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以I2X为起点,开启中国自动驾驶之路 ——以智慧的路支撑聪明的车

2019-02-22 17:49:49 责任编辑:
摘要:自动驾驶的发展瓶颈,主要表现在车载传感及计算技术不完善、车辆无法实现路网全场景感知、成本高推广难、消费者信心不足等方面。本文通过分
自动驾驶的发展瓶颈,主要表现在车载传感及计算技术不完善、车辆无法实现路网全场景感知、成本高推广难、消费者信心不足等方面。本文通过分析自动驾驶汽车现存问题,以及中美在车路协同发展上的背景差异,提出适合中国现阶段车路协同发展的路径建议,即:以道路基础设施数字化,升级路网感知能力为抓手,建设与自动驾驶相匹配的数字化I2X交通控制网,作为智慧交通发展着力点,这也是中国推广普及自动驾驶的必由之路。

自动驾驶面临困境

无人驾驶是自动驾驶的最高目标,是未来智能化汽车发展的方向。日前,谷歌子公司Waymo CEO John Krafcik,在WSJ D.Live技术大会上承认了自动驾驶道路漫长,他说,虽然无人驾驶汽车“已真正到来”,但它们还远远没有普及。最主要的原因在于,自动驾驶技术还没有达到在任何天气和任何条件下都能驾驶的最高等级L5,这种技术“真的,真的很难”。

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(图片源于网络)

自动驾驶成为热点以来,国内外“新旧势力”纷纷抢夺市场蛋糕,传统车企、互联网企业沸沸扬扬跑马圈地,一派欣欣向荣景象。然而,从现实的角度看,无人驾驶当前面临难以逾越的技术、商业化难题,短期内无法承载交通智能化的重任,距离市场普及还很遥远。自动驾驶面临的困境主要表现在以下方面:

●  可靠性存风险,行车安全堪忧

2018年,Uber、特斯拉的自动驾驶车辆相继发生事故,导致2人死亡,为整个行业蒙上了一层阴影。美国国家运输安全委员会的调查报告显示,在Uber自动驾驶汽车撞人事件中,自动驾驶软件错误地将行人识别为一个未知物体,事故发生前的1.3秒车辆才检测到需采取紧急制动措施,这远不足以阻止事故的发生。Uber、特斯拉都为自动驾驶第一梯队企业,事故的发生表明当前的自动驾驶汽车环境感知的及时性和准确性存在较大局限,不足以支撑其无人化安全驾驶,自动驾驶走向技术成熟的路还很长。

● 车载感知受限,“视野死角”难免

目前,自动驾驶汽车主要采用的车载信息采集设备,如摄像头、激光雷达、毫米波雷达等的感知条件有局限性,加大了L5全工况无人驾驶的实现难度。

车载传感器容易受障碍物遮挡、恶劣天气、传输损耗等因素影响,在某些条件下无法发挥作用。此外,这些传感器的探测范围都在数百米,识别物体的范围只达到数十米级别,单靠车载传感器,无法对既定行驶路线前方更大范围的路况进行感知,而现实交通复杂多变,一旦有紧急情况发生,如前方事故、山体滑坡、行人穿越等,往往需要车辆在较远的距离就开始做准备。

●  增配成本高企,市场前景不明

菲克集团(FCA)2018年6月发布的自动驾驶报告显示,要实现L4级别的自动驾驶,需要为每辆车配置超过20个传感设备,可谓武装到牙齿,汽车售价将提升约3万美金。与之相对照的是,德勤2017年市场调研结果显示,即便是最重要的安全功能,54%的中国受访消费者不愿意为之支付超过500美金,消费者认为高端功能应成为标配,不应提高汽车的整体售价。

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(图片源于网络)

自动驾驶系统增加成本,与消费者的价格预期之间存在鸿沟,潜在的市场空间大幅度缩水。在看不到落地希望且向消费者销售回收成本无望的情况下,企业自身“烧钱”显然不可持续。行业投资热情会维持多久,犹未可知。

●  市场信心不足,普及难度大

在德勤《2018年全球汽车消费者调研报告》中,有72%的受访消费者认为全自动驾驶汽车是不安全的,而2017年这个数字仅为45%。

这两年无人驾驶在路测中传出不少负面新闻,显然已经提前消耗了消费者的信任,在自动驾驶汽车上市推广阶段,引导市场和培养用户习惯的过程会更加艰难。不难想象,自动驾驶技术“足够完美”之前,公众都不会轻易购买,自动驾驶可能成为小众化的“玩具”。至于如何才算“足够完美”,恐怕现阶段整个行业都无法回答。

 车路协同是实现自动驾驶的必由之路

车路协同是采用先进的无线通信、传感探测、新一代互联网和人工智能等技术,全方位实施车车、车路动态实时信息交互,在全时空动态交通信息采集与融合的基础上,开展车辆主动安全控制和道路协同管理,充分实现人车路的有效协同效应,形成面向出行服务的,安全、高效和环保的道路交通系统。

由于单车智能方案的自动驾驶车载感知性能局限,普及难度较大,它只是交通体系中零星孤立的“点”,无论技术发展到什么程度,都无法支撑起“面”,即整个交通运输系统服务的提质增效。且如前所述,汽车智能化存在一个逐步进化的过程,在无人驾驶汽车完全成熟之前,道路上有数以亿计的车辆,客观上仍然需要新的自动驾驶手段和协同管理服务工具,来实现更安全的驾驶,以及交通系统的效率升级。

对于未来的无人驾驶,以及无人驾驶到来前很长一段时期内的高级辅助驾驶(ADAS)方案,车路协同就是一个让所有交通主体可以实时交互的信息平台,是实现自动驾驶的更优方案。据百度估计,车路协同的落地成本仅占高速公路总建设费用的1%,而车路协同通过全息交通感知、信息融合传递,有望在交通安全保障、出行服务及应急监管等领域发挥强有力的促进作用,通过提升交通运输系统服务效率和拉动自动驾驶普及,实现数十倍的效益产出。

苹果联合创始人Steve Wozniak指出:“现有的马路是由人建造的,人是不完美的。”自动驾驶需要车辆与道路协同发展,通过车路协同来升级车辆对外部环境的沟通能力,让聪明的路支撑智能的车,才能向无人驾驶的终极目标稳健发展。

 I2X是中国特色的智能车路协同发展路径

● 车路协同发展成为各国共识

发达国家很早就意识到,汽车的发展需要从外部交通环境支撑角度寻求突破,因此,智能车路协同得到了广泛的重视,欧美日等领先国家早在20世纪90年代就陆续开展了车路协同的探索,并各自以战略布局来推动相关技术落地,如美国的ITS战略、欧洲的“地平线2020”计划和日本的自动驾驶计划。

在中国,国家顶层设计中即部署安排了车路协同相关的行动计划,发改委、工信部、交通部、科技部等多部委通力协作,联合推动车路协同的落地,在全国各地进行了多项试点示范。国内的智能车路协同标准体系也在紧锣密鼓地制定中,设备、通信技术、应用等层面的相关标准已陆续出台。产业链各环节,从通信芯片和模组、设备与终端、测试与云端、整车生产到运营服务,产业界都在积极布局,百度、阿里、腾讯等互联网巨头,也都纷纷响应,开展车路协同相关技术、产品和商业模式的探索。国内车路协同产业生态不断扩充,发展态势良好。

● 中外车路协同发展路径选择差异

尽管各国政府都已认识到车路协同的重要性,并给予了必要的政策支持,但在发展路径选择上存在差异。欧美等国利用其汽车产业的积淀,着力发展以车为核心的V2X(Vehicle to Everything)车路协同,而从我国国情看,以智能道路基础设施为核心的I2X(Infrastructure to Everything)是更适合的车路协同发展选择。

首先,相较于欧美国家,中国在基础设施建设方面有更多的政策支持和国家资金投入。西方发达国家经济高速成长的时代已成过去,基础设施更新换代的速度减缓,以美国为例,由于预算紧张,2018年的1.5万亿美金基础设施改造计划没有获得国会批准,大规模基础设施升级改造处于停滞状态。欧美汽车行业技术与规模全球领先,市场化程度高,汽车产业出于竞争布局考量,是V2X技术的投入主体,其决策相对灵活,实施过程可控,是眼看着道路信息化改造无果,退而求其次之选。中国智慧交通的发展有着截然不同的背景环境。根据交通部发布的《2017年交通运输行业发展统计公报》,当年中国完成公路建设投资多达21,253.33亿元,比上年增长18.2%。持续不断的高标准建设及大规模投入,为国内的智慧公路产业发展提供了资源保障。

其次,从产业环境的角度出发,国内汽车工业面对开放的市场竞争,品牌、技术、服务、投入都不具备比较优势,重新走欧美的老路前途未卜。中国智能交通产业联盟理事长王笑京指出,智能交通未来发展的方向就是新一代智能化的基础设施,包括下一代宽带移动通信、下一代的交通控制网,以及沿道路的能源配送网。国内有完善的政策支持与顶层设计,出台了多个支持基础设施信息化建设的规划,如《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》、《加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点》等,道路的智能化,正在得到越来越多的重视。我国发展车路协同可以切换跑道,从道路基础设施信息化角度寻求弯道超车机会。

再者,在中国的“放管服”改革背景下,快速提升的个人出行服务压力,拉动政府管理者及运营企业对交通出行的监管手段需求与日俱增。以道路智能基础设施数字化和智能车路通信为核心的I2X车路协同,为交通流提供了“上帝视角”的服务引导,为安全、高效、绿色的交通出行服务提供更有力保障,实现交通管理部门、道路运输企业对路、车的全息感知和实时监管,促进交通系统服务提质增效。因而,I2X也是中国另辟蹊径,实现汽车与交通产业弯道超车的最可行方向。

为了更好地落地车路协同技术的研发和推广,2017年11月,由金溢科技牵头,联合五家单位共同成立了“智能车路协同关键技术及装备交通运输行业研发中心”,为国内智能车路协同领域当前唯一一家获交通运输部权威认定的部级行业研发中心。研发中心致力于智能车路协同产业研究、技术研究、商业研究、前沿技术探索及核心技术攻关,全力构建全要素、全时空互联的未来交通基础体系,是国内车路协同技术、产品、应用和标准诞生的摇篮。

结语

行业内对自动驾驶汽车进行了分级,目前国内仅有少数车企生产的车辆达到了“有条件自动化”的级别。假如给现在的道路智能化水平打分,或许只能达到及格线。要实现自动驾驶配套的安全保障服务,道路基础设施升级就需要跟上步伐。I2X车路协同系统实现路况的多点感知、融合与传递,完成道路基础设施数字化升级,构建智慧交通“天网”,促进交通运输系统出行服务保障能力的提升,为运营和管理部门提供先进的服务工具手段,使交通运输系统整体变得更安全、更高效。

综上所述,I2X车路协同为出行者、管理者提供高质量服务,是通往无人驾驶的捷径和必经之路。

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