Page 162 - 《软件学报》2026年第1期

任睿晗 等: 面向整车系统的自动驾驶安全测试研究综述 159

不仅全面梳理了自动驾驶系统各模块的研究现状和测试方法, 还分析了对辅助驾驶系统和简单驾驶模型的安全研
究, 并且总结了仿真测试与混合现实测试工作的差距, 提供了对自动驾驶系统测试技术体系丰富、全面的认知视
角. 相比之下, 整车系统安全领域的综述工作较少. 戴嘉润等人 [16] 首次调研了应用于自动驾驶仿真测试领域的模
糊测试技术, 揭露了种子场景生成、事故分类与事故归因工作的不足, 并提出对应的优化方案, 缩小了仿真模糊测
试框架各环节的技术差距.
模块安全领域的综述文献全面且成熟, 然而, 整车系统安全领域的综述工作仍处于起步阶段, 尚未有研究人员
使用整体视角对现有工作进行清晰明确、全面系统的总结. 文献 [14] 虽然部分内容涉及整车测试, 但涵盖的文献
属于安全研究的早期阶段, 缺乏对最新进展的分析. 文献 [16] 只总结了在仿真测试中应用模糊测试的工作, 并没
有纳入其他漏洞挖掘和安全验证方法. 此外, 他们重点关注种子场景生成和事故分类归因, 没有深入分析事故挖掘
方法. 综上, 当前整车系统安全领域的综述涵盖的文献数量少、范围窄, 且不包含最新研究进展, 无法满足研究人
员在该领域深入学习和研究的迫切需求. 同时, 尚未有综述从完整测试流程的视角展开分析, 无法使研究人员对整
车系统测试领域形成全方位、多层次、结构化的认知. 因此, 有必要为整车系统安全领域的测试技术撰写综述文
献, 弥补现有综述的不足.
本文以集成了感知决策控制功能的自动驾驶系统整体为研究对象. 通过在软件工程、安全、汽车等领域的高
水平会议和期刊中搜集文献, 确定了 2018–2023 年期间与面向整车系统的自动驾驶安全测试研究相关的代表性工
作, 共计 39 篇. 从图 2 可知, 该领域的文献数量逐年上升, 并且在近两年热度极高, 论文数量占收集文献总数的
71.8%. 围绕这些文献, 本文总结了安全测试工作的技术路线, 并以研究问题为导向, 将这些工作划分为关键场景生
成、测试充分性、对抗样本生成、测试优化和测试预言 (test oracle) 这 5 类. 通过对各个研究问题进行深入讨论
和细致整理, 本文对比了不同主题下研究工作的优缺点和研究趋势, 展望了未来可能面临的挑战与机遇.

18
16
14
12
文献数量 10 8

4 6
2
0
2018 2019 2020 2021 2022 2023
年份
图 2 2018–2023 年面向整车系统的自动驾驶安全测试研究代表性研究统计

本文的贡献归纳如下.
(1) 汇总并分析了近 6 年整车系统安全测试领域的文献, 将其测试方案对应到通用的测试框架中, 形成面向整
车系统的自动驾驶安全测试框架, 辅助研究人员建立对该领域测试工作全流程、多维度、体系化的认知.
(2) 基于上述框架提炼出 5 类核心研究问题, 系统地梳理现有工作的技术体系和评估方法, 深入比较其创新性
和局限性, 为深化面向整车系统的自动驾驶安全测试研究提供强有力的支撑.
(3) 基于对研究现状的剖析, 揭示出潜在的现实挑战和研究机遇, 为面向整车系统的自动驾驶安全测试研究提
供独特的思路和见解, 对于自动驾驶的研发测试工作具有重要现实意义.
本文第 2 节概述自动驾驶系统结构、仿真测试架构等相关背景知识. 第 3 节总结面向整车系统的安全测试框
架. 第 4 节基于上述框架总结出 5 类研究问题, 并详细分析整车系统安全领域的研究文献. 第 5 节总结当前研究常
用的评价指标和对比方法. 第 6 节基于研究现状, 剖析和探讨现实挑战与研究机遇. 最后, 第 7 节总结本文工作.

2 背 景

在第 2.1 节介绍了自动驾驶系统的概念和基本结构, 分为模块化和端到端两个研究分支. 在第 2.2 节介绍了自