第五届中国(国际)物联网博览会
中国  •  厦门国际会展中心    C3/C4/C5馆
厦门市思明区会展路198号
时间:2019年7月11-13日


厦门大学唐余亮教授:车联网与车路协同新观点

发布时间:2018-11-29
关键词: 自动驾驶 车路协同



从三个角度来看一下车联网。

第一、车联网基本概况
大家可以看到,我们国家的路天天在不停地修,但我们仍然感觉到城市非常拥挤,出行非常不方便,交通事故在假期出行人流多的情况下事故频发。城市路可以修的很多,但是仍然有很多地区出行是没路的,我们国家到2017年底已经有400万公里道路,道路密度每百平方公里有50公里,基本接近了发达国家公路密度,但我们堵车非常严重。应该怎么办呢?实际上如果车能够协同起来是可以帮助解决这些问题。

现在很多公司、车企都在做智能化的车,把车武装的非常强大,有物联网各式各样的传感器:毫米波、雷达、3D、雷射等都装在车上。但我们可以发现国外实验里无人车仍然会出很多事故,比如说很先进的车突然就有人过来撞上了,无人车开到十字路口,前面一个卡车挡住他的路线它会看不到红绿灯,刚好大车一转眼它过去就是红灯了。比如说车前面视线挡住了,地上有个坑,前面车可能底盘大就过去了,而无人车过去就陷下去了。这种情况下单车智能很难做到的,只是安装的摄像头、传感器非常多,如果我们把车和车之间连接起来、车和路之间有相应的信息传递,使得我们V2V的范围可以更加大,这样感知的公路态势就更加广泛和全面了,使得我们在交通管理、出行效率提高上都会得到很大的改变。

看一下国外的情况,美国大概在十年年提出了ITS和802.11,802.11进一步扩展到车联网支持快速的移动和需要,所以产生了802.11P,在2020年美国想所有的车都必须要装上。日本内阁牵头组织和规划自动驾驶、车联网,预计在2025年左右实现完全驾驶车的产量。这都需要我们进行车联网相关技术的支撑,随着自动驾驶的发展未来车联网的重要性会更加突出。

国内提出了“中国制造2025”,十个领域里跟车相关的有三大,新能源汽车、智能网联汽车、智能网联技术路线图,推进落地并且建立了相应的示范区。同李克强总理提出来“互联网+”以后,国家针对互联网+的行动指南提出了车联网发展的创新行动计划(2015-2020)》,从而制订了相应的标准和示范区,我们的很多技术可能还在实验室和专家头脑里,怎么实验化、验证就需要建立东西南北中的实验基地,国家目前正在布局。

第二、车路协同

车联网可以帮助我们提高出行的道路,可以帮助我们避免交通事故,可以帮助我们单车更加智能化,实现自动无人驾驶。主要有三方面的场景,场景里有非常多很细的东西。比如说最早的802.11P提出来的是为了解决道路的安全,比如说刹车很容易产生连环碰车,还有很多盲区在高速的情况下很容易出事,高速路口也是非常容易撞车。在中国还有特殊的情况,行人特别不守规矩,送饭盒的骑个摩托车大街小巷随便开,一旦出事了很大。所以我们应该用有中国特色的技术来检验自动驾驶、辅助驾驶能否避免事故。另外通过车互联可以实现交通效率的增长,可以进行导航、信号配时,通过交通路矿实时动态查询和获取,可以指挥交通灯得到合理的安排。

无人驾驶人在车上做什么呢?无人驾驶以后的未来娱乐会成为新的增长点,人们在车上干嘛?这么车的时间要么聊天、玩游戏,所以会产生很多丰富多彩的应用。

再看一些典型的场景,给大家再进一步解释一下。目前有些车企已经做了。比如说前面RV-1的车要刹车,在高速公路上很容易产生连环碰撞,他刹车的时候把要刹车的信息传回来,传到后面RV-2的车收到信息可以有效避免有效转弯从旁边超过,变道的时候会告诉后面的HV前面要刹车了,你要注意我已经从它的旁边走过了已经换道了。车一交互很容易就理解了,如果在高速行驶上单车再强大的智能也很难做出很快速的反应,在有网络通讯覆盖的情况下这种问题就很容易解决。

再比如车的中后部分是盲区,如果车进入这部分很容易产生擦刮、碰撞,如果红车要进入红框HV盲区的时候,它会告诉HV我要进入这个地方了,你注意。如果已经在HV盲区里,那就会提醒你这里面有车,HV就不能变道了,一变道可能会撞到红车,所以车的信息交流非常重要。在十字路口的时候HV看不到绿车,这种情况下如果没有提醒开过去就会撞上,通过通信的手段会很容易解决这些问题。

刚刚是车和车之间交流会产生的很好应用案例,那车和路边进行交流、跟基础设施以及人进行交流也会产生很多好的应用。比如说RSU是无线通信路边单元,车里面都会按一些OBU单元可以接受通信信号。右边的RSU可以跟红绿灯连接起来,也可以和云平台相连接,这样所有的车可以受到云的控制,同样云也可以收集到各式各样的车的信号、人的信号去控制绿灯、交通灯。所以我们可以看到如果在路边装了RSU,可以给车提供告警。比如说最下面在车子上可以看到离弯道有78米,要转弯了车速是39,是否现在需要控制一下车速。同样我们得到了红绿信号灯的情况,所以在车上可以打出来前面是绿灯还有32秒钟就变成红灯,会告诉你可以控制车速。同样如果今后进入无人驾驶、自动驾驶的情况,控制中心可能了解到这条路以及城市道路的运行情况,可以给你每辆车建议的速度,让你走每一条路永远是绿灯。这是通过全网动态、实时数据采集会达到的。这会产生人和物、车的有机协同。

大家可以看到像这图上有各式各样的车,自行车、摩托车、轿车、人都在路上,但不会撞上。这就让我们感觉到车路人的协同,并且都在通行,十字路口不像我们红停下来了让你过再过,左边先走或者南北向先走东西向在走。这个图是东西南北同时在通行。

通过全方位的实施车车、车路动态实时信息交互,车辆实现了主动安全控制。车和车之间的通讯、车和路的通讯会帮助我们避免很多事故,同时对路也产生了一种协同管理。我们的路不会更加地拥挤,路的投资不用修这么快。所以充分实现了车路的有效协同,保证了安全也保证了交通出行效率。这张图有控制中心,里面的白点是控制中心能采集城市每辆车的速度、运动轨迹,这样在控制中心可以统一计算哪个路口比较堵,可以实现动态导航。现在的导航也有导航,但不是动态的,打开Google、百度等导航地图让你选几条路都是你开始出发的情况。说滴的情况我看这条绿是红的司机说不走,我说你走,走过去就变绿了。所以我们有这样一套交通管理系统可以实时导航,提升出行效率。

同样,现在正在研究怎么疏导,这个地方很堵从A点到B点只有那条最短,但怎么疏导呢?怎么让他愿意走另外的路呢?比如说新能源汽车很多,现在越来越多。我就可以告诉他你走这条路充电桩更多,走那条路就充不了,用等等策略诱导他有利可图走这条路。像现在滴滴打车都是这样的策略,这个地方的人少了费用就会降下来,打车人多了会给驾驶员发券,让驾驶员得到更多的收益。城市优导和交通连接起来会实现更好的出行。

第三、介绍一下国家的目前正在做的项目

国家制订了2015到2020年的智能化汽车联网的发展策略,2015年开始到2016年已经建了5个,浙江、北京-河北,重庆、吉林、湖北,相应的移动、设备制造商、车企都参与到相应建设中。2017年工信部与公安部、江苏省政府在无锡建立了“国家智能交通综合测试基地”,在基地里建了很多场景,场景包括有高速公路测试区、城区、多功能区、公路区、隧道区,测试特定区域历怎么实现智能辅助驾驶。

在上海汽车城2017年开始建设国家智能网联汽车试点,想达到建成在我们国家、国际上成为比较高端的测试基地,目前是5GAA测试床的备选之一,也是亚洲唯一世界第二,说明建设很好。目前基地从2017年到2018年已经得到了国家2亿的专项建设资金,同时也开始从2016、2017举办了2届自动汽车无人车大奖赛。这两年他们利用了企业化、商业化的运作在开展无人车,拿入F1大赛里进行无人车的大赛,奖金是100万。2018年在9月份也会进行第三次大赛,感兴趣的可以参与。

我们国家特别重视5G在车联网上的应用,刚刚有2个方案。DSRC基于802.11P是欧盟在推,我们国家出于自身的发展可能802.11P在中国没有什么市场,工信部已经给5G的实验开辟了5.9G的频段,所以未来国家重点推的是基于蜂窝的车联网。在技术上有很多的制高点,手机走到城区的任何地方都是可以上网的,所以对铺设、建设来说就有运营商在做这件事。如果用802.11P重新铺一套基于WIFI的体系,谁来给你建设谁来给你运维呢?从技术的层面来说802.11P基于5G的车联网在时延上可以达到1毫秒,而802.11P目前是100毫秒。802.11P在车多的时候可以拥塞,5G上的带宽是强大的可以达到1G的传输输入。

未来很可能国家是基于5G来实现车和车、车和路之间的协同和连接。我们国家工信部在5G上在怀柔建设了国家最大的测试,我们国家的知名厂商都把5G拿到这儿测,所有要在中国入网的5G测试都要在怀柔进行。同样在5G的应用场景里有三大,低时延车联网应用场景,布置了相应的测试场景,有车车、前方汇车的通知。救护车等特殊车辆来了是需要让道的这种测试通行。有前车刹车以及车辆突然变成VIP让道的车路协同红绿灯调节。下雪了看不清楚等都需要相应的通讯手段帮助我们。

中国汽研院在重庆也占地3500亩建设车联网测试城,这里面建的很大不光是针对道路,整个是研究中心。包含了智能车、无人车的研究以及新能源车的研究,包含了目前常规动力车辆的研究,同样也布置了一些测试场地,这是从今年年初在重庆开始建设的。大唐、电信、移动都参与到了相应的研究提供设备建设整个测试。

北汽新技术研究院跟大唐移动合作,由大唐移动提供5G相应技术进行相应的测试环境,实现车辆的编队。其中在自动驾驶、无人驾驶里有一个应用场景是车辆的编队出行,比如说物流公司有7、8辆车一起出行,国外比较重视这样的,会坚守能耗。像大雁飞行一样为什么要编队呢?就是为了节省能量。物流车等也会采用编队的形式,编队过一个红绿灯就散掉了或者车出来怎么保持队伍?车要加入队伍里怎么控制等编队策略以及远程驾驶人在北京可能驾驶的车是在厦门开的,这在很多展会上公司都已经演示了,说明公司是低时延的可以达到1毫秒以下可以在北京甚至更远的地方控制远端的车。自动从A点到B点以及自动泊车,自动泊车跟今天的主题也是相关的,现在停车一个车要占很大的位置,但如果能实现自动泊车的话位置可以更小,可以更多地节省空间。这些技术都会通过车联网以及车路协同得到发扬和光大。

指导单位:新华网、中国投资协会、福建省经济和信息化委员会、中国拥军优属基金会惠军工程专项基金管理委员会

主办单位:厦门市经济和信息化局、物联中国团体组织联席会

联合主办:世界物联网大会、中国物联网产业应用联盟、工业4.0俱乐部、网信军民融合发展联盟智慧物联专委会、台湾物联网协会、香港物联网商会

北京物联网研究会、上海市物联网行业协会、重庆市物联网产业协会、山东省物联网协会、河南省物联网行业协会、湖南省物联网行业协会

陕西物联网产业联盟、福建省物联网行业协会、山西省物联网产业技术联盟、深圳市物联网智能技术应用协会、杭州市物联网行业协会、成都物联网产业发展联盟

宁波市物联网智能技术应用协会、青岛市物联网协会、无锡“感知中国”物联网商会、珠海市物联网行业协会、宿迁市物联网行业协会、厦门市物联网行业协会

特别支持单位:华为

协办单位:阿里云

承办单位:厦门市物联网行业协会、厦门中传物联网产业开发股份有限公司

执行单位:厦门中传商务有限公司

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