車聯(lián)網(wǎng)支持實(shí)現(xiàn)無人駕駛的思考

王志勤

【摘要】車聯(lián)網(wǎng)能夠支撐無人駕駛在環(huán)境感知、計(jì)算決策和控制執(zhí)行環(huán)節(jié)的協(xié)同需求。當(dāng)前，我國在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用實(shí)踐方面均已取得積極進(jìn)展，但網(wǎng)聯(lián)深度支撐無人駕駛?cè)匀幻媾R著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、技術(shù)融合創(chuàng)新和商業(yè)運(yùn)營模式等方面的挑戰(zhàn)。我國應(yīng)抓住難得的歷史發(fā)展機(jī)遇，加強(qiáng)網(wǎng)聯(lián)無人駕駛的政府頂層設(shè)計(jì)、共性關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同攻關(guān)、通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的全面部署、法律法規(guī)和機(jī)制體制的建設(shè)，分階段、分步驟、分場(chǎng)景推進(jìn)網(wǎng)聯(lián)無人駕駛的部署實(shí)施，促進(jìn)網(wǎng)聯(lián)無人駕駛技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】無人駕駛? 車聯(lián)網(wǎng)? 5G

【中圖分類號(hào)】U495? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.04.006

我國在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用實(shí)踐和產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建等方面均取得了積極進(jìn)展，這將有利于探索實(shí)現(xiàn)一條網(wǎng)聯(lián)支持無人駕駛的融合創(chuàng)新發(fā)展路徑。本文聚焦無人駕駛應(yīng)用，首先從“環(huán)境感知、計(jì)算決策、控制執(zhí)行”三個(gè)環(huán)節(jié)研究提煉單車智能無人駕駛對(duì)網(wǎng)聯(lián)協(xié)同的發(fā)展需求;其次，介紹車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體現(xiàn)狀，分析探討網(wǎng)聯(lián)無人駕駛面臨的挑戰(zhàn)，提出加快推進(jìn)網(wǎng)聯(lián)無人駕駛發(fā)展的建議。

網(wǎng)聯(lián)無人駕駛的典型應(yīng)用場(chǎng)景和需求

無人駕駛是車輛作為運(yùn)載工具智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的核心應(yīng)用功能，也是車聯(lián)網(wǎng)、智慧交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心應(yīng)用服務(wù)。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線上，存在單車智能無人駕駛和網(wǎng)聯(lián)無人駕駛兩種不同的解決方案。單車智能無人駕駛主要依靠車輛自身的視覺、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器進(jìn)行環(huán)境感知、計(jì)算決策和控制執(zhí)行。網(wǎng)聯(lián)無人駕駛則是在車輛智能化基礎(chǔ)上，通過車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)車與車、車與路等的互聯(lián)和信息交互，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同感知并幫助車輛進(jìn)行決策和控制，加速無人駕駛應(yīng)用成熟。

在單車智能無人駕駛方面，美國的谷歌Waymo、特斯拉和通用Cruise等已經(jīng)開展大量測(cè)試，研發(fā)的Autopilot自動(dòng)輔助駕駛功能等已經(jīng)量產(chǎn)，并逐步在加州鳳凰城等開展載人無人駕駛出租車功能試驗(yàn)。我國上汽、長安一汽等汽車廠商逐步推動(dòng)部分自動(dòng)駕駛功能量產(chǎn)，如長安汽車正式發(fā)布了中國首個(gè)量產(chǎn)L3級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，并在重慶量產(chǎn)體驗(yàn);互聯(lián)網(wǎng)公司百度、滴滴等也在上海、長沙、廣州等示范區(qū)和先導(dǎo)區(qū)開展高等級(jí)自動(dòng)駕駛測(cè)試。但是，從美國加州的自動(dòng)駕駛?cè)斯そ庸軋?bào)告（Autonomous Vehicle Disengagement Reports）和我國的《北京市自動(dòng)駕駛車輛道路測(cè)試報(bào)告（2019年）》來看，自動(dòng)駕駛還存在很多脫離接管的情況。一方面是車輛自身感知等能力仍存在問題，如易受惡劣天氣、其他交通參與者的意外行為、違章變道超車、車輛切入、無保護(hù)左轉(zhuǎn)、交叉路口通行、違章侵占車道等的影響;另一方面是處理與社會(huì)車輛的博弈、對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景的理解等一些應(yīng)急情況的能力還有待完善。

網(wǎng)聯(lián)無人駕駛旨在拓展和助力單車智能無人駕駛在環(huán)境感知、計(jì)算決策和控制執(zhí)行等方面的能力升級(jí)。在環(huán)境感知環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同，支持車輛獲得比單車智能感知更多的信息，例如解決非視距感知或容易受惡劣環(huán)境影響等情況;在計(jì)算決策環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同，增強(qiáng)車與車、車與路之間的系統(tǒng)性決策，例如解決車輛優(yōu)先級(jí)管理、交通路口優(yōu)化控制等情況;在控制執(zhí)行環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同，對(duì)車輛駕駛行為進(jìn)行干預(yù)，例如解決車輛遠(yuǎn)程遙控脫困等情況。

環(huán)境感知的挑戰(zhàn)及網(wǎng)聯(lián)協(xié)同需求。在基于單車智能的無人駕駛解決方案中，視覺傳感器、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)以及紅外夜視、超聲波等傳感器是系統(tǒng)的主要組成。然而，各類傳感器的可靠性以及對(duì)突發(fā)事件的響應(yīng)能力仍然存在不足，進(jìn)而影響到無人駕駛系統(tǒng)的環(huán)境感知能力，例如容易受到遮擋、惡劣天氣等環(huán)境條件影響。

網(wǎng)聯(lián)化通過車路協(xié)同、車車協(xié)同，能夠極大地拓展單車的感知范圍，并且不受遮擋限制，能夠讓單車提早發(fā)現(xiàn)未知狀況，從而應(yīng)對(duì)突然目標(biāo)駛?cè)氲饶壳霸跓o人駕駛測(cè)試和事故中難以應(yīng)對(duì)的狀況。以十字交叉路口為例：車輛對(duì)外廣播自身身份、定位、運(yùn)行狀態(tài)、軌跡等基本安全消息，通過車輛與車輛之間的通信，交叉路口其他方向來車能夠接收信息并作出行駛決策;紅綠燈等交通基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)網(wǎng)，通過紅綠燈與車輛之間的通信，車輛可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地知道紅綠燈等交通設(shè)施的信息。再如隧道、停車場(chǎng)等封閉場(chǎng)所的定位，配合路側(cè)通信設(shè)備、邊緣計(jì)算服務(wù)器等的支持，可以拓展隧道、停車場(chǎng)等內(nèi)外信息，避免進(jìn)出隧道和停車場(chǎng)瞬間出現(xiàn)的視覺感知差異。

計(jì)算決策的挑戰(zhàn)及網(wǎng)聯(lián)協(xié)同需求。計(jì)算決策主要實(shí)現(xiàn)的功能可以分為兩類：一是對(duì)環(huán)境感知數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前在感知中使用最多的方式，也是目前對(duì)無人駕駛系統(tǒng)算力消耗需求最大的任務(wù);二是針對(duì)感知的結(jié)果以及車輛的行駛?cè)蝿?wù)，給出行駛路線、車輛動(dòng)作的決策規(guī)劃。在硬件上，計(jì)算決策主要由基于CPU、GPU、DSP、AI芯片、MCU等多核異構(gòu)分布的計(jì)算處理平臺(tái)承載。算力和功耗之間的矛盾是目前單車智能無人駕駛計(jì)算處理平臺(tái)遇到的重要瓶頸。同時(shí)，由于交通行為是眾多參與者之間互相“博弈”，因此，在路徑動(dòng)作的決策規(guī)劃環(huán)節(jié)，單車智能無人駕駛難以給出最佳的解決方案。

網(wǎng)聯(lián)化有望分擔(dān)單車的算力消耗。一是網(wǎng)聯(lián)化作為“超級(jí)傳感器”能夠直接給出感知的目標(biāo)結(jié)果，省去了復(fù)雜的對(duì)傳感器信號(hào)的計(jì)算分析過程，如紅綠燈的判斷，從而大大減輕單車的算力需求;二是有望借助云計(jì)算、邊緣計(jì)算等能力，將路側(cè)的算力引入，例如在路側(cè)安裝視覺、激光等傳感器，下發(fā)路側(cè)感知結(jié)果，從而降低單車系統(tǒng)的計(jì)算功耗。在駕駛策略方面，網(wǎng)聯(lián)化能夠直接給出關(guān)鍵結(jié)果狀態(tài)信息，例如周邊車輛的下一步動(dòng)作意圖、當(dāng)前路況下最佳的行駛路線等，減少了復(fù)雜的計(jì)算處理過程，并且能夠準(zhǔn)確地了解周圍交通參與者的意圖。此外，在特定場(chǎng)景下，網(wǎng)聯(lián)化能夠集中采集其范圍內(nèi)的交通參與主體，根據(jù)所有主體的目的和狀態(tài)，給出全局最優(yōu)的解決方案，無需再通過“試探”和“博弈”給出決策規(guī)劃。

控制執(zhí)行的挑戰(zhàn)及網(wǎng)聯(lián)協(xié)同需求。單車無人駕駛的控制執(zhí)行主要是將計(jì)算決策給出的動(dòng)作命令，通過車輛的動(dòng)力學(xué)模型和人機(jī)交互界面，傳送到電機(jī)、油門、剎車等執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及車載屏幕、方向盤、音響等人機(jī)交互設(shè)備。在控制執(zhí)行方面，考慮到無人駕駛系統(tǒng)和人類駕駛之間的協(xié)同處理以及車輛控制的可靠性、安全性，控制系統(tǒng)的冗余備份、高實(shí)時(shí)響應(yīng)是主要的技術(shù)需求。

網(wǎng)聯(lián)化在控制執(zhí)行方面能夠提供遠(yuǎn)程遙控駕駛、協(xié)同駕駛的應(yīng)用模式。例如遠(yuǎn)程遙控駕駛，在5G網(wǎng)絡(luò)的支持下，可以實(shí)時(shí)獲取車輛的行駛狀態(tài)和周邊交通環(huán)境信息，通過發(fā)送指令控制遠(yuǎn)在幾十甚至幾百公里之外的車輛，完成啟動(dòng)、加減速、轉(zhuǎn)向等真實(shí)駕駛操作，可以應(yīng)用于危險(xiǎn)品以及礦區(qū)運(yùn)輸，也可以滿足無人駕駛失效情況下人工遠(yuǎn)程介入的需求。美國卡特彼勒的綜合性管理監(jiān)控系統(tǒng)（MINESTAR）、日本小松的綜合性礦山車隊(duì)管理系統(tǒng)（AHS）等已實(shí)現(xiàn)無人采礦方案的商業(yè)部署。再如車輛編隊(duì)行駛，利用5G通信的低時(shí)延、高可靠能力，同方向行駛的一隊(duì)車輛通過相互間的直接通信而實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，車隊(duì)尾部的車輛可以在最短時(shí)間內(nèi)接收到頭車的駕駛策略，進(jìn)行同步加速、同步剎車等操作。此外，網(wǎng)聯(lián)化能夠?qū)④囕v的控制和執(zhí)行進(jìn)行分離，在應(yīng)用創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)孵化上將有所幫助。

網(wǎng)聯(lián)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜述

車聯(lián)網(wǎng)通過將“人–車–路–云”交通參與要素有機(jī)地聯(lián)系在一起，不僅可以支撐車輛獲得比單車感知更多的信息，促進(jìn)自動(dòng)駕駛技術(shù)成熟和應(yīng)用，還有利于構(gòu)建智慧交通體系，促進(jìn)汽車和交通服務(wù)的新模式新業(yè)態(tài)發(fā)展，也能夠加快5G、人工智能等新一代信息通信技術(shù)在汽車、交通等垂直行業(yè)的應(yīng)用[1][2][3]。

全球積極推動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)融合標(biāo)準(zhǔn)化工作。在底層通信技術(shù)方面，國際標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP定義了基于LTE移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)形成的LTE-V2X、5G及5GV2X標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)[4][5][6]，采用了蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信和直連通信兩種方式。蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信，是指車輛利用現(xiàn)有的4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)與云服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行信息交互。直連通信（以下簡(jiǎn)稱直通），包含車與車、車與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施兩個(gè)部分，是車輛、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施利用廣播方式在近距離范圍內(nèi)進(jìn)行信息交互。在數(shù)據(jù)和信息交互互聯(lián)互通方面，美國汽車工程師協(xié)會(huì)SAE牽頭制定了適用于短距離通信的消息字典標(biāo)準(zhǔn)（SAE J2735）[7]以及消息發(fā)送的系統(tǒng)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)（SAE J2945）[8]。與之對(duì)應(yīng)，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ETSI定義了協(xié)同感知消息（CAM）和分布式環(huán)境感知消息（DENM）[9][10][11]。

中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)牽頭基本完成LTE-V2X總體架構(gòu)、空中接口、網(wǎng)絡(luò)層、消息層、通信安全等基礎(chǔ)支撐和互聯(lián)互通相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試規(guī)范的制定[12]，包括《基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)空中接口技術(shù)要求》《基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)要求》《基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)消息層技術(shù)要求》《基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)安全證書管理系統(tǒng)技術(shù)要求》等。全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和全國道路交通管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)則立項(xiàng)制定了包括《基于LTE-V2X直連通信的車載信息交互系統(tǒng)技術(shù)要求》《公路工程適應(yīng)自動(dòng)駕駛附屬設(shè)施總體技術(shù)規(guī)范》和《道路交通信號(hào)控制機(jī)信息發(fā)布接口規(guī)范》等在內(nèi)的LTE-V2X相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，加快LTE-V2X技術(shù)在汽車駕駛服務(wù)、交通基礎(chǔ)設(shè)施以及交通管理方面的實(shí)際應(yīng)用。

與此同時(shí)，為了加強(qiáng)跨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同，在國家制造強(qiáng)國建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專委會(huì)指導(dǎo)下，我國工業(yè)和信息化部、公安部、交通運(yùn)輸部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)聯(lián)合組織制定了《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，目前已發(fā)布總體要求、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、信息通信、電子產(chǎn)品與服務(wù)、車輛智能管理若干部分，智能交通分冊(cè)完成征求意見。聚焦C-V2X領(lǐng)域，汽車、智能交通、通信及交通管理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)簽訂了《關(guān)于加強(qiáng)C-V2X標(biāo)準(zhǔn)合作的框架協(xié)議》，促進(jìn)C-V2X技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在汽車、交通、公安等跨行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。

車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈主體日益豐富。依托國內(nèi)良好的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，基于LTE-V2X的芯片模組、車載終端設(shè)備（OBU）、路側(cè)通信設(shè)備（RSU）等均具備了實(shí)際商用能力，配套的端到端產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立。大唐、華為、中國移動(dòng)等企業(yè)相繼推出了5G蜂窩通信與LTE-V2X直通的雙模設(shè)備。5GV2X直通的產(chǎn)業(yè)化尚需一定時(shí)日，還需要經(jīng)過產(chǎn)品開發(fā)和規(guī)模測(cè)試等階段，行業(yè)普遍預(yù)測(cè)5GV2X直通芯片最早到2023年后才能支撐實(shí)際商用。車載終端設(shè)備已被車企廣泛關(guān)注并采用，通用別克、福特、上汽、廣汽等國內(nèi)外汽車廠商相繼發(fā)布了5G蜂窩與C-V2X的量產(chǎn)商用計(jì)劃。路側(cè)終端設(shè)備得到了交通行業(yè)企業(yè)、電信運(yùn)營商以及互聯(lián)網(wǎng)公司的積極支持，千方、萬集、金溢等交通行業(yè)企業(yè)開發(fā)了基于LTE-V2X的路側(cè)通信設(shè)備以及感知通信一體化路側(cè)設(shè)備;中國移動(dòng)、中國電信、阿里巴巴、滴滴等企業(yè)相繼布局了基于車路協(xié)同的智能路側(cè)系統(tǒng)，并結(jié)合自動(dòng)駕駛測(cè)試在封閉測(cè)試場(chǎng)、開放道路等部署安裝。

IMT-2020（5G）推進(jìn)組C-V2X工作組等行業(yè)組織積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同研發(fā)和規(guī)?；瘻y(cè)試驗(yàn)證。2020年C-V2X“新四跨”暨大規(guī)模先導(dǎo)應(yīng)用示范活動(dòng)，吸引了40余家國內(nèi)外整車企業(yè)、40余家終端企業(yè)、10余家芯片模組企業(yè)、20余家信息安全企業(yè)、5家圖商及5家定位服務(wù)提供商等共同參與，拉通了產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的研發(fā)與測(cè)試，充分驗(yàn)證了我國C-V2X標(biāo)準(zhǔn)全協(xié)議棧的有效性，也驗(yàn)證了C-V2X功能、性能能夠滿足規(guī)?；逃貌渴鹦枨?。

應(yīng)用示范，促進(jìn)網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用部署。工業(yè)和信息化部、公安部、交通運(yùn)輸部等協(xié)同推動(dòng)跨部門合作與部省合作，支持車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)）示范區(qū)、先導(dǎo)區(qū)建設(shè)。2019年至今，工信部相繼批復(fù)支持創(chuàng)建江蘇（無錫）、天津（西青）和湖南（長沙）國家車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)，支持在重點(diǎn)高速公路、城市道路規(guī)模部署蜂窩車聯(lián)網(wǎng)C-V2X網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合5G和智慧城市建設(shè)，完成重點(diǎn)區(qū)域交通設(shè)施車聯(lián)網(wǎng)功能改造和核心系統(tǒng)能力提升，帶動(dòng)全路網(wǎng)規(guī)模部署，支持自動(dòng)駕駛、智慧出行和智能交通管理等多類別應(yīng)用場(chǎng)景。2020年9月，北京亦莊啟動(dòng)全球首個(gè)網(wǎng)聯(lián)云控式高級(jí)別自動(dòng)駕駛示范區(qū)，以支持L4級(jí)以上高級(jí)別自動(dòng)駕駛車輛的規(guī)?；\(yùn)行，計(jì)劃到2022年，完成“智慧的路、聰明的車、實(shí)時(shí)的云、可靠的網(wǎng)和精確的圖”五大體系建設(shè)，打通網(wǎng)聯(lián)云控式自動(dòng)駕駛的技術(shù)和管理關(guān)鍵環(huán)節(jié)，形成城市級(jí)工程試驗(yàn)平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)高速公路無人物流、L4級(jí)自動(dòng)駕駛出租車、智能網(wǎng)聯(lián)公交車、自主代客泊車等高級(jí)別應(yīng)用場(chǎng)景。

產(chǎn)業(yè)各方加強(qiáng)協(xié)同，從封閉到開放、從無人到載人、從城市到高速，測(cè)試示范不斷推進(jìn)。截至2020年9月，我國已有26個(gè)省市陸續(xù)發(fā)布了智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試實(shí)施細(xì)則并指定了智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試路段，各省市共計(jì)發(fā)放了約455張智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試牌照，覆蓋整車制造企業(yè)、ICT企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等。結(jié)合長沙“雙一百”車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，百度自動(dòng)駕駛出租車隊(duì)（RoboTaxi）自2019年9月在長沙試運(yùn)營，已累計(jì)實(shí)現(xiàn)上萬次的安全載客出行。2020年1月，京禮高速（延崇北京段）率先開展了高速公路場(chǎng)景80公里時(shí)速L4級(jí)自動(dòng)駕駛和基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)車路協(xié)同測(cè)試，以及自動(dòng)駕駛隊(duì)列跟馳演示。

在城市、高速公路等環(huán)境，LTE-V2X路側(cè)單元（RSU）等加快部署。主要部署城市包括無錫、長沙、重慶等，每個(gè)城市分別部署百余個(gè)，天津、廣州、福州、廈門、蘇州、鹽城、柳州等其他20余個(gè)城市也有不同程度的部署。綜合來看，城市環(huán)境下的車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正處于重點(diǎn)地區(qū)從測(cè)試示范走向先導(dǎo)性應(yīng)用、全國各地普遍部署的關(guān)鍵時(shí)期，已呈現(xiàn)出規(guī)模化發(fā)展的趨勢(shì)。高速公路積極推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)、智能交通系統(tǒng)等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建車路協(xié)同服務(wù)與管理體系，主要包括打通京滬沿線的“1號(hào)高速公路”工程、北京和河北的延崇高速、江蘇的新一代國家交通控制網(wǎng)（常州）試點(diǎn)工程、山東的智能網(wǎng)聯(lián)高速公路測(cè)試基地項(xiàng)目等。相關(guān)車路協(xié)同高速公路示范項(xiàng)目部分建設(shè)或規(guī)劃采用車聯(lián)網(wǎng)LTE-V2X路側(cè)單元。

網(wǎng)聯(lián)支持實(shí)現(xiàn)無人駕駛的挑戰(zhàn)

“網(wǎng)聯(lián)”是加強(qiáng)路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)車端賦能的“管道”，也是推動(dòng)“聰明的車”與“智慧的路”深度融合的支撐性技術(shù)?；谲嚶?lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成熟度，網(wǎng)聯(lián)深度支撐無人駕駛?cè)匀幻媾R著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、技術(shù)融合創(chuàng)新和商業(yè)運(yùn)營模式等方面的挑戰(zhàn)。

網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)無人駕駛，需要路側(cè)感知設(shè)備、通信單元和計(jì)算平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施的配套支持，但是目前適用于無人駕駛的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃尚未明晰，數(shù)據(jù)互通壁壘掣肘產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育。一是網(wǎng)聯(lián)無人駕駛相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的參與主體多元化，直接導(dǎo)致建設(shè)呈現(xiàn)碎片化狀態(tài)，模式尚不清晰。當(dāng)前政府獨(dú)資/合資企業(yè)、高速公路業(yè)主、電信運(yùn)營商等參與主體在建設(shè)方面各具優(yōu)劣勢(shì)，但均面臨模式不清晰的問題。二是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資規(guī)模大、規(guī)劃路徑尚未明確。網(wǎng)聯(lián)無人駕駛依賴路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋率和車載終端滲透率跨越式提升，但路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施涉及種類多、行業(yè)分布廣、投資規(guī)模大，存在投資回報(bào)不確定、安全責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)等問題。當(dāng)前，部分城市或高速路段進(jìn)行智能網(wǎng)聯(lián)化改造，也存在缺乏統(tǒng)一的工程建設(shè)方案以及對(duì)交通整體的布局考慮等問題。同時(shí)，車載終端滲透率、路側(cè)設(shè)施建設(shè)密度較低，無法支撐全時(shí)空、全要素的道路交通信息感知，難以支撐各類自動(dòng)駕駛應(yīng)用的落地。三是產(chǎn)業(yè)生態(tài)難建立，需打破數(shù)據(jù)互聯(lián)互通壁壘。各類基礎(chǔ)設(shè)施隸屬于不同建設(shè)主體，所采集數(shù)據(jù)分屬于不同企業(yè)、不同主管部門，勢(shì)必存在信息孤島現(xiàn)象。實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、平臺(tái)數(shù)據(jù)互通，一方面需要跨行業(yè)、跨部門統(tǒng)籌協(xié)同，打破行業(yè)平臺(tái)管理壁壘，另一方面，亟待完善設(shè)備通信接口、系統(tǒng)平臺(tái)接口、消息一致性等方面的標(biāo)準(zhǔn)化體系。

技術(shù)融合創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。網(wǎng)聯(lián)深度協(xié)同的技術(shù)體系仍需完善，車輛信任路側(cè)采集發(fā)布的信息進(jìn)行無人駕駛決策，需要路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建立起相應(yīng)的功能安全等級(jí)、預(yù)期功能安全等概念。一是路側(cè)消息采信機(jī)制難以建立。當(dāng)前，整車廠、零部件廠商及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)普遍認(rèn)為路側(cè)信源只能與車載傳感器同等對(duì)待，即無人駕駛車輛無法對(duì)外部信息直接采信，路側(cè)傳感器僅僅是冗余信源。未來或可通過在路側(cè)消息中附加可靠性等級(jí)來保證消息的可信度。二是傳輸信道可靠性難以保證。網(wǎng)聯(lián)無人駕駛需要5G網(wǎng)絡(luò)提供大帶寬、超高可靠低時(shí)延、廣連接的通信環(huán)境，但無線信道質(zhì)量往往受遮擋、散射、多徑衰落等因素的影響較大，導(dǎo)致時(shí)延、丟包率等掣肘路側(cè)消息傳輸可靠性的指標(biāo)難以保證。三是車與車、車與路的身份認(rèn)證問題是依托網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人駕駛的必要條件，目前行業(yè)采用基于公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）的數(shù)字身份認(rèn)證機(jī)制，為車載通信設(shè)備、路側(cè)通信設(shè)備發(fā)放合法的數(shù)字證書，實(shí)現(xiàn)通信過程的身份認(rèn)證。這需要不同行業(yè)主管部門、不同地區(qū)建立協(xié)同統(tǒng)一的數(shù)字身份認(rèn)證機(jī)制，維護(hù)協(xié)同互認(rèn)的數(shù)字證書信任關(guān)系。四是與車端相符的路側(cè)功能安全界定尚不明確。傳統(tǒng)汽車企業(yè)對(duì)將網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)深度融入整車研發(fā)迭代尚存疑慮，關(guān)鍵原因在于路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施缺乏與車端相匹配的功能安全及預(yù)期功能安全體系，難以建立面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的事故責(zé)任認(rèn)定機(jī)制?；谲嚩斯δ馨踩癝OTIF的安全評(píng)價(jià)方法，積極探索路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的功能等級(jí)要求及安全界定標(biāo)準(zhǔn)，或?qū)⑼苿?dòng)車路協(xié)同深度融合。

商業(yè)化運(yùn)營的挑戰(zhàn)。網(wǎng)聯(lián)無人駕駛的商業(yè)化運(yùn)營模式仍處于設(shè)計(jì)探索階段，配套政策法規(guī)亟待完善。一是缺乏面向公眾服務(wù)的“殺手級(jí)”應(yīng)用，大多數(shù)城市已經(jīng)推行的RoboTaxi服務(wù)仍然需要按照設(shè)定好的站點(diǎn)上下車，且需要安全員干預(yù)啟停過程，行駛路徑也相對(duì)簡(jiǎn)單，離實(shí)現(xiàn)真正的“無人”駕駛還有很長一段路。二是配套政策法規(guī)不夠完善，掣肘示范應(yīng)用向商業(yè)運(yùn)營轉(zhuǎn)化。網(wǎng)聯(lián)無人駕駛依賴高精度地圖和定位的支撐，二者均會(huì)受到測(cè)繪相關(guān)法規(guī)的管理和約束，仍需進(jìn)一步明確在地圖加密偏轉(zhuǎn)、眾包測(cè)繪、原始GPS采集等環(huán)節(jié)的要求。此外，對(duì)于RoboTaxi等的商業(yè)化運(yùn)營，還需要加強(qiáng)營運(yùn)車輛界定、事故責(zé)任認(rèn)定等方面的法律法規(guī)建設(shè)。

網(wǎng)聯(lián)支持無人駕駛?cè)诤习l(fā)展的建議

我國應(yīng)抓住難得的歷史機(jī)遇，堅(jiān)定推動(dòng)網(wǎng)聯(lián)無人駕駛發(fā)展。政府、行業(yè)、企業(yè)應(yīng)多方協(xié)同，積極構(gòu)建產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，推進(jìn)無人駕駛技術(shù)和產(chǎn)業(yè)成熟，促進(jìn)全球廣泛認(rèn)同的形成。

網(wǎng)聯(lián)支持無人駕駛的政策舉措。各級(jí)政府高度重視無人駕駛的發(fā)展，紛紛出臺(tái)頂層規(guī)劃和指導(dǎo)意見。2020年2月，國家發(fā)改委等十一部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，圍繞智能汽車發(fā)展明確提出構(gòu)建先進(jìn)完備的智能汽車基礎(chǔ)設(shè)施體系。2020年3月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)5G加快發(fā)展的通知》，提出促進(jìn)“5G+車聯(lián)網(wǎng)”協(xié)同發(fā)展。2020年8月，交通運(yùn)輸部印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，提出打造融合高效的智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施，重點(diǎn)提到了助力5G等信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。2020年10月，國務(wù)院辦公廳正式印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，明確將推動(dòng)新能源汽車與能源、交通、信息通信全面深度融合。此外，相關(guān)部門針對(duì)地圖測(cè)繪、智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試等相繼制定相應(yīng)規(guī)范，包括《測(cè)繪資質(zhì)管理辦法（征求意見稿）》《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試與示范應(yīng)用管理規(guī)范》（征求意見稿）》等。

網(wǎng)聯(lián)支持無人駕駛的建議。我國應(yīng)積極構(gòu)建產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用發(fā)展環(huán)境，協(xié)同推進(jìn)網(wǎng)聯(lián)無人駕駛趨向成熟。一是建議相關(guān)政府部門共同出臺(tái)頂層規(guī)劃，明確網(wǎng)聯(lián)協(xié)同的無人駕駛路徑選擇、發(fā)展路線圖和時(shí)間計(jì)劃安排，以促進(jìn)汽車、信息通信、交通、電子等跨行業(yè)領(lǐng)域之間的協(xié)同。二是把握好共性關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同攻關(guān)。針對(duì)單一行業(yè)難以解決的共性關(guān)鍵技術(shù)，如服務(wù)于無人駕駛的“人–車–路–云”通信網(wǎng)絡(luò)體系和無線通信技術(shù)，要充分注重開放接口、信息交互協(xié)議和數(shù)據(jù)規(guī)范等的設(shè)計(jì)。三是全面部署通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，打造網(wǎng)聯(lián)無人駕駛的基礎(chǔ)支撐環(huán)境。協(xié)同建設(shè)基于LTE-V2X、5G等無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，提升其在主要高速公路和城市主要道路的覆蓋水平。完善路側(cè)通信設(shè)備或基站的數(shù)據(jù)接入規(guī)范，提高其與道路基礎(chǔ)設(shè)施、智能管控設(shè)施的融合接入能力。四是加強(qiáng)法律法規(guī)和機(jī)制體制建設(shè)。提前謀劃，抓緊研究解決制約自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展的法律法規(guī)問題，構(gòu)建符合我國國情的自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策法規(guī)體系，推動(dòng)適時(shí)制訂、修訂有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策規(guī)定。

在網(wǎng)聯(lián)無人駕駛部署實(shí)施過程中，要把握分階段、分步驟、分場(chǎng)景等推進(jìn)原則。一是分階段推動(dòng)智能道路基礎(chǔ)設(shè)施的新建和升級(jí)。從局部試點(diǎn)到全區(qū)域覆蓋，優(yōu)先選擇有條件的重點(diǎn)城市、高速路段進(jìn)行道路基礎(chǔ)設(shè)施改造，再逐步拓展到區(qū)域級(jí)、城市級(jí)范圍。從基礎(chǔ)信息互聯(lián)到感知、計(jì)算拓展能力延伸，優(yōu)先推動(dòng)紅綠燈等已有道路交通標(biāo)志標(biāo)牌等的聯(lián)網(wǎng)，再逐步推進(jìn)邊緣計(jì)算平臺(tái)、雷達(dá)、視覺攝像頭等感知、計(jì)算路側(cè)設(shè)施部署。二是分步驟推進(jìn)網(wǎng)聯(lián)無人駕駛的測(cè)試驗(yàn)證與應(yīng)用示范。鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)鏈各方參與，面向網(wǎng)聯(lián)無人駕駛應(yīng)用，建設(shè)模擬仿真、封閉式、半開放等的示范區(qū)和測(cè)試基地，深化合作、數(shù)據(jù)共享、測(cè)試互認(rèn)，加快推動(dòng)示范應(yīng)用。逐步推動(dòng)從區(qū)域到全域、從子功能到全功能的大數(shù)據(jù)及云平臺(tái)建設(shè)，促進(jìn)各類平臺(tái)互通、信息互聯(lián)與數(shù)據(jù)共享，加速基于網(wǎng)聯(lián)無人駕駛的應(yīng)用服務(wù)體系構(gòu)建。三是分場(chǎng)景開展網(wǎng)聯(lián)無人駕駛的應(yīng)用示范，推動(dòng)先試先行探索建設(shè)和運(yùn)營模式成熟。推動(dòng)無人駕駛出租車和自動(dòng)巴士等應(yīng)用在特色小鎮(zhèn)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)和智慧城市示范性推廣和規(guī)?；瘧?yīng)用，全面提升居民生活和出行體驗(yàn)。在有明確運(yùn)營主導(dǎo)權(quán)的特定場(chǎng)景，如煤礦、港口、碼頭等，探索全域無人駕駛技術(shù)的集成應(yīng)用。在具有條件的高速公路開展車輛編隊(duì)行駛等應(yīng)用試點(diǎn)，服務(wù)于干線物流。

注釋

[1]中國信息通信研究院：《車聯(lián)網(wǎng)白皮書（2017年）》。

[2]中國信息通信研究院：《車聯(lián)網(wǎng)白皮書（2018年）》。

[3]中國信息通信研究院：《車聯(lián)網(wǎng)白皮書（C-V2X分冊(cè)）》，2019年。

[4]3GPP TR36.885， Study on LTE-based V2X services， 2016.

[5]3GPP TR22.886， Study on enhancement of 3GPP support for 5G V2X services， 2018.

[6]3GPP TR38.885， Study on NR Vehicle-to-Everything （V2X）， 2019.

[7]SAE J2735 Dedicated Short Range Communications （DSRC） Message Set Dictionary， 2016.

[8]SAE J2945/1 On-Board System Requirements for V2V Safety Communications， 2016.

[9]ETSI EN 302 637-2. Intelligent Transport Systems （ITS）; Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 2： Specification of Cooperative Awareness Basic Service， 2018.

[10]ETSI EN 302 637-3. Intelligent Transport Systems （ITS）; Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 3： Specifications of Decentralized Environmental Notification Basic Service， 2018.

[11]ETSI TS 102 894-2. Intelligent Transport Systems （ITS）; Users and applications requirements; Part 2： Applications and facilities layer common data dictionary， 2018.

[12]林琳、李璐、葛雨明：《車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析》，《電信科學(xué)》，2020年第4期。

責(zé) 編/王亞敏（見習(xí)）