面向自动驾驶安全测试的碰撞场景构建与仿真分析.pdf

第34卷第7期巾国安全科学学报V01．34No．7

2024年7月ChinaScience024

SafetyJournalJul．2

中文引用格式：赵尧华，陈延展，郑亮，等．而向自动驾驶安全测试的碰撞场景构建与仿真分析[J]．中国安全科学学报，2024，34(7)：

211—218．

a1．Collisionscenarioconstructionandsimulationtoratltononlotls

英文引用格式：ZHA0Yaohua，CHENYanzhan，ZHENG

Liang．etanalysis

Science1—218．

(|fivingsafetytesting[J]．ChinaSaltyJou)hal，2024，34(7)：21

面向自动驾驶安全测试的碰撞场景构建

与仿真分析4

赵尧华1，陈延展1，郑亮”1教授，李树凯2教授

(1中南大学交通运输工程学院，湖南长沙410075；

2北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室．北京100044)

中图分类号：X951：U463．6文献标志码：A

道交通控制与安全国家重点实验室(北京交通大学)开放课题基金资助(RCS2022K004)。

【摘要】为减少自动驾驶车辆产生的交通事故，提高车辆在仿真环境中的安全测试效率，提出一

种基于深度强化学习的自动驾驶碰撞测试场景构建方法。首先，通过设置状态、动作和奖励函数，将

车辆的驾驶过程映射为马尔可夫决策过程：然后，基于搭建的仿真平台(CARLA—DRL)训练智能体完

成车辆碰撞任务，生成碰撞测试场景；最后，随机进行500次碰撞仿真试验，根据智能体与自动驾驶

车辆的相对距离，分析碰撞成功率、碰撞时间和冲突能量。结果表明：智能体生成符合车辆动力学的

碰撞轨迹，能够构建精细化、多类型的碰撞测试场景；智能体与自动驾驶车辆的平均碰撞成功率为

62．20％，平均碰撞时间为127．25S，平均冲突能量值为175．98kJ。该方法能够构建高频、高效和高

危的自动驾驶车辆碰撞测试场景．增加仿真场景中偶发高风险场景的发生概率，提高自动驾驶车辆

对于碰撞事故的安全测试效率。

【关键词】自动驾驶；安全测试；深度强化学习；碰撞测试场景；仿真试验

Collisionscenarioconstructionandsimulationfor

analysis

autonomous

drivingsafetytesting

ZHAOYaohuaYanzhanShukai2

1，CHEN1，ZHENGLiang1，LI

(1SchoolofTrafficandSouth

TransportationEngineering，CentralUniversity，Changsha

Hunan41StateofRailTrafficControland

0075，China；2KeyLaboratorySaf