【GA公共安全标准】 汽车安全驾驶教育模拟装置

ICS43.020
中华人民共和国公共安全行业标准GA/T1050—2013
汽车安全驾驶教育模拟装置
Automobile driving simulator for road safety education2013-02-22发布
中华人民共和国公安部
2013-05-01实施
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由公安部道路交通管理标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位：公安部交通管理科学研究所。GA/T1050—2013
本标准参加起草单位：西南交通大学、成都合纵连横数字科技有限公司、南京多伦科技股份有限公司。
本标准主要起草人：高岩、王长君、刘东波、苏虎、尤志栋、秦东炜、张苗青、黄艳、周穆雄、钱嵊山。1
1范围
汽车安全驾驶教育模拟装置
GA/T1050—2013
本标准规定了汽车安全驾驶教育模拟装置的术语和定义、组成、功能要求、技术要求及试验方法等。本标准适用于汽车安全驾驶教育模拟装置的设计、生产、检验等。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB5768.2道路交通标志和标线第2部分：道路交通标志GB5768.3道路交通标志和标线第3部分：道路交通标线GB14886道路交通信号灯设置与安装规范GB14887道路交通信号灯
GB/T18411道路车辆产品标牌
GB/T25000.51软件工程软件产品质量要求与评价（SQuaRE）商业现货（COTS）软件产品的质量要求和测试细则
CJ37城市道路工程设计规范
JTGBO1
公路工程技术标准
公路交通安全设施设计规范
JTGD81
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
汽车安全驾驶教育模拟装置automobiledriving simulator forroad safety education用于教育、训练汽车驾驶人增强交通安全意识和提高安全驾驶技能的汽车驾驶仿真装置。3.2
E motion simulation system
动感仿真系统
模拟车辆在道路上运动时动态感觉的系统。3.3
视景仿真visual simulation
应用计算机图形学等技术从视觉上模拟车辆运行环境。3.4
交通事件trafficincident
车辆行驶过程中发生的可能造成交通事故或影响安全驾驶的外界干扰情况。4组成
汽车安全驾驶教育模拟装置（以下简称模拟装置）主要包括：驾驶座舱系统、视景系统、声效系统、动感仿真系统、数据采集处理系统、运行管理系统。1
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5功能要求
5.1基本要求
5.1.1模拟装置应能实现实时人机交互。5.1.2模拟的车辆运行过程应与实际行车相符。5.1.3驾驶座舱系统的结构布局、操控部件的操作方式和响应、仪表显示等应与所模拟车辆一致。5.2仿真功能
5.2.1视景系统应能模拟道路环境、交通流、景观、气象条件等，满足通过视觉观察正确判断交通环境、相对距离、车辆速度等要求。
5.2.2声效系统应能模拟道路交通环境声场，满足通过声音正确判断交通环境、车辆状态等要求5.2.3动感仿真系统应能模拟车辆运动过程中的姿态变化，满足通过运动感受判断车辆状态、道路状况等要求。
5.3模拟安全驾驶教育功能
模拟内容
模拟装置的模拟内容包括：！
复杂交通环境：
典型突发险情：
恶劣天气条件：
典型交通违法行为危害体验。
5.3.2复杂交通环境
5.3.2.1模拟城市道路、高速公路、国省干道、山区公路等典型道路，重点模拟车流密集、干扰因素多的复杂交通环境，通过预设交通事件，教育和训练驾驶人作出正确的判断与应急处置。5.3.2.2每种道路长度不少于5km，应包含以下交通元素：城市道路应包含主干路、次干路、支路、单行道、灯控交叉路口、非灯控交叉路口、公交站台、学a)
校区域等；
高速公路应包含收费站、匝道、主线、出人口、立交枢纽、隧道、桥梁等：b)）
国省干道应包含单幅路、双幅路、三幅路、四幅路、十字交叉路口、T型交叉路口、环岛、隧道、桥梁、施工路段等：
d）山区公路应包含上陡坡、下陡坡、连续急弯、临水临崖路段、窄路、隧道、桥梁等。5.3.2.3应针对不同道路交通环境设置典型的交通事件，每个交通事件应有明确的教育和训练目的。交通事件应与道路环境、交通流等要素相匹配，触发自然，运行流畅。交通事件的平均密度不少于每公里1个。
5.3.3典型突发险情
5.3.3.1模拟易发的典型突发危险状况包括：a)
车辆制动失效：
车轮爆胎；
车辆侧滑；
d）其他突发危险状况。
5.3.3.2各种典型突发险情应单独模拟，配置相适应的道路交通环境，设置触发条件。2
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5.3.3.3驾驶人处置突发险情不当的，应通过视频、动画、文字、语音等形式提示驾驶人该突发险情如何合理处置。
5.3.4恶劣天气条件
5.3.4.1模拟常见恶劣天气条件包括：a）雨天；
雾天；
雪天；
大风；
其他恶劣天气。wwW.bzxz.Net
5.3.4.2模拟的道路通行和车辆运行状态应符合恶劣天气条件特征。5.3.4.3恶劣天气条件模拟可单独设置，也可与5.3.2组合设置。典型交通违法行为危害体验
模拟典型交通违法行为的严重危害后果包括：5.3.5.1
酒后驾驶；
超速驾驶；
超载行驶；
疲劳驾驶。
5.3.5.2各种典型交通违法行为应单独模拟，配置相适应的道路交通环境，设置触发条件。5.3.5.3体验结束后，应通过视频、动画、文字、语音等形式对驾驶人进行典型交通违法行为危害的教育。5.4评判管理功能
安全驾驶评判
5.4.1.1对驾驶人的模拟驾驶操作进行实时记录、自动评判，至少评判以下扣分项目：a）
未系安全带驾驶；
违反道路交通信号灯：
超速行驶；
通过人行横道线未减速让行或未停车让行；跨越道路中心实线：
未按规定车道行驶或者未按规定变更车道；f
未按规定使用车辆灯光；
禁停区域停车；
禁鸣区域鸣号；
与其他车辆、行人发生碰撞；
与道路设施、树木等发生碰撞；其他交通违法行为及不安全驾驶操作。5.4.1.2
评判结果包括得分、主要交通违法行为（含次数）等，并提供打印成绩单功能。过程回放
自动记录模拟驾驶全过程，并可回放。5.4.2.2
2回放视角至少包括：
a）本车驾驶人视角；
b）本车正上方俯视视角；
本车后上方45°俯视视角。
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5.4.3系统管理
5.4.3.1应记录驾驶人身份、模拟驾驶时间、模拟驾驶内容、评判结果等信息5.4.3.2应具备开机自检功能，检查主要部件启动状态；自检正常的，应显示正常结论；自检发现故障的，应进行故障提示。
6技术要求
6.1驾驶座舱系统
6.1.1驾驶座舱应为全封闭或半封闭结构，主要包括主体骨架、外壳、仪表、操控部件、单驾驶座椅、安全带等。
6.1.2主体骨架应具有高结构强度，在使用过程中不发生变形、异响等。6.1.3外壳应全部或部分包裹座舱空间，坚固、耐久、便于维修；外壳造型、喷涂等应美观。6.1.4仪表应为实物仪表，能够动态、准确显示车辆实时运行信息。6.1.5应配置模拟驾驶操作必需的操控部件，包括方向盘、启动开关、组合式灯光控制杆、组合式刮水器控制杆、变速器操纵杆、离合器踏板、制动踏板、加速踏板、安全带、驻车制动器操纵杆及必要的内饰件等；可为实车操控部件改造或仿制品。6.1.6方向盘应配置电动力反馈系统，实现不同工况下方向盘回正力矩、阻尼力、振动等模拟；应限定方向盘最大旋转角度与所模拟车辆一致。6.1.7应配置模拟手动变速器或自动变速器：a）模拟手动变速器，应设置至少5个前进挡1个后退挡，变速器操纵杆与离合器踏板之间应实现连锁：踏下离合器踏板至结合处，方可进挡；否则锁止，无法进挡；模拟自动变速器，应设置P挡、R挡、N挡、D挡，并正确模拟变速器操纵杆与制动踏板的连锁关系。b)
6.1.8驾驶座椅前后位置和靠背倾角应可以调节，前后位置调节范围不小于20cm，倾角不小于5°。6.1.9应配置三点式安全带，具有自动卷收功能；不系安全带或中途解开安全带，通过声音提示，仪表中的安全带指示灯闪烁。
6.1.10若驾驶座舱内底板距离地面大于30cm，应设置踏步，供驾驶人进出座舱。6.2视景系统
6.2.1应采用高清显示屏或投影系统。采用高清显示屏的，显示屏分辨率不低于（1920×1080)像素，亮度不低于300cd/m2，对比度不低于800：1，可视角度不低于160具备数字视频接口。采用投影系统的，投影机分辨率不低于（1024×768)像素，亮度不低于30001m。6.2.2采用高清显示屏的，可使用单显示屏或拼接式多显示屏。驾驶人处于正常驾驶位置时，显示屏水平视场角不低于120°，垂直视场角不低于25°。若使用拼接式多显示屏，相邻两块显示屏的有效显示边界间隔不大于10cm。
6.2.3采用投影系统的，可使用单通道或多通道显示方式。驾驶人处于正常驾驶位置时，画面的水平视场角不低于120垂直视场角不低于25。若使用多通道显示方式时，可采用柱面、球面或平面折角投影幕。投影幕表面应平整、光洁，不应观测到物理拼缝。6.2.4采用拼接式多显示屏或多通道投影显示方式的，应实现多通道视景仿真，各通道间过渡自然、同步谊染。
6.2.5应实现前向视景仿真及内、外后视镜视景仿真，正确反映道路交通环境以及其他机动车、非机动车、行人等动态对象的状态。
6.2.6应实现不同自然光照条件、夜间车辆灯光以及雨、雪、雾等气象条件下的视景仿真效果。4
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6.2.7道路场景三维模型应基于实景建模，道路沿途的自然环境景观、人文建筑等应与道路类型相匹配；机动车、非机动车、行人等动态对象模型应真实、自然。同一场景中，不应出现重复的建筑物、机动车、非机动车、行人等模型。
6.2.8道路元素设计应符合相关技术标准：a
公路设计参数应符合JTGBO1的要求，城市道路应符合CJ37的要求；道路交通标志应符合GB5768.2的要求，道路交通标线应符合GB5768.3的要求；b)
道路交通信号灯应符合GB14886和GB14887的要求；c）
d）交通安全设施应符合JTGD81的要求。6.2.9应保证视景仿真画面的质量与运行流畅性，顿速率不低于30f/s，画面出现跳动、抖动、停滞的频率不高于每小时6次，不得出现闪烁现象。采用多通道视景仿真的，应保持各通道同步谊染，最大画面延迟不大于50ms。
6.3声效系统
应配置不低于4声道的立体声声效系统，环绕扬声器或音箱安装固定在驾驶座椅周围的合适位6.3.1
置，保证立体声效果。
6.3.2扬声器组频率响应为100Hz~20000Hz，信噪比大于等于75dB，额定功率大于等于40W。应模拟车辆行驶过程中的声音环境：6.3.3
本车声音，包括不同工况下发动机声音、行驶噪声、制动声、转向灯声、鸣笛声、碰撞声、变速器声等；a)
他车声音，包括他车行驶声、他车喇叭声等；环境声音，包括刮风、雨声等气象声、周围环境噪声等；c）
d）系统提示声音，包括行驶路线提示声、操作提示声等。6.4动感仿真系统
6.4.1可采用二自由度、三自由度或六自由度运动系统，可采用电驱动缸、齿轮齿轨、凸轮等作动伺服机构。
6.4.2不同自由度运动系统应采用以下自由度组合方案：a）二自由度：仰俯、侧倾；
b）三自由度：仰俯、侧倾、升降；c）六自由度：仰俯、侧倾、偏航、升降、纵向平移、横向平移。6.4.3运动能力应符合表1要求。表1动感仿真系统运动能力列表
自由度
纵向平移
横向平移
>±6°
≥±100mm
≥±100mm
≥±100mm
≥20%s
≥20%s
≥20/s
≥200mm/s
≥200mm/s
≥200mm/s
加速度
100/s2
100%/s
100%s2
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6.4.4应设置围挡、护板、柔性包裹材料等，不可直接暴露作动伺服机构，以免造成人身伤害。6.4.5应单独设置动感仿真系统紧急停止按钮，颜色醒目，使用方便。按下紧急停止按钮，动感仿真系统立即停止运动，锁止于当前位置和姿态，并具有手动复位功能。6.4.6应实现以下运动和状态的动感仿真：起步，加减速，制动，后退，急停等车辆运动姿态a
b）上坡、下坡、弯道等不同路面条件的车辆运动姿态；车身低频震动、颠簸、闯动、抖动等效果；d）车轮爆胎、碰撞等特殊效果；采用六自由度动感仿真系统的应具有侧滑仿真功能。e)
6.5数据采集处理系统
6.5.1应实时采集操控部件动作信息，包括：离合器踏板行程、制动踏板行程、加速踏板行程、方向盘转动角度、启动开关状态，挡位状态，驻车制动器操纵杆状态、灯光开关状态，刮水器开关状态，安全带状态等。各传感器的采样频率不低于200Hz，模拟量采样误差小于等于2.5%。6.5.2应根据采集得到的操控部件动作信息及道路模型信息等计算并输出车辆状态信息，包括：发动机转速、行驶速度，车身姿态、前照灯状态、转向灯状态、驻车制动器状态、安全带状态等。更新频率不低于50Hz。
6.5.3应能正确仿真车辆运行的基本过程与性能，包括发动机启动过程、车辆加速性能、制动性能、转向特性等。
6.5.4应能正确仿真不正确驾驶操作所引起的特殊效果，包括：启动发动机时，变速器操纵杆未置于空挡：a)
发动机启动后，未及时松开启动开关；c
起步时离合器操作不正确，车辆发生闯动6.5.5厂
应对路面高程、障碍物、道路边界、周边车辆或行人等进行实时检测，并做出正确的响应。6.5.6系统响应时间不大于100ms。6.6i
运行管理系统
6.6.1应具有良好的用户界面，包括系统参数设定、模拟内容选择、过程回放控制、评判结果打印、安全保护、使用帮助等模块。
6.6.2应能方便地对模拟训练信息进行查询、统计。6.7安装要求
6.7.1所有设备和部件应布局合理、安装牢固，方便使用和维护，并进行安全防护、防尘、防震等处理，在使用过程中不应发生变形、松动、异响。所有部件及其附件不应有任何可能使人致伤的尖锐凸出物。6.7.2部件外表面应光洁、平整，不应有凹痕、划伤、裂缝、变形等缺陷，所有金属部件表面不应有锈蚀，应有防锈，防腐蚀涂镀层，涂镀层不应有起泡、龟裂、脱落和磨损现象。6.7.3电源线、信号线等应具备有效保护，保证导线不会接触到易引起导线绝缘部分损伤的部件。当导线需穿越金属孔时，应进行倒角，不得有锋利的边缘，导线应装有护线套。线缆的插接头应进行有效处理，防止使用过程中损坏，松脱。6.7.4应在易见部位设置产品标牌，标牌应符合GB/T18411的要求。6.8环境适应性
贮藏及使用环境要求如下：
贮藏温度：0℃～40℃，工作温度：10℃～30℃；a）
相对湿度：≤85%；
供电电源：AC220V/380V1±15%），50Hz±2Hz。c
7试验方法
试验环境
如未标明特殊要求，所有试验均在下述条件下进行：a）环境温度：10℃～30℃；
b）相对湿度：≤85%；
c）供电电源：AC220V/380V50Hz。7.2组成
目测检查模拟装置的组成。
7.3功能要求
7.3.1基本要求
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目测并操作运行模拟装置，检查模拟装置的人机交互、模拟运行过程及结构布局、操作响应等。7.3.2仿真功能
目测并操作运行模拟装置，检查视景系统、声效系统及动感仿真系统的仿真效果是否满足视觉、听觉及动感判断的要求，与实际驾驶操作的感受是否相符等。7.3.3模拟安全驾驶教育功能
运行模拟装置软件，按GB/T25000.51的测试方法对软件模拟的复杂交通环境、典型突发险情、恶劣天气条件、典型交通违法行为危害体验等逐项进行测试，检查模拟内容是否符合要求，所模拟场景是否与实际相符，交通事件是否运行流畅、触发自然等。7.3.4评判管理功能
运行模拟装置软件，按GB/T25000.51的测试方法对软件的安全驾驶评判、过程回放、系统管理等逐项进行测试，检查扣分项目评判是否准确，能否打印成绩单，能否记录模拟驾驶全过程并多视角回放是否具备自检功能等。
7.4技术要求
7.4.1驾驶座舱系统
目测检查驾驶座舱系统的组成、结构、布局、外观和操控部件等，是否符合相关要求。对各操控部件进行实际操作，是否与所模拟车辆一致。用转向角测量工具测量方向盘的转角，并检查是否有力矩。用长度测量工具、角度测量工具测量驾驶座椅的可调节范围。7.4.2视景系统
查看显示屏、投影系统的技术资料，核查各项性能参数、接口等是否符合要求。用经纬仪等测量工具检查屏幕画面的视场角。操作运行模拟装置，观察前向视景及内、外后视镜视景，检查模拟的视景能否正确反映道路交通环境中路、车、人的动态状态，不同自然光照的仿真效果是否符合实际，道路场景建模、道路元素设计等是否符合要求。观察画面质量，计数画面出现跳动、抖动、停滞的次数。7
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7.4.3声效系统
目测检查声效系统的布置。操作运行模拟装置，检查模拟的声音效果是否合理、完整。7.4.4动感仿真系统
目测检查动感仿真系统的部件组成，检查安全防护措施。分别运行到各自由度的最大限界，用长度测量工具测量位移行程，用角度测量工具测量倾角范围；用秒表、加速度仪等测量各自由度的速度、角速度、加速度、角加速度等运动指标。操作检查紧急停止按钮功能，检查各种运动状态下的动感仿真效果与实际状况是否相符。
7.4.5数据采集处理系统
操作运行模拟装置，逐项进行系安全带、启动、加速、转向、离合、换挡、制动、开关灯光、开关刮水器等操作，并模拟不正确的驾驶操作行为，检查采集到的信息是否齐全，与实际驾驶操作的情形是否相符，反应是否及时。
7.4.6运行管理系统
操作运行模拟装置，检查用户界面各功能模块是否完整，查询、统计功能是否符合要求。7.4.7安装要求
目测检查模拟装置的安装情况以及外观、标牌、布线等。操作运行模拟装置，检查安装的牢固性和平稳性。
7.4.8环境适应性
7.4.8.1低温工作
将模拟装置或主要部件放人低温试验室，在10C土2C的温度下连续通电工作8h，检查工作情况。
7.4.8.2高温工作
将模拟装置或主要部件放人高温试验室，在30℃土2℃的温度下连续通电工作8h，检查工作情况。
7.4.8.3低温贮藏
将模拟装置或主要部件在不通电的状态下放人低温试验室，在0℃士2℃的温度下连续放置24h。试验后恢复至室温，检查外观并通电检查工作情况。7.4.8.4高温贮藏
将模拟装置或主要部件在不通电的状态下放人高温试验室，在40℃士2℃的温度下连续放置24h。试验后恢复至室温，检查外观并通电检查工作情况。7.4.8.5恒定湿热
将模拟装置或主要部件在不通电状态下放入试验室，在干球温度为30℃士2℃，相对湿度为80%～85%环境中放置12h后，连续通电工作12h，试验中及试验后检查模拟装置的外观和工作情况。8
电源适应性
按表2设置供电电源及工作时间，检查模拟装置的电源适应性。表2电源适应性试验
供电电源
额定电源：220V.50Hz
253V.48Hz
253V.52Hz
187V.48Hz
187V.52Hz
额定电源：380V、50Hz
437V、48Hz
437V.52Hz
323V、48Hz
323V.52Hz
GA/T1050—2013
工作时间
GA/T1050-2013
打印日期：2013年5月30日F009A中华人民共和国公共安全
行业标准
汽车安全驾驶教育模拟装置
GA/T1050—2013
中国标准出版社出版发行
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总编室：(010)64275323发行中心：(010)51780235读者服务部：（010)68523946
中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销
开本880×1230
2013年5月第一版
印张1
字数18千字
2013年5月第一次印刷
书号：1550662-25138定价
如有印装差错
由本社发行中心调换
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