整理
智能交通、智能網(wǎng)聯(lián)、車路協(xié)同、自動駕駛、智能北斗、大數(shù)據(jù)與智慧城市……這些有關(guān)智能交通的熱詞不斷被點(diǎn)擊、被強(qiáng)調(diào)。
本刊整理了參加2019世界交通運(yùn)輸大會的知名專家學(xué)者對智能交通、智能公路和車路協(xié)同自動駕駛的核心觀點(diǎn),匯集成文,從智能交通的重要意義、發(fā)展方向和存在的問題,智能公路的試點(diǎn)和解決方案,以及車路協(xié)同自動駕駛的演進(jìn)里程、技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式等角度凝聚主張,以期展示智能交通發(fā)展的一角,描摹未來交通的輪廓。
如何以加快發(fā)展智慧交通推動新時(shí)代交通強(qiáng)國建設(shè)?交通運(yùn)輸部總工程師周偉表示,加快發(fā)展智慧交通是建設(shè)交通強(qiáng)國的必然選擇,現(xiàn)階段發(fā)展智慧交通的重點(diǎn)任務(wù)是:推動交通基礎(chǔ)設(shè)施全要素、全周期數(shù)字化,推動生產(chǎn)組織智能化、自動化,推動運(yùn)輸服務(wù)一體化、便捷化,推動行業(yè)治理精準(zhǔn)化、協(xié)同化。他表示,智慧交通發(fā)展是一個(gè)現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)不斷融合的過程,是一個(gè)目標(biāo)與手段共生互動的過程,是一個(gè)隨著技術(shù)進(jìn)步不斷提升的演進(jìn)過程。要實(shí)現(xiàn)智慧交通發(fā)展應(yīng)不斷強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì),謀劃中長期發(fā)展;堅(jiān)持重點(diǎn)突破,務(wù)實(shí)推動發(fā)展;努力構(gòu)建以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素的智慧交通;加強(qiáng)跨界協(xié)同,形成工作合力,同時(shí)防范“一窩蜂現(xiàn)象”“孤島現(xiàn)象”和“兩張皮現(xiàn)象”。
中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長王笑京認(rèn)為,智能交通系統(tǒng)(ITS)研發(fā)的主要內(nèi)容是車路協(xié)同、主動駕駛、不停車收費(fèi)等,產(chǎn)業(yè)界最為關(guān)注的是自動駕駛與合作式ITS、開放數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)、可持續(xù)發(fā)展、智慧城市、車路網(wǎng)絡(luò)安全、未來貨運(yùn),而學(xué)術(shù)界的關(guān)注點(diǎn)更多的在互聯(lián)、合作、自動化,以及互聯(lián)服務(wù)、運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、ITS與環(huán)境、下一代貨運(yùn)。他認(rèn)為,ITS在技術(shù)和需求的變化中不斷調(diào)整和發(fā)展,應(yīng)用和目標(biāo)導(dǎo)向是ITS的特色,邏輯功能的穩(wěn)定和對新技術(shù)的包容使得ITS具有強(qiáng)大的生命力。
交通安全得以保障,交通事故率可降低到目前的1%;交通效率提升,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可提高道路通行效率10%,CACC系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用將會進(jìn)一步提高交通效率;實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,協(xié)同式交通系統(tǒng)可提高自車燃油經(jīng)濟(jì)性20%至30%,高速公路編隊(duì)行駛可降低油耗10%至15%;全面帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)將會拉動機(jī)械、電子、通信、互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展;改變交通方式及商業(yè)模式,減輕駕駛負(fù)擔(dān),娛樂、駕車共享,方便出行……清華大學(xué)教授李克強(qiáng)在描述交通技術(shù)革命引發(fā)的交通系統(tǒng)生態(tài)變革時(shí)如是說。同時(shí),他認(rèn)為,新一代ITS技術(shù)趨勢是多網(wǎng)融合,統(tǒng)一平臺,統(tǒng)一接口,統(tǒng)一管理。通過綜合感知、通信、計(jì)算、控制等技術(shù),基于標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)物理空間與信息空間中包括“車、交通、環(huán)境”等要素的相互映射,標(biāo)準(zhǔn)化交互與高效協(xié)同、利用云計(jì)算大數(shù)據(jù)能力,解決系統(tǒng)性的資源優(yōu)化與配置問題,促進(jìn)人車路運(yùn)行按需響應(yīng)、快速迭代、動態(tài)優(yōu)化,最終支持協(xié)同式自動駕駛。
德國電信子公司的T-Systems International物流和ITS產(chǎn)品經(jīng)理、ERTICO監(jiān)事會成員冉衛(wèi)禮(Ralf Willenbrock)表示,德國ITS已開始實(shí)施解決交通污染問題的整體方案,即實(shí)施數(shù)字交通系統(tǒng)。實(shí)施該方案需要四個(gè)階段:前兩個(gè)階段是收集和評估數(shù)據(jù),將市政車隊(duì)作為交通管理系統(tǒng)的傳感器;基于匿名蜂窩網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的交通狀況優(yōu)化研究;第三階段是以目標(biāo)為導(dǎo)向的行動計(jì)劃,包括車輛的動態(tài)減速、停車換乘點(diǎn)(P&R)轉(zhuǎn)換為公共交通、基于路況的交通引導(dǎo)和基于公共建議的最佳路線選擇,以及包括共享駕駛、停車場動態(tài)供給、貨物運(yùn)輸坡道控制等相關(guān)公司的建立;第四階段為實(shí)施行動的最終優(yōu)化調(diào)整。
智能交通有種種優(yōu)勢,但是也不可避免地存在一些問題。王笑京提醒道,中國科技界和產(chǎn)業(yè)界需要跳出“名詞創(chuàng)新”的怪圈,前沿技術(shù)應(yīng)用應(yīng)考慮社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)律,以及技術(shù)、資本和社會方面的風(fēng)險(xiǎn)。
未來交通將進(jìn)入三元空間時(shí)代,即物理空間、社會空間、信息空間。
浙江省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院副院長韓海航提出了自己對智能交通的思考。他說,目前交通基礎(chǔ)設(shè)備逐年陳舊、迭代緩慢,智能交通標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范滯后于移動互聯(lián)體系,設(shè)備和系統(tǒng)及功能擴(kuò)展性差,交通數(shù)據(jù)碎片化、信息利用率低,各系統(tǒng)相互獨(dú)立,海量交通數(shù)據(jù)難以融合利用,協(xié)同通訊及控制層軟件的關(guān)鍵技術(shù)尚未成型,未能滿足個(gè)性化需求。此外,交通工具和設(shè)施均可互聯(lián),一切皆可編程。軟件定義在網(wǎng)絡(luò)靈活性和集中控制能力之間取得了較好平衡,可以提升交通設(shè)施智能化和整體控制能力。當(dāng)然,這樣的前提是保證數(shù)據(jù)與信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全、平臺安全、通訊安全。因?yàn)楦鄳?yīng)用,可能存在更多漏洞。
從龐大的智能交通體系發(fā)散出來,可以解鎖建設(shè)智能公路的新方式。
交通運(yùn)輸部開展了智慧公路的試點(diǎn)。智慧公路試點(diǎn)主題涵蓋關(guān)鍵基礎(chǔ)支撐,前瞻性技術(shù)落地應(yīng)用,戰(zhàn)略性技術(shù)推廣應(yīng)用,面向管理方服務(wù),面向公眾服務(wù),城市交通、測試區(qū)域等方面,北京、河北依托延崇、京雄高速公路探索自動駕駛和車路協(xié)同服務(wù),浙江省依托杭州繞城西復(fù)線、杭紹甬高速開展試點(diǎn),實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化管理,開展車路協(xié)同和自動駕駛試點(diǎn),河南省以普通公路智能化提升改造為主攻方向,打造公路資產(chǎn)數(shù)字化管理平臺,探索普通公路環(huán)境下的車路協(xié)同應(yīng)用,廣東省積極探索路運(yùn)一體化管理與服務(wù),依托特大橋梁開展主動式車路協(xié)同安全預(yù)警;江西省積極探索北斗高精度技術(shù)在自由流收費(fèi)方面創(chuàng)新應(yīng)用,已建設(shè)了8條驗(yàn)證車道;江蘇省圍繞打造新一代國家交通控制網(wǎng)原型系統(tǒng),已初步建成半開放測試區(qū)和智能商用車檢基地;福建省通過大數(shù)據(jù)挖掘分析,盤活多年積累的路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)資源,提升路網(wǎng)管理精細(xì)化、服務(wù)精準(zhǔn)化水平;吉林省圍繞北方季凍、冰雪氣候條件,開展了特殊氣象條件下的基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行監(jiān)測、養(yǎng)護(hù)和應(yīng)急指揮調(diào)度等應(yīng)用。未來,交通運(yùn)輸部將加強(qiáng)融合創(chuàng)新,開展智能公路區(qū)域性示范應(yīng)用,加強(qiáng)智能公路關(guān)鍵技術(shù)研究,加快智能公路標(biāo)準(zhǔn)的制定,加強(qiáng)與國際交流合作,推動智能公路建設(shè)。
未來交通的3個(gè)革命:電動、自動、共享。
京禮高速公路是2019年延慶世園會和2022年冬奧會賽場的主要聯(lián)絡(luò)通道,是京津冀交通一體化項(xiàng)目。延崇高速公路是京禮高速公路的組成部分,路線長約33.2公里,設(shè)計(jì)時(shí)速80公里,雙向四車道。2018年7月,北京市交通委確定延崇高速公路(北京段)為智慧公路試點(diǎn)項(xiàng)目,并上報(bào)交通運(yùn)輸部。
延崇高速公路建設(shè)將實(shí)現(xiàn)“4個(gè)1”總體布局,即一套全面的感知系統(tǒng),一個(gè)高精度、數(shù)字化的支撐平臺,實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)基于車路協(xié)同的自動駕駛實(shí)地應(yīng)用的突破,實(shí)現(xiàn)一系列周到、個(gè)性化、安全的智能服務(wù)。延崇高速公路建設(shè)期間實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化,應(yīng)用“BIM+GIS”技術(shù),實(shí)施交通基礎(chǔ)設(shè)施智能健康監(jiān)測,完善公路設(shè)施資產(chǎn)動態(tài)管理。2018年,延崇高速公路西沙屯建成測試場,初步具備車路協(xié)同與自動駕駛19個(gè)場景的測試條件。延崇高速公路將建成一條車路協(xié)同高速公路“實(shí)例”,搭建一套完整的車路協(xié)同實(shí)路環(huán)境,為汽車廠家開放路側(cè)的信息服務(wù),并進(jìn)一步探討未來的運(yùn)營方式和商業(yè)模式;形成工程技術(shù)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系,促進(jìn)相關(guān)研究并助力行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定;并為2022冬奧會交通組織需求做好技術(shù)儲備。
中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司總工程師(機(jī)電)李太芳將智能公路建設(shè)管理目標(biāo)分為兩大部分,一部分是管理水平和效率提升,另一部分是公眾出行服務(wù)水平提升。管理水平和效率提升需要實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施智能感知及監(jiān)測、機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維、公路智能養(yǎng)護(hù)管理,以及公路運(yùn)營安全管理。公眾出行服務(wù)水平提升則需要完成交通管控誘導(dǎo)、出行信息服務(wù)、出行安全保障和出行效率提升。
華為車聯(lián)網(wǎng)解決方案部總裁李晉波提出了華為的設(shè)想。建設(shè)智能高速公路的核心愿景是安全的高效率通行、智能的精細(xì)化管理、定制個(gè)性化的服務(wù),基于這個(gè)愿景,華為對智能高速需求的理解是實(shí)現(xiàn)“全息感知+智能決策+實(shí)時(shí)服務(wù)”。在感知方面,要求完成視頻感知與智能分離,適配全生命周期,全場景應(yīng)用;突破光學(xué)向全息可視升級,全程全時(shí)空對象感知和認(rèn)知。網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)有線和無線融合,按需使用,全程、全時(shí)、全網(wǎng)連接。通過數(shù)據(jù)中心由“計(jì)算+存儲”,向具備業(yè)務(wù)的認(rèn)知大腦演進(jìn),并做出智能決策。最終,完成路網(wǎng)統(tǒng)一運(yùn)營管理,提供全程全網(wǎng)無縫服務(wù)能力。華為用“全息感知+全域連接+全量分析”支撐高速智能化。此外,阿里云、百度地圖、高德地圖等企業(yè)也在不同論壇上帶來了服務(wù)于智能公路的創(chuàng)新技術(shù)和解決方案。
李太芳表示,智能公路的建設(shè)將是今后一個(gè)時(shí)期公路行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向,智能公路管理提升任重道遠(yuǎn)。智能公路管理的提升,要通過新一代信息技術(shù)的應(yīng)用,提升基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化水平,為安全、便捷、高效、綠色的現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系提出基礎(chǔ)支撐。
在2019世界交通運(yùn)輸大會上,中國公路學(xué)會自動駕駛工作委員會向行業(yè)發(fā)布了中國首份《車路協(xié)同自動駕駛發(fā)展報(bào)告》(簡稱“《報(bào)告》”)。中國公路學(xué)會理事長翁孟勇針對《報(bào)告》表示,中國從2011年開始推動車路協(xié)同自動駕駛的系統(tǒng)研究,雖然晚于發(fā)達(dá)國家,但是近年來的研究脈絡(luò)越來越清晰,而且,中國車路協(xié)同自動駕駛的落地具備更多優(yōu)勢。目前,基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)張的空間越來越小,在品質(zhì)和內(nèi)涵上的需求越來越多,車路協(xié)同自動駕駛將成為現(xiàn)有路網(wǎng)升級發(fā)展的重要路徑。
交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院智能交通研究中心主任侯德藻梳理了自動駕駛發(fā)展路徑,首先是自助式,依靠車載傳感器盡可能全面地探測道路環(huán)境信息,由系統(tǒng)自主做出決策實(shí)現(xiàn)對車輛的有效控制。然而,自主式的技術(shù)路線難以實(shí)現(xiàn)自動駕駛規(guī)?;瘧?yīng)用。隨后,自動駕駛技術(shù)開啟協(xié)同式發(fā)展模式,車車之間、車路之間,以及車與控制中心之間的互聯(lián),道路系統(tǒng)和車載系統(tǒng)的協(xié)同控制,實(shí)現(xiàn)車輛的自動化行駛和安全運(yùn)行。協(xié)同式自動駕駛技術(shù)更有利于組織和監(jiān)管,其實(shí)施路徑是分步實(shí)施,場景推動,“多維+多基協(xié)同感知”“固定感知+移動感知”的“聰明的路”與“人工智能2.0+網(wǎng)聯(lián)”的“聰明的車”強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,形成車路協(xié)同。同時(shí),保證多模式通信與信息安全,并在公交專線、場區(qū)專線等固定線路及場景示范應(yīng)用逐步拓展。
“車路協(xié)同技術(shù)是構(gòu)建現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ),車路協(xié)同的大規(guī)模應(yīng)用和推廣已經(jīng)成為現(xiàn)代道路交通發(fā)展的必然選擇?!鼻迦A大學(xué)自動化系系統(tǒng)工程研究所所長、教授張毅表示。他認(rèn)為,不僅要實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同與智能協(xié)同,還要實(shí)現(xiàn)群體智能與協(xié)同控制。車路協(xié)同的群體智能控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),需要環(huán)境感知、信息交互、控制機(jī)制、計(jì)算實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)功能的全面提升和支持,因此交通群體智能協(xié)同控制的建設(shè)需要集成解決方案。
張毅以星云互聯(lián)設(shè)備為例提出了一個(gè)可選解決方案,車載終端V-Box具備多模式交互平臺,支持LTE-V2X、Wi-Fi、4G,可擴(kuò)至5G;支持管控、安全和服務(wù)等30余種V2V、V2I、V2P和V2C應(yīng)用;滿足車規(guī)級要求,提供嵌入式SDK支持用戶應(yīng)用二次開發(fā);視距情況下大于500米,一般非視距情況下大于300米;通信間隔支持10毫秒,時(shí)延小于10毫秒,支持并發(fā)通信數(shù)不小于150個(gè)。
智能路側(cè)系統(tǒng)T-Station實(shí)現(xiàn)即插即用多模通信,支持LTE-V/DSRC、WiFi、2G/3G/4G,可擴(kuò)至5G;支撐V2I服務(wù),覆蓋范圍超過500米,提供10余種V2I服務(wù),支持遠(yuǎn)程操作;交通設(shè)施接入,信號燈,微波等多種檢測器,VMS接口與算法模塊;交通分析管理,狀態(tài)分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控、交件發(fā)布,交通主動控制;路側(cè)綜合管理,局部路網(wǎng)編輯與發(fā)送、可變路側(cè)信息配置;數(shù)據(jù)中心可達(dá),支持通過光纖、3G/4G和專網(wǎng)等與智能網(wǎng)聯(lián)云平臺交互;通信間隔支持10毫秒,時(shí)延小于10毫秒,支持并發(fā)通信數(shù)不小于150個(gè)。
李克強(qiáng)也提出了相似的解決方案,即云控技術(shù)通過“人車路云一體化”,構(gòu)建了提供協(xié)同感知、決策和控制能力的車路協(xié)同系統(tǒng),提高車輛與交通的安全與高效運(yùn)行。其包含智能路側(cè)系統(tǒng)、云控基礎(chǔ)平臺和人車端3個(gè)方面,有效地支撐智能出行和中國標(biāo)準(zhǔn)自動駕駛。云控體系建設(shè)內(nèi)容,包括邊緣計(jì)算網(wǎng),由邊緣計(jì)算單元、邊緣云組成,并與中心云進(jìn)行數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)交互;多模通信網(wǎng),包含固網(wǎng)光纖、蜂窩網(wǎng)絡(luò),以及V2X網(wǎng)絡(luò)等多種通信方式協(xié)作的通信網(wǎng)絡(luò);智能感知網(wǎng),由部署于路側(cè)且與數(shù)據(jù)中心光纖直連的智能感知單元組成。
在看到車路協(xié)同自動駕駛光明前景的同時(shí),也必須直視一些問題。張毅提出,新型混合交通協(xié)同管控迫在眉睫,但也是國際難題,群體智能與協(xié)同控制的基礎(chǔ)理論與方法體系亟待研究、關(guān)鍵技術(shù)亟待解決。王笑京認(rèn)為,“自動駕駛”的研發(fā)和應(yīng)用將是一場“長征”,因?yàn)樽詣玉{駛的落地基于新型交通工具和交通方式的安全認(rèn)證,需要大量的理論和實(shí)踐工作,自動駕駛的安全性驗(yàn)證難題是主要癥結(jié)。