SAE J3216-2021 解读：协同驾驶自动化（CDA）术语分类与设计启示

随着车联网与自动驾驶技术的发展，协同驾驶自动化（Cooperative Driving Automation, CDA）成为提升行车安全与交通效率的关键方向。SAE J3216-2021 标准专门为道路机动车辆定义了 CDA 相关的术语和分类体系，为行业设计、开发和验证提供统一语言。本文基于该标准内容，梳理核心概念、分类方法及工程实践要点。

1. 什么是协同驾驶自动化（CDA）？

CDA 是指基于机器对机器（M2M）通信，使两个或多个实体（车辆、基础设施、道路使用者）之间实现协作的自动化。标准明确指出，CDA 的目的是支持或增强主车辆的动态驾驶任务（DDT），包括感知、决策与控制在操作和战术时间尺度上的执行，但不包括行程规划等战略级功能。

参与者可以包括具有自动驾驶功能的车辆（Level 3-5）、配备 CDA 驾驶辅助功能的车辆（Level 1-2）、共享道路使用者（如行人、自行车携带的个人设备）以及道路运营方（如信号灯、作业区管理设备）。他们通过 M2M 通信共享状态、意图或寻求计划协议，从而提升安全、流量和运营效率。

2. 核心术语与分类体系

SAE J3216 在 SAE J3016 的基础上引入了新的术语，以区分不同级别的协同能力。下面的表格总结了标准中定义的关键术语：

术语（中文）	英文缩写	定义
自动驾驶系统	ADS	能够在持续基础上执行完整动态驾驶任务（DDT）的硬件和软件，对应 Level 3-5。
协同自动驾驶系统	C-ADS	具备利用 CDA 能力的 ADS。即 ADS+DCM（协同通信模块）。
CDA 驾驶辅助功能	CDA Driver Support Feature	能够利用 CDA 的 Level 1 或 2 驾驶辅助系统。
协同驾驶自动化	CDA	使用 M2M 通信实现协作的自动化，旨在促进道路使用者更安全、高效的移动。

标准还定义了 CDA 协同等级（Classes A-D），从信息共享逐渐上升到联合规划：

• Class A（状态共享）：发送方分享自身感知信息，如位置、速度。这是最基础的协同形式，不要求接收方反馈。
• Class B（意图共享）：分享计划中的行动，如预期轨迹。
• Class C（计划协议）：多个参与方协调并达成一致的行动计划。
• Class D（组合协同）：结合上述多种方式。

这些等级为设计协同应用提供了清晰的框架，开发者可以根据应用需求选择合适的协同深度。

3. 性能特征与设计启示

CDA 应用对通信性能有明确要求，标准列举了时延、传输模式（单向/双向）、范围、隐私与安全、信息内容与质量等关键指标。这些指标直接影响协同策略的有效性。例如，安全关键的协同制动需要极低时延，而规划类共享可容忍一定延迟。

从工程设计角度看，以下几点值得关注：

• 应用导向而非协议约束：标准不规定通信协议或 OSI 层，给予设计者最大灵活性。
• 与 SAE J3016 等级独立：CDA 是自动驾驶系统的附加能力，不改变自动化等级的定义。
• 关注操作与战术时域：标准明确排除战略级功能（如路线规划），聚焦 DDT 的实时增强。

🛠️ 设计启示：在开发 C-ADS 时，应着重定义信息交互的类型与质量需求，并预留升级空间以适应未来更高协同等级。

常见问题解答（FAQs）

1. CDA 是否要求车辆必须配备高级自动驾驶？
   不需要。Level 1-2 的驾驶辅助系统同样可以实现 CDA 功能（即 CDA Driver Support Feature）。
2. CDA 与车联网（V2X）有何不同？
   CDA 利用 V2X 技术实现 M2M 通信，但其定义不绑定于任何特定通信协议，而是聚焦于协同应用逻辑。
3. CDA 会影响 SAE J3016 的自动化等级划分吗？
   不会。CDA 是对驾驶自动化能力的额外增强，并不改变系统本身的 DDT 责任归属等级。
4. 标准中“战略功能”为什么被排除？
   为保证聚焦于动态驾驶任务的实时增强，标准将行程规划、目的地选择等战略级功能排除在 CDA 范围之外。

综上，SAE J3216-2021 为协同驾驶自动化提供了系统的术语和分类，有助于行业统一认知、推动协同式自动驾驶的研发与落地。理解这些基础定义与设计考量，对于参与 CDA 相关项目的工程师而言至关重要。