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車路協(xié)同如何以「上帝視角」,賦能高級別、商業(yè)化的自動駕駛未來?|36氪專訪 2022-01-07 11:17:21  來源:36氪

文|李震寰

過去的2021年,國內(nèi)自動駕駛領域的標志性事件之一,當屬北京成為國內(nèi)首個開啟自動駕駛”Robotaxi“商業(yè)化試點的城市,這也意味著國內(nèi)自動駕駛賽道終于迎來了“下半場”——商業(yè)化運營階段。

盡管國內(nèi)外自動駕駛發(fā)展迅速,但是諸多細分賽道的從業(yè)者開始更加客觀理性的審視整個行業(yè),選擇更合理的技術路線。

近期,公安部交通管理科學研究所副所長俞春俊在一次行業(yè)會議上指出,目前國內(nèi)眾多自動駕駛企業(yè)都在花20%的精力解決自動駕駛80%的功能,但隨著進入高級別所遇到的“長尾效應”問題不斷出現(xiàn),未來可能需要花80%的精力去解決剩下的20%長尾問題。而這20%的問題則是現(xiàn)在自動駕駛汽車計算平臺操作系統(tǒng)、感知系統(tǒng)以及算法技術憑借單車智能所不能化解的。

在國家的“十四五”規(guī)劃中,強調(diào)了車路協(xié)同在自動駕駛發(fā)展中的戰(zhàn)略意義,未來中國將履行“單車智能+車路協(xié)同”雙軌并行的戰(zhàn)略,打造更可靠的自動駕駛實施場景,因此路側(cè)數(shù)字化智慧化建設具有重要意義。

千方科技總裁潘璠對36氪表示,安全性和經(jīng)濟性是自動駕駛非常重要的考量指標,堅定不移地走“單車智能+車路協(xié)同”路徑,能很好地實現(xiàn)二者的平衡。“車路協(xié)同其實是幫助單車智能實現(xiàn)了一個上帝視角,通過道路基礎設施的全部數(shù)字化實現(xiàn)數(shù)字孿生,來彌補單靠車端加裝傳感器帶來的感知不足,有效擴大單車智能的安全范圍,且最大化提升自動駕駛效率及控制成本?!?/strong>

車路協(xié)同的前提是道路的智能化改造和基礎設施投資。潘璠認為,要實現(xiàn)未來全域道路都能很好地支持自動駕駛,不能僅僅把車路協(xié)同狹義理解成就是一個V2X通信技術,而是需要汽車產(chǎn)業(yè)鏈跟整個交通路網(wǎng)體系之間的協(xié)同,需要產(chǎn)業(yè)融合。

與此同時,對于城市交通管理者來說,需要對智能交通體系的建設與投入進行系統(tǒng)地思考,把對自動駕駛的支持與對交通基礎設施的建設統(tǒng)一起來,這對行業(yè)良性發(fā)展至關重要。

千方科技是國內(nèi)車路協(xié)同自動駕駛技術路線的發(fā)起者之一,并于2016年牽頭成立了“北京智能車聯(lián)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”,聯(lián)合行業(yè)知名企業(yè)、科研院所等機構(gòu),編制完成自動駕駛能力評估、道路選取、試驗場建設、數(shù)據(jù)傳輸?shù)认盗袌F體標準,為北京市在全國率先探索出自動駕駛測試的管理政策和服務體系,以及測試場地與測試服務提供了支撐。

國家智能汽車與智慧交通(京冀)示范區(qū)亦莊基地

“絕大多數(shù)的試點示范區(qū)域其實偏重于技術的示范,可能搭了一個試驗場,安裝了設備,但北京是從政策法規(guī)標準到技術產(chǎn)品落地都做了全面考慮的,是一個高標準、全產(chǎn)業(yè)鏈的商業(yè)化示范區(qū)。”潘璠表示,北京示范區(qū)從成立之初就較早提出自動駕駛以車路協(xié)同方向為主導。

不久前召開的第十六屆ITS中國智能交通年會上,千方科技面向行業(yè)發(fā)布“千方科技Omni-T2.0全域交通解決方案”。其中,千方科技基于過去6年在車路協(xié)同上的技術探索和落地實踐,特別是依托北京亦莊自動駕駛測試示范基地進行的技術和商業(yè)化驗證,總結(jié)提煉成了“智能網(wǎng)聯(lián)數(shù)字運營解決方案”,意圖打造基于自動駕駛的城市數(shù)字化運營模式,向其他地區(qū)復制推廣。

帶著對車路協(xié)同如何賦能自動駕駛技術和商業(yè)化未來的諸多問題,36氪與千方科技副總裁、千方研究院院長孫亞夫進行了一次深入訪談。

以下是36氪與孫亞夫訪談內(nèi)容(經(jīng)摘編):

36氪:車路協(xié)同對于自動駕駛進入高級別的重要性已漸成行業(yè)共識,但業(yè)界對于車路協(xié)同還缺乏全面的認知,千方科技的車路協(xié)同觀如何系統(tǒng)闡述?

孫亞夫:談到車路協(xié)同可能會有一些概念需要澄清,單車智能一般是指以車自身的智能來實現(xiàn)汽車自主駕駛的問題,也就是高級別自動駕駛或者無人駕駛(SAE定義的自動駕駛L4和L5階段),面向自動駕駛來談車路協(xié)同一般是指依托車和路的智能一起來解決汽車自主駕駛的問題。

要實現(xiàn)汽車的高級別自動駕駛,首先必須有數(shù)字化的汽車,其次數(shù)字化的汽車應該走或者應該適配數(shù)字化的道路。馬車走馬路,汽車走公路,在道路交通運輸發(fā)展歷史進程中,車路協(xié)同或者路車適配一直就存在。

什么是數(shù)字化的道路?數(shù)字化的道路應該能夠提供數(shù)字化的設施信息、運行狀態(tài)、交通管控給數(shù)字化的汽車,而不是單純依賴汽車自身傳感器對道路上面向人類視角去設計的標志、標牌、紅綠燈等信息進行再感知和識別。

我們理解的車路協(xié)同一般分成3或4個層次:

1)車路數(shù)字化交通信息交互層次:道路將自身的信息數(shù)字化后通過車路通信播發(fā)到車端,包括標志、標牌、護欄、信號燈等基礎設施的數(shù)字化信息,還包含動態(tài)的交通事件、施工、交通管制等信息。

2)車路感知協(xié)同層次:單車感知易受障礙物遮擋、天氣(雨、霧)影響,產(chǎn)生側(cè)車遮擋、前車遮擋感知視野的情況,使得汽車因怕鬼探頭事件而無法實現(xiàn)更為果斷的行駛決策。通過車基感知和路基感知協(xié)同方式,實現(xiàn)傳感融合、感知共享,最終實現(xiàn)車端上帝視角的感知能力,提高汽車的安全性和駕駛能力。

3)車路協(xié)同控制層次:單車路線規(guī)劃決策易造成路權沖突與路徑擁塞,通過路側(cè)來對微觀(路口/車道)、中觀(路段/區(qū)域)、宏觀(城市)的車群做車速、車道、路線規(guī)劃決策,可以實現(xiàn)安全高效交通的運輸。但,這里說的協(xié)同控制,控制的決定權還是車,不是路對車的絕對控制。

4)路控車層次:在封閉或半開放、沒有其他不可控的交通參與者、低速的環(huán)境下,比如港口、礦區(qū)、機場、停車場等,可以全部通過路側(cè)去控制運載工具,運載工具可以大量減少自身傳感器,甚至沒有傳感器,也沒有自己的規(guī)劃決策控制,路側(cè)完全實現(xiàn)感知、規(guī)劃決策以及控制,只有執(zhí)行。

為什么將車路協(xié)同控制層次和路控車層次分開來說,是因為現(xiàn)在談車路協(xié)同和單車智能的概念,語義中其實隱含了很多東西。一說到單車智能感覺就絕對不能也不需要車路協(xié)同,一說到車路協(xié)同就容易被理解為路控制車,車端可以大量減少傳感器甚至不需要,將單車智能和車路協(xié)同對立起來了。我們認為針對高級別自動駕駛,現(xiàn)階段應該是單車智能為主,車路協(xié)同為輔。車路協(xié)同的價值是為自動駕駛汽車提供了更好的道路支撐,能夠讓自動駕駛更加安全和便捷,而不是說少了這條具備車路協(xié)同的道路,就無法實現(xiàn)高級別自動駕駛了。

應該看到在未來很長一段時間內(nèi),單靠人工智能改變車,很難實現(xiàn)多個場景下的無人駕駛。道路的數(shù)字化是一個基礎,會加速高級別自動駕駛的產(chǎn)業(yè)化落地,不是最終解決高級別自動駕駛。目前的道路是給人來設定的,要做到真正的路車適配,道路交通法規(guī)、交通工程也要發(fā)生改變,未來的道路不僅是數(shù)字化的,交通管理、運行機制也都要隨著高級別自動駕駛的到來而發(fā)生變化。

從車路協(xié)同發(fā)展的角度來看,車路協(xié)同的第一層對應自動駕駛的L1、L2以上;車路協(xié)同的第二層對應自動駕駛的L3、L4以上;車路協(xié)同的第三層對應自動駕駛的L4、L5。智能網(wǎng)聯(lián)的汽車和智能網(wǎng)聯(lián)的道路,會相互推動,螺旋式提高自己的數(shù)智化水平。因此,當車發(fā)展到極致的時候,路也會發(fā)展到極致。不會出現(xiàn)一個智能化水平很高,一個智能化水平很低的情況。

36氪:從感知層面,車端和路側(cè)具體如何協(xié)同?

孫亞夫:在車和路的協(xié)同發(fā)展歷史中,車端的發(fā)展一直都先行于路端。因此,在車路協(xié)同發(fā)展的前期,路端感知應該是車端感知的補充,不應該去取代車端的感知。一方面,很難保證路側(cè)感知指標能滿足車規(guī)級品質(zhì)要求,也不能保證信息實時、毫秒級的傳輸;另一方面,在車端感知范圍之內(nèi)應該能感知到的信息,也不能單純依賴路端感知再反饋給車端。

在車端感知范圍內(nèi)的事件,一般都處在需要快速采取控制措施的時間范圍內(nèi),特別是高速行駛時。從路端到車端,不但增加了感知時延,也增加了感知融合的難度,對事件處置幫助不大。車路協(xié)同的感知協(xié)同應該解決的是超視距的問題,視野遮擋/看不見的問題。

車路協(xié)同的第一層路側(cè)不需要增加很多額外的傳感器,只需要將現(xiàn)有道路的視頻、雷達、天氣、路面?zhèn)鞲衅鞲兄降氖录畔⑻崛〕鰜?,通過車路通信設備發(fā)送到車端即可。它屬于事件級、車道級、秒級時延的感知,感知計算可以在邊側(cè),也可以在云端。車路協(xié)同的第二層路側(cè)需要增加或者增強現(xiàn)有的視頻、雷達傳感器、邊緣計算設備,使之能感知到目標級、厘米/分米級、毫秒級時延的信息,一般在交通流比較復雜的路口、路段來布設。在車和路的協(xié)同發(fā)展中,不是所有的路口和路段都需要布設傳感器,傳感器的布設應該因自動駕駛車輛需求,分級、分地點來布設。

36氪:但還是有一種觀點認為依靠單車智能到一定階段,路側(cè)的智能化設備可以通過后裝來實現(xiàn)車路協(xié)同,對此您怎么看?

孫亞夫:依靠單車智能用后裝去解決高級別自動駕駛其實是個偽命題。車未來會通過淘汰的方式來實現(xiàn)質(zhì)的升級,拿現(xiàn)在的車和智能化的車對比,如同從馬車到汽車無法通過后裝來實現(xiàn)的道理一樣。

路側(cè)相對靈活,既可以擴路改變物理形態(tài),又可以通過加裝設備去提升感知能力。千方提倡用軟件定義交通基礎設施,就是想通過不斷的更換和疊加來滿足未來基礎設施的擴展性需求。從功能型的路口升級為智能型的能口,實現(xiàn)感知層的共享和融合。建設軟件定義的交通基礎設施,未來的道路如果有新增需求,可以下載或者部署新的App來實現(xiàn)新功能,實現(xiàn)版本的升級和迭代,而不是重新部署一個帶有新功能的設備??梢园亚Х教岢龅闹悄苈房诒茸鲆粋€感知、計算、控制等模塊分布在一個路口空間的智能手機,傳感器、計算設備、控制設備、通信設備可以按需替換,功能通過部署新的APP來實現(xiàn)。

在智能化時代,產(chǎn)品本身具備智能,而智能的打造,同數(shù)據(jù)、算力、算法都有關系,尤其是數(shù)據(jù)和場景有強關聯(lián)關系。數(shù)據(jù)、算法和算力的不斷循環(huán)和迭代下,未來智能化產(chǎn)品的生產(chǎn)邏輯,不是一次性交付一個完美的東西。使用者同時也是生產(chǎn)者,在使用場景中的產(chǎn)生數(shù)據(jù),云邊端協(xié)同反復訓練算法,不斷迭代和學習,解決長尾的問題,使產(chǎn)品最終達到近乎完美的狀態(tài)。

這是特斯拉汽車、蘋果手機的模式,也是消費互聯(lián)網(wǎng)時代的底層邏輯,進入到產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代,我們現(xiàn)在按照工業(yè)時代生產(chǎn)的產(chǎn)品,同樣也要突破原來的產(chǎn)品研發(fā)產(chǎn)業(yè)化邏輯。

36氪:從單車智能來看,L3到L4的成本會有大幅的上升,車路協(xié)同是否也會面臨同樣的問題?

孫亞夫:無論單車智能還是車路協(xié)同,兩者都是需要不斷演進中發(fā)展,指望任何一條路徑的躍進式發(fā)展已經(jīng)很難成立。

自動駕駛車輛的L4一定要分場景看,比如說港口類的L4、園區(qū)內(nèi)的低速L4、高速公路的倉對倉的無人化貨運,這些封閉或半封閉環(huán)境下的L4會比較快出現(xiàn)。

逆向思考,L4快速出現(xiàn)在這些場景,是因為道路環(huán)境受控。汽車應該逐階實現(xiàn)自動化,道路同樣會逐階段實現(xiàn),路一定會越修功能越強大,最后實現(xiàn)路可以控制車,車自己也能實現(xiàn)無人駕駛,沒有主輔之分。

從成本角度來考量,L1、L2階段,在路側(cè)車路協(xié)同的功能是在信息交互層面上,成本不高,可以大面積推廣;在車端同樣可以大面積推廣,在可控的成本下終端的性能有比較大提升。

從路側(cè)復雜路口的感知層層遞進加強,到L3、L4車端的感知能力提升,在漸進性升維的路徑上,在數(shù)智化的大前提下,成本不會成為阻礙技術進步的桎梏。

36氪:千方在北京承擔國家級示范區(qū)所沉淀的經(jīng)驗和模式能給其他城市提供哪些借鑒?

孫亞夫:談不上借鑒,可以分享一些我們的歷程。千方科技自2015年開始從車路協(xié)同的角度探索智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛的路徑,2016年承擔了國家智能汽車與智慧交通(京冀)示范區(qū)的運營服務工作,并聯(lián)合北京多家龍頭企業(yè)成立了北京智能車聯(lián)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心。

截至2021年12月底,在創(chuàng)新中心助力下,北京市自動駕駛車輛道路測試累計安全里程超過390萬公里(不包含低速無人載運工具),占據(jù)全國16個智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范區(qū)共計700多萬公里總測試里程的超過一半的份額,同時支撐北京市自動駕駛測試車輛牌照數(shù)、測試類型、開放測試道路里程數(shù)均居全國前列。021您

北京智能車聯(lián)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心

成立之初創(chuàng)新中心的使命就是圍繞智能網(wǎng)聯(lián)汽車“全生命周期”測試、驗證、檢測與評估提供第三方運營服務,瞄準的是高級別自動駕駛直至無人駕駛的技術驗證與產(chǎn)業(yè)化落地。在全國范圍內(nèi)率先提出以“場-路-區(qū)”逐級遞進的試驗和示范環(huán)境為支撐,開展智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同的測試與示范應用。

2020年,全國第一個區(qū)域級支持車路協(xié)同自動駕駛的開放測試區(qū)在北京市經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)(亦莊)設立,最開始的面積是40平方公里。技術上,北京亦莊的車路協(xié)同實踐了車路信息交互和感知協(xié)同。在車路協(xié)同的路側(cè)基礎設施的建設模式上,亦莊的另外一個正在探索值得借鑒的經(jīng)驗是:將以往按照使用部門劃分而分開建設的監(jiān)控視頻設備、非現(xiàn)場執(zhí)法設備、卡口視頻設備、雷達與視頻檢測設備、紅綠燈、燈桿等,作為統(tǒng)一的城市感知基礎設施建設。這個新的建設模式將減少重復建設,同時降低支持車路協(xié)同的路側(cè)交通基礎設施的建設成本。

過去5年,創(chuàng)新中心支持北京市著力解決了自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)里面的三個問題:上路難、評價難、測試難。北京發(fā)了全國第一個自動駕駛車輛上路測試的政策,同時完成了自動駕駛能力測試評估的成套的技術標準和規(guī)范,并建立了從封閉測試場,到開放測試道路,到開放測試區(qū)的三級測試驗證和示范的環(huán)境體系。

我們認為,這些工作使得中國的自動駕駛從關鍵技術研發(fā)階段進入到產(chǎn)品和商業(yè)模式驗證階段。同時,也推動了基于車路協(xié)同的路側(cè)交通基礎設施的技術研發(fā)與建設運營模式的改變。

36氪:基于北京示范區(qū)的運營經(jīng)驗,一個城市應該如何打造自己的智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)業(yè),千方科技對此有何系統(tǒng)化的思考?

孫亞夫:汽車的高級別自動駕駛已經(jīng)是一個確定性趨勢了。汽車的高度自動化,需要路側(cè)交通基礎設施、交通管理、交通運輸服務以及交通運行機制升級換代。同樣,也推動云(云控平臺)、網(wǎng)(車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G)、圖(高精度地圖和定位)、測(自動駕駛測試評估)原有的產(chǎn)業(yè)發(fā)生升級換代,同時還將催生一個新的萬億級的運營服務市場:數(shù)字化基礎設施投資建設運營與基于無人駕駛的交通運輸服務市場。

以智能網(wǎng)聯(lián)汽車與智慧交通、車聯(lián)網(wǎng)為代表的智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)業(yè)目前正處在產(chǎn)品和商業(yè)模式的驗證階段,一旦完成,將迎來產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展期。這一時期,需要數(shù)智化的基礎設施、先行先試的政策與監(jiān)管、高價值的場景、可行的商業(yè)模式和完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)的支撐。這些,都需要政府牽頭來搭建舞臺。

如果將智能網(wǎng)聯(lián)和智慧城市一起看:發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車,建設數(shù)智化交通基礎設施,打造智慧城市,可以看到車、路、城,三者互為支撐、互為推動,密不可分。也只有這樣,我們才能解決車路協(xié)同的基礎設施建設誰來做,投入產(chǎn)出如何來計算等等問題。

從這些年運營北京示范區(qū)的經(jīng)歷來看,我們認為,打造一個城市的智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)業(yè),可以落地實施4個步驟,外加一個商業(yè)模式。

第一步:建設組織和運行機制。產(chǎn)業(yè)打造是一個長期的過程,需要有自上而下的政府頂層組織,也需要有專業(yè)的運營管理團隊。政府的頂層組織需要能提供先行先試的政策,探索新的商業(yè)模式。社會第三方的運營管理團隊應該是本地的產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)牽頭的社會化運營實體,需要懂行業(yè)需求和懂發(fā)展趨勢。

第二步:政策標準制定與準入管理。無規(guī)矩不成方圓,政策和標準的制定與迭代,有利于引導行業(yè)健康有序發(fā)展?;谡邩藴蔬M行測試運營示范準入管理,避免出現(xiàn)無序的產(chǎn)業(yè)競爭和內(nèi)卷,給與企業(yè)和公眾明確的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑。

第三步:環(huán)境建設與場景建設。測試示范環(huán)境建設包含支持高級別自動駕駛的車路協(xié)同的數(shù)智化基礎設施的建設,道路交通組織的梳理和重新施劃,甚至部分道路的交通工程,自動駕駛配套停車、充電等設施建設等等,有些城市還需要建設封閉測試場地。結(jié)合本地特色,開展無人出租、無人售賣、干線無人物流等等不同場景的自動駕駛運營示范。

第四步:運行監(jiān)管與服務。自動駕駛還在測試運營的驗證階段,不屬于成熟的產(chǎn)品,需要對其的示范運營過程進行監(jiān)管,重點是事故和事件管理,推動測試企業(yè)在改進技術的同時,加強對運營安全的管理。協(xié)同本城市政策和部委政策保持一致,推動有潛力的企業(yè)落地。

一個商業(yè)模式:主要是指支撐高級別自動駕駛的城市智能網(wǎng)聯(lián)數(shù)字運營模式。我們現(xiàn)在都能理解,城市的電網(wǎng)、水網(wǎng)、通信網(wǎng)、道路網(wǎng)由一個或者幾個企業(yè)來投資、建設、運營是一個很正常的事情。其實,我們將城市的數(shù)智化基礎設施,也就是路上的帶電的設備和裝載設備的桿件等設施看做是一個基礎設施,由小城市由一家、大城市一到兩家來投資、建設和運營。這個將是未來智慧城市的基礎設施,支撐自動駕駛的車路協(xié)同的路側(cè)智能交通基礎設施的建設模式。

當前城市的信息化設備和設施都是通過交管、交通、公安、城管等各個部門通過項目方式獨立建設,存在的問題是:一方面桿件林立、設備繁多,數(shù)據(jù)不打通、運維不到位;另一方面,交通治理需求不斷涌現(xiàn),車路協(xié)同服務需求無法滿足。

數(shù)字運營的商業(yè)模式下,需要統(tǒng)籌城市信息化建設資金,通過成立城市數(shù)智化基礎設施運營公司,撬動社會資本。以城市交通、交管、公安業(yè)務需求切入,基于道路基礎設施網(wǎng),建設感知網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)、交通控制網(wǎng)三網(wǎng)一體的以城市邊端基礎設施為主的城市數(shù)字化底座。交通、交管、公安等各政府部門通過購買服務方式來獲取城市數(shù)據(jù)服務,并基于這個數(shù)字化底座來構(gòu)建自己的場景應用。一方面,可以實現(xiàn)規(guī)劃、建設、運營的一體化,確保資金使用效率、資產(chǎn)運行效率和服務質(zhì)量;另一方面,可以變原來的資產(chǎn)管理為資產(chǎn)運營,打造城市基礎設施數(shù)字化運營產(chǎn)業(yè)。

關鍵詞: 視角 專訪 上帝

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