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    高速公路如何建設自動駕駛之路

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    高速公路如何建設自動駕駛之路

    發布日期:2021-01-16 作者:于泉工作室 點擊:

    當前自動駕駛概念已經全球風靡,風風火火,世界各國都紛紛發布支持政策、配套資金,鼓勵自動駕駛在本國統籌布局,快速發展。這場自動駕駛的全球戰役中,首先受益的是汽車制造行業,其次是軟件開發、智能設備、數字媒體等領域。綜合來看,自動駕駛本身是一個系統工程項目,涉及到多個領域的協同合作,車輛作為一個載體,無非是多種技術的集成展示平臺,豐富多彩的應用技術打造了一個令人神往的想象移動盒子,盒子里人可以自由地做任何事情,就是不開車。那么接下來問題來了,由造車運動引發的自動駕駛為什么一定要拽上造路運動?漂亮的車和黝黑的路什么情況下一定要協同?協同的路如何建設才能不被誤傷,走出一條行而至遠的聰明之路?

      一 走出“有車必有路”的誤區
      眾所周知,自動駕駛以造車運動引發,而其中感知技術是自動駕駛技術的關鍵。目前,一輛車的平均傳感器數量在60-100個左右,附加成本至少40萬元以上,隨著車輛變得“更智能”,傳感器數量可能會達到每輛車200個傳感器,造車成本會進一步增加。如此高的造車成本,消費者無力承擔,Z后的造車運動就會變成燒錢運動,無人收場。即便以后傳感器成本降低到消費者可以承受的程度,面對各種復雜的行駛環境,汽車總會遇到無法識別的場景。而眾多的場景如何讓傳感器一一識別,計算機給出正確的應對措施?恐怕只靠AI識別、深度學習、打造各種場景,車輛本身并不能窮舉所有情況,解決這些問題。面對這種前有未知場景,后有燒錢之坑的情況,造車運動目前進入了一個進退兩難的尷尬境地。因此自動駕駛出現了尋找背鍋俠的情況:一方面巨額的資金投入需要以項目名義由政府買單,因此就不斷地打造各種應用場景,10種不足就創造50種、100種;一方面車輛的“稚能化”進程需要以協同的名義拉道路入場,因此就需要除了車載OBU之外的路側RSU、MEC配合,通訊RSU不夠就改造ETC、龍門架、情報板。從筆者的角度來看,此時的車路協同提出更像是造車運動乏力的接力棒,寄希望于道路的加入來提升自動駕駛的發力接力。
      因此,其實無論是高速公路還是城市道路,并沒有做好如何接力的準備工作。營造的一個一個場景只是出行旅程中不連續的、間斷的偶遇,其成果或許無法指引自動駕駛車輛完成整個出行過程。如此看來,由車端發起的需求并不是路端的需要,由場景打造的自動駕駛也只是展示車輛功能的場地,不是道路交通的協同需求。正像(前)車-(后)路協同的提法一樣,路是來協助車的,你(路)來或不來,我(車)仍在那里,測試駕駛。因此從某種程度來說,路未必一定要協同車。
      二 走出“高速公路是合適的車路協同試驗場”的誤區
      目前主流的自動駕駛技術測試場地有3種。
      1、封閉區域測試場,由于測試場景可以自行設計、自行控制,只需要變換設計因素,就能實現自動駕駛某些場景的測試。
      2、高速公路測試場,由于高速公路是全封閉、中央隔離的道路,路況不太復雜,又是實際車輛行駛環境,可測試場景組合可列舉殆盡,因此被視為理想的實地測試場地。
      3、城市道路測試場,城市是自動駕駛Z難實現的場景,由于存在太多的影響因素,道路條件和交通狀況都復雜難測,因此短期內適應城市的自動駕駛技術難以出現,城市道路也成為自動駕駛需要攻克的Z難測試場。
      俗語說,是騾子是馬,總要拉出來溜溜。在封閉測試場里經過反復測試,信心滿滿的自動駕駛車輛們,已經不滿足于天天行駛在熟悉不變的場景里,迫切需要出來到真正的道路上馳騁。于是,高速公路以其黝黑的路面,清晰的標線,封閉的環境,適量的車流成為自動駕駛車輛測試的首選之地。
      但是我國的高速公路大部分是收費還貸的運營性公路,高速公路的管理單位面對的是通行費用收入和經營性支出的矛盾需求。在這個大前提下,如果自身還存在溫飽顧慮,那么車路協同的參與性其實并沒有那么高。如果要在高速公路實施車路協同,筆者認為需要考慮3個方面的問題。
      1、首當其沖的是資金問題。
      除非政府或其他企業愿意投入資金,作為高速公路管理公司自身難以輕易拿出一大筆錢來配合進行車路協同的測試。高速公路日常運營成本支出通常由管理費用、運行費用、養護費用、稅費、還本付息組成,從筆者掌握的數據來看,一般高速公路的年支出費用主要用于還本付息,能夠占到總支出的70%-75%以上,其次用于運營管理和養護支出。何況剛剛2019年完成了全國撤銷省界收費站的大型系統工程,各高速公路公司能夠投入到車路協同項目中的費用短期內恐難實現。再者,即便有資金愿意投入,按照現在的建設思路,勢必建設大量的RSU/MEC等路側智能設備,那么這些設備后期的運營維護維修如何處置?后續資金能夠支撐設備正常運行同樣是擺在管理單位面前的問題。
      2、其次要解決立法問題。
      雖然現在有些省市地區出臺了允許自動駕駛的法規和政策,但這些法規適用于城市道路的低速環境,對于高速公路的自動駕駛測試立法,需要修訂《公路法》第五十一條、《公路安全保護條例》第十六條等法律規定,刪除或調整其中有關禁止將公路作為檢驗機動車制動性能試車場地的條款;修訂《道路交通安全法實施條例》第八十二條,刪除或調整有關禁止在高速公路上行試車的條款,為開展高速公路自動駕駛汽車測試、示范運營以及商業化提供法律依據。而這些上位法的修訂,一般都需要全國人民代表大會的通過,短期內無法實現。如此一來,高速公路的自動駕駛測試尚缺乏法律支持和保障。
      3、再者要解決技術問題。
      或許有人認為唯有技術不是問題,現在涌現出這么多RSU設備、有那么多5G/LTE-V/DSRC通信技術,有不下100多種駕駛場景,有如此多高精尖智能技術都用在自動駕駛中,假以時日,L4級以上無人駕駛吹彈可破。但是反觀這些技術,哪一項是屬于高速公路的技術?哪一項是屬于交通行業的技術?哪一臺RSU是公路協同的設備?哪一臺RSU是交通行業的設備?面對自動駕駛的來車洶洶,通行能力如何改變?交通態勢如何變化?標志標線如何適應?人類+機器混合駕駛如何協同?從現狀而言,應該由交通行業解決的這些技術尚處于混沌狀態,基礎研究尚屬空白。即便有了資金,修訂了相關法規,高速公路又拿什么來與車協同?

      三 走出“高速公路自動駕駛”的自主之路
      但是無論如何,我國的自動駕駛發展提出了車路協同的技術路線,要求“推進智能化道路基礎設施規劃建設。制定智能交通發展規劃,建設智慧道路及新一代國家交通控制網。分階段、分區域推進道路基礎設施的信息化、智能化和標準化建設。推動道路基礎設施、智能汽車、運營服務、交通安全管理系統、交通管理指揮系統等信息互聯互通“。從政策來看,結合自動駕駛的發展需求,高速公路需要繼續推進智能化基礎設施建設,并進而達成道路與車輛、公眾服務、交通安全和指揮管理等的信息交互。那么我們或者可以從如下角度考慮如何開展基于車路協同的高速公路智能化建設:
      1、 定位于高速公路業務的發展需求:要明確高速公路建設自動駕駛或車路協同的目的不是為了賺眼球、當噱頭,而是為了提升解決高速公路業務的處理能力。例如,如果高速公路交通控制系統建設的主要目的是防止高速公路出現擁堵,并促使交通流運行更平滑和更安全,那么通過V2V 通信和增強盲點監控功能,通過車輛系統之間的信息互通,并通過高速公路路側固定點位的RSU獲取車輛傳送的信息完成整個信息流的快速傳遞和信息處理,并協調指揮高速公路車道管理控制,這樣的路側協同系統值得嘗試。如果高速公路新型標志標線建設的目的是為了在為人類駕駛員服務的傳統模式下,兼顧自動駕駛車載系統的識別要求,服務于接下來會出現人類駕駛車輛和機器駕駛車輛混行狀態下的高速公路交通安全,那么這種新型標志標線值得推廣。
      2、 放棄以場景為主的建設思路:有人認為,場景是自動駕駛測試系統中相當重要的一環,測試場景的多樣性、覆蓋性、典型性等能夠影響到測試結果的準確性,從而保證自動駕駛的安全與質量。通常而言,場景,指的是行駛場合和駕駛情景的組合,是在一定時間和空間范圍內環境與駕駛行為的綜合反映,描述了道路、交通設施、氣象條件、交通參與物等外部狀態以及車輛駕駛任務和狀態等信息。例如,在高速公路上,天氣良好,光照充足,交通自由流狀態,構成了自動駕駛的測試場景之一。但是我們細細品味,這里的駕駛場景作為汽車的外部環境,實則是車輛端提出的檢測任務。例如自動駕駛的各種傳感器,包括毫米波雷達雷達、攝像頭、超聲波探頭、激光雷達等,需要根據物體的類別,進行大量的實時計算,預測對方下一秒的前進方向。因此就要對物體類型進行分類:如路燈、垃圾箱、路牌等,對物體移動的速度、方向、當時的光照情況進行界定。而高速公路開展的路端協同建設并不需要這種以場景為主的設計思路,高速公路需要提供道路特征數據,例如山嶺重丘區、坡度、曲線半徑、車道數量、設計速度和限速、路面裂縫以及可能的道路災變等信息。換言之,既然自動駕駛車輛能夠實時監測到自身的位置和所處的外部環境信息,那么以往高速公路上的被動檢測車流特征信息的檢測器面臨逐步淘汰,更多的可以從V2I的車路信息交換中得到每一輛車的實時信息,同時,能夠實施提供高速公路道路特征數據和狀態信息的設備應該逐步部署,從而為車輛提供道路自身的信息。而目前,能夠為自動駕駛車輛提供實時道路特征和道路健康狀態的RSU尚未多見,反而認為提供實時信息的通信設備是車路協同建設的重點,難免南轅北轍,丟失方向。
      3、 做好高速公路的路-車協同規劃:自動駕駛車輛進入高速公路的行駛環境后,自動車輛使用者(乘坐者或車輛擁有者)與高速公路管理者之間即形成了有償使用高速公路的合同關系。即便車輛性能再強,檢測手段再完備,一旦由于高速公路管理失誤導致的交通事故,照樣應當由高速公路運營管理單位承擔,因此,車輛的自動駕駛功能強大,或許會減小人因駕駛時的反應時間,降低事故發生率和事故等級,但是基礎設施本身的正常功能發揮,履行保障高速公路安全、暢通的職責,保障車輛安全通行,依舊是高速公路這個載體的管理者面對的問題。自動駕駛車輛可以實時感知高速公路基礎設施上的各類道路信息、交通流信息和環境信息,但是高速公路需要為車輛提供什么信息?又同時需要從車輛端得到什么信息?恐怕還是得高速公路運營管理者更多的思考和規劃,需要改變車端需求驅動的建設思路,重新開展以路-車協同為主體的規劃。作為交通基礎設施,一方面充分利用已有智能化系統建設成果,繼續挖掘交通流監測和交通設施狀態監測數據價值,一方面做好現有設施擴容增能,結合服務路-車協同需求的新型交通設備研發,構建高速公路智能基礎設施協同平臺。
      四 結語
      總而言之,高速公路在這次由自動駕駛引發的車路協同建設浪潮中面臨巨大的機遇和挑戰。一方面,高速公路要快速調整自身戰略發展目標和規劃,適應新基建的新要求;另一方面,高速公路也不應該被自動駕駛描繪的美好景象迷惑,在其中迷失方向,錯誤地被誤導。堅持以路-車協同為主的發展思路,結合自身業務需求,方可穩而行遠。

    本文網址:http://www.prokayit.com/news/546.html

    關鍵詞:高速公路,自動駕駛,車路協同

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