智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開(kāi)道路網(wǎng)聯(lián)測(cè)試環(huán)境搭建研究

萬(wàn)金鳴　康誠(chéng)　潘新福

摘 要：智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試逐步由封閉場(chǎng)地測(cè)試向公開(kāi)道路測(cè)試轉(zhuǎn)變，本文研究了智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開(kāi)道路測(cè)試要求、網(wǎng)聯(lián)測(cè)試應(yīng)用場(chǎng)景及網(wǎng)聯(lián)測(cè)試環(huán)境搭建流程要點(diǎn)，可用于支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開(kāi)道路網(wǎng)聯(lián)測(cè)試環(huán)境搭建。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車 公開(kāi)道路測(cè)試 網(wǎng)聯(lián)環(huán)境

1 引言

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、5G通信、高精度地圖等信息通信技術(shù)的快速發(fā)展和革命性突破，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已成為我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。2020年2月23日，國(guó)家發(fā)改委、工信部等11部委聯(lián)合印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，明確當(dāng)前發(fā)展的首要任務(wù)是“構(gòu)建協(xié)同開(kāi)放的智能汽車技術(shù)創(chuàng)新體系”，即突破關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)、完善測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)、開(kāi)展公開(kāi)道路測(cè)試及示范應(yīng)用試點(diǎn)。這也意味著我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展已經(jīng)從技術(shù)研發(fā)與測(cè)試驗(yàn)證階段逐步進(jìn)入到公開(kāi)道路測(cè)試與示范應(yīng)用大規(guī)模推廣的新階段。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開(kāi)道路測(cè)試要求

為推動(dòng)汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，推進(jìn)交通運(yùn)輸轉(zhuǎn)型升級(jí)創(chuàng)新發(fā)展，規(guī)范智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試管理，工業(yè)和信息化部、公安部及交通運(yùn)輸部于2018年聯(lián)合發(fā)布《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試管理規(guī)范（試行）》。目前各地開(kāi)展的智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開(kāi)道路測(cè)試及示范應(yīng)用活動(dòng)均以此規(guī)范為基礎(chǔ)。

規(guī)范中明確封閉場(chǎng)地測(cè)試是自動(dòng)駕駛車輛道路測(cè)試的前提條件，同時(shí)要求智能網(wǎng)聯(lián)汽車進(jìn)行公開(kāi)道路測(cè)試前，應(yīng)由國(guó)家或省市認(rèn)可的從事汽車相關(guān)業(yè)務(wù)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)駕駛功能檢測(cè)驗(yàn)證，檢測(cè)驗(yàn)證項(xiàng)目包括但不限于以下項(xiàng)目。

*注：（1）標(biāo)注*的項(xiàng)目為選測(cè)項(xiàng)目。

（2）企業(yè)聲明車輛具有標(biāo)注*項(xiàng)目的自動(dòng)駕駛功能或者測(cè)試路段涉及相應(yīng)場(chǎng)景的，應(yīng)進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的檢測(cè)。

通過(guò)以上要求不難看出，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在進(jìn)行公開(kāi)道路測(cè)試前，自動(dòng)駕駛功能已經(jīng)進(jìn)行過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試。因此，在公開(kāi)道路測(cè)試中，一方面是對(duì)車輛自動(dòng)駕駛功能的進(jìn)一步驗(yàn)證，另一面則是對(duì)車輛網(wǎng)聯(lián)功能（即：V2X車路協(xié)同）進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證。

3 網(wǎng)聯(lián)測(cè)試應(yīng)用場(chǎng)景研究

基于合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景主要可劃分為五大類：

安全類：前向碰撞預(yù)警、交叉路口碰撞預(yù)警、左轉(zhuǎn)輔助、盲區(qū)預(yù)警/變道輔助、逆向超車預(yù)警、緊急制動(dòng)預(yù)警、異常車輛提醒、車輛失控預(yù)警、道路危險(xiǎn)狀況提示、限速預(yù)警、闖紅燈預(yù)警、弱勢(shì)交通參與者碰撞預(yù)警;感知數(shù)據(jù)共享、協(xié)作式變道、協(xié)作式車輛匯入、協(xié)作式交叉口通行、弱勢(shì)交通參與者安全通行等。

效率類：綠波車速引導(dǎo)、車內(nèi)標(biāo)牌、前方擁堵提醒、緊急車輛提醒、協(xié)作式優(yōu)先車輛通行等。

信息服務(wù)類：汽車近場(chǎng)支付、差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)、場(chǎng)站路徑引導(dǎo)服務(wù)、道路收費(fèi)服務(wù)等。

高級(jí)智能駕駛：協(xié)作式車輛編隊(duì)管理。

交通管理：動(dòng)態(tài)車道管理 、浮動(dòng)車數(shù)據(jù)采集等。

以上測(cè)試場(chǎng)景涵蓋了V2I、V2V、V2P、P2X等通信方式。

4 網(wǎng)聯(lián)測(cè)試環(huán)境搭建研究

以“車-路-云”為基礎(chǔ)、以自動(dòng)駕駛和車路協(xié)同等人工智能技術(shù)為引擎、集高清攝像機(jī)、激光雷達(dá)、微波雷達(dá)等智能感知設(shè)備，構(gòu)建全要素、全時(shí)空、全感知的道路，搭建網(wǎng)聯(lián)測(cè)試環(huán)境。此外還需打造一個(gè)強(qiáng)大的云控管理平臺(tái)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供對(duì)象級(jí)的感知信息，支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開(kāi)道路測(cè)試及示范應(yīng)用。

4.1 道路基礎(chǔ)設(shè)施

道路基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)符合公路建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和《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》等技術(shù)要求。涵蓋基本的道路設(shè)施設(shè)備：

道路交通設(shè)施：交通標(biāo)志、標(biāo)線、護(hù)欄、分隔設(shè)施、照明設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等。

電力通信設(shè)施：電網(wǎng)線路、寬帶局址、移動(dòng)通信局址，移動(dòng)通信基站等。

以上內(nèi)容根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行安裝布置。

4.2 智能路側(cè)設(shè)備

智能化道路建設(shè)是搭建網(wǎng)聯(lián)測(cè)試環(huán)境的重要一環(huán)，其中路側(cè)智能感知設(shè)備建設(shè)尤為關(guān)鍵。基于多傳感器融合技術(shù)，智能路側(cè)感知解決方案能夠以“上帝視角”精準(zhǔn)捕捉多種道路參與者信息，彌補(bǔ)如十字路口、高速出入口等駕駛場(chǎng)景中的感知盲區(qū)，且在極端天氣下具有很強(qiáng)的魯棒性，并通過(guò)邊云協(xié)同，實(shí)現(xiàn)“聰明的車”與“智慧的路”之間的實(shí)時(shí)交互。

路側(cè)感知設(shè)備主要有激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、雷視一體機(jī)等，全面動(dòng)態(tài)感知道路實(shí)時(shí)信息，經(jīng)邊緣計(jì)算單元將道路情況數(shù)據(jù)化、結(jié)構(gòu)化，并推送給車輛和后臺(tái)。路側(cè)感知設(shè)備在實(shí)際鋪設(shè)過(guò)程中可以直接安裝在紅綠燈桿、照明燈桿等已有立桿上。

基于不同網(wǎng)聯(lián)測(cè)試場(chǎng)景的感知性能需求，提出不同的感知設(shè)備布設(shè)準(zhǔn)則，同時(shí)參照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及網(wǎng)聯(lián)場(chǎng)景設(shè)計(jì)方案來(lái)明確路側(cè)感知融合系統(tǒng)的性能需求，如：激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、雷視一體機(jī)、邊緣計(jì)算單元等的參數(shù)與性能;同時(shí)，還應(yīng)關(guān)注路側(cè)感知融合系統(tǒng)的軟件算法功能和性能指標(biāo)，聚焦于路側(cè)單類型感知傳感器以及融合系統(tǒng)的算法功能輸出，以及對(duì)邊緣計(jì)算平臺(tái)的通用化需求。

4.3 云控管理平臺(tái)系統(tǒng)

云控平臺(tái)是車路協(xié)同“車、路、云”體系中的上端，其任務(wù)主要包括事件融合分析、事件精準(zhǔn)調(diào)度、后臺(tái)事件下發(fā)、算法管理、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)開(kāi)放、設(shè)備調(diào)度運(yùn)維等。云控平臺(tái)應(yīng)具有實(shí)時(shí)信息融合和共享、實(shí)時(shí)云計(jì)算、實(shí)時(shí)應(yīng)用編排、大數(shù)據(jù)分析、信息安全等基礎(chǔ)服務(wù)機(jī)制，為智能汽車測(cè)試管理提供車輛測(cè)試運(yùn)行、基礎(chǔ)設(shè)施、交通環(huán)境、交通管理等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與大規(guī)模網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用實(shí)時(shí)協(xié)同計(jì)算環(huán)境。

4.4 車路協(xié)同網(wǎng)絡(luò)層

車路協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)層是云控管理平臺(tái)與路側(cè)系統(tǒng)交互的通道，相當(dāng)于人體的神經(jīng)系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)傳遞來(lái)自路側(cè)設(shè)備各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信。負(fù)責(zé)車與路、車與車、車與人、車與應(yīng)用平臺(tái)的互聯(lián)互通，包括公共網(wǎng)絡(luò)、車用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、短距離無(wú)線通信等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳送。在數(shù)據(jù)鏈路層提供的兩個(gè)相鄰端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)幀的傳送功能上，進(jìn)一步管理網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信，將數(shù)據(jù)設(shè)法從源端經(jīng)過(guò)若干個(gè)中間節(jié)點(diǎn)傳送到目的端，從而向運(yùn)輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。

4.5 高精地圖服務(wù)

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車運(yùn)行過(guò)程中，高精度地圖是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能和車路協(xié)同功能的基礎(chǔ)，主要為車輛提供輔助感知、車道級(jí)定位、路徑規(guī)劃等功能。高精度地圖靜態(tài)信息數(shù)據(jù)由圖商采集制作而成，并通過(guò)路側(cè)設(shè)備進(jìn)行分發(fā);動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)可通過(guò)路側(cè)設(shè)備和車端感知設(shè)備收集后，經(jīng)后臺(tái)處理后再經(jīng)路側(cè)設(shè)備分發(fā)至車端。

5 結(jié)語(yǔ)

汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)已經(jīng)成為時(shí)代的選擇，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)代表著汽車行業(yè)的發(fā)展方向和未來(lái)，國(guó)內(nèi)各企業(yè)紛紛進(jìn)行智能網(wǎng)聯(lián)汽車投資。但我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展處于起步階段，發(fā)展戰(zhàn)略和政策尚需與其他產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，關(guān)鍵技術(shù)有待突破，與制造業(yè)、信息通信產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等跨界合作有待加強(qiáng)。在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，亟需依托完備的智能網(wǎng)聯(lián)道路環(huán)境，開(kāi)展大規(guī)模、多場(chǎng)景的公開(kāi)道路測(cè)試，來(lái)不斷完善智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)。網(wǎng)聯(lián)測(cè)試環(huán)境的搭建是開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用和測(cè)試不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

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