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高速公路如何建设自动驾驶之路

来源:智慧交通   发布时间: 2020-05-08 13:50:24

当前自动驾驶概念已经全球风靡,风风火火,世界各国都纷纷发布支持政策、配套资金,鼓励自动驾驶在本国统筹布局,快速发展。这场自动驾驶的全球战役中,首先受益的是汽车制造行业,其次是软件开发、智能设备、数字媒体等领域。综合来看,自动驾驶本身是一个系统工程项目,涉及到多个领域的协同合作,车辆作为一个载体,无非是多种技术的集成展示平台,丰富多彩的应用技术打造了一个令人神往的想象移动盒子,盒子里人可以自由地做任何事情,就是不开车。那么接下来问题来了,由造车运动引发的自动驾驶为什么一定要拽上造路运动?漂亮的车和黝黑的路什么情况下一定要协同?协同的路如何建设才能不被误伤,走出一条行而至远的聪明之路?

一 走出“有车必有路”的误区

众所周知,自动驾驶以造车运动引发,而其中感知技术是自动驾驶技术的关键。目前,一辆车的平均传感器数量在60-100个左右,附加成本至少40万元以上,随着车辆变得“更智能”,传感器数量可能会达到每辆车200个传感器,造车成本会进一步增加。如此高的造车成本,消费者无力承担,最后的造车运动就会变成烧钱运动,无人收场。即便以后传感器成本降低到消费者可以承受的程度,面对各种复杂的行驶环境,汽车总会遇到无法识别的场景。而众多的场景如何让传感器一一识别,计算机给出正确的应对措施?恐怕只靠AI识别、深度学习、打造各种场景,车辆本身并不能穷举所有情况,解决这些问题。面对这种前有未知场景,后有烧钱之坑的情况,造车运动目前进入了一个进退两难的尴尬境地。因此自动驾驶出现了寻找背锅侠的情况:一方面巨额的资金投入需要以项目名义由政府买单,因此就不断地打造各种应用场景,10种不足就创造50种、100种;一方面车辆的“稚能化”进程需要以协同的名义拉道路入场,因此就需要除了车载OBU之外的路侧RSU、MEC配合,通讯RSU不够就改造ETC、龙门架、情报板。从笔者的角度来看,此时的车路协同提出更像是造车运动乏力的接力棒,寄希望于道路的加入来提升自动驾驶的发力接力。

因此,其实无论是高速公路还是城市道路,并没有做好如何接力的准备工作。营造的一个一个场景只是出行旅程中不连续的、间断的偶遇,其成果或许无法指引自动驾驶车辆完成整个出行过程。如此看来,由车端发起的需求并不是路端的需要,由场景打造的自动驾驶也只是展示车辆功能的场地,不是道路交通的协同需求。正像(前)车-(后)路协同的提法一样,路是来协助车的,你(路)来或不来,我(车)仍在那里,测试驾驶。因此从某种程度来说,路未必一定要协同车。

二 走出“高速公路是合适的车路协同试验场”的误区

目前主流的自动驾驶技术测试场地有3种。

1、封闭区域测试场,由于测试场景可以自行设计、自行控制,只需要变换设计因素,就能实现自动驾驶某些场景的测试。

2、高速公路测试场,由于高速公路是全封闭、中央隔离的道路,路况不太复杂,又是实际车辆行驶环境,可测试场景组合可列举殆尽,因此被视为理想的实地测试场地。

3、城市道路测试场,城市是自动驾驶最难实现的场景,由于存在太多的影响因素,道路条件和交通状况都复杂难测,因此短期内适应城市的自动驾驶技术难以出现,城市道路也成为自动驾驶需要攻克的最难测试场。

俗语说,是骡子是马,总要拉出来溜溜。在封闭测试场里经过反复测试,信心满满的自动驾驶车辆们,已经不满足于天天行驶在熟悉不变的场景里,迫切需要出来到真正的道路上驰骋。于是,高速公路以其黝黑的路面,清晰的标线,封闭的环境,适量的车流成为自动驾驶车辆测试的首选之地。

但是我国的高速公路大部分是收费还贷的运营性公路,高速公路的管理单位面对的是通行费用收入和经营性支出的矛盾需求。在这个大前提下,如果自身还存在温饱顾虑,那么车路协同的参与性其实并没有那么高。如果要在高速公路实施车路协同,笔者认为需要考虑3个方面的问题。

1、首当其冲的是资金问题。

除非政府或其他企业愿意投入资金,作为高速公路管理公司自身难以轻易拿出一大笔钱来配合进行车路协同的测试。高速公路日常运营成本支出通常由管理费用、运行费用、养护费用、税费、还本付息组成,从笔者掌握的数据来看,一般高速公路的年支出费用主要用于还本付息,能够占到总支出的70%-75%以上,其次用于运营管理和养护支出。何况刚刚2019年完成了全国撤销省界收费站的大型系统工程,各高速公路公司能够投入到车路协同项目中的费用短期内恐难实现。再者,即便有资金愿意投入,按照现在的建设思路,势必建设大量的RSU/MEC等路侧智能设备,那么这些设备后期的运营维护维修如何处置?后续资金能够支撑设备正常运行同样是摆在管理单位面前的问题。

2、其次要解决立法问题。

虽然现在有些省市地区出台了允许自动驾驶的法规和政策,但这些法规适用于城市道路的低速环境,对于高速公路的自动驾驶测试立法,需要修订《公路法》第五十一条、《公路安全保护条例》第十六条等法律规定,删除或调整其中有关禁止将公路作为检验机动车制动性能试车场地的条款;修订《道路交通安全法实施条例》第八十二条,删除或调整有关禁止在高速公路上行试车的条款,为开展高速公路自动驾驶汽车测试、示范运营以及商业化提供法律依据。而这些上位法的修订,一般都需要全国人民代表大会的通过,短期内无法实现。如此一来,高速公路的自动驾驶测试尚缺乏法律支持和保障。

3、再者要解决技术问题。

或许有人认为唯有技术不是问题,现在涌现出这么多RSU设备、有那么多5G/LTE-V/DSRC通信技术,有不下100多种驾驶场景,有如此多高精尖智能技术都用在自动驾驶中,假以时日,L4级以上无人驾驶吹弹可破。但是反观这些技术,哪一项是属于高速公路的技术?哪一项是属于交通行业的技术?哪一台RSU是公路协同的设备?哪一台RSU是交通行业的设备?面对自动驾驶的来车汹汹,通行能力如何改变?交通态势如何变化?标志标线如何适应?人类+机器混合驾驶如何协同?从现状而言,应该由交通行业解决的这些技术尚处于混沌状态,基础研究尚属空白。即便有了资金,修订了相关法规,高速公路又拿什么来与车协同?

三 走出“高速公路自动驾驶”的自主之路 

但是无论如何,我国的自动驾驶发展提出了车路协同的技术路线,要求“推进智能化道路基础设施规划建设。制定智能交通发展规划,建设智慧道路及新一代国家交通控制网。分阶段、分区域推进道路基础设施的信息化、智能化和标准化建设。推动道路基础设施、智能汽车、运营服务、交通安全管理系统、交通管理指挥系统等信息互联互通“。从政策来看,结合自动驾驶的发展需求,高速公路需要继续推进智能化基础设施建设,并进而达成道路与车辆、公众服务、交通安全和指挥管理等的信息交互。那么我们或者可以从如下角度考虑如何开展基于车路协同的高速公路智能化建设:

1、 定位于高速公路业务的发展需求:要明确高速公路建设自动驾驶或车路协同的目的不是为了赚眼球、当噱头,而是为了提升解决高速公路业务的处理能力。例如,如果高速公路交通控制系统建设的主要目的是防止高速公路出现拥堵,并促使交通流运行更平滑和更安全,那么通过V2V 通信和增强盲点监控功能,通过车辆系统之间的信息互通,并通过高速公路路侧固定点位的RSU获取车辆传送的信息完成整个信息流的快速传递和信息处理,并协调指挥高速公路车道管理控制,这样的路侧协同系统值得尝试。如果高速公路新型标志标线建设的目的是为了在为人类驾驶员服务的传统模式下,兼顾自动驾驶车载系统的识别要求,服务于接下来会出现人类驾驶车辆和机器驾驶车辆混行状态下的高速公路交通安全,那么这种新型标志标线值得推广。

2、 放弃以场景为主的建设思路:有人认为,场景是自动驾驶测试系统中相当重要的一环,测试场景的多样性、覆盖性、典型性等能够影响到测试结果的准确性,从而保证自动驾驶的安全与质量。通常而言,场景,指的是行驶场合和驾驶情景的组合,是在一定时间和空间范围内环境与驾驶行为的综合反映,描述了道路、交通设施、气象条件、交通参与物等外部状态以及车辆驾驶任务和状态等信息。例如,在高速公路上,天气良好,光照充足,交通自由流状态,构成了自动驾驶的测试场景之一。但是我们细细品味,这里的驾驶场景作为汽车的外部环境,实则是车辆端提出的检测任务。例如自动驾驶的各种传感器,包括毫米波雷达雷达、摄像头、超声波探头、激光雷达等,需要根据物体的类别,进行大量的实时计算,预测对方下一秒的前进方向。因此就要对物体类型进行分类:如路灯、垃圾箱、路牌等,对物体移动的速度、方向、当时的光照情况进行界定。而高速公路开展的路端协同建设并不需要这种以场景为主的设计思路,高速公路需要提供道路特征数据,例如山岭重丘区、坡度、曲线半径、车道数量、设计速度和限速、路面裂缝以及可能的道路灾变等信息。换言之,既然自动驾驶车辆能够实时监测到自身的位置和所处的外部环境信息,那么以往高速公路上的被动检测车流特征信息的检测器面临逐步淘汰,更多的可以从V2I的车路信息交换中得到每一辆车的实时信息,同时,能够实施提供高速公路道路特征数据和状态信息的设备应该逐步部署,从而为车辆提供道路自身的信息。而目前,能够为自动驾驶车辆提供实时道路特征和道路健康状态的RSU尚未多见,反而认为提供实时信息的通信设备是车路协同建设的重点,难免南辕北辙,丢失方向。

3、 做好高速公路的路-车协同规划:自动驾驶车辆进入高速公路的行驶环境后,自动车辆使用者(乘坐者或车辆拥有者)与高速公路管理者之间即形成了有偿使用高速公路的合同关系。即便车辆性能再强,检测手段再完备,一旦由于高速公路管理失误导致的交通事故,照样应当由高速公路运营管理单位承担,因此,车辆的自动驾驶功能强大,或许会减小人因驾驶时的反应时间,降低事故发生率和事故等级,但是基础设施本身的正常功能发挥,履行保障高速公路安全、畅通的职责,保障车辆安全通行,依旧是高速公路这个载体的管理者面对的问题。自动驾驶车辆可以实时感知高速公路基础设施上的各类道路信息、交通流信息和环境信息,但是高速公路需要为车辆提供什么信息?又同时需要从车辆端得到什么信息?恐怕还是得高速公路运营管理者更多的思考和规划,需要改变车端需求驱动的建设思路,重新开展以路-车协同为主体的规划。作为交通基础设施,一方面充分利用已有智能化系统建设成果,继续挖掘交通流监测和交通设施状态监测数据价值,一方面做好现有设施扩容增能,结合服务路-车协同需求的新型交通设备研发,构建高速公路智能基础设施协同平台。

四 结语

总而言之,高速公路在这次由自动驾驶引发的车路协同建设浪潮中面临巨大的机遇和挑战。一方面,高速公路要快速调整自身战略发展目标和规划,适应新基建的新要求;另一方面,高速公路也不应该被自动驾驶描绘的美好景象迷惑,在其中迷失方向,错误地被误导。坚持以路-车协同为主的发展思路,结合自身业务需求,方可稳而行远。


 

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