中國(guó)智慧公交示范現(xiàn)狀分析及展望

張亦弛　趙鵬超　謝卉瑜

摘 要：智慧公交示范屬于智能網(wǎng)聯(lián)示范中的特色應(yīng)用場(chǎng)景，也是智能網(wǎng)聯(lián)開放道路示范的先行力量。本文梳理了我國(guó)現(xiàn)有典型智慧公交示范情況，分析其共性特點(diǎn)及存在問題，并對(duì)未來發(fā)展進(jìn)行了展望。旨在從智慧公交視角窺見整體智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車從封閉走向開放、從示范應(yīng)用走向商業(yè)化推廣。

關(guān)鍵詞：智慧公交示范 智能網(wǎng)聯(lián)汽車 車路協(xié)同

1 前言

1.1 概述

2015年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)制造2025》，工信部據(jù)此首次提出智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念。2018年，工信部印發(fā)《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》[1]，明確提出促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)示范應(yīng)用。目前，我國(guó)國(guó)家、地方政府和企業(yè)都在大力推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極布局智能網(wǎng)聯(lián)示范應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)有國(guó)家級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)測(cè)試示范區(qū)20余家，地方級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)測(cè)試示范區(qū)30余家，企業(yè)級(jí)及特色場(chǎng)景示范區(qū)近10家。

智慧公交示范屬于智能網(wǎng)聯(lián)特色場(chǎng)景示范的一種，還包括港口、園區(qū)、礦山、高速等特色場(chǎng)景。相較于其他場(chǎng)景，智慧公交擁有相對(duì)開放的道路環(huán)境、數(shù)量較多的人員接觸和示范時(shí)相對(duì)可控的安全條件，能夠?yàn)橹悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)推廣充當(dāng)先行者，探索安全、高效、智能、共享的公共交通體系。

1.2 智慧公交應(yīng)用場(chǎng)景[2]

（1）交通信號(hào)燈相位提醒

定義：當(dāng)車輛行駛至距紅綠燈一定距離時(shí)，交通信號(hào)燈相位提醒應(yīng)用會(huì)將前方紅綠燈狀態(tài)告知本車及后方車輛司機(jī)，輔助司機(jī)駕駛，降低安全隱患。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景適用于車輛前方存在遮擋或者能見度較低、用肉眼或車載攝像頭難以準(zhǔn)確識(shí)別前方信號(hào)燈的情況。

（2）公交車車速智能引導(dǎo)

定義：當(dāng)公交車輛駛向信號(hào)燈控制交叉路口時(shí)，收到由路側(cè)單元發(fā)來的信號(hào)燈狀態(tài)、倒計(jì)時(shí)等信息，公交車車速智能引導(dǎo)應(yīng)用會(huì)根據(jù)公交車狀態(tài)給駕駛員提供建議車速，協(xié)助車輛經(jīng)濟(jì)高效通過路口。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景適用于信號(hào)燈控制路口。

（3）公交車信號(hào)優(yōu)先通行

定義：當(dāng)公交車經(jīng)過信號(hào)燈控制交叉路口時(shí)，公交車信號(hào)優(yōu)先通行應(yīng)用會(huì)發(fā)送優(yōu)先通行請(qǐng)求，獲得優(yōu)先通行權(quán)，信號(hào)燈主動(dòng)調(diào)整，幫助車輛便捷通行。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景適用于信號(hào)燈控制路口。

（4）行人檢測(cè)與安全預(yù)警

定義： 當(dāng)行人或非機(jī)動(dòng)車闖入公交車道、存在碰撞危險(xiǎn)時(shí)，行人檢測(cè)與安全預(yù)警應(yīng)用會(huì)將安全預(yù)警信息反饋給車輛駕駛員，提示減速或避讓，避免事故發(fā)生。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景主要適用于人流較大、有過街需求的地點(diǎn)。

（5）車輛檢測(cè)與防碰撞預(yù)警

定義：當(dāng)有車輛出現(xiàn)在公交車盲區(qū)時(shí)，車輛檢測(cè)與防碰撞預(yù)警應(yīng)用會(huì)將碰撞預(yù)警及超車信息交互給公交車，提高行駛安全。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景適用于匝道、彎道或出入口等復(fù)雜交通環(huán)境。

（6）橋隧水浸監(jiān)測(cè)與危險(xiǎn)預(yù)警

定義：當(dāng)公交車輛駛向橋隧水浸路段時(shí)，橋隧水浸監(jiān)測(cè)與危險(xiǎn)預(yù)警應(yīng)用會(huì)將路段的預(yù)警信息發(fā)送給公交車和云端，提醒駕駛員謹(jǐn)慎行駛。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景適用于橋隧路段。

（7）公交車進(jìn)出場(chǎng)站聯(lián)動(dòng)管理

定義：當(dāng)公交車經(jīng)過停車場(chǎng)出入口時(shí)，公交車進(jìn)出場(chǎng)站聯(lián)動(dòng)管理應(yīng)用會(huì)自行監(jiān)測(cè)記錄公交車信息，判斷出入權(quán)限，自動(dòng)控制出入口閘道是否放行。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景適用于停車場(chǎng)出入口處。

（8）站臺(tái)泊位引導(dǎo)與信息服務(wù)

定義：當(dāng)公交車行駛至距站臺(tái)一定距離時(shí)，站臺(tái)泊位引導(dǎo)與信息服務(wù)應(yīng)用會(huì)提前為公交車指定站臺(tái)停車位置并將泊車信息展示給站臺(tái)的乘客，優(yōu)化乘客上下車程序，減少站臺(tái)擁擠。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景適用于公交車站。

（9）公交營(yíng)運(yùn)調(diào)度與輔助安全

定義：在車路協(xié)同技術(shù)的支持下，所有道路、人、車等信息都實(shí)時(shí)展示在調(diào)度系統(tǒng)后臺(tái)，方便對(duì)公交車輛進(jìn)行調(diào)度管理，提高效率。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景適用于公交調(diào)度指揮中心。

（10）數(shù)字化交通標(biāo)志標(biāo)線

定義：將交通標(biāo)志標(biāo)線展示的交通規(guī)則、道路狀態(tài)等信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，進(jìn)行發(fā)布傳輸，提升交通標(biāo)志標(biāo)線的辨識(shí)度。

適用環(huán)境：本場(chǎng)景適用于帶有交通標(biāo)志標(biāo)線道路。

2 我國(guó)現(xiàn)有智慧公交示范

2.1 阿爾法巴（Alphabus）深圳福田保稅區(qū)示范

阿爾法巴智能公交系統(tǒng)由中國(guó)未來新能源與智能公交系統(tǒng)示范項(xiàng)目打造，發(fā)起方為深圳巴士和國(guó)家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心。2017年12月，阿爾法巴正式在深圳福田保稅區(qū)開展試運(yùn)行。這也是中國(guó)首次、全球首例在開放道路上進(jìn)行無人駕駛公交試運(yùn)行[3]。

阿爾法巴在深圳的示范主要體現(xiàn)車的高級(jí)別自動(dòng)駕駛程度。車上裝有攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等感知設(shè)備，收集環(huán)境信息，反饋給決策和執(zhí)行層面，為乘客打造安全高效的乘坐體驗(yàn)。阿爾法巴的試運(yùn)行目的在于收集道路數(shù)據(jù)、乘客數(shù)據(jù)和行駛數(shù)據(jù)等，為完善和豐富智能駕駛公交服務(wù)奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 湖南湘江新區(qū)智慧公交示范

湖南湘江新區(qū)智慧公交示范線于2018年12月28日開始試運(yùn)行。示范線以國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車（長(zhǎng)沙）測(cè)試區(qū)為依托，打造全程7.8公里、途徑11個(gè)站點(diǎn)的開放式“聰明的路”。路上實(shí)現(xiàn)5G信號(hào)全覆蓋和基礎(chǔ)設(shè)施的智能化改造，保障4輛智能化公交車的網(wǎng)聯(lián)功能應(yīng)用。

在此基礎(chǔ)上，長(zhǎng)沙315線智慧公交于2020年4月正式面向市民開放運(yùn)營(yíng)。該示范線以原315線為基礎(chǔ)，進(jìn)行道路的智能網(wǎng)聯(lián)化升級(jí)改造和公交車輛的車載設(shè)備升級(jí)，并建立公交車輛運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)。真正讓市民體會(huì)到車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的高安全性和高效率，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的普及奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.3 廈門BRT 5G公交示范

基于BRT專屬線路的獨(dú)立性和相對(duì)封閉性，廈門建立了BRT 5G公交站系統(tǒng)。2019年面向公眾展示的BRT公交線路以華僑大學(xué)站為起點(diǎn)，共5站，全程站點(diǎn)和線路均實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋。在5G車路協(xié)同技術(shù)的支持下，車輛實(shí)現(xiàn)了超視距防碰撞、自控車速、實(shí)時(shí)車路協(xié)同等多項(xiàng)功能。乘客在公交站臺(tái)可以感受車輛實(shí)時(shí)路況信息、了解班次現(xiàn)狀。

廈門BRT 5G公交站系統(tǒng)計(jì)劃應(yīng)用到更智能站點(diǎn)和智能BRT線路上，未來還將拓展至普通公交專用車道上，逐步豐富車路協(xié)同實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，提高復(fù)雜路況車路協(xié)同的安全可靠性。

2.4 鄭州市鄭東新區(qū)智慧島5G公交示范

鄭州市鄭東新區(qū)智慧島5G公交示范線由宇通客車打造，一期試運(yùn)行路線1.53公里，在全程3個(gè)站點(diǎn)路線上投放4輛公交。宇通團(tuán)隊(duì)研發(fā)的自動(dòng)駕駛巴士擁有自主感知、決策和執(zhí)行能力，達(dá)到L4級(jí)別自動(dòng)駕駛水平。公交示范線在智慧島環(huán)形開放道路上劃取自動(dòng)駕駛公交專用道，路側(cè)設(shè)有V2X設(shè)施，智慧島區(qū)域覆蓋5G信號(hào)，實(shí)現(xiàn)“車路網(wǎng)云”的實(shí)時(shí)互動(dòng)交流。公交站臺(tái)覆蓋免費(fèi)WIFI，配備站內(nèi)漸測(cè)、公交車道監(jiān)測(cè)等設(shè)備，實(shí)時(shí)反饋道路及車輛信息，根據(jù)站臺(tái)乘客數(shù)量機(jī)動(dòng)調(diào)派公交車輛，提高利用效率。

2.5 杭州蕭山5G智能網(wǎng)聯(lián)公交示范

杭州蕭山5G智能網(wǎng)聯(lián)公交示范是蕭山區(qū)5G智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)項(xiàng)目應(yīng)用場(chǎng)景之一，項(xiàng)目由中國(guó)信科、大唐移動(dòng)和大唐信通合作打造，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車方面，該項(xiàng)目不僅起到示范作用，更有效推進(jìn)商業(yè)化應(yīng)用。

示范道路往返7公里路程，途中經(jīng)過7個(gè)路口和2個(gè)站臺(tái)。道路的改造涵蓋路口的路側(cè)設(shè)施部署、站臺(tái)的智能升級(jí)及便民設(shè)施的增加。另外，5G通信的覆蓋為車路、車人、車車、車云的互聯(lián)互通提供了高可靠、低時(shí)延的保證。命名為“何方”的5G智能公交車首期投入3輛，車輛裝有智能感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)綠波引導(dǎo)、智能感知等六大功能。

綜上，國(guó)家及地方政府對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的重視程度不斷上升，建設(shè)步伐逐漸加快[4]。作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車重要應(yīng)用方向，智慧公交的示范應(yīng)用也在各地方積極推廣。充分利用地方優(yōu)勢(shì)資源，打造地方特色示范，更加注重跨界合作，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展探索道路。但同時(shí)智慧公交的示范也面臨一些問題。

3 現(xiàn)狀分析

表1展示了我國(guó)現(xiàn)有5個(gè)典型智慧公交示范情況，通過對(duì)比建設(shè)主體、路線長(zhǎng)度、投放車輛等因素，對(duì)我國(guó)智慧公交示范現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理分析，其中包括對(duì)現(xiàn)狀的客觀總結(jié)和問題整理。具體如下：

建設(shè)/運(yùn)營(yíng)主體不同，示范側(cè)重點(diǎn)各有差異。我國(guó)大部分的智慧公交示范都以當(dāng)?shù)匾延谢A(chǔ)設(shè)施或產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r作為基礎(chǔ)，例如基于智能網(wǎng)聯(lián)測(cè)試示范區(qū)建設(shè)、基于地方支柱汽車企業(yè)、基于特色BRT城市快速公交系統(tǒng)等，以不同基礎(chǔ)、不同主體、不同側(cè)重點(diǎn)打造智慧公交示范線。和測(cè)試示范區(qū)相同運(yùn)營(yíng)主體的智慧公交示范目的是建設(shè)封閉測(cè)試場(chǎng)和開放道路之間的橋梁，以智慧公交為契機(jī)，探索示范區(qū)擴(kuò)展機(jī)制，積累示范區(qū)建設(shè)經(jīng)驗(yàn);以汽車企業(yè)作為運(yùn)營(yíng)主體的智慧公交示范主要側(cè)重于自動(dòng)駕駛車輛的研發(fā)和應(yīng)用方面，借助已搭建的智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)環(huán)境，不斷完善和提高車輛自動(dòng)駕駛水平。運(yùn)營(yíng)主體和參與單位對(duì)于智慧公交示范的發(fā)展具有導(dǎo)向性，未來期待更多不同單位加入其中，為智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)業(yè)建設(shè)添磚加瓦。

技術(shù)方向發(fā)生改變，技術(shù)水平逐年提升。我國(guó)首次開放道路無人駕駛公交阿爾法巴試運(yùn)行開始在2017年12月，阿爾法巴的示范重點(diǎn)關(guān)注高級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)水平，也即單車智能方向。主要依靠車輛自身的感知、決策、執(zhí)行能力實(shí)現(xiàn)避讓、變道、?？空镜然竟δ?。隨著時(shí)間的推移，智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐漸由單車智能轉(zhuǎn)向車路協(xié)同路線，不僅關(guān)注于智能駕駛車的研發(fā)，更注重智慧道路的建設(shè)?；?G的C-V2X技術(shù)也在不斷提高水平，5G的加入，更是賦予智能網(wǎng)聯(lián)汽車更多功能[5]。

應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)有限，功能需全面覆蓋。如1.1所述，智慧公交應(yīng)用場(chǎng)景現(xiàn)有10種，每種場(chǎng)景的功能實(shí)現(xiàn)都需要示范路線提供巨大支撐。目前我國(guó)現(xiàn)有的智慧公交示范線能夠?qū)崿F(xiàn)的場(chǎng)景比較有限，主要集中在幾個(gè)安全類應(yīng)用場(chǎng)景（如行人、車輛檢測(cè)安全預(yù)警等）和效率類應(yīng)用場(chǎng)景上（如自動(dòng)?？?、泊車引導(dǎo)等），在公交車信號(hào)優(yōu)先通行、車輛整體營(yíng)運(yùn)調(diào)度等功能實(shí)現(xiàn)上還需努力推進(jìn)，爭(zhēng)取每一個(gè)智慧公交示范線早日實(shí)現(xiàn)全應(yīng)用場(chǎng)景、多功能的覆蓋。

示范路線長(zhǎng)度較短，大規(guī)模商用待推進(jìn)。由于智慧公交示范建設(shè)不僅涉及道路的智能化改造，更涉及公交站臺(tái)的全面升級(jí)，改造和建設(shè)需要大規(guī)模的資金投入，因此我國(guó)智慧公交示范線普遍較短。示范線路程短雖然對(duì)駕駛車輛的可控性更有把握，能夠降低路上行駛風(fēng)險(xiǎn)，但是短則不全，為大規(guī)模推廣提供的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)有限。另外，目前我國(guó)智慧公交僅在獨(dú)立相對(duì)封閉道路上的運(yùn)行較為成熟，在某些封閉旅游園區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，但在開放道路的商業(yè)推廣還有較長(zhǎng)的路需要走。

4 發(fā)展展望

隨著國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)政策的大力推進(jìn)，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的不斷提高，以及智能網(wǎng)聯(lián)測(cè)試示范區(qū)的大規(guī)模建設(shè)，智慧公交測(cè)試示范將高速發(fā)展，逐漸將智慧交通帶入人們生活當(dāng)中。

智能基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)范圍將得到擴(kuò)展，建設(shè)內(nèi)容將更加便民。隨著智慧公交示范應(yīng)用的逐漸推進(jìn)，高級(jí)別智慧公交的發(fā)展對(duì)路況復(fù)雜程度、數(shù)據(jù)收集量和應(yīng)用場(chǎng)景將提出更高更多的需求，這促使道路建設(shè)逐步擴(kuò)大范圍、延長(zhǎng)示范路線。除此之外，智慧公交示范拉近了高端技術(shù)與普通民眾之間的關(guān)系，有助于聽取民聲、征求民意，真正做到科技為民、服務(wù)為民。

智能示范道路的應(yīng)用對(duì)象將更加多元，智慧交通將更快實(shí)現(xiàn)。隨著示范道路的智能化程度逐漸提高，除了公交車以外，出租車、共享汽車、私家車、貨運(yùn)汽車等各類型[2]智能車輛均會(huì)出現(xiàn)在示范道路上，充分利用路側(cè)設(shè)施、通信網(wǎng)絡(luò)、云控平臺(tái)以及先進(jìn)的V2X技術(shù)，建立車路協(xié)同的新型城市智慧交通系統(tǒng)，打造安全高效的智慧城市。

參考文獻(xiàn)：

[1]工業(yè)和信息化部印發(fā)《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》[J].智能制造，2019（Z1）：6.

[2]常振廷，謝振東，董志國(guó).面向公交營(yíng)運(yùn)管理的車路協(xié)同應(yīng)用場(chǎng)景研究[J].智能網(wǎng)聯(lián)汽車，2020（03）：93-96.

[3]“阿爾法巴”來了！“無人駕駛”智能公交系統(tǒng)深圳試運(yùn)行[J].運(yùn)輸經(jīng)理世界，2017（12）：16-17.

[4]陳桂華，于勝波，李喬，公維潔.中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試示范區(qū)發(fā)展調(diào)查研究[J].汽車工程學(xué)報(bào)，2020，10（02）：79-87.

[5]韓愛青.5G時(shí)代已經(jīng)來臨? 車聯(lián)網(wǎng)只是開始[J].高科技與產(chǎn)業(yè)化，2019（12）：38-40.