第五屆中國(國際)物聯網博覽會
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時間:2019年7月11-13日
車聯網


廈門大學唐余亮教授:車聯網與車路協同新觀點

發布時間:2018-11-29
關鍵詞: 自動駕駛 車路協同



從三個角度來看一下車聯網。

第一、車聯網基本概況
大家可以看到,我們國家的路天天在不停地修,但我們仍然感覺到城市非常擁擠,出行非常不方便,交通事故在假期出行人流多的情況下事故頻發。城市路可以修的很多,但是仍然有很多地區出行是沒路的,我們國家到2017年底已經有400萬公里道路,道路密度每百平方公里有50公里,基本接近了發達國家公路密度,但我們堵車非常嚴重。應該怎么辦呢?實際上如果車能夠協同起來是可以幫助解決這些問題。

現在很多公司、車企都在做智能化的車,把車武裝的非常強大,有物聯網各式各樣的傳感器:毫米波、雷達、3D、雷射等都裝在車上。但我們可以發現國外實驗里無人車仍然會出很多事故,比如說很先進的車突然就有人過來撞上了,無人車開到十字路口,前面一個卡車擋住他的路線它會看不到紅綠燈,剛好大車一轉眼它過去就是紅燈了。比如說車前面視線擋住了,地上有個坑,前面車可能底盤大就過去了,而無人車過去就陷下去了。這種情況下單車智能很難做到的,只是安裝的攝像頭、傳感器非常多,如果我們把車和車之間連接起來、車和路之間有相應的信息傳遞,使得我們V2V的范圍可以更加大,這樣感知的公路態勢就更加廣泛和全面了,使得我們在交通管理、出行效率提高上都會得到很大的改變。

看一下國外的情況,美國大概在十年年提出了ITS和802.11,802.11進一步擴展到車聯網支持快速的移動和需要,所以產生了802.11P,在2020年美國想所有的車都必須要裝上。日本內閣牽頭組織和規劃自動駕駛、車聯網,預計在2025年左右實現完全駕駛車的產量。這都需要我們進行車聯網相關技術的支撐,隨著自動駕駛的發展未來車聯網的重要性會更加突出。

國內提出了“中國制造2025”,十個領域里跟車相關的有三大,新能源汽車、智能網聯汽車、智能網聯技術路線圖,推進落地并且建立了相應的示范區。同李克強總理提出來“互聯網+”以后,國家針對互聯網+的行動指南提出了車聯網發展的創新行動計劃(2015-2020)》,從而制訂了相應的標準和示范區,我們的很多技術可能還在實驗室和專家頭腦里,怎么實驗化、驗證就需要建立東西南北中的實驗基地,國家目前正在布局。

第二、車路協同

車聯網可以幫助我們提高出行的道路,可以幫助我們避免交通事故,可以幫助我們單車更加智能化,實現自動無人駕駛。主要有三方面的場景,場景里有非常多很細的東西。比如說最早的802.11P提出來的是為了解決道路的安全,比如說剎車很容易產生連環碰車,還有很多盲區在高速的情況下很容易出事,高速路口也是非常容易撞車。在中國還有特殊的情況,行人特別不守規矩,送飯盒的騎個摩托車大街小巷隨便開,一旦出事了很大。所以我們應該用有中國特色的技術來檢驗自動駕駛、輔助駕駛能否避免事故。另外通過車互聯可以實現交通效率的增長,可以進行導航、信號配時,通過交通路礦實時動態查詢和獲取,可以指揮交通燈得到合理的安排。

無人駕駛人在車上做什么呢?無人駕駛以后的未來娛樂會成為新的增長點,人們在車上干嘛?這么車的時間要么聊天、玩游戲,所以會產生很多豐富多彩的應用。

再看一些典型的場景,給大家再進一步解釋一下。目前有些車企已經做了。比如說前面RV-1的車要剎車,在高速公路上很容易產生連環碰撞,他剎車的時候把要剎車的信息傳回來,傳到后面RV-2的車收到信息可以有效避免有效轉彎從旁邊超過,變道的時候會告訴后面的HV前面要剎車了,你要注意我已經從它的旁邊走過了已經換道了。車一交互很容易就理解了,如果在高速行駛上單車再強大的智能也很難做出很快速的反應,在有網絡通訊覆蓋的情況下這種問題就很容易解決。

再比如車的中后部分是盲區,如果車進入這部分很容易產生擦刮、碰撞,如果紅車要進入紅框HV盲區的時候,它會告訴HV我要進入這個地方了,你注意。如果已經在HV盲區里,那就會提醒你這里面有車,HV就不能變道了,一變道可能會撞到紅車,所以車的信息交流非常重要。在十字路口的時候HV看不到綠車,這種情況下如果沒有提醒開過去就會撞上,通過通信的手段會很容易解決這些問題。

剛剛是車和車之間交流會產生的很好應用案例,那車和路邊進行交流、跟基礎設施以及人進行交流也會產生很多好的應用。比如說RSU是無線通信路邊單元,車里面都會按一些OBU單元可以接受通信信號。右邊的RSU可以跟紅綠燈連接起來,也可以和云平臺相連接,這樣所有的車可以受到云的控制,同樣云也可以收集到各式各樣的車的信號、人的信號去控制綠燈、交通燈。所以我們可以看到如果在路邊裝了RSU,可以給車提供告警。比如說最下面在車子上可以看到離彎道有78米,要轉彎了車速是39,是否現在需要控制一下車速。同樣我們得到了紅綠信號燈的情況,所以在車上可以打出來前面是綠燈還有32秒鐘就變成紅燈,會告訴你可以控制車速。同樣如果今后進入無人駕駛、自動駕駛的情況,控制中心可能了解到這條路以及城市道路的運行情況,可以給你每輛車建議的速度,讓你走每一條路永遠是綠燈。這是通過全網動態、實時數據采集會達到的。這會產生人和物、車的有機協同。

大家可以看到像這圖上有各式各樣的車,自行車、摩托車、轎車、人都在路上,但不會撞上。這就讓我們感覺到車路人的協同,并且都在通行,十字路口不像我們紅停下來了讓你過再過,左邊先走或者南北向先走東西向在走。這個圖是東西南北同時在通行。

通過全方位的實施車車、車路動態實時信息交互,車輛實現了主動安全控制。車和車之間的通訊、車和路的通訊會幫助我們避免很多事故,同時對路也產生了一種協同管理。我們的路不會更加地擁擠,路的投資不用修這么快。所以充分實現了車路的有效協同,保證了安全也保證了交通出行效率。這張圖有控制中心,里面的白點是控制中心能采集城市每輛車的速度、運動軌跡,這樣在控制中心可以統一計算哪個路口比較堵,可以實現動態導航。現在的導航也有導航,但不是動態的,打開Google、百度等導航地圖讓你選幾條路都是你開始出發的情況。說滴的情況我看這條綠是紅的司機說不走,我說你走,走過去就變綠了。所以我們有這樣一套交通管理系統可以實時導航,提升出行效率。

同樣,現在正在研究怎么疏導,這個地方很堵從A點到B點只有那條最短,但怎么疏導呢?怎么讓他愿意走另外的路呢?比如說新能源汽車很多,現在越來越多。我就可以告訴他你走這條路充電樁更多,走那條路就充不了,用等等策略誘導他有利可圖走這條路。像現在滴滴打車都是這樣的策略,這個地方的人少了費用就會降下來,打車人多了會給駕駛員發券,讓駕駛員得到更多的收益。城市優導和交通連接起來會實現更好的出行。

第三、介紹一下國家的目前正在做的項目

國家制訂了2015到2020年的智能化汽車聯網的發展策略,2015年開始到2016年已經建了5個,浙江、北京-河北,重慶、吉林、湖北,相應的移動、設備制造商、車企都參與到相應建設中。2017年工信部與公安部、江蘇省政府在無錫建立了“國家智能交通綜合測試基地”,在基地里建了很多場景,場景包括有高速公路測試區、城區、多功能區、公路區、隧道區,測試特定區域歷怎么實現智能輔助駕駛。

在上海汽車城2017年開始建設國家智能網聯汽車試點,想達到建成在我們國家、國際上成為比較高端的測試基地,目前是5GAA測試床的備選之一,也是亞洲唯一世界第二,說明建設很好。目前基地從2017年到2018年已經得到了國家2億的專項建設資金,同時也開始從2016、2017舉辦了2屆自動汽車無人車大獎賽。這兩年他們利用了企業化、商業化的運作在開展無人車,拿入F1大賽里進行無人車的大賽,獎金是100萬。2018年在9月份也會進行第三次大賽,感興趣的可以參與。

我們國家特別重視5G在車聯網上的應用,剛剛有2個方案。DSRC基于802.11P是歐盟在推,我們國家出于自身的發展可能802.11P在中國沒有什么市場,工信部已經給5G的實驗開辟了5.9G的頻段,所以未來國家重點推的是基于蜂窩的車聯網。在技術上有很多的制高點,手機走到城區的任何地方都是可以上網的,所以對鋪設、建設來說就有運營商在做這件事。如果用802.11P重新鋪一套基于WIFI的體系,誰來給你建設誰來給你運維呢?從技術的層面來說802.11P基于5G的車聯網在時延上可以達到1毫秒,而802.11P目前是100毫秒。802.11P在車多的時候可以擁塞,5G上的帶寬是強大的可以達到1G的傳輸輸入。

未來很可能國家是基于5G來實現車和車、車和路之間的協同和連接。我們國家工信部在5G上在懷柔建設了國家最大的測試,我們國家的知名廠商都把5G拿到這兒測,所有要在中國入網的5G測試都要在懷柔進行。同樣在5G的應用場景里有三大,低時延車聯網應用場景,布置了相應的測試場景,有車車、前方匯車的通知。救護車等特殊車輛來了是需要讓道的這種測試通行。有前車剎車以及車輛突然變成VIP讓道的車路協同紅綠燈調節。下雪了看不清楚等都需要相應的通訊手段幫助我們。

中國汽研院在重慶也占地3500畝建設車聯網測試城,這里面建的很大不光是針對道路,整個是研究中心。包含了智能車、無人車的研究以及新能源車的研究,包含了目前常規動力車輛的研究,同樣也布置了一些測試場地,這是從今年年初在重慶開始建設的。大唐、電信、移動都參與到了相應的研究提供設備建設整個測試。

北汽新技術研究院跟大唐移動合作,由大唐移動提供5G相應技術進行相應的測試環境,實現車輛的編隊。其中在自動駕駛、無人駕駛里有一個應用場景是車輛的編隊出行,比如說物流公司有7、8輛車一起出行,國外比較重視這樣的,會堅守能耗。像大雁飛行一樣為什么要編隊呢?就是為了節省能量。物流車等也會采用編隊的形式,編隊過一個紅綠燈就散掉了或者車出來怎么保持隊伍?車要加入隊伍里怎么控制等編隊策略以及遠程駕駛人在北京可能駕駛的車是在廈門開的,這在很多展會上公司都已經演示了,說明公司是低時延的可以達到1毫秒以下可以在北京甚至更遠的地方控制遠端的車。自動從A點到B點以及自動泊車,自動泊車跟今天的主題也是相關的,現在停車一個車要占很大的位置,但如果能實現自動泊車的話位置可以更小,可以更多地節省空間。這些技術都會通過車聯網以及車路協同得到發揚和光大。

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