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2024年12月27日網站首頁返回舊版
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尋路“車路云一體化”:從自動駕駛到智能交通、智慧城市

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國際客車展獲悉,今年7月初,工業(yè)和信息化部等5部門公布了智能網聯汽車“車路云一體化”應用試點城市名單,北京、上海、重慶、無錫等20個城市(聯合體)成為首批智能網聯汽車“車路云一體化”應用試點城市。

“車路云一體化”將車輛、道路基礎設施和云計算等技術相結合,通過車與車、車與路、車與云之間的信息交互,實現智能交通管理和自動駕駛,可以看作是物聯網在智能交通系統和智慧城市建設的具體應用。

在2024世界物聯網博覽會期間,來自產業(yè)鏈公司的專家圍繞尋路“車路云一體化”進行了圓桌對話。

中信科智聯科技有限公司無錫公司總經理于中騰指出,在車端、路端、云端,“車路云一體化”都有一系列關鍵技術,涵蓋了車路云之間的協同感知、協同決策、協同控制技術,涉及車和路之間低時延、高可靠的C-V2X通信技術,路側的AI感知和協同決策技術,以及云端的云控基礎平臺架構、底層數據打通和多樣化的應用平臺等。

除了車、路、云三個層面,江蘇省密碼技術應用創(chuàng)新促進中心主任、研究員級高工,江蘇意源科技有限公司副總經理謝吉華進一步指出,還有網,四部分構成了聰明的車、智慧的路、高速泛在的網、有強大運算能力的云。

在希迪智駕網聯交通事業(yè)部總經理周智民看來,車、路、云三個層面的高效鏈接帶來了新意義,一體化可以分為大系統、小系統兩部分。小系統是基于V2X車路協同衍生出的“車路云一體化”,包括車、路、云、網、圖等。大系統是基于城市發(fā)展的數字化:在路端,道路的數字化升級能夠服務于未來交通與城市管理。在車端,不止自動駕駛汽車,非自動駕駛的乘用車、商用車、非機動車也能夠從中獲益。在云端,可以實現跨越智慧城市、智能交通、低碳出行等領域的跨域數據共用,未來云上數字資產也可以打包、交易。

拉長時間線看,三未信安(688489.SH)研發(fā)中心總監(jiān)趙長松指出,汽車已經由傳統駕駛工具逐漸轉變?yōu)橹悄芑O備,未來會成為信息集成中心,很多個人信息都會通過汽車進行互聯。

智駕升級

從自動駕駛的發(fā)展歷程看,中國經歷了單車智能、車路協同、車路云一體化三個階段。

于中騰指出,單車智能、車路協同并非兩條對立的技術路線,而是不同的發(fā)展階段;車路協同、車路云一體化是為智能駕駛和智慧交通賦能的技術路徑,其概念范圍超越了單車智能、自動駕駛。

具體而言,“單車智能+網聯賦能”方案已經成為行業(yè)共識,其中的網聯泛指通過通信技術,把路側、云端的信息傳遞給單車優(yōu)化決策,同時車和車之間也可以實時交互信息。廣義的“車路協同”在智能交通已經有很多應用,而車路云一體化更多的站在了智慧城市的角度,對智慧城市、智能交通、智能網聯汽車的建設、應用和運營進行統籌規(guī)劃。

于中騰認為,單車智能會越來越“像”人,但會受到車輛傳感器等條件的限制,很多長尾問題無法解決或者需要很高的成本才能解決。例如,精準識別紅綠燈、存在感知盲區(qū)等問題。“這時候就可以依靠路端和云端的有效支持,從而拓展智能駕駛的能力范圍,同時也能提高其安全性和通行效率?!?/p>

就車道而言,周智民進一步指出,形成單車智能的小閉環(huán)后,視距、盲區(qū)、車車協同等問題很難解決。但若路側能夠提供給車更加全面、準確的信息,車輛便能夠提前決策和進行路權分配的通行策略。“從技術角度而言,車端的感知能力是有盲區(qū)的。路側提供了一個安全、可駕駛的范圍,從駕駛安全、全局要素捕捉而言都更加全面?!?/p>

但對于車而言,這意味著信息源的進一步豐富。于中騰指出,在此種情況下,車輛該如何決策和使用信息,信息是否存在不安全、不穩(wěn)定、不確定的情況,都構成了挑戰(zhàn)。

周智民舉了這樣一個例子:當一輛自動駕駛汽車感知到一個目標/事件,路側也發(fā)現了一個目標/事件,當車輛收到自身感知的信息和路側傳輸的信息后,需要判斷是兩個還是一個目標/事件。這需要一套完整的系統融合算法,給出唯一的決策控制。

此外,周智民指出,視野盲區(qū)的補充、超視距感知、車與車之間的博弈,都對智能駕駛系統提出了更高的要求。

密碼上車

“車路云一體化”系統將人、車、路、云的物理空間、信息空間融合為一體。在信息流的傳輸過程中,不僅要確保信息交互低時延、質量可保證,安全也至關重要。

從原理上看,謝吉華指出,車聯網和計算機網絡一樣,都是信息流傳輸,只是終端從電腦、手機變成了汽車。但除了計算機網絡中要保護的身份真實性以及數據傳輸和存儲的機密性、完整性,車聯網還涉及行駛軌跡,還包括隱私保護等內容。

謝吉華將車聯網安全分為車內、車外兩部分:車內的安全問題涉及智能駕駛、座艙控制等;在車之外,車際、車與云、車與路的通訊都需要保護信息安全。

“密碼技術是保護網絡信息安全最可靠、安全、有效、經濟的技術手段?!敝x吉華指出,車際通訊的信息量不大,但對效率、實時性要求較高,密碼主要對完整性、身份真實性提供保護,目前基礎算力能夠滿足車聯網的需求。“早期算力還相對不足,但隨著芯片技術的發(fā)展,如今密碼算法的算力成本已經降到可以接受的程度了?!?/p>

談及“車路云一體化”在信息安全方面的挑戰(zhàn),趙長松認為,最大的挑戰(zhàn)主要來自成本和可靠性。在成本方面,只有在防住黑客入侵時,信息安全才體現出價值,但在安全的環(huán)境下,需要考慮如何說服消費者接受這一成本?!靶畔踩⒉皇且粋€新話題。信息安全行業(yè)已經發(fā)展了多年,也已發(fā)展到了性價比較高的階段,未來成本還需要進一步降低?!?/p>

在可靠性方面,趙長松指出,車企較為關心密碼上車會不會影響可靠性。雖然當前密碼產業(yè)已有相關的法律、法規(guī)、條例,也有主管機構進行產品資格認證,此前在車聯網、物聯網、證券等行業(yè)均有大量應用,但面對新的產業(yè),還是會面臨可靠性疑問?!皹I(yè)內已有車規(guī)級認證、ISO26262功能安全認證、ISO16949汽車零部件質量管理體系認證,未來可靠性這塊應該會逐步完善。”

謝吉華進一步指出,在成本方面,在汽車設計階段就把密碼融入體系,成本會降低,效率也會提高;在可靠性方面,業(yè)內已經有多款芯片具備密碼及安全算法產品支撐能力——芯片滿足車規(guī)級要求,便能滿足可靠性要求。

此外,謝吉華認為還有三大挑戰(zhàn):首先在政策、法規(guī)層面,對于“車路云一體化”中的數據、隱私保護,要具體化、有針對性、可落實。其次在意識層面,需要喚醒車主、車企、云端運營方三者的安全意識。最后在國家安全層面,比如高清地圖的地理信息安全需要做好防和守。

場景上量

要打造“聰明的車、智慧的路、實時的云”,場景必須達到一定的量級。

于中騰指出,在“車路云一體化”中,比較直觀的是自動駕駛場景,其相對容易部署。短期來看,由于自動駕駛的運營通常需要穩(wěn)定的區(qū)域以及相對穩(wěn)定的業(yè)務需求,因此在礦區(qū)、港口以及城市開展的無人小巴、無人環(huán)衛(wèi)、物流配送等場景更容易實現規(guī)?;?。

目前,多地已在探索無人小巴接駁,包括教育專線、觀光旅游專線等。周智民指出,這一方面很親民,可以讓大眾感受到自動駕駛帶來的新體驗,也有助于營造產業(yè)氛圍。

據周智民介紹,主動式智慧公交即基于車路協同對公交系統進行的一次重要革新。以希迪智駕所推出的智慧公交定制專線為例,其為公交車搭載了智能網聯車載設備,通過車與路的實時交互,公交車能夠提前感知路況變化、精準預測行程時間,并據此進行智能排班調度,從而顯著提升公交車的準點率,不僅優(yōu)化了乘客的出行體驗,還增加了公交運營的收益。

中信科智聯也已在探索智慧公交場景。于中騰指出,很多城市都有公交專用道,但早晚高峰期間專用道利用率仍有提高空間。隨著公交車端網聯,未來可以對公交路權實行動態(tài)開放,在不影響公交運行的前提下,允許一部分網聯車輛借用公交車道?!斑@樣不僅能夠提升交通效率,也能讓民眾更有獲得感?!?/p>

公交場景有固定的路線、站點,較易應用自動駕駛,軌道交通場景同理。謝吉華指出,軌道交通更加封閉、固定,具備自動駕駛條件,甚至能比人工駕駛更加穩(wěn)定、可靠。周智民也補充道,軌道場景只有前進、后退、停止三種工況,地鐵可以提前感知300米開外的情況。

趙長松指出,智能駕駛從封閉地段走向開放地段,這一場景轉換對智能化程度的要求很高。這涉及乘客安全、行人安全、道路安全,對算力、傳感器也提出了更高的要求。

周智民分享了希迪智駕在場景選擇的原則:第一是行業(yè)勞動力短缺,第二是存在安全風險,第三是能夠提高生產效率,第四是供給與需求尚未飽和。因此,目前希迪智駕的車路協同和自動駕駛業(yè)務以商用/專用車為主,集中在礦區(qū)、物流、軌道等場景。

謝吉華預計,礦用車能較快落地。從出發(fā)點看,礦區(qū)的工作環(huán)境惡劣、工人工作強度大,自動駕駛能夠解決勞動強度的問題。從有利性看,礦區(qū)線路固定、區(qū)域封閉、工況可控,自動駕駛有助于解決安全生產隱患。從運營成本看,對礦用車進行自動駕駛改造的成本,能夠在一兩年內收回。

“對于城市來講,自動駕駛要解決的是交通擁堵問題。對于市民來講,更要解決的是停車問題?!敝x吉華指出,如在醫(yī)院附近實現代客泊車(AVP),既能解決醫(yī)院停車難的問題,又能解決市民就診難的問題,用戶是愿意買單的?!斑@能夠解決用戶痛點,天然有需求,無錫也在‘車路云一體化’應用試點中也規(guī)劃了自動泊車場景。”

“‘車路云一體化’除了自動駕駛還有很多場景,但挖掘在短期和中期之間過渡的場景是個大工程?!庇谥序v坦言。例如,隨著汽車智能化水平的提高,很多車輛在高速公路上已經能夠實現自適應巡航,在城市可以開啟NOA(領航輔助駕駛)。然而,城市環(huán)境復雜,汽車在識別信號燈、應對施工管制時仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。如今一些量產車已經具備了相應的硬件條件,一旦路側的感知設施和服務設施能夠與之匹配,城市級NOA便指日可待。

放大到交通領域,于中騰指出,“車路云一體化”能夠為交通管理提供更多、更準的信息,輔助交通治理、交通管控、信號優(yōu)化等。通過挖掘數據價值,“車路云一體化”能夠讓原本難以實現的場景變得簡單,比如針對弱勢交通參與者、外賣小哥、快遞員進行雙向提醒(預警車輛、提醒人員)。

因地制宜

在發(fā)展“車路云一體化”方面,無錫起步較早。在成為全國首批智能網聯汽車“車路云一體化”應用試點城市之前,無錫也是首個國家級車聯網先導區(qū)、全國首個國家傳感網創(chuàng)新示范區(qū)試點城市、全球最大規(guī)模的城市級車聯網應用示范城市,被譽為“物聯網之都”。

“無錫具備了很多城市不具備的優(yōu)勢?!敝x吉華介紹道,首先,目前無錫已有較為豐富的車聯網應用場景,包括L4級無人小巴、無人駕駛清掃車、無人快遞車等。

其次在路側基礎設施方面,無錫已基本實現全市車路協同基礎設施全域覆蓋:無錫主城區(qū)2756個路口信號燈聯網聯控率超95%,全市主要道路點位部署了5600套感知設施,重點板塊部署600多臺RSU路側通信單元,約占全國已裝備總量的10%。

此外,謝吉華指出,無錫政府各職能部門對于“車路云一體化”的參與度較高。除了工信局在推進相關產業(yè)和示范應用落地外,交通集團、公安部門、自規(guī)局等部門都參與了進來;公安部交通管理科學研究所也在無錫,能夠提供直接業(yè)務指導。

下一步,無錫該如何抓住先發(fā)優(yōu)勢?

于中騰認為,無錫可以抓住交管創(chuàng)新優(yōu)勢。他指出,當“車路云一體化”發(fā)展到一定階段,其建設與運營需要和交管的需求深度融合。當前,部分地區(qū)已經開放了信號燈數據等,并與交管業(yè)務交互,然而目前還沒有適配的標準。無錫可以對城市信號燈數據、公安數據、交管數據與“車路云一體化”數據交互進行探索,梳理出設備和接口標準,為其他城市樹立一個樣板。

對于無錫打造“車路云一體化”的特色,謝吉華提出應該對安全問題加以重視——如果安全問題不解決,車聯網越智能、越自動化,對于攻擊者而言也同樣越便利?!败嚶摼W試點從規(guī)模到數量,到實質性安全,都能夠起到示范作用?!?/p>

“城市需要明確定位?!敝苤敲裰赋?,“車路云一體化”不能局限于自動駕駛或智能網聯汽車,而要從城市升級的角度思考:對于路側的網聯化、智能化必然要投入,量變才能引起質變;車側方面,車際通信能力已經出現,要持續(xù)迭代;云側方面,要從“煙囪”林立走向多云跨域共用。

周智民還建議,在各地仍舉棋不定之時,無錫應該先行動,在此過程中可以調整、迭代?!芭e例而言,從最開始大家都在思考怎么實現紅綠燈與汽車的互通,到如今高德、百度等地圖服務商都可以實現紅綠燈倒計時讀秒——這些應用隨著產業(yè)發(fā)展而出現,但一定是成長在有遠見卓識的地方,而不是猶豫怎么做的地方?!?/p>

謝吉華認為,無錫要進一步提高試點的質量和深度,需要進一步豐富場景,在此基礎上推動場景融合,實現“1+1>2”的作用。以自動泊車為例,其不僅是單車智能的概念,而要和室內定位等技術融合,未來也可以和自動充電等服務結合。

“很多示范區(qū)還面臨一些共性問題:政府雖已投資并建設了基礎設施,然而應用的車輛寥寥無幾?!庇谥序v強調,不能將“車路云一體化”的主要服務對象局限于L4級自動駕駛車輛,只有用戶增多,才能形成商業(yè)閉環(huán)。對于“車路云一體化”的最大用戶群體——未來新的量產車而言,政府應當完善激勵措施,以提升網聯車輛滲透率。例如,L3級量產車需要通過網聯接入“車路云一體化”體系;對于存量汽車,則需要通過激勵措施引導其進行后裝或升級。

統一標準

現階段,“車路云一體化”推進的難點之一在于各城市技術標準難統一。

標準包括國家標準、行業(yè)標準、團體標準和企業(yè)標準。周智民觀察到,前幾年車路協同、智能網聯的標準化工作以團體標準為主,近一兩年來,行業(yè)標準的制定與發(fā)布逐漸增多,這充分表明該領域的標準化進程正在穩(wěn)步向前推進,并取得了實質性的進展。

“標準來自于實踐的提煉,與實踐相輔相成?!笨紤]到產業(yè)正處于發(fā)展階段,周智民建議分級推進標準化工作,如當前標準集中在通信層,而后是協議層、應用層逐級推進,評價、安全等標準也會隨之出現。此外,在應用場景不斷豐富的過程中,標準也應不斷迭代,且應具有向前的兼容性。

談及建設標準,于中騰認為,有些標準不急于在現階段固定下來,畢竟不同的區(qū)域、應用場景以及道路情況較難標準化。以信息安全為例,雖然底層的安全標準已經建立,但在數據端、云端,地圖偏轉加密等特殊之處的標準化仍需繼續(xù)推進。

“有了標準才能互通。制定標準的核心目的之一,就是為了確保不同產品和服務之間的兼容性和互操作性?!敝x吉華建議,要發(fā)揮政府和行業(yè)協會的引導作用:如在標準的執(zhí)行力度方面,需要第三方或政府出面進行判定和監(jiān)督;在安全標準等強制性標準中,也應當由政府主導。

“標準化需要靠應用驅動?!敝x吉華以測繪為例指出,高精地圖的測繪是一個成本高昂的過程。高昂的測繪成本需要通過銷售地圖來回收,但成本使得高精地圖的價格相對較高,限制了用戶的數量;用戶數量有限,又導致圖商的收入不足以覆蓋成本。那么,能否由政府出面,打造城市級的高精地圖信息采集平臺,并提供標準化接口給圖商使用?由此,消費者使用高精地圖的成本降低了,用戶數量自然會增長,才能商業(yè)閉環(huán)。

趙長松指出,在信息安全領域,商業(yè)密碼在技術要求、檢測標準、接口等方面的標準都已較為完善。在汽車信息安全領域,今年8月,國家也發(fā)布了《汽車整車信息安全技術要求》(GB 44495-2024)這項強制性國家標準。

趙長松坦言,標準是有了,但并未定義產品該怎么做,只是要求有密碼保護信息。對于如何保護,不同企業(yè)會采用不同的實現方式?!拔矣X得當前這是正常的。行業(yè)發(fā)展、企業(yè)發(fā)展還不均衡,不可能達到同樣水準。這也是該標準沒有定得很細致的原因之一,要通過百家爭鳴,推動更好的產品落地。隨著技術的成熟,標準肯定要再細化。標準要和產業(yè)成熟度匹配。”

降本增效

此外,城市推進“車路云一體化”還存在成本投入較高的挑戰(zhàn)。

于中騰指出,有些城市初次建設“車路云一體化”系統,基礎薄弱。在此情況下,即便初始建設規(guī)模較小,但路端、云端、車端都需建設,會導致項目體量不大、但投資額顯得較多。

“很多地區(qū)是新建了一套系統,當前很多地方在做設備復用、數據共享,‘車路云一體化’系統可以支持交管、交通、城管的需求,整體建設投資反而是節(jié)省了。”于中騰進一步指出,在路側建設方面,信息化、數字化基礎設施的成本占比并不高:在高速公路上,信息化設施的成本占高速建設成本的比例不到1%;在城市道路上,相較傳統基礎設施,智能網聯基礎設施的建設投資也只是略有增加,但是發(fā)揮的價值卻更為顯著。

“隨著產業(yè)規(guī)模擴大,建設成本勢必會趨于合理?!庇谥序v指出,相較2017年試點初期,當前單路口的建設造價已經下降到原來的幾分之一?!耙蛔丶壥猩塁-V2X網聯設施的成本,與修500米地鐵相當;全市路口進行車路云一體化信息化設施改造,投資額也只是約等于3到5公里地鐵的造價?!?/p>

談及降低建設成本,于中騰指出,分級建設已經成為不少城市的共識:例如,在一些路口做廣域網聯服務;待車輛需求增加后,再于一些高風險路段增加感知基礎設施。此外,將“車路云一體化”基礎設施和智慧交通基礎設施一并建設,也是一種可行的方法。

從企業(yè)側角度,謝吉華指出,一方面應挖掘所投入成本帶來的收益,另一方面應挖掘產品在設計、制造過程中的降成本空間?!斑@也涉及標準問題。標準一旦建立,原材料、零部件的價格有望逐漸降低,用戶規(guī)模也有望增大?!?/p>

“降低成本從來都不是單點的問題,一定是個系統的問題。”謝吉華指出,目前圍繞智駕中的難點,比如大型復雜立交橋或長隧道的場景,業(yè)內存在高精地圖、單車智能等解決路徑,但都需要解決定位信號不準的核心問題?!败嚶吩埔惑w化”可以用系統思維解決單點難題——在路側安裝引導設備,通過RSU(路側單元)與車輛OBU(車載單元)通信,可以實現對車輛的位置信息獲取和行車指引。

趙長松認為,“車路云一體化”是新興產業(yè)。在產業(yè)發(fā)展前期,一定要有頭部企業(yè)帶頭研發(fā)。“在這個階段,企業(yè)大概率是不賺錢的,甚至要賠錢做投資?;谖磥戆l(fā)展趨勢,我想企業(yè)是樂意投入的,但也需要政府進行政策支持?!?/p>

“設備方面也面臨‘兩率低’的困境,即路側設備覆蓋率不高且不均勻、同時車端設備滲透率也相對較低?!敝苤敲裾J為,可以政府做覆蓋,確保覆蓋的廣泛性和均勻性,車企發(fā)力做滲透,加速車端設備的普及應用。通過分工合作,共同解決設備“兩率低”的問題,推動車路協同與智能網聯技術的進一步發(fā)展。

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編輯:敬之

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