淺談臺灣智慧運輸政策與自駕車測試—以臺灣智駕測試實驗室為例
我國2018年納入監理沙盒的概念,頒佈「無人載具科技創新實驗條例」規範無人車、飛機、船等的開放場域實證運行。依據條例規範,自駕車業者申請至開放場域實證上路前,必須先經過封閉式場域的測試。「臺灣智駕測試實驗室」是我國第1個封閉式自駕車測試場域,本研究分析實驗室現行測試方式,並就其測試流程與作法提出相關建議。
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一、國際自駕車發展與測試場域
自動駕駛的定義分級普遍採用國際汽車工程學會(Society of Automotive Engineers, SAE)於2019年修正的J3016標準,依車輛自動化程度區分為6個等級(LEVEL)的評價(SAE, 2019)。現階段國際各大車廠在先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)的投入,即歸類於LEVEL 2等級自動駕駛;至於一般所稱「自駕車」則被認為是至少達到LEVEL 3等級以上。目前全球量產車款中,Audi於2017年發表的塞車自動駕駛系統即宣示為LEVEL 3等級(AUDI, 2017)。
根據Gartner 預測,至2023年全球配備自動駕駛相關硬體的車輛(Autonomous-ready vehicles)總數將超過74萬輛,相對於2018年預估的13萬7,129 輛與2019年的33萬2,932輛大幅成長。目前,全世界各地道路上行駛的自駕車處於研發階段,而那些具有限自動駕駛功能的汽車也仍需仰賴人類的監督(Gartner, 2019)。雖然各國相繼投入LEVEL3或LEVEL 4以上的自駕車研發,卻仍然沒有相應的法規可規範量產自駕車的合法上路。美國為了因應自駕車在實驗階段對封閉式測試場域的需求,由密西根大學與密西根州交通局自2014年起即共同投入建置Mcity,成為世界上首座自駕車專用的測試場域(M-city, 2020)。隨後,因應傳統車廠轉型與國家自駕車策略發展需求,專用測試場域也相繼成立或由一般車輛試車場擴建。
綜觀各國可供自駕車測試的封閉式場域,主要以當地的行車與用路環境為基礎建設都市與郊區道路,另搭配其他重點發展項目如:測試自駕車高速行車與加/減速穩定性的高速道路與匝道場景;利用開放式測試平台,提供自駕車依據不同實驗來彈性搭建對應測試項目;設立自駕車環境測試室,讓自駕車在特定天候條件下測試等。
二、自駕車無人載具創新實驗
我國在2017年推動AI與自駕車發展的初期,即開始研議上路測試的配套措施。在2018年11月30日立法院三讀通過、12月19日由總統頒佈的「無人載具科技創新實驗條例」,為全球第1套規範自駕車、無人機、自駕船等無人載具上路實證運行的法規,以加強無人載具科技研發及相關商業模式驗證等新興產業發展(行政院,2019)。
因應近代各種新型商業模式與科技不斷推陳出新,現有法規可能無法即時更新與對應監管,因此透過監理沙盒(Regulatory Sandbox)來建立一個風險可控管的實驗場域與制度,提供新科技研發單位與業者們來實驗其技術、服務甚至是營運模式。我國無人載具創新實驗條例的主管機關為經濟部,即是以監理沙盒精神營造法規彈性空間來鼓勵產學研投入無人載具的研發與應用,提升產業技術與營運服務,也可藉此驗證現行相關法規待調修之處,逐步完成無人載具相關法規的整備與調修。創新實驗可允許在實驗期間排除無人載具上路的特定法律、法規命令或行政規則中之處罰規定,其原則可申請1年,如果實驗過程中有研修相關法規必要時,可以延長至全程4年為限。申請案經由審查方式,針對無人載具的創新性、可行性、安全性(需經過封閉式場域試驗)與風險控管等面向,由經濟部統籌召開跨部會與專家審查會議,並邀請創新實驗區域的主管機關(地方政府)等共同參與(全國法規資料庫,2018)。
截至2020年5月,已有6例自駕車創新實驗獲准上路。其中,在無人載具科技創新實驗案例有5案:(1)勤崴公司於彰濱鹿港觀光接駁運輸、(2)台灣智慧駕駛公司於台北市信義路公車專用道營運實驗、(3)理立系統公司於臺南市的自動駕駛快捷公車營運實驗、(4)勤崴公司於新北市運輸測試以及(5)台灣智慧駕駛公司於桃園市青埔地區營運實驗等(經濟部技術處無人載具科技創新實驗條例,2020)。另有1案例為工研院機械所,於2019年2月尚未完成無人載具科技創新實驗條例相關子法前,即依據交通部道路交通安全規則第20 條及其附件21規定申請上路測試並獲核發自駕車試車牌,在新竹南寮港區及周邊道路測試(工業技術研究院,2019)。
三、臺灣智駕測試實驗室
臺灣智駕測試實驗室在2017年開始規劃興建,2019年建置完成並舉辦開幕式。除了在1.75公頃的測試場域中建置13種臺灣常見的道路環境之外,另在2個主要的多時相號誌路口裝設以專用短程通訊(Dedicated Short Range Communications, DSRC)技術協定之V2X(Vehicle to Everything)設備(臺灣智駕測試實驗室,2019)。另一方面,實驗室也在2019年開幕後,依據使用者意見逐步建置機車測試輔助設備、立體街景,並擴充環境測試隧道,進一步讓自駕車測試項目更貼近臺灣天候與真實道路環境。
營運團隊利用實驗室內的都市、郊區常見場景,搭配相關測試輔助設備,依無人載具創新實驗申請業者未來自駕車上路營運的用路情境設計行駛範圍(Operational Design Domain, O.D.D.)生成測試項目。測試項目係依交通部運研所2015至2018年『事故類型與型態 vs. 道路類型』統計資料,以及現行道路交通規則,組合各種人/車/場景成為建議行駛路線,搭配測試輔助設備如軟式目標汽車、機車與人偶等,歸納出68項測試準則(臺灣智駕測試實驗室,2019)。除了以我國交通法規作為測試評估依據外,部分評估項目會請測試單位提供對應的數據宣告。例如:當自駕車測試行駛至具號誌的十字路口時,評估項目除了在紅燈時是否超越停止線(是否遵守現行行車法規)外,亦需紀錄測試車輛在燈號變換後至起步所需的秒數(測試單位自行宣告),並在正式測試報告中經多次重覆測試後,詳實紀錄起步時間與宣告數值是否具差異。
此外,營運團隊亦委託逢甲大學先進交通管理研究中心,透過統計分析與關聯規則的方式,歸納我國警政署肇事資料庫之事故統計資料並與實驗室的測試情境連結(林大傑等,2019)。並依其建議的分析結果,於市區道路與移動街廓及場景、十字路口/行人穿越道及T字路口等3個情境,納入「無號誌迴轉」、「向左變換車道」及「於T字路口遭遇駛入同車道」等測試項目,幫助自駕車在決策控制上更貼近臺灣城市/郊區在地化的行車環境。
本研究訪談臺灣智駕測試實驗室營運單位,盤點2019年開幕至2020年5月31日的測試使用時數如圖。於283次的使用測試中,有92%使用者測試內容為學研、法人單位與自駕車商。這些自駕車主要為了申請無人載具創新實驗上路所需使用的O.D.D.情境於實驗室測試驗證,並以輔助測試設備加強檢視行駛中遭遇人車時的決策表現。另一方面,有8%的使用者為零組件與系統相關測試,續訪有關的潛在使用者,顯示在零組件與系統開發過程中,雖然實際在自駕車裝機測試是驗證系統功能中相當重要的環節,但目前多數學術研發單位與零組件廠商並沒有自駕車體平台可供運用,若要實際於實驗室場域測試相對困難。因此,訪談的學研單位與廠商建議在實驗室中採購自駕平台車,以提供組件與系統的架接測試使用。
綜上所述,現階段實驗室大宗使用者為配合無人載具創新實驗申請案所需,進行必要的自駕車測試。另在零組件、系統商與學研的技術開發來說,其效能驗證仍停留在尋求外部車商合作,或是先期研究的範疇,盼有自駕平台車的協助才可實際於場域執行測試。然而,若由實驗室維運自駕平台車來提供相關服務,其使用率與維運技術團隊之間的損益考量仍需審慎評估。
四、結語與建議
目前臺灣自行研發的自駕車以異業結盟方式為主,由業者提供現有車體或是結盟組裝新車體,再加入法人或學界AI技術共同合作打造(宏碁公司,2018、臺灣智慧駕駛公司,2018、工業技術研究院,2019、翁國梁等,2019、臺灣大學,2019)。因此,車體端與系統端工作團隊間的整合及驗證測試將為自駕車行車表現精確性與穩定性的決定性因素。臺灣智駕測試實驗室的建置目的即為提供安全且可控制的環境,讓不同工作與研發團隊能在此發展創新科技並互相交流,形成自駕車研發聚落。本研究盤點各國場域案例與我國智慧運輸政策,並就臺灣智駕測試實驗室營運現況對其未來發展方向提出以下三項建議:
(一)以數位環境拓展測試服務
實驗室於1.75公頃的空間中,已打造13種實體交通測試情境,隨著未來自駕車行駛範圍的擴大,將遭遇的更多複雜行車環境。為加強驗證測試環境的多樣性,可先善用已建置的V2X設備以加入虛擬路況,以虛實整合方式擴充測試情境。未來進一步於虛擬軟體中建構行車情境,將自駕車決策系統的測試擴充至數位世界。除了不受限於實體場域與天候的固定情境外,也能在不需維運自駕平台車的情況下,提供零組件與系統驗證測試所需的數位模擬環境與對應的基準評比。
(二)以自動化技術增進測試驗證效率
目前實驗室的客製化專案測試服務由人工計算測試結果來產出報告,單次測試時程約需經過5至7天不等,因此無法讓測試者即時得知結果是否符合預期,連帶延遲其系統因應測試結果調校的效率。未來可加強研發自動化測試結果的辨識與歸納技術,進一步提升測試效率與準確度。
(三)整合國家資源,發揮綜效
由國發會與中華電信主導建置的自駕車運行資訊整合平台,可收集與整合自駕車運行時的感測元件資訊,並建立高精圖資的傳輸機制,在自駕車運行過程中即時更新圖資(科技新報,2019)。若能與此平台整合,在自駕車進行封閉式環境測試時一併協助介接並收集相關行車資料,未來當自駕車在開放場域上路時,即可納入整合平台的控管範疇。