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车路协同、智能网联发展中国特色的自动驾驶
2020-01-20 13:15:48来源:中国建设报    作者:文 捷

我国进入到建设交通强国的重要战略期,面临着诸多风险与挑战。新一轮产业革命和科技革命方兴未艾,5G、云计算、移动互联网、人工智能等正在与出行行业深度融合,新模式、新产业、新业态不断涌现。我国经济结构不断优化升级,产业发展逐渐迈向中高端,共享化、智能化、绿色化出行需求明显增多,对汽车及相关产业提出了更高要求。

2019年对汽车行业来说,自动驾驶绝对是最热的词汇之一。提到自动驾驶,很多人会想到SAE(美国汽车工程师协会)的L0~L5分级,级别差异在于智能技术向汽车的渗透程度以及对人的依赖程度。自动驾驶在中国经过多年发展已成燎原之势,L2级自动驾驶已经基本落地,L3级自动驾驶正在多地进行试点,L4、L5级自动驾驶则不再遥不可及。

5G为车联网提供支撑

过去,自动驾驶长期停留在初级阶段,面临很多技术瓶颈,5G正式商用以及新技术不断突破大大加快了自动驾驶的前进步伐。近日,中国工程院院士邬贺铨在中国电动汽车百人会论坛上表示,自动驾驶要求端到端时延不超过5毫秒,可靠性要求99.999%,联网车辆数据传输速度达到每秒1GB;在自动驾驶和传感器共享时,时延不能高于3毫秒。在4G时代,即便加上边缘计算,仍然难以满足目前自动驾驶的要求。因此,“5G+边缘计算”为自动驾驶提供了良好契机,车联网需要5G支持发展需求。

车联网通信分为若干类,总体思路是V2X(车对外界信息交换)。5G的一项重要应用便是把物联网终端直接与人工智能、大数据分析无缝衔接,即AIoT(智联网)。5G对物联网的要求是每1平方公里100万个传感器联网,传输时延不高于10毫秒,丢包率不高于1%。按照这个数字,基本能够满足车联网要求。

总体来说,5G虽然能够支持车联网大量传感器联网,也面临着很大挑战。车联网用什么标识、如何实现标识互通就是问题。车联网标识多由运营商掌控,而汽车接受不同运营商服务后,如何实现互通也是难点。另外,三大运营商并非在任何城市都采取直联方式,云南、西藏等省区暂无法实现。鉴于车联网时延要求,运营商必须下沉到所有城市,但目前很难做到。

车联网运营支撑系统很复杂。5G具有NFV(网络功能虚拟化)的特点,包括网络切片等都需要动态管理。车联网需满足快速计算和处理要求,运营支撑系统不只依靠运营商,每个城市也都应具备各自的系统,否则就不能保证实时性。

智能网联汽车是重要方向

中国工程院院士李德毅表示,过去谈自动驾驶大多是指单车智能。随着5G、人工智能等技术不断发展与突破,智能网联汽车将为自动驾驶提供新的生态环境。

未来,汽车会是人类享受移动生活代步的机器人。自动驾驶让汽车成为认知主体,而非被控制的对象。当自动化技术触及“天花板”,人工智能的突破发展就可提供更好的解决方案,让汽车成为“会学习、会交互”的轮式机器人。它要具备自主性,当所有设备不需要人工操控时,才能体现移动出行的最大享受。这时,车辆已经成为人类办公、休闲的电子座舱。

人工智能通过增加更多辅助驾驶功能的方式,循序渐进地推动更高级别自动驾驶、智能驾驶的到来。关键在于,什么时候车内可以取消安全员或驾驶员?在这方面,智能网联汽车是中国发展自动驾驶独具特色的一点——在特定区域内同时运行人工驾驶和无人驾驶车辆,设定运行路线,通过后台监控系统实时监测车辆行驶情况。车辆如遇到传感器故障,监控系统可第一时间发现并处理,极大地减少人工参与。

中国公路学会自动驾驶工作委员会主任冉斌表示,自动驾驶推广障碍之一是单车智能化成本太高。智能网联汽车很突出的一点是车与路等基础设施一体化发展,让部分功能由“聪明”的路替代,大规模降低成本。通过I2X(基础设施对外界的信息交换)、V2X,实现车与路一体化感知,支持车辆各级水平自动化,实现车与路的智能优化、组合和分配。

自动驾驶发展大致可经历四个阶段:协同感知、协同决策、协同控制和一体化。目前,我国相关研发还停留在协同感知水平,未来两三年有望逐步实现协同决策和协同控制,并向一体化迈进。从整体看,无论是智能通信系统还是云控平台发展,都将大大降低智能网联汽车和自动驾驶门槛,对未来自动驾驶大规模测试及产业落地既是基础,也是重要的推动力。

“人、车、路”三要素结合构成了我国发展自动驾驶和智能网联汽车的重要特色,并有条件融入更多创新,如结合智慧灯杆和单车智能等。总之,自动驾驶不仅仅涉及汽车和技术发展,车路协同要将车、路以及路侧基础设施按照关联整体看待。推动自动驾驶落地,要综合考虑城市建设和发展的全流程、全要素,并以此为着力点,推动城市高质量发展。


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