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高速公路如何建設(shè)自動駕駛之路

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高速公路如何建設(shè)自動駕駛之路

發(fā)布日期:2021-01-16 作者:于泉工作室 點擊:

當(dāng)前自動駕駛概念已經(jīng)全球風(fēng)靡,風(fēng)風(fēng)火火,世界各國都紛紛發(fā)布支持政策、配套資金,鼓勵自動駕駛在本國統(tǒng)籌布局,快速發(fā)展。這場自動駕駛的全球戰(zhàn)役中,首先受益的是汽車制造行業(yè),其次是軟件開發(fā)、智能設(shè)備、數(shù)字媒體等領(lǐng)域。綜合來看,自動駕駛本身是一個系統(tǒng)工程項目,涉及到多個領(lǐng)域的協(xié)同合作,車輛作為一個載體,無非是多種技術(shù)的集成展示平臺,豐富多彩的應(yīng)用技術(shù)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(fā)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(xié)同?協(xié)同的路如何建設(shè)才能不被誤傷,走出一條行而至遠(yuǎn)的聰明之路?

  一 走出“有車必有路”的誤區(qū)
  眾所周知,自動駕駛以造車運動引發(fā),而其中感知技術(shù)是自動駕駛技術(shù)的關(guān)鍵。目前,一輛車的平均傳感器數(shù)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(shù)量可能會達(dá)到每輛車200個傳感器,造車成本會進(jìn)一步增加。如此高的造車成本,消費者無力承擔(dān),最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(fù)雜的行駛環(huán)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(yīng)對措施?恐怕只靠AI識別、深度學(xué)習(xí)、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(jìn)入了一個進(jìn)退兩難的尷尬境地。因此自動駕駛出現(xiàn)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(yīng)用場景,10種不足就創(chuàng)造50種、100種;一方面車輛的“稚能化”進(jìn)程需要以協(xié)同的名義拉道路入場,因此就需要除了車載OBU之外的路側(cè)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(xié)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(fā)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(zhǔn)備工作。營造的一個一個場景只是出行旅程中不連續(xù)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(fā)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(xié)同需求。正像(前)車-(后)路協(xié)同的提法一樣,路是來協(xié)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(xié)同車。
  二 走出“高速公路是合適的車路協(xié)同試驗場”的誤區(qū)
  目前主流的自動駕駛技術(shù)測試場地有3種。
  1、封閉區(qū)域測試場,由于測試場景可以自行設(shè)計、自行控制,只需要變換設(shè)計因素,就能實現(xiàn)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(fù)雜,又是實際車輛行駛環(huán)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,城市是自動駕駛最難實現(xiàn)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(fù)雜難測,因此短期內(nèi)適應(yīng)城市的自動駕駛技術(shù)難以出現(xiàn),城市道路也成為自動駕駛需要攻克的最難測試場。
  俗語說,是騾子是馬,總要拉出來溜溜。在封閉測試場里經(jīng)過反復(fù)測試,信心滿滿的自動駕駛車輛們,已經(jīng)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(biāo)線,封閉的環(huán)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(jīng)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(xié)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(xié)同,筆者認(rèn)為需要考慮3個方面的問題。
  1、首當(dāng)其沖的是資金問題。
  除非政府或其他企業(yè)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(jìn)行車路協(xié)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(yǎng)護(hù)費用、稅費、還本付息組成,從筆者掌握的數(shù)據(jù)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(yǎng)護(hù)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(tǒng)工程,各高速公路公司能夠投入到車路協(xié)同項目中的費用短期內(nèi)恐難實現(xiàn)。再者,即便有資金愿意投入,按照現(xiàn)在的建設(shè)思路,勢必建設(shè)大量的RSU/MEC等路側(cè)智能設(shè)備,那么這些設(shè)備后期的運營維護(hù)維修如何處置?后續(xù)資金能夠支撐設(shè)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(xiàn)在有些省市地區(qū)出臺了允許自動駕駛的法規(guī)和政策,但這些法規(guī)適用于城市道路的低速環(huán)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(hù)條例》第十六條等法律規(guī)定,刪除或調(diào)整其中有關(guān)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(diào)整有關(guān)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(yè)化提供法律依據(jù)。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(nèi)無法實現(xiàn)。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(shù)問題。
  或許有人認(rèn)為唯有技術(shù)不是問題,現(xiàn)在涌現(xiàn)出這么多RSU設(shè)備、有那么多5G/LTE-V/DSRC通信技術(shù),有不下100多種駕駛場景,有如此多高精尖智能技術(shù)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(shù),哪一項是屬于高速公路的技術(shù)?哪一項是屬于交通行業(yè)的技術(shù)?哪一臺RSU是公路協(xié)同的設(shè)備?哪一臺RSU是交通行業(yè)的設(shè)備?面對自動駕駛的來車洶洶,通行能力如何改變?交通態(tài)勢如何變化?標(biāo)志標(biāo)線如何適應(yīng)?人類+機器混合駕駛?cè)绾螀f(xié)同?從現(xiàn)狀而言,應(yīng)該由交通行業(yè)解決的這些技術(shù)尚處于混沌狀態(tài),基礎(chǔ)研究尚屬空白。即便有了資金,修訂了相關(guān)法規(guī),高速公路又拿什么來與車協(xié)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(fā)展提出了車路協(xié)同的技術(shù)路線,要求“推進(jìn)智能化道路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)。制定智能交通發(fā)展規(guī)劃,建設(shè)智慧道路及新一代國家交通控制網(wǎng)。分階段、分區(qū)域推進(jìn)道路基礎(chǔ)設(shè)施的信息化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。推動道路基礎(chǔ)設(shè)施、智能汽車、運營服務(wù)、交通安全管理系統(tǒng)、交通管理指揮系統(tǒng)等信息互聯(lián)互通“。從政策來看,結(jié)合自動駕駛的發(fā)展需求,高速公路需要繼續(xù)推進(jìn)智能化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),并進(jìn)而達(dá)成道路與車輛、公眾服務(wù)、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(xié)同的高速公路智能化建設(shè):
  1、 定位于高速公路業(yè)務(wù)的發(fā)展需求:要明確高速公路建設(shè)自動駕駛或車路協(xié)同的目的不是為了賺眼球、當(dāng)噱頭,而是為了提升解決高速公路業(yè)務(wù)的處理能力。例如,如果高速公路交通控制系統(tǒng)建設(shè)的主要目的是防止高速公路出現(xiàn)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(jiān)控功能,通過車輛系統(tǒng)之間的信息互通,并通過高速公路路側(cè)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(xié)調(diào)指揮高速公路車道管理控制,這樣的路側(cè)協(xié)同系統(tǒng)值得嘗試。如果高速公路新型標(biāo)志標(biāo)線建設(shè)的目的是為了在為人類駕駛員服務(wù)的傳統(tǒng)模式下,兼顧自動駕駛車載系統(tǒng)的識別要求,服務(wù)于接下來會出現(xiàn)人類駕駛車輛和機器駕駛車輛混行狀態(tài)下的高速公路交通安全,那么這種新型標(biāo)志標(biāo)線值得推廣。
  2、 放棄以場景為主的建設(shè)思路:有人認(rèn)為,場景是自動駕駛測試系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一環(huán),測試場景的多樣性、覆蓋性、典型性等能夠影響到測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,從而保證自動駕駛的安全與質(zhì)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(nèi)環(huán)境與駕駛行為的綜合反映,描述了道路、交通設(shè)施、氣象條件、交通參與物等外部狀態(tài)以及車輛駕駛?cè)蝿?wù)和狀態(tài)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(tài),構(gòu)成了自動駕駛的測試場景之一。但是我們細(xì)細(xì)品味,這里的駕駛場景作為汽車的外部環(huán)境,實則是車輛端提出的檢測任務(wù)。例如自動駕駛的各種傳感器,包括毫米波雷達(dá)雷達(dá)、攝像頭、超聲波探頭、激光雷達(dá)等,需要根據(jù)物體的類別,進(jìn)行大量的實時計算,預(yù)測對方下一秒的前進(jìn)方向。因此就要對物體類型進(jìn)行分類:如路燈、垃圾箱、路牌等,對物體移動的速度、方向、當(dāng)時的光照情況進(jìn)行界定。而高速公路開展的路端協(xié)同建設(shè)并不需要這種以場景為主的設(shè)計思路,高速公路需要提供道路特征數(shù)據(jù),例如山嶺重丘區(qū)、坡度、曲線半徑、車道數(shù)量、設(shè)計速度和限速、路面裂縫以及可能的道路災(zāi)變等信息。換言之,既然自動駕駛車輛能夠?qū)崟r監(jiān)測到自身的位置和所處的外部環(huán)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?qū)嵤┨峁└咚俟返缆诽卣鲾?shù)據(jù)和狀態(tài)信息的設(shè)備應(yīng)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(tài)的RSU尚未多見,反而認(rèn)為提供實時信息的通信設(shè)備是車路協(xié)同建設(shè)的重點,難免南轅北轍,丟失方向。
  3、 做好高速公路的路-車協(xié)同規(guī)劃:自動駕駛車輛進(jìn)入高速公路的行駛環(huán)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(guān)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(dǎo)致的交通事故,照樣應(yīng)當(dāng)由高速公路運營管理單位承擔(dān),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(yīng)時間,降低事故發(fā)生率和事故等級,但是基礎(chǔ)設(shè)施本身的正常功能發(fā)揮,履行保障高速公路安全、暢通的職責(zé),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(chǔ)設(shè)施上的各類道路信息、交通流信息和環(huán)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(guī)劃,需要改變車端需求驅(qū)動的建設(shè)思路,重新開展以路-車協(xié)同為主體的規(guī)劃。作為交通基礎(chǔ)設(shè)施,一方面充分利用已有智能化系統(tǒng)建設(shè)成果,繼續(xù)挖掘交通流監(jiān)測和交通設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)價值,一方面做好現(xiàn)有設(shè)施擴容增能,結(jié)合服務(wù)路-車協(xié)同需求的新型交通設(shè)備研發(fā),構(gòu)建高速公路智能基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同平臺。
  四 結(jié)語
  總而言之,高速公路在這次由自動駕駛引發(fā)的車路協(xié)同建設(shè)浪潮中面臨巨大的機遇和挑戰(zhàn)。一方面,高速公路要快速調(diào)整自身戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)和規(guī)劃,適應(yīng)新基建的新要求;另一方面,高速公路也不應(yīng)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(dǎo)。堅持以路-車協(xié)同為主的發(fā)展思路,結(jié)合自身業(yè)務(wù)需求,方可穩(wěn)而行遠(yuǎn)。

本文網(wǎng)址:http://www.yelly.cn/news/546.html

關(guān)鍵詞:高速公路,自動駕駛,車路協(xié)同

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