2020年6月22日-23日，由南京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)與蓋世汽車聯(lián)合主辦的“2020第三屆全球自動(dòng)駕駛論壇”隆重召開(kāi)。本次論壇重點(diǎn)圍繞與自動(dòng)駕駛規(guī)?；逃糜嘘P(guān)的核心技術(shù)、法律法規(guī)、技術(shù)評(píng)測(cè)、商業(yè)模式等話題展開(kāi)探討，下面是PTV Group 中國(guó)區(qū)總經(jīng)理沈暢在本次論壇上的發(fā)言：

PTV Group 中國(guó)區(qū)總經(jīng)理沈暢

大家好！ 今天很高興，也很珍惜有這樣一個(gè)機(jī)會(huì)可以跟大家面對(duì)面交流，我的報(bào)告是“自動(dòng)駕駛測(cè)試仿真-VISSIM關(guān)注車和車、車與基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)系?！?/p>

演講分四部分：公司介紹；自動(dòng)駕駛需要提供一個(gè)復(fù)雜的交通場(chǎng)景，通過(guò)一些較通俗易懂的視頻跟大家解釋這件事情；PTV VISSIM軟件概況；VISSIM軟件在聯(lián)合仿真以及其他應(yīng)用方面的介紹。

PTV Group總部在德國(guó)，是一個(gè)有40年歷史的專注于交通軟件和物流軟件的公司。在2017年，被保時(shí)捷汽車控股公司收購(gòu)了，因此在我們公司的基因里有一些汽車方面的因素，很多品牌現(xiàn)在和我們是一個(gè)伙伴關(guān)系。

我們?cè)谑澜绶秶鷥?nèi)的客戶大概有近5500名，分布在127個(gè)國(guó)家，在中國(guó)有超過(guò)550個(gè)位客戶，原來(lái)客戶主要是交通行業(yè)的，如設(shè)計(jì)院、政府、交警、大學(xué)等等，近兩年我們也有一些汽車相關(guān)的客戶。

PTV Group被收購(gòu)了以后，還是在獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，全球大概有900名員工，分布在五大洲，大概有21家公司，營(yíng)業(yè)額約為1億歐元。

我們主要提供交通方面的軟件和物流方面的軟件?？赡茉谧暮臀锪鬈浖](méi)有太多的交集，主要跟大家介紹一下交通軟件的分布情況。從產(chǎn)品線來(lái)講，會(huì)提供戰(zhàn)略層面的交通軟件、戰(zhàn)術(shù)層面的交通軟件，以及運(yùn)營(yíng)管理方面的交通軟件。

與自動(dòng)駕駛相關(guān)的是戰(zhàn)術(shù)層面的軟件，我們用得比較多的是今天要說(shuō)的PTV VISSIM，如果是專注于行人仿真的話，可以做一些PTV  VISWalk的軟件。戰(zhàn)略層面，如果將來(lái)要運(yùn)營(yíng)無(wú)人駕駛的Robotaxi，在一個(gè)城市里怎么布置Robotaxi的運(yùn)力，可能要用到戰(zhàn)略層面的軟件。

說(shuō)到自動(dòng)駕駛的開(kāi)發(fā)，我們的理解是開(kāi)發(fā)一個(gè)模仿人的擬人化自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，牽涉到很多個(gè)階段，在階段一屬于概念介紹場(chǎng)景，只需要一些基礎(chǔ)的場(chǎng)景，可能是跟隨或右轉(zhuǎn)等等。從第二階段高級(jí)場(chǎng)景開(kāi)始，要訓(xùn)練車輛，使其具備結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)的能力，通過(guò)結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)以后，再進(jìn)入第三階段和第四階段，就是探索階段，給它不同的未知場(chǎng)景，通過(guò)原有知識(shí)積累去做一些決策。

在第三階段和第四階段時(shí)，無(wú)可避免會(huì)發(fā)生一個(gè)特殊的交通場(chǎng)景需求，因?yàn)椴豢赡芴焯彀岩粋€(gè)無(wú)人駕駛汽車放到測(cè)試場(chǎng)去做運(yùn)營(yíng)，也不可能將整個(gè)道路清空，就讓一個(gè)Robotaxi車隊(duì)來(lái)運(yùn)營(yíng)，自動(dòng)駕駛汽車無(wú)可避免要融入整個(gè)城市交通當(dāng)中，而且整個(gè)過(guò)程是漸進(jìn)的，不能說(shuō)從今天一閉眼到第二天一睜眼，路上全是無(wú)人駕駛汽車，這不可能。更可能的是在城市道路上有一定比例的人類駕駛的小汽車，還有一部分比例是無(wú)人駕駛的小汽車，還有一部分比例可能是智能網(wǎng)聯(lián)的無(wú)人駕駛汽車。所以要最好各種不同屬性的車輛在城市道路里運(yùn)行的準(zhǔn)備，然后再去測(cè)試無(wú)人駕駛的算法、技術(shù)或硬件可靠性。一旦做了無(wú)人駕駛的研究，越往上走就無(wú)可避免要涉及到交通場(chǎng)景的模擬。

接下來(lái)演示一些場(chǎng)景。

場(chǎng)景1，德國(guó)卡爾斯魯厄爾市，PTV總部所在地，典型交叉口的交通仿真。在這個(gè)交通場(chǎng)景里，不止考慮的是小汽車，也會(huì)考慮公共汽車、自行車，甚至也考慮有軌道交通、行人過(guò)街，這樣一種交通場(chǎng)景是將來(lái)做城市里無(wú)人駕駛會(huì)經(jīng)常涉及到的場(chǎng)景。

在這個(gè)場(chǎng)景里會(huì)有交通信號(hào)燈，有紅綠燈的變化，對(duì)應(yīng)交通的參與者會(huì)根據(jù)信號(hào)燈適配方案，判斷是停下來(lái)還是通行。這是我們?cè)诔鞘猩钪斜容^容易碰到的交通場(chǎng)景。

場(chǎng)景2：隨機(jī)生成的駕駛員操作失誤的仿真。

圖1，動(dòng)畫(huà)是在信號(hào)燈控制時(shí)，紅車肯定看手機(jī)了，沒(méi)有看燈通行，所以后面車輛對(duì)應(yīng)做一個(gè)繞道通行的狀態(tài)。

圖2，Speed misestimation是說(shuō)正常情況有倒三角的交通指示牌，正常情況下看到這個(gè)車牌應(yīng)該減速的，車輛應(yīng)該停下來(lái)。有些車輛沒(méi)有控制好速度，沒(méi)有關(guān)注到倒三角的標(biāo)志，越界了。這種情況下，車輛怎么反應(yīng)。

圖3，Overspeeding，轉(zhuǎn)彎過(guò)程中速度失控了會(huì)怎么樣。

圖4，Distraction。

場(chǎng)景3，在中國(guó)特別正常，尤其是越小的城市里，可能出現(xiàn)的概率越多。在一個(gè)沒(méi)有斑馬線的路口，行人要過(guò)街，和車輛是有沖突的，行人會(huì)努力找到位置過(guò)街，車輛要在滿足安全情況下蹣跚前進(jìn)。像這種情況，現(xiàn)在的無(wú)人駕駛是否能夠做到？我們提供了很好的測(cè)試平臺(tái)或測(cè)試場(chǎng)景，可以根據(jù)你的設(shè)置來(lái)進(jìn)行測(cè)試。

場(chǎng)景4，停車場(chǎng)仿真（靜態(tài)仿真）

這也很重要，我們做無(wú)人駕駛過(guò)程中，停車這件事情是很頭疼的，至少對(duì)我來(lái)說(shuō)側(cè)方位停車是我頭疼的一件事。在這樣的停車場(chǎng)也好，平面停車區(qū)域也好，怎么進(jìn)行交通路線的布置？可以通過(guò)這樣的場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試。

場(chǎng)景5：自動(dòng)駕駛車隊(duì)

在國(guó)外會(huì)認(rèn)為高速公路自動(dòng)駕駛車隊(duì)是最容易落地的自動(dòng)駕駛的場(chǎng)景。在仿真技術(shù)上我們也做了這樣一個(gè)開(kāi)發(fā)，一旦車和車之間距離達(dá)到了規(guī)定的要求，車和車的速度達(dá)到了規(guī)定的要求，自動(dòng)會(huì)組合成一個(gè)自動(dòng)駕駛車隊(duì)。這里要說(shuō)一下，自動(dòng)駕駛車隊(duì)在這個(gè)例子里指的是網(wǎng)聯(lián)的自動(dòng)駕駛車隊(duì)。在運(yùn)行中，自動(dòng)駕駛車隊(duì)和單個(gè)無(wú)人駕駛汽車在駕駛行為里是有些不一樣的，可以在這樣一個(gè)交通場(chǎng)景里進(jìn)行測(cè)試。

PTV VISSIM到底是什么樣的工具？

VISSIM比較特殊的一個(gè)縮寫(xiě)，因?yàn)槭堑抡Z(yǔ)的縮寫(xiě)，是一個(gè)微觀交通仿真工具。大家從剛才視頻里可以了解到，微觀交通仿真工具首先會(huì)考慮到多種公共道路使用者參與到仿真環(huán)境里，有小汽車、公交車、行人、自行車、摩托車、軌道交通等等。

下面有很多交通信號(hào)燈適配方案，還有各種交通標(biāo)志，它們對(duì)于車輛的影響可以在我們的工具里得到體現(xiàn)，而不是簡(jiǎn)單的三維視頻里的一張圖，不是這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的含義。

仿真工具里用到了不同的模型，首先是跟車模型，車和車之間有相互的作用，首先會(huì)有自由流的駕駛，前面沒(méi)有車、后面沒(méi)有車，按照自己喜歡的速度去開(kāi)，這是開(kāi)車最舒服。接下來(lái)可能開(kāi)得快一些，會(huì)接近前方的一輛車，這時(shí)候由于車道的限制或速度的限制，就可以跟隨一輛車，達(dá)到跟隨狀態(tài)。最后一個(gè)狀態(tài)，可能開(kāi)得太激進(jìn)了，所以跟前面的車輛間距特別小，要?jiǎng)x車。這是我們?cè)诟嚹Ｐ屠镞\(yùn)用到的四種狀態(tài)，通過(guò)這四種狀態(tài)，相當(dāng)于模擬車和車之間的相互關(guān)系。

換道模型。在一個(gè)車道上開(kāi)，有可能是因?yàn)槲抑涝谇懊嬉肄D(zhuǎn)出去，所以會(huì)有意識(shí)地變道，從最左邊車道變到最右邊的車道，或者一種狀況是在開(kāi)車過(guò)程中發(fā)現(xiàn)前面這輛車速度太慢，和我期望的車速有很大的沖突，旁邊車道相對(duì)來(lái)說(shuō)比較空，這時(shí)候會(huì)主動(dòng)做一個(gè)換道模型。

機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車混行模式。自動(dòng)駕駛汽車經(jīng)常會(huì)碰到一個(gè)復(fù)雜的狀況，就是沒(méi)有車道線，道路平面相當(dāng)于機(jī)動(dòng)車可以開(kāi)、非機(jī)動(dòng)車也可以開(kāi)，大家都可以在一個(gè)平面上開(kāi)。如何模擬機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車的混行模型？在這個(gè)軟件里也有這樣一個(gè)支持功能。

視頻。車和車之間會(huì)有跟車行為，也會(huì)有主觀變道行為，這些變道也好、加速也好，不是人為事先定義的軌跡，而是會(huì)根據(jù)背后的模型、根據(jù)情況，自己決定什么時(shí)候變道，在什么時(shí)候加速。

右邊自行車和車輛相當(dāng)于在一個(gè)車道上混行，只要保證車和車之間有足夠的間距，其實(shí)可以并存。自行車三輛車排在一個(gè)車道上，都是可以模擬的，比較符合中國(guó)交通實(shí)際情況。

目標(biāo)決策如何定義優(yōu)先權(quán)？這里會(huì)碰到很多情況，兩輛車由于路徑要求要進(jìn)行變道，到底誰(shuí)讓誰(shuí)？閘道的匯入，到底誰(shuí)有優(yōu)先權(quán)？交叉口左轉(zhuǎn)和交叉口另外一個(gè)方向的直行，誰(shuí)有優(yōu)先權(quán)？這個(gè)事情在我們軟件里不是人為一個(gè)車輛一個(gè)車輛來(lái)定義的，這樣工作效率太低，是通過(guò)我們?cè)O(shè)置一個(gè)優(yōu)先權(quán)的方式進(jìn)行設(shè)置的。

首先，優(yōu)先權(quán)第一級(jí)別，通過(guò)模擬信號(hào)燈告訴車輛哪個(gè)方向在什么時(shí)段是有優(yōu)先權(quán)的，也可以定義一些交通標(biāo)志、限速標(biāo)志，相當(dāng)于控制車輛的速度或優(yōu)先權(quán)。

第二，定義車和車之間交互的影響，用戶設(shè)置讓行規(guī)則。如圖，右邊錄像是一個(gè)環(huán)島，在環(huán)島上應(yīng)該環(huán)島外面車輛讓環(huán)島里面車輛先通行，這樣一個(gè)優(yōu)先規(guī)則在這個(gè)軟件里可以自動(dòng)定義出一些沖突區(qū)域，告訴車輛哪個(gè)方向是有優(yōu)先權(quán)的，如果這個(gè)方向是綠色的，是有優(yōu)先權(quán)的，如果這個(gè)方向是紅色的，沒(méi)有優(yōu)先權(quán)。如果這個(gè)方向都是黃色的，就是誰(shuí)也沒(méi)有優(yōu)先權(quán)。在軟件里比較容易定義清楚車輛優(yōu)先權(quán)的情況。

第三，路徑設(shè)置多樣性。我們?cè)谧鼋煌ǚ抡鏁r(shí)，往往有比較長(zhǎng)的通道仿真或者一個(gè)區(qū)域的仿真，我們需要設(shè)置路徑。路徑可以設(shè)置成靜態(tài)路徑，就是人為設(shè)置如一個(gè)進(jìn)口道，是左轉(zhuǎn)百分之多少比例車輛，右轉(zhuǎn)百分之多少比例，直行百分之多少比例。車輛也可以根據(jù)自定義自己去尋找費(fèi)用函數(shù)，第二種通常模擬比較大的區(qū)域里，通過(guò)定義的費(fèi)用函數(shù)讓車輛自己去找最合適的路徑。如果發(fā)生事故，要定義一個(gè)局部路徑，告訴車輛怎么樣繞行。如果是做靜態(tài)交通仿真的話，可以指定一些復(fù)雜的停車路徑。

高速公路交通場(chǎng)景，正常情況下，可能有雙向四車道，相對(duì)于在做一個(gè)交通流的仿真。在一定的時(shí)間，白車發(fā)生交通事故，可能會(huì)有一段時(shí)間要處理，對(duì)應(yīng)車道就因?yàn)檫@個(gè)事故給占用了，導(dǎo)致后面車輛提前變道到最外面的車道去，留下這個(gè)車道處理事故，會(huì)發(fā)生這樣一種情況。由于發(fā)生了一個(gè)事故，車輛占用了一個(gè)車道，后面高速公路就會(huì)有大量的交通擁堵，像這種交通場(chǎng)景也可以進(jìn)行仿真。后方大量車輛擁堵，有些車輛來(lái)不及變道，會(huì)停下來(lái)慢慢變道。

自動(dòng)駕駛里用到VISSIM的接口，剛才所說(shuō)的是VISSIM內(nèi)部使用的自動(dòng)駕駛行為，如果要做自動(dòng)駕駛或智能網(wǎng)聯(lián)的自動(dòng)駕駛測(cè)試，還要提供一些外部可能性。

首先，是COM接口，相當(dāng)于可以提供二次開(kāi)發(fā)。

第二，driver model，如果不滿意軟件提供的默認(rèn)駕駛行為模型，你有自己的算法模型，可以通過(guò)driver model接口，把你的算法模型導(dǎo)入到VISSIM里，而且是以每個(gè)仿真步長(zhǎng)的頻率，我們負(fù)責(zé)提供周邊車輛位置和速度，用你的算法去控制本車速度和位置，再反饋給我們VISSIM軟件，再進(jìn)行下一次迭代。

第三，目的是確定下一個(gè)仿真步長(zhǎng)當(dāng)中這輛車的位置和速度，和VISSIM進(jìn)行聯(lián)合仿真，我們相當(dāng)于實(shí)時(shí)提供給你周圍車輛的位置和速度，以及信號(hào)燈的適配方案，信號(hào)燈的位置等等。本車在VISSIM里也有對(duì)應(yīng)的一輛車，兩個(gè)是一一對(duì)應(yīng)的，VISSIM提供給你交通環(huán)境，用你的產(chǎn)品，通過(guò)駕駛模擬器DLL接口和我們進(jìn)行對(duì)接，來(lái)控制本車位置和速度。

PTV VISSIM在無(wú)人駕駛里做的主要事情是可以支持聯(lián)合仿真，聯(lián)合仿真可以是車輛通訊軟件跟我們進(jìn)行對(duì)接，也可以是車輛調(diào)度軟件跟我們對(duì)接，車輛感知軟件和我們對(duì)接，汽車動(dòng)力學(xué)軟件和我們對(duì)接。

如圖，黃車對(duì)應(yīng)的是藍(lán)車，在仿真過(guò)程中，會(huì)提供通場(chǎng)景，包括公交汽車、行人、自行車等等。右邊模型是ASM軟件和PTV VISSIM進(jìn)行對(duì)接，左圖是ASM軟件界面，右邊是VISSIM界面，相當(dāng)于同步進(jìn)行聯(lián)合仿真。

和汽車通訊軟件對(duì)接的場(chǎng)景圖，這個(gè)電腦對(duì)應(yīng)的是VISSIM路網(wǎng)，上面是其他軟件的路網(wǎng)，進(jìn)行聯(lián)合仿真。

PTV VISSIM是仿真工具鏈里的重要因素，我們負(fù)責(zé)提供交通環(huán)境。給大家列舉了一些我們可以聯(lián)合仿真的軟件名單。如果是傳感器相關(guān)的仿真工具，可以和PseScan對(duì)接。車輛動(dòng)力學(xué)工具，例如Carmaker等。車輛控制軟件，例如：dSPACE。

我們也可以和真實(shí)的駕駛模擬器進(jìn)行對(duì)接，提供給駕駛模擬器一個(gè)虛擬的交通場(chǎng)景，駕駛模擬器來(lái)控制VISSIM里車輛的運(yùn)行，隨時(shí)更新交通環(huán)境給駕駛模擬器。

研發(fā)案例，去年在ITS World TOYOTA公開(kāi)介紹的例子，用VISSIM來(lái)做碰撞傷害減輕效果的評(píng)價(jià)，用VISSIM來(lái)做交通場(chǎng)景的模擬。

感謝大家！

敬請(qǐng)關(guān)注蓋世汽車“2020第三屆全球自動(dòng)駕駛論壇”直播專題！

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