Shladover,2014），（Xiao,Wang&vanArem,2017）和（Xiao,Wang

Schakel&vanArem,2018）。

7連續(xù)測試3600s，并持續(xù)記錄評價指標(biāo)所需要的基本參數(shù)。

圖A.1SUMO仿真場景示意圖

A.1.2為保證仿真結(jié)果穩(wěn)定可靠，在進(jìn)行評價指標(biāo)計算時剔除前1200s的數(shù)據(jù)?？梢酝?/p>

過調(diào)整仿真測試中可修改參數(shù)，如控制函數(shù)來進(jìn)行同一場景在不同設(shè)置條件下的隊(duì)列運(yùn)行

綜合評價。隊(duì)列運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計的推薦時間窗為30s。

A.2基于TOPSIS法的自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行綜合評價流程

A.2.1目前常用的多指標(biāo)評價模型包括：層次分析法、模糊綜合評價法以及TOPSIS法。

標(biāo)準(zhǔn)給出應(yīng)用TOPSIS法對自動駕駛卡車隊(duì)列運(yùn)行進(jìn)行綜合評價的具體流程。

1原始矩陣正向化：

1）規(guī)定某個評價指標(biāo)數(shù)據(jù)為{?i},?=1,2,?,?。

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2）當(dāng)指標(biāo)屬于正向性指標(biāo)時，正向化應(yīng)按公式（A.2.1）計算：

′?????{?,?,?}

?=iin（A.2.1）

i???{?1,?,?n}????{?1,?,?n}

3）當(dāng)指標(biāo)屬于負(fù)向性指標(biāo)時，正向化應(yīng)按公式（A.2.2）計算：

′???{?,?,?}??

?=ini（A.2.2）

i???{?1,?,?n}????{?1,?,?n}

4）當(dāng)指標(biāo)屬于數(shù)值最優(yōu)的適度性指標(biāo)時，設(shè)最優(yōu)值為??，正向化應(yīng)按公式（A.2.3）

計算：

?

′|?i??|

?=1????（A.2.3）

i???{|?1??|,|?2??|,?,|?n??|}

??

5）當(dāng)指標(biāo)屬于區(qū)間最優(yōu)的適度性指標(biāo)時，設(shè)最優(yōu)區(qū)間為[?min,?max]，正向化應(yīng)按公式

（A.2.4-A.2.5）計算：

|????|

1?imin,?????????????????<??

?imin