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車路協(xié)同:一條前無古人的探索之路
瀏覽量:1892   發(fā)布時(shí)間:2021-01-06 16:38:03

雖然智能交通已經(jīng)建設(shè)多年,但車與路的天然連接,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。直到車路協(xié)同的出現(xiàn)。

車路協(xié)同在市場期許中高開高走

車路協(xié)同,最近幾年歡呼于智能交通最繞不開的熱詞。那么,車路協(xié)同是什么呢?大致來看,其是下一代車聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)之一,通過車與車(V2V)、車與路(V2I)、車與人(V2P)、車與云(V2N)等信息交互和共享,使車和周圍環(huán)境協(xié)同與配合,實(shí)現(xiàn)智能交通管理控制、車輛智能化控制和智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)的一體化網(wǎng)絡(luò)。

2018年9月14日消息,阿里巴巴宣布將與英特爾、大唐電信集團(tuán)展開智能交通中車路協(xié)同領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作。根據(jù)協(xié)議,基于英特爾處理器的邊緣計(jì)算平臺(tái)在V2X上的應(yīng)用,阿里巴巴將與其共同探索5G通信技術(shù),大唐電信集團(tuán)則會(huì)為阿里巴巴提供LTE-V2X通信技術(shù)。從那時(shí)起,車路協(xié)同的全面布局,開始。

2019年3月,工信部部長苗圩曾表示,5G應(yīng)用80%將用于物和物之間的通訊,以無人駕駛汽車為代表的5G技術(shù)應(yīng)用可能是最早的應(yīng)用。

2020年2月,盡管還在疫情的寒風(fēng)中,發(fā)改委、工信部等11個(gè)國家部委聯(lián)合下發(fā)了“關(guān)于印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》的通知”,通知提出到2025年,中國標(biāo)準(zhǔn)智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)安全體系基本形成?!稇?zhàn)略》提出的主要任務(wù)包括:推進(jìn)智能化道路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè),建設(shè)廣泛覆蓋的車用無線通信網(wǎng)絡(luò),建設(shè)覆蓋全國的車用高精度時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)能力,建設(shè)覆蓋全國路網(wǎng)的道路交通地理信息系統(tǒng),建設(shè)國家智能汽車大數(shù)據(jù)云控基礎(chǔ)平臺(tái),提升網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力等。

用高開高走來形容車路協(xié)同在我國的歷程最為合適,如此看到,車與路的和諧統(tǒng)一,是大眾所期也是市場需求所致。

車路協(xié)同面臨的挑戰(zhàn)

任何新技術(shù)出現(xiàn),都會(huì)有需要買過的坎,我們稱之為技術(shù)的改進(jìn)與升級(jí),只有這樣才能不斷在場景應(yīng)用磨合中,與市場需求同步和一致。主要有以下幾點(diǎn):

其一,法律制度與政策標(biāo)準(zhǔn)謹(jǐn)慎制定與技術(shù)創(chuàng)新快速的矛盾。也就是說,建設(shè)步子邁得太大,技術(shù)的天馬行空,但法律和政策如何最有合理有效的約束,形成大眾遵守的行為規(guī)則、追溯體系和征信體系是一個(gè)復(fù)雜又不得不做的政府課題。

其二,倫理道德問題制約商業(yè)化和大規(guī)模普及,以往高速公路運(yùn)營企業(yè)主要建設(shè)、養(yǎng)護(hù)道路設(shè)施,出行者通過付費(fèi)享受通行服務(wù)。車路協(xié)同階段會(huì)提供新服務(wù),也會(huì)有一些新參與單位。比如通信運(yùn)營商可以贈(zèng)送手機(jī)、贈(zèng)送后裝車載設(shè)備,并通過物聯(lián)網(wǎng)收流量費(fèi)的方式來獲得收益。

車載終端公司可以通過人機(jī)交互提供出行服務(wù),還可以利用服務(wù)區(qū)、景區(qū)、保險(xiǎn)公司通過產(chǎn)品推薦、景點(diǎn)推薦,向第三方信息服務(wù)商收取相關(guān)費(fèi)用,同時(shí)獲得用戶出行的大數(shù)據(jù)信息,從而為產(chǎn)品的營銷和定制提供大數(shù)據(jù)決策;最后就是緊急施救服務(wù)。未來車路協(xié)同商業(yè)模式仍需要不斷探索,因?yàn)楦咚俟返氖召M(fèi)標(biāo)準(zhǔn)很難調(diào)整,車路協(xié)同如何做到可持續(xù)發(fā)展是應(yīng)該思考的問題。

其三,公共信息安全與公民個(gè)人隱私也面臨威脅。車路協(xié)同技術(shù)源于國外,荷蘭A58高速公路做了車輛編隊(duì)行駛和車路協(xié)同,基于手機(jī)端的車路協(xié)同來顯示道路上的限速信息,同時(shí)也支持自動(dòng)駕駛,涉及到道德倫理和隱私的問題在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用,還是出現(xiàn)不少難解之題。在國內(nèi)我們?nèi)绾纹凭?,還得慎行。

其四,公安交通管理和執(zhí)法服務(wù)面臨新機(jī)遇。這方面的轉(zhuǎn)變有很多,舉一例來說明,比如車路協(xié)同讓交通管理到治理理念上的轉(zhuǎn)變。原有的公安交通管理信息相對(duì)封閉,信息都用于自身的交通管理應(yīng)用,使用完以后伴隨著管理任務(wù)的結(jié)束就失去了信息應(yīng)用價(jià)值。

車路協(xié)同下的信息可以用于交通出行者的一些出行服務(wù),比如說交通的疏導(dǎo)、控制,還有事件這些交通管理信息,就可以轉(zhuǎn)化為服務(wù)交通出行者出行的服務(wù)信息。另外,伴隨著自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的發(fā)展,車載終端的感知能力、智慧化程度越來越高,這些手段也極大的豐富了交通管理信息采集,可以提升城市交通狀態(tài)精準(zhǔn)的認(rèn)知,進(jìn)而提升智慧交通的決策,提升交通管理效率,也推動(dòng)交通的變革。

其五,對(duì)駕駛?cè)藛T技能重新定位。到自動(dòng)駕駛階段以后,駕駛證考試要求是否要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整,比如對(duì)自動(dòng)駕駛與酒駕的新認(rèn)識(shí)。

其六,在技術(shù)層面,目前來看端邊云的架構(gòu)比較合適。車路協(xié)同主要涉及三個(gè)端口:車端、路側(cè)端和云端,其中路側(cè)端和云端因?yàn)檐嚶穮f(xié)同環(huán)境下計(jì)算節(jié)點(diǎn)下沉至邊緣層(即路側(cè))的需求而經(jīng)常被同時(shí)提及。

再考慮到三個(gè)端口間信息傳輸渠道的重要性,對(duì)于車路協(xié)同系統(tǒng)平臺(tái)更完善的拆解方式是以下三個(gè)核心組成部分:智能車載系統(tǒng)(車端)、智能路側(cè)系統(tǒng)(路側(cè)端+云端)和通信平臺(tái)。其中,智能車載系統(tǒng)負(fù)責(zé)車載端的海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理和多傳感器數(shù)據(jù)融合,保證車輛在各種復(fù)雜的情況下穩(wěn)定、安全行駛;智能路側(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)路況信息搜集與邊緣側(cè)計(jì)算,完成對(duì)路況的數(shù)字化感知和就近云端算力部署。

通信平臺(tái)負(fù)責(zé)提供車-車、車-路間實(shí)時(shí)傳輸?shù)男畔⒐艿?,通過低延時(shí)、高可靠、快速接入的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,而真實(shí)交通場景下,由于參與者數(shù)量眾多、行人和路況隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn),車載操作系統(tǒng)必須具備在100毫秒內(nèi)完成從指令接收、任務(wù)運(yùn)算處理到?jīng)Q策執(zhí)行的整個(gè)過程,要不然,數(shù)據(jù)采集與分析到處理如果不及時(shí),那車路協(xié)同變毫無意義還處處顯危機(jī)。

當(dāng)然,技術(shù)層面車路協(xié)同面臨的問題不止零星半點(diǎn),也不一一介紹,畢竟這個(gè)新技術(shù)還在摸著石頭過河階段,看上去很美的事物,實(shí)際建設(shè)中困難重重,就好比智能手機(jī),系統(tǒng)開發(fā)極為復(fù)雜,呈現(xiàn)給用戶體驗(yàn),卻是簡單高效,這也是車路協(xié)同需要追求的技術(shù)路徑。

聰明的車,汽車的自我進(jìn)化

讓車聰明起來,這是車路協(xié)同必經(jīng),這也是一條前無古人的探索之路。

2018年12月,華為攜手奧迪在延崇高速,80公里時(shí)速下,率先測(cè)試了基于C-V2X技術(shù)的L2~L4級(jí)別相關(guān)自動(dòng)駕駛功能。也是同年,隨著沃爾沃,特斯拉和寶馬等汽車公司開始投入無人駕駛汽車領(lǐng)域,無人駕駛或許很快將會(huì)成為道路上的普遍現(xiàn)象。但是,無人駕駛的普及必須先確保車輛能夠相互通信和駕駛員的安全,所以車路協(xié)同是無人駕駛的前奏,前奏必不可少。

我國傳統(tǒng)造車產(chǎn)業(yè)相較于國外,確實(shí)落后,但新能源帶來的智能汽車產(chǎn)品,中國卻不甘人后,而對(duì)于如何讓車聰明起來,形成車路協(xié)同,智能企業(yè)智能進(jìn)化的費(fèi)用以及智能效益,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車,所以,最近幾年,自主品牌的車廠都在自我進(jìn)化中完成車路協(xié)同布局。不過,還需看到一點(diǎn),我們所謂的智能汽車基本都是乘用車輛,而對(duì)于運(yùn)營車輛尤其是特種車輛如何來實(shí)現(xiàn)汽車本身的自我進(jìn)化,還是一個(gè)較為模糊的探索之路。

智慧的路,路暢才行安

對(duì)于智能交通產(chǎn)業(yè)而言,車路協(xié)會(huì)我們更多關(guān)注的是路的建設(shè)。如果非得比如在車路協(xié)同中,車是載體,而路卻是靈魂所在。

早在2016年,百度即開始布局車路協(xié)同全棧研發(fā),可謂是業(yè)內(nèi)最早布局車路協(xié)同的公司之一,2018年底,百度將正式開源 Apollo 車路協(xié)同方案,向業(yè)界開放百度 Apollo 在車路協(xié)同領(lǐng)域的技術(shù)和服務(wù),讓自動(dòng)駕駛進(jìn)入“聰明的車”與“智能的路”相互協(xié)同的新階段,全面構(gòu)筑“人-車-路”全域數(shù)據(jù)感知的智能交通系統(tǒng),邁出智能交通建設(shè)的關(guān)鍵一步,這是業(yè)內(nèi)首個(gè)開源的車路協(xié)同方案。

近些年由于智能手機(jī)的突破所帶來的品牌效應(yīng),華為在諸多領(lǐng)域,都是舞臺(tái)中央備受矚目的主角。華為是有所取舍的,有所為有所不為,他們做生態(tài)就必須如此。

所以,華為肯定不造車,在今年“新基建助力交通強(qiáng)國建設(shè)--大灣區(qū)智慧交通技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)”上,記者在采訪華為時(shí)了解到,他們認(rèn)為建設(shè)國內(nèi)有示范意義的智能網(wǎng)聯(lián)先導(dǎo)區(qū),不僅要代表行業(yè)的先進(jìn)性、規(guī)范性、安全性,還需具備系統(tǒng)開放性,以及起到標(biāo)桿引領(lǐng)的作用。

具體說來,系統(tǒng)規(guī)范性、示范性方面,智能網(wǎng)聯(lián)整體建設(shè)首先需符合國家對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證要求,保證系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)范性;同時(shí),示范區(qū)的先進(jìn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?zāi)軈⑴c到國家智能網(wǎng)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)制定的進(jìn)程中,起到行業(yè)引領(lǐng)作用。

在系統(tǒng)開放性方面能夠體現(xiàn)生態(tài)開放,比如車企是智能網(wǎng)聯(lián)最大的使用方,所建智能網(wǎng)聯(lián)需讓上下游生態(tài)尤其是主流車企能參與進(jìn)來,共建繁榮,所建云控平臺(tái)能兼容國內(nèi)主流車企,系統(tǒng)可平滑演進(jìn),避免重復(fù)建設(shè),整體設(shè)計(jì)和產(chǎn)品方案要支持關(guān)鍵技術(shù)如3GPP通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的平滑過渡(4G-5G-6G—),保證最新技術(shù)的后向兼容性,最低限度降低技術(shù)演進(jìn)帶來的成本增加。

系統(tǒng)安全要考慮,作為新基建項(xiàng)目,要符合國家關(guān)鍵核心技術(shù)與系統(tǒng)自主可控的導(dǎo)向和要求。所使用產(chǎn)品的先進(jìn)性具備核心技術(shù),關(guān)鍵器件能做到自主可控,且保持行業(yè)領(lǐng)先性。

所以,華為做車路協(xié)同,會(huì)充分利用云、IOT、AI、5G等數(shù)字化技術(shù),實(shí)現(xiàn)人—車—路—云高效協(xié)同,打造智能的車和聰明的路,為用戶提供智能出行服務(wù)和體驗(yàn)。

車路協(xié)同規(guī)范駕駛行為與交通安全

之前提到無人駕駛是一種駕駛形態(tài),要探討車路協(xié)同對(duì)無人駕駛的影響也可以從兩個(gè)層面來看。

一是對(duì)駕駛?cè)诵袨榈挠绊?。車路協(xié)同環(huán)境對(duì)駕駛?cè)说挠绊懯嵌喾矫娴?,駕駛行為過程總體上可以分為感知、判斷和操作3個(gè)階段。其中,車路協(xié)同環(huán)境對(duì)駕駛行為的影響主要體現(xiàn)在前2個(gè)階段。感知階段是后續(xù)各個(gè)階段的基礎(chǔ),快速獲得準(zhǔn)確的信息是保障后續(xù)正確判斷、準(zhǔn)確操作的基礎(chǔ),影響駕駛?cè)烁兄俣群蜏?zhǔn)確程度的主要影響因素是注意力分配和信息負(fù)荷大小。

在使用車路協(xié)同系統(tǒng)時(shí),駕駛?cè)说木駹顟B(tài)如眨眼頻率、心跳頻率等均表明駕駛?cè)说木o張程度的感知會(huì)比不使用車路協(xié)同系統(tǒng)時(shí)低。相比與年輕人,車路協(xié)同系統(tǒng)對(duì)老年人的作用更大,它能夠提高駕駛?cè)说母兄剑s短駕駛?cè)说母兄獣r(shí)間。

二是對(duì)行駛安全可靠性的影響 。傳統(tǒng)的駕駛行為主要由以駕駛?cè)藶楹诵牡母兄?、判斷和操作過程構(gòu)成閉環(huán)的控制系統(tǒng)。車路協(xié)同技術(shù)的安全應(yīng)用,改變了汽車的駕駛過程。車路協(xié)同技術(shù)安全應(yīng)用可以分為2類:一類是以預(yù)警為目的的安全輔助系統(tǒng),另一類以自動(dòng)控制為目的的安全輔助系統(tǒng)。

從系統(tǒng)可靠性的角度看,以預(yù)警為目的的安全輔助系統(tǒng)可以認(rèn)為是在感知階段與駕駛?cè)说母兄⒙?lián)了自動(dòng)感知系統(tǒng)。該系統(tǒng)的并入,能夠提高駕駛?cè)说母兄?,縮短駕駛?cè)说母兄獣r(shí)間。另一方面,車車/車路協(xié)同在感知的基礎(chǔ)上還進(jìn)行危險(xiǎn)的判斷與預(yù)警。盡管該系統(tǒng)判斷和預(yù)警的結(jié)果還需要駕駛?cè)嗽诖嘶A(chǔ)上做出決策,但也會(huì)有效縮短駕駛?cè)说呐袛鄾Q策時(shí)間。對(duì)于并聯(lián)系統(tǒng),系統(tǒng)的可靠性要高于其單個(gè)的子系統(tǒng)可靠性。

因此從一定意義上說,以預(yù)警為目的的車路協(xié)同安全應(yīng)用系統(tǒng)的引入,可以提高感知過程的可靠性。與以預(yù)警為目的的安全輔助系統(tǒng)不同的是,具有自動(dòng)控制功能的安全輔助控制系統(tǒng)在對(duì)車輛的安全狀態(tài)進(jìn)行判斷后,不但給駕駛?cè)祟A(yù)警信息,還在必要的情況下向車輛的自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)(如制動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、加速控制機(jī)構(gòu))發(fā)出自動(dòng)控制指令。

從系統(tǒng)可靠性的角度出發(fā),該系統(tǒng)不但在駕駛?cè)丝刂葡到y(tǒng)的基礎(chǔ)上在感知環(huán)節(jié)并聯(lián)了自動(dòng)感知子系統(tǒng),還在操作階段并聯(lián)了自動(dòng)控制子系統(tǒng)。正如前面論述的一樣,在各個(gè)子系統(tǒng)可靠性不變的情況下,整個(gè)系統(tǒng)的可靠性會(huì)有所提高,因此車路協(xié)同技術(shù)的引入,應(yīng)該可以提升行車過程的安全可靠性。

誠然,車路協(xié)同是當(dāng)下與無人駕駛最為相關(guān)的革命性技術(shù),但在強(qiáng)調(diào)其對(duì)提升行車安全性能的同時(shí),要重視該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)駕駛?cè)说挠绊?,雖然是無人駕駛,但科技依然以人為本。


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