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姚丹亚:车路协同能做什么?

车路协同虽然是老生常谈了,但需要探讨的东西还很多。中国制造2025发展车联网,交通强国纲要中明确提出车发展车路协同,数字交通发展规划和交通部推动车路协同发展,住建部也按照车路协同在城市中的建设开展示范,新基建中明确将车路协同作为发展方向。那么,车路协同到底能做什么?

车路协同起源和拟解决问题

1.问题驱动-安全

由于天气原因使能见度下降和制动距离变长等原因造成的交通事故很多,即使在汽车安全从被动安全(安全带、安全气囊)发展到了主动安全(ABS、AEB和ACC等),都无法避免类似事故的发生。

2.问题驱动-拥堵

路口是常见的拥堵点,目前自适应信号机根据路口不同方向的来车,动态调整红绿灯配时。但换一个角度来看,驾驶员开车到了路口时,红绿灯是完全随机的,车的运动并没有参与到路口的控制中,路口信号控制只能根据来车的多少被动调整绿灯时间分配。

道路中常见的拥堵情况如图,三条车道有一条由于事故或维护关闭了,从理论上来讲,应该保留2/3即两条车道的通行能力,但是只要交通流量稍微大一点,这里会变成拥堵点,因为大家要并道,造成通行速度大幅度下降,实际的通行能力远远达不到剩下两条车道的通行能力。

无人驾驶发展到现在,都意识到完全依赖自身的传感器进行环境感知,还存在大量感知不到的区域,这些制约了无人驾驶的发展。

3.车路协同(V2X)定义

车路协同的定义很简单:在车和路侧设备上分别装载直联无线通讯装置,分别把自己的位置、状态和所感知到的运动物体的位置、状态广播给周边300~500米的车和交通参与者。在配置车路协同设备的车辆以及道路的智能感知和车路协同设备达到一定的普及后,道路通行能力、交通的安全性都会有大幅度提升,这些结论是有大量的研究成果支撑的。提高道路通行能力和安全是车路协同提出时希望解决的问题。

车路协同的核心特点是感知和交互,首先必须要能感知到交通参与者的位置、状态,同时能进行实时交互和协同。它的应用是希望解决单独靠车或者单独靠路不能解决的问题。

比如主动安全ADAS,把V2X信息或者车路协同信息融合后,我们称之为C-DAS,在现有的驾驶辅助系统基础上进一步提升车辆安全,能解决或试图解决现在ADAS还解决不了的一些安全问题。

在道路中的瓶颈路段,可以通过上游可变分段限速控制到达瓶颈点的车流量,同时用车道控制保持车流通过瓶颈点的平顺性,以维持道路通行、避免崩溃。。

在信号灯路口,可以通过车速引导,提高路口通行能力、降低停车次数和延误,也可以再优化信号灯,可大幅提升路口的通行能力。

新基建下的车路协同

新基建车路协同环境下的交通系统分为:交通管理子系统、智能路侧子系统、智能车辆子系统,和独立出来的智能通讯子系统。通讯系统会比较复杂,有车车、车路的直联通信,有通过蜂窝跟管理服务中心和通信,路侧也可以有直接通过光纤连接到中心。系统的功能模型和一般的信息系统的功能模型差不多,包括感知、融合、预测和决策等。

车路协同的主要技术与内容如上图所示,包括融合技术和集成技术。

另外,在新基建下的车路协同有4个维度特征:

第一,道路数据化,路网、标志标线、道路和车辆的实时状态,把路上所有静态和动态信息数字化。

第二,实时信息检测。

第三,网络互联化,可以按实时程度分为三部分。非实时中心化云端连接、准实时中心化云端连接和实时车路连接。

第四,车辆自动化,L1-L5级,汽车领域又很明确的定义。

V2X或者车路协同应用的条件是什么?V2V应用一定要有普及率,V2I应用存在先有鸡还是先有蛋的问题。个人认为中国肯定是走V2I技术路线,利用我国政府执行力强的优势,先开展智能道路的基础设施建设,再通过安全性要求高的商用车载的应用带动,最终普及到大众的乘用车上。无论哪种商业模式,核心还是要解决真正的交通问题。

车的核心目的是为了把人和货从一个地方安全快捷的运到另一个地方,不要过多延伸和解读,不要为了技术而技术,安全的完成人或货物运送是社会的刚需,只有刚需的应用才是真正被用户接受。

(选自赛文交通网)