車路協(xié)同：誰來協(xié)同車與路？由誰做協(xié)調(diào)成為核心關注

最近，交通運輸部在雄安新區(qū)道路建設工地一線召開發(fā)布會，通報雄安新區(qū)對外骨干網(wǎng)絡通道、京津冀交通一體化建設等相關情況。據(jù)介紹，京雄高速公路與榮烏高速新線、津石高速、京德高速等組成“四縱三橫”的雄安新區(qū)高速公路網(wǎng)絡。在一系列高速公路的建設中，有關車路協(xié)同及自動駕駛的動向受到汽車業(yè)界的密切關注。隨著道路交通智能化建設不斷提速，車路協(xié)同正在走入現(xiàn)實，車輛、道路、通信、地圖等不同要素如何協(xié)同的問題，越來越對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的下一步發(fā)展提出挑戰(zhàn)。

♦1　道路交通智能化悄然提速

據(jù)悉，在雄安新區(qū)的高速公路建設中，京雄高速承擔了“最內(nèi)側兩車道建設支持自動駕駛的智能駕駛專用車道，打造面向高速公路的安全輔助駕駛、車路協(xié)同等技術應用的開放測試區(qū)”、“建設準全天候快速通行示范路段”、“收集關鍵結構物結構響應數(shù)據(jù)，建立全壽命期數(shù)字檔案，建成數(shù)字化交通基礎設施示范段”三項交通強國建設試點任務。京雄高速綜合運用北斗高精定位、窄帶物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動駕駛等新一代信息技術，提供了車路協(xié)同、準全天候通行、全媒體融合調(diào)度、智慧照明、綜合運維等智能服務;道路兩側的智能燈桿則整合了能見度檢測儀、邊緣計算設備、智慧專用攝像機、路面狀態(tài)檢測器等新型智能設備。

京德高速的建設以業(yè)務為主線、以數(shù)據(jù)為核心，體現(xiàn)“人-車-路-云-網(wǎng)環(huán)境”之間的相互關系，“一體化車路協(xié)同”也因此成為其五大特征之一。

榮烏高速公路新線則將建立分車道、分時段智能貨運車輛管控系統(tǒng)，實現(xiàn)貨運車輛智能化管理的云平臺。在硬件方面，榮烏高速新線全路段安裝了數(shù)字感知系統(tǒng)毫米波雷達、監(jiān)控視頻設備，并先期部署了10公里左右的路側智能單元(RSU)及北斗高精度定位基站，通過在日常養(yǎng)護管理車輛上安裝車載智能單元(OBU)，實現(xiàn)養(yǎng)護作業(yè)車輛實時定位、車輛避撞等車路協(xié)同場景，為后期車路協(xié)同全線應用提供數(shù)據(jù)支撐。

事實上，隨著《交通強國建設綱要》發(fā)布，加快建設交通強國的號角已經(jīng)吹響。其后出臺的《關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》，具體提出了三大領域的14項任務，其中包括在智慧公路方面，推動先進信息技術應用，逐步提升公路基礎設施規(guī)劃、設計、建造、養(yǎng)護、運行管理等全要素、全周期數(shù)字化水平。

“目前，高速公路(在智能化方向)的建設與運維過程中，形成了比較成熟的三個系統(tǒng)，供電系統(tǒng)、通訊光纖部署和門架。它們?yōu)楦咚俟泛罄m(xù)的智能化發(fā)展奠定了非常好的硬件基礎。如果我們在路側增加終端設備(即RSU)，就具備了車路協(xié)同的基本節(jié)點保障。”交通運輸部公路科學研究院汽車運輸研究中心主任、研究員周煒告訴《中國汽車報》記者，“車路協(xié)同是極具價值的方向，智能化道路與車輛互動，將使交通系統(tǒng)中的這兩個元素相得益彰，也會推動雙方共同的發(fā)展與進化，從而實現(xiàn)自動駕駛汽車的有條件應用。”

♦2　為智能汽車助力并“減負”

在雄安新區(qū)的高速公路建設中，人們發(fā)現(xiàn)感知元器件在路側單元中得到大量應用，從而使毫米波雷達、超距雷達等成為“高頻詞”。一些元器件不僅出現(xiàn)在整車端，同時也適用于路側。

“我們認為，智能化可以分為三個層次，‘看得見、會思考、能控制’。無論城市道路還是高速公路，得益于攝像頭等設備的應用，已能夠?qū)崿F(xiàn)‘看得見’。”圖達通總經(jīng)理、智能交通解決方案資深專家鄧常敏博士告訴記者，“現(xiàn)在的方向首先是從看得見逐步向‘看得清’發(fā)展。視頻技術雖歷經(jīng)長時間發(fā)展，但在實際使用中還有一些難以克服的問題，比如夜間拍攝清晰度受限，即便有門架補光，但處理效果依然不理想。進一步延伸，不僅要看得清，還要看得遠。攝像頭采集的圖像仍是二維的，只能顯示物體的一些基本特征，但距離、速度等信息是‘看’不到的。”

鄧常敏認為，目前通過攝像頭及算法的配合，系統(tǒng)已能實現(xiàn)從探測到識別的功能，具備一定的“思考”能力，下一步要追求更智能化的思考。“現(xiàn)階段，攝像頭能‘看’到哪條車道出現(xiàn)了擁堵，卻不會主動告知駕駛員如何規(guī)避。從這個角度看，道路智能化還有巨大提升空間。”他表示，“而在控制層面上，想象空間更為巨大。如果路側的傳感器足夠強大，是否可以取消車載傳感器，把全部的感知功能交由道路完成，從而實現(xiàn)車輛行駛路線的規(guī)劃，達到完全的車路協(xié)同?”

在周煒看來：“車路協(xié)同中，路側設備應能夠感知道路交通要素的相互關系，與交通場景融合之后，傳輸給行駛在道路的車輛。實時感知、發(fā)送，使單車不必再進行大量的計算，不僅能極大地節(jié)省算力，也可將車輛有限的算力圍繞駕乘人員部署。”

有鑒于此，激光雷達不僅可應用于車輛智能化，在道路智能化方面也將有用武之地。鄧常敏表示：“激光雷達由于工作原理的優(yōu)勢，能夠賦能智慧交通。從(現(xiàn)有攝像頭的)二維圖像升級到三維，可將50米左右的感知距離提升至300米甚至400米。我們的產(chǎn)品不僅能提升感知能力、擴大感知范圍，還可以降低路側設備的部署密度，在提升性能的同時保證成本可控。”

另據(jù)介紹，在“思考”層面，采用了激光雷達的路側單元配合智能算法、AI的使用，將大幅降低基于交通流量實時規(guī)劃路徑、進行引導的難度。“已有企業(yè)在內(nèi)部測試‘路控車’產(chǎn)品。由于激光雷達給路側感知提供了足夠精確的信息，用路側設備取代車載傳感器將有利于大幅降低車端成本。”鄧常敏告訴記者，“當然，雖是同一種設備，但交通領域與汽車領域的需求存在差異，區(qū)別在于標準體系不同。汽車對元器件的抗振要求高，但車輛每天的運行時間一般不會特別長;交通領域的設備則全部在戶外，要求24×7全天候工作，對抗惡劣天氣要求高，且對壽命要求較高。”

♦3　發(fā)展要厘清關系、講求實效

“我們已參與一些道路基礎設施的建設，未來路側的需求變化不會太大，但車端產(chǎn)品可能按照產(chǎn)業(yè)分工邏輯逐漸演化。”北京星云互聯(lián)科技有限公司(以下簡稱“星云互聯(lián)”)副總經(jīng)理王易之向記者介紹道，“我們現(xiàn)在提供的軟硬件產(chǎn)品及解決方案，未來如果大規(guī)模裝車，車載硬件可能向具備大規(guī)模生產(chǎn)能力的一級零部件供應商聚集整合;此外，還會繼續(xù)分化形成專門提供V2X軟件設計能力的供應商，更進一步在所有底層軟硬件搭建完成后，將出現(xiàn)提供各種增值服務的應用服務供應商，并與當前階段車輛駕駛和出行服務中的一些環(huán)節(jié)打通，形成商業(yè)閉環(huán)，就類似于智能手機應用。”

王易之告訴記者，將車路協(xié)同技術應用于智慧交通和智能駕駛是星云互聯(lián)專注的兩個方向。作為設備和技術供應商，他們一是為高速公路和城市道路的智能化改造提供軟硬件設備;二是為道路的智能網(wǎng)聯(lián)升級提供整體解決方案，把道路交通設施如信號燈、交通標志標線等，通過RSU路側智能單元進行數(shù)字化表達和發(fā)布，并通過邊緣計算(MEC)串聯(lián)起道路的智能化、網(wǎng)聯(lián)化、數(shù)字化;三是以上述協(xié)同為基礎，為車輛協(xié)同互聯(lián)提供服務，同時為道路交通管理提供智能管控手段。最終，通過車路協(xié)同，精準獲取道路交通信息，對需要監(jiān)管的車輛進行精準管理。

“車路協(xié)同是涉及汽車、交通、通信等多個技術領域交叉的技術，過去幾年，我們基本健全了車路協(xié)同的標準體系，并進行了小規(guī)模建設與示范應用。下一步的重點應是大力推動量產(chǎn)和規(guī)?；瘧茫瑵B透率提升才是邁向產(chǎn)業(yè)成熟的標志。”王易之表示。

鄧常敏提出：“道路智能化改造，大概率會選擇部署激光雷達，分歧只是在于部署密度、成本以及應用何種規(guī)格、精度的產(chǎn)品。我們參與到一些標準的制定工作當中，也希望行業(yè)能夠早日達成共識。”

周煒就此指出，在車路協(xié)同逐漸從概念走向現(xiàn)實的過程中，需要重視幾個問題：首先，不同參與者之間相互制約，相互影響，任何產(chǎn)品都是有特定使用條件，車路協(xié)同是車路互為條件，系統(tǒng)內(nèi)還有環(huán)境、管理等其他構成要素，因此厘清關系非常重要;其次，由于自動駕駛跨行業(yè)、跨領域，起草標準、完善體系迫在眉睫;第三，所有問題最后都會沉淀到用戶使用層面。

周煒認為：“由于受到車輛長度、質(zhì)量、安全、靈活性、運輸效率等因素制約，營運車輛實現(xiàn)自動駕駛的難度要比非營運車輛更高，但更容易實現(xiàn)規(guī)范化管理。因此，自動駕駛的有條件應用，應先出現(xiàn)在營運車輛上。智能汽車與智能道路匹配，發(fā)揮核心引導作用的將是市場因素，這樣的功能可以給運輸企業(yè)帶來什么價值是行業(yè)應當盡快作答的。如果運輸企業(yè)在安全、成本、管理等方面獲得成效，解決了痛點，那么自動駕駛才會實現(xiàn)正向的可持續(xù)發(fā)展;否則，看不到實際的改善與提升，運輸企業(yè)應用(自動駕駛)的意向會減弱甚至產(chǎn)生抵觸心理。”

“道路是運輸場景，也是公共交通場景，因此智能汽車運行在智慧道路上，需要第三方的評估和試驗檢測報告。”周煒還強調(diào)，“從管理角度看，不能僅關注于傳統(tǒng)意義上的運輸安全，未來這樣的做法也一定會延續(xù)到車路協(xié)同、自動駕駛測試、試點示范及實際應用的各個階段。”

♦4　由誰做協(xié)調(diào)成為核心關注

道路智能化在提速，汽車智能化也在提速，車路協(xié)同究竟如何實現(xiàn)協(xié)同成為關鍵性問題。

周煒認為，由于涉及人、車、貨、路、環(huán)、管、網(wǎng)等多項要素，車路協(xié)同已經(jīng)成為一個全社會、全要素參與的宏大系統(tǒng)，僅依靠一個部門或行業(yè)是無力實現(xiàn)的，必須多行業(yè)、跨部門協(xié)作，但由于要素過多，橫向配合協(xié)調(diào)的難度極高。

周煒強調(diào)，整車企業(yè)應站在用戶的角度思考問題。他直言：“現(xiàn)在，一些企業(yè)對于自動駕駛還是習慣于從研發(fā)、生產(chǎn)的角度來加以推動。事實上，用戶需求才是最大的牽引力，市場才是最大的動力源。一些企業(yè)沉醉于根據(jù)自動駕駛的分級，宣傳自己產(chǎn)品的技術水平，行業(yè)也習慣了據(jù)此判斷其先進性。但當自動駕駛汽車遇到危險時，給駕駛員留出的處理時間非常短，他們在毫無準備的情況下很難接管，或者即便接管也必然會發(fā)生事故。試問，如果駕駛員需要隨時觀察路面情況并準備接手處理，這樣的自動駕駛功能對于用戶又有何用?”

“現(xiàn)階段來看，車路協(xié)同的關鍵點在于誰來主導。從理論上，車-路-云完全打通沒有問題，但誰來主導建設，誰主導運營，這些因素決定了系統(tǒng)的流暢度與效率。”鄧常敏告訴記者，“車路協(xié)同應分階段發(fā)展，我們現(xiàn)在就處于比較初級的階段。目前，車路協(xié)同對于自動駕駛的作用，更多在于系統(tǒng)冗余，路側的信息傳遞到車載端，車載端可以選擇采用或不采用。有的廠商對自動駕駛、云端和高精度地圖的解決方案都有布局，那么由其主導建設與運營，各部分的協(xié)調(diào)難度就較低。而現(xiàn)在這樣的廠商數(shù)量還非常少，各示范區(qū)跨平臺、跨軟件、跨地域，處于‘各自為戰(zhàn)’的狀態(tài)，彼此之間的聯(lián)通性還不理想。我認為在第二個階段，路側提供的信息就將得到業(yè)界的認可，從小范圍采用路側信息發(fā)展到大范圍全部采用路側信息，從而形成從局部路徑規(guī)劃到實時全路線規(guī)劃。第三階段也就是終極方案，車載端的傳感器可以全部‘關停’，完全依靠來自智慧道路的路側信息。后兩個階段，需要路側信息測得準，還需要及時性，通訊延時要短，作為路側信息的關鍵，交通感知這張大網(wǎng)誰來建、誰來運營、誰來維護，都是極有挑戰(zhàn)性的課題。”