基于“高速公路+協(xié)同智能交互”構(gòu)建下的自動(dòng)駕駛技術(shù)思路探索

劉歡

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，我國高速公路的規(guī)模也在逐步擴(kuò)大，也在向著更加智能化的方向發(fā)展。通過對高速公路的感知體系、通信體系以及平臺(tái)體系進(jìn)行建設(shè)，可以對高速公路車路協(xié)同智能交互體系進(jìn)一步完善。本篇文章通過對車路協(xié)同自動(dòng)駕駛的條件、建設(shè)目標(biāo)以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望以此探究出車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)對于我國高速公路發(fā)展的重要作用。

關(guān)鍵詞：高速公路;車路協(xié)同;自動(dòng)駕駛技術(shù);智能交互體系

0 前言

相比于車輛的自動(dòng)駕駛技術(shù)，車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)具備更為顯著的優(yōu)勢，例如較高的路面感知能力、較為簡化的車輛系統(tǒng)、成本消耗較低以及駕駛過程安全性能更高等[1]。下文對此技術(shù)展開詳細(xì)的分析，從實(shí)際情況出發(fā)并結(jié)合高速公路的基礎(chǔ)設(shè)施狀況，為車路系統(tǒng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展提供方向。

1 車路協(xié)同智能交互體系建設(shè)

（1）高速公路狀態(tài)感知體系。對于高速公路路面的感知能力是自動(dòng)駕駛技術(shù)的基礎(chǔ)，現(xiàn)階段我國高速公路感知系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的收集能力有限，而且不同廠家生產(chǎn)的接口差異性較大，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的融合與管理不夠完善，無法對車路協(xié)同自動(dòng)駕駛提供有效的數(shù)據(jù)支撐。因此，高速公路需要建設(shè)更為標(biāo)準(zhǔn)、多元且智能化的交互體系，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)提升車輛的感知范圍，可以通過以下方式實(shí)施：第一，搭建高功率米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、地圖、光纖傳感系統(tǒng)等，擴(kuò)大覆蓋范圍，增加數(shù)據(jù)采集，提高信息的精確度。第二，通過北斗衛(wèi)星進(jìn)行高精度定位，對周邊環(huán)境信息進(jìn)行采集，實(shí)施對路況信息的事實(shí)監(jiān)控。第三，建設(shè)智能路測基站，提升數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力，完善數(shù)據(jù)整合，提升控制能力。（2）高速公路基礎(chǔ)通信體系。目前，我國的高速公路體系使用的是光纖通信網(wǎng)絡(luò)，信息的交互效率較低，不能做到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，且缺乏統(tǒng)一的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，不能滿足車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)對通信系統(tǒng)的要求[2]。因此，需要提供延時(shí)更低的無線網(wǎng)絡(luò)，建立新型網(wǎng)絡(luò)通信體系，實(shí)現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的安全穩(wěn)定傳輸。（3）高速公路路管平臺(tái)體系。在感知系統(tǒng)以及通信體系建設(shè)以外，還需完善路管平臺(tái)體系，打造智慧型管理平臺(tái)。該平臺(tái)體系可以通過對交通數(shù)據(jù)的整合，形成數(shù)據(jù)模型，便于車輛引導(dǎo)與管控，以及交通線路的具體規(guī)劃等工作。使高速公路基礎(chǔ)建設(shè)邁向數(shù)字化進(jìn)程，做到數(shù)據(jù)化、智能化管理。

2 車路協(xié)同自動(dòng)駕駛條件分析

（1）優(yōu)勢條件。車輛使用車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)，使得車輛的運(yùn)行環(huán)境更為簡單，車輛主題權(quán)利與責(zé)任更為分明。另外，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也更為全面。以上三種都是車路協(xié)同自動(dòng)駕駛的優(yōu)勢條件。（2）需保障條件。根據(jù)我國高速公路的發(fā)展現(xiàn)狀以及運(yùn)行方式，需要對這一技術(shù)進(jìn)一步完善才可以保障自動(dòng)駕駛技術(shù)更好地推行?？梢栽谝幌聨讉€(gè)方面進(jìn)行技術(shù)保障工作：將傳統(tǒng)收費(fèi)方式改為自動(dòng)收費(fèi)、在高速公路路側(cè)提供感知系統(tǒng)以及通信體系等等。（3）需改進(jìn)條件。為了更好地推進(jìn)車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)，需要對技術(shù)的運(yùn)行政策以及管理環(huán)境進(jìn)一步改善，尤其是對安全方面的立法以及保險(xiǎn)方面的完善需要分外注重，應(yīng)建立一套完整且有效的方案進(jìn)行推進(jìn)，確保方案行之有效，使自動(dòng)駕駛技術(shù)更加完善。

3 車路協(xié)同自動(dòng)駕駛建設(shè)目標(biāo)

（1）安全目標(biāo)。在高速公路的管理工作中最為重要的一點(diǎn)是安全工作，需要將其放置在首要的位置，后續(xù)所帶來的一些利益都應(yīng)當(dāng)建立在安全工作之上，而對于自動(dòng)駕駛技術(shù)來說，安全工作意味著對生命的保障。因此，在建設(shè)車路協(xié)同自動(dòng)駕駛時(shí)，需要足夠重視建設(shè)的安全目標(biāo)，無論任何工作都要以安全目標(biāo)為前提[3]。對于高速公路的車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)而言，安全目標(biāo)主要分為事故發(fā)生頻率、事故人員死亡率、系統(tǒng)安全以及數(shù)據(jù)安全四個(gè)方面。（2）效率目標(biāo)。自動(dòng)駕駛技術(shù)的根本目的是提升效率，為了使車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)的自動(dòng)化程度更高，需要提升高速公路的通行效率、增強(qiáng)應(yīng)急應(yīng)變處置能力并減少人工成本費(fèi)用。（3）經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。在高速公路車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)推廣過程中，對投入或支出一定的資金，需要對這一部分資金進(jìn)行檢驗(yàn)，保障資金的投入額度符合經(jīng)濟(jì)原則。另外能源消耗量也應(yīng)當(dāng)保持在一定范圍內(nèi)。高速公路的車路協(xié)同駕駛系統(tǒng)擁有公共服務(wù)性能以及外溢性兩個(gè)顯著特性，在進(jìn)行操作實(shí)踐時(shí)需要深入結(jié)合這兩點(diǎn)特性，并考慮社會(huì)的實(shí)際效益，進(jìn)而展開深層次的技術(shù)分析。（4）發(fā)展目標(biāo)。雖然高速公路的車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展前景廣闊，但是在實(shí)際的操作之中仍然面對一系列的問題，例如發(fā)展不均衡、產(chǎn)業(yè)銜接不完善，因此需要對此技術(shù)進(jìn)行完善與創(chuàng)新。通過進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)以及模擬測試，結(jié)合實(shí)際目標(biāo)，使用相應(yīng)技術(shù)，將車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)的水平進(jìn)一步提升。

4 車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)

（1）信息感知層面。車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)在信息感知層面主要包括兩個(gè)方面：第一，在較為特定的場景中，將靜態(tài)信息以數(shù)據(jù)的形式傳遞給正在行駛的車輛，靜態(tài)信息一般包括橋梁信息、彎道信息、施工封路信息等等，對車輛起到提示作用，保障車輛的正常運(yùn)行[4]。第二，是以觀察者的角度將動(dòng)態(tài)信息傳遞給正在行駛的車輛，動(dòng)態(tài)信息一般包括行駛車輛信息、行人運(yùn)動(dòng)信息、事故信息、預(yù)估信息等等，動(dòng)態(tài)信息的傳遞可以提升車輛的安全性，更好地保障駕駛?cè)藛T以及乘客的生命安全。靜態(tài)信息一般依靠高速公路建設(shè)的感知系統(tǒng)進(jìn)行傳遞，而動(dòng)態(tài)信息則依靠具體場景下的配套設(shè)施進(jìn)行傳遞。不同場景的復(fù)雜程度不同，且極富變化性，因此對于感知設(shè)備的要求也比較高。（2）信息傳輸層面。為了使高速公路車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)順利推行，需要保障信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及正確性。信息傳遞設(shè)備的承載量有限，需要加設(shè)數(shù)據(jù)量承載量更大的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，保障數(shù)據(jù)的傳輸效率。（3）信息處理層面。在數(shù)據(jù)信息采集完畢后，可能會(huì)面臨數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、內(nèi)容雜亂無章等問題，導(dǎo)致車輛對這些復(fù)雜的交通數(shù)據(jù)信息無法做到準(zhǔn)確的識(shí)別。為了使車輛能更好地處理這些信息，可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化：第一，結(jié)合車輛的運(yùn)動(dòng)特征，分析在高速公路上發(fā)生的事故信息，并加入更多的影響因素，完善預(yù)測模型的真實(shí)性，提升對于事故發(fā)生可能性的預(yù)測成功概率。第二，采取中心處理法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣的信息處理方式是車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)的關(guān)鍵所在。如果更為看重場景的個(gè)性化，則需要使用高速公路路側(cè)的邊緣計(jì)算法則。第三，保障路側(cè)計(jì)算方式的信息表達(dá)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致，邊緣計(jì)算法則對于信息系統(tǒng)的完整性有十分重要的影響。（4）信息安全層面。除了網(wǎng)絡(luò)信息安全方面，還包括身份認(rèn)證方面的信息安全問題?？梢酝ㄟ^密鑰管理方式以達(dá)到保障信息安全的目的。

5 結(jié)語

自動(dòng)駕駛分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的重新認(rèn)知類比生物演化過程，對自動(dòng)駕駛分級(jí)進(jìn)行分析，同樣需要一個(gè)關(guān)鍵要素，自動(dòng)駕駛是為交通運(yùn)輸服務(wù)的，是否滿足安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的要求（以下簡稱“核心目標(biāo)”），應(yīng)該成為判斷自動(dòng)駕駛技術(shù)以及應(yīng)用效果優(yōu)劣的最高指標(biāo)。將路面、車輛、行人以及環(huán)境四個(gè)方面結(jié)合起來并分析，我們可以知道車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中作用顯著，但是也面臨著不少的挑戰(zhàn)。因此，需要加強(qiáng)對感知、通信以及控制系統(tǒng)的優(yōu)化，為車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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