車路協同:8年時間,從科技部項目立項到應用場景推廣

9月20日,在杭州雲棲大會期間,阿里巴巴集團正式宣佈升級汽車戰略:

由車向路延展,利用車路協同技術打造全新的“智能高速公路”,這一戰略將由AliOS聯合阿里雲、達摩院、高德、支付寶、千尋位置、斑馬網絡等共同完成,皆在探索未來二十年的“路”。同樣在9月,百度宣佈重大戰略計劃,宣佈百度阿波羅將於年底開放車路協同方案。

除了阿里、百度之外,包括福特、上汽等車企以及華為等互聯網公司均在近年開始佈局車路協同。在物聯網、雲計算、大數據、人工智能等技術的帶動和影響下,車路協同自動駕駛已成為國內外交通領域最為前沿、熱點的研究方向,並具有極為廣闊的發展前景。車路協同自動駕駛是未來道路交通發展的重要方向,將全面提升道路交通系統的效率、安全、綠色水平,具有顯著的社會效益和經濟效益。

這段時間大火的車路協同,其實我國早在2011年就開始了探索。

早期技術研發階段


2011年9月7日,科技部印發了“關於863計劃現代交通技術領域智能車路協同關鍵技術研究主題項目立項”的通知,該項目總經費預算為1591萬元,其中863計劃專項經費預算1591萬元,項目執行年度為2011年至2013年。課題由清華大學牽頭,參加單位包括北京交通大學、北京航空航天大學、同濟大學、長安汽車、國家ITS研究中心等十餘所高校以及單位企業。

項目包含五大課題:

課題一:車路協同系統設計、信息交互和集成驗證研究。開展車路協同系統架構設計和多模式車車/車路自組織網絡信息交互技術研究,進行交叉口環境下車路協同典型應用系統的集成驗證。

課題二:車路交互式行車安全系統關鍵技術。研究基於車載傳感器和車路協同感知的車輛與行人識別技術以及基於車路協同的車輛安全控制技術,開發智能車載設備和車路協同主動安全控制系統,完成車路協同控制系統集成與驗證。

課題三:車車交互式協同控制系統關鍵技術。研究車車信息交互與融合技術、車車信息交互式衝突分析與危險辨識技術、車車衝突消解與協同避撞技術,完成車車協同控制系統集成與驗證。

課題四:車路協同系統交通協調控制關鍵技術。研究全時空交通信息採集處理技術和車路協調交通控制模型/算法及實現技術,開發智能路側設備,完成車路協調交通控制原型系統集成與實驗。

課題五:車路協同系統仿真、測試與驗證關鍵技術。研究車路協同系統交通仿真、信息交互仿真和車路協同應用仿真技術,開發基於多分辨率的車路協同仿真平臺,完成大範圍車路協同應用仿真驗證。

2014年2月,該課題驗收會在河北清華髮展研究院舉行,並通過科技部驗收。在河北清華髮展研究院及其附近試驗場地進行的實驗演示彰顯了智能車路協同系統實施後的交通出行新圖景:10輛安裝了車路協同系統的“智能車”,在“智能道路”上成功完成了車車協同換道、車車/車路協同避撞、車輛主動安全輔助、行人避撞、盲區預警、障礙物預警、緊急車輛信號優先、車隊控制與和速度引導、車隊協同路口通行等15個典型應用場景。

2015年,清華大學校園成為國內車路協同首個園區運行示範基地,校園內8處交通複雜路口建設應用車路協同路側系統,實現對周邊環境目標的動態檢測,並通過DSRC、Wifi和LED顯示屏發佈;在30輛校園公交車安裝一體化車載終端,給駕駛員提供安全預警。

清華大學自動化系在張毅、姚丹亞兩位教授推動下,在全國推廣車路協同產業化應用,並參與了諸多活動的技術演示。

2015年,經交通運輸部審核批准,由金溢科技牽頭聯合交通運輸部公路科學研究院、廣東省交通集團有限公司、同濟大學、清華大學深圳研究生院、北京汽車研究總院有限公司五家單位成立智能車路協同關鍵技術及裝備行業研發中心。

從2015年9月開始,工信部先後與浙江、京津冀、重慶、吉林、湖北五個區域的省市政府簽訂《基於移動寬帶物聯網的智能汽車和智慧交通應用示範》合作協議,其中應用技術就包括車路協同,而且從國家層面確定我國車路協同的技術發展方向為基於移動寬帶物聯網,即現在常說的LTE-V、5G,從而不同於美國的DSRC技術方向。

2017年世界物聯網博覽會期間,由公安部交通管理科學研究所牽頭,聯合中國移動、華為、中國一汽、奧迪(中國)和無錫交警支隊等參與方,聯合在實際道路上第一次開展LTE-V2X車聯網實車展示及試點體驗活動。本次LTE-V演示打通了道路設施中最重要的一環——信號機。傳統V2I項目中出現的信號機,其實並不是道路上普通的信號機,而是專門為V2I項目打造的,可以接入LTE-V協議的專用信號機。

2018年6月,工信部無線電管理局對車聯網直連通信使用5905-5925MHz頻段,向社會公示徵求意見,意味著車路協同將劃定正式頻段。

應用推廣階段

華為

華為早在2015年在南京舉辦的亞太ITS論壇上,即與清華大學同場演示車路協同的技術展示。無錫的LTE-V2X車聯網實車展示和城市級試點,華為是項目組主要技術支持方。2018年的無錫物聯網博覽會上,奧迪、大眾、一汽、東風、長安、上汽等汽車廠商,採用搭載華為LTE-V2X車載終端的汽車,進行了V2X智慧交通場景演示。

2017年底,5GAA上海會議期間,華為公佈了LTE-V2X近期的測試結果,測試結果顯示,LTE-V2X直連通信覆蓋達到1公里以上,能有效提供兩車面對面相對時速500km/h的卓越性能;高密度擁堵的交通場景下(400輛車在十字路口)通信時延小於20毫秒,消息發送成功率超過90%。同期5GAA成員大唐電信集團、千方科技展示了相關的路邊單元解決方案,體現出車路協同產業生態因此更為完備。

2018年6月,華為LTE產品線總裁熊偉在某峰會上表示,華為公司正積極探索汽車和通信產業下的車路協同產業,並將在智能交通、車聯網領域開放合作。2018年7月,華為發佈了全球首款支持Uu+PC5併發的RSU(Road Side Unit)路側產品,這是華為在C-V2X車聯網領域推出的首個商用產品。

9月17日,香港應用科技研究院(應科院)宣佈與華為成立聯合研發工作組,共同開發基於C-V2X的車聯網技術,推動香港及大灣區城市商用發展。

大唐電信

2017年底消息,大唐電信集團的RSU(DTVL3000-RSU)和OBU產品(DTVL3000-OBU)已經在上海、重慶等示範區部署,LTE-V2X商用通信模組DMD31將於2018年一季度進行批量供應,為支持LTE-V2X 道路設施智能化部署和車輛網聯落地打下堅實基礎。

金溢科技

2015年底,與同濟大學等聯合成立智能車路協同關鍵技術及裝備行業研發中心。

2018年9月,金溢科技宣佈將推出全套的C-V2X(也稱LTE-V2X)解決方案,作為公司路側系統(RSU)、車載終端(OBU)等產品商業落地的基礎。該解決方案基於高通的9150 C-V2X芯片組解決方案,包含中國ITS協議棧及一系列針對路側和車載系統的安全應用。

金溢科技已有V2X產品路側終端(WB-R30B)、車載終端(WB-L20B)及通信模塊(WB-LM20B),並在多個示範區應用。

9月14日,百度宣佈將於2018年底正式開源Apollo車路協同方案,標誌著百度Apollo開放平臺進入了車端和路側整體開源的新階段。目前,百度已與大唐電信、千方科技、中國聯通等產業鏈關鍵環節的代表性企業展開合作,全面整合汽車製造、交通基礎設施設備製造和集成、通訊、芯片、政府及高校等各界資源,共同發展車路協同系統。2018年底將會正式開源Apollo車路協同方案,向業界開放百度Apollo在車路協同領域的技術和服務。

其目的是讓“聰明的車”和“智能的路”相互協同,可以直接加速自動駕駛技術成熟。

阿里巴巴

9月6日,阿里巴巴與交通運輸部公路科學研究院簽署戰略合作,成立車路協同聯合實驗室。阿里巴巴達摩院人工智能實驗室首席科學家王剛表示,車路協同技術方案的核心技術之一是感知基站。達摩院正在研發感知基站,並在其研發的無人車上採用了該技術方案,已在杭州進行了多次開放路段的測試,下一步將應用在貨物運輸車輛上,實現無人智慧物流。

9月14日,阿里巴巴AliOS宣佈將與英特爾、大唐電信集團展開智能交通-車路協同領域的戰略合作。

千方科技

2017年底,5GAA上海會議期間,千方科技發佈了2018年H1推出預商用RSU的產品計劃,預計2018年下半年用於國家智能汽車與智慧交通(京冀)示範區規模驗證測試,並於2019年商用。同時千方科技的RSU將協同其智能監控設備、ETC、電子車牌、雷達等各類智能路側感知設備,構築起網聯交通的智慧路網與主動服務體系。


車路協同的難題


目前,業界一致認為要實現車路協同,首先必須攻克以下幾個技術難關:

1.實現高速運行車輛,與不斷切換的基站之間低功耗、高可靠的無線聯接。

2.需要在多個電信運營商與不同車輛廠商之間,形成異構網絡的通信計算協同化。換句話說,就是要讓形形色色的廠商與技術之間,能夠以相同的技術標準進行通訊。

3.要實現車輛通訊與定位的一體化。能夠高效率、高精度地實現車輛定位,以及移動中的不間斷通訊。

4.必須實現車輛、道路信號燈、電子指示牌、攝像頭等元素之間的協同動作體系。

為推動我國車路協同自動駕駛暨車路一體化智能網聯交通系統技術和產業發展,中國公路學會擬舉辦首屆車路協同自動駕駛國際論壇,並籌備成立中國公路學會自動駕駛工作委員會。

智車科技作為該會議戰略合作媒體,現誠邀社會各界參會,共同見證委員會的成立。


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