車路協(xié)同：一條前無古人的探索之路

          雖然智能交通已經(jīng)建設(shè)多年，但車與路的天然連接，還遠遠不夠。直到車路協(xié)同的出現(xiàn)。

          車路協(xié)同在市場期許中高開高走

          車路協(xié)同，最近幾年歡呼于智能交通最繞不開的熱詞。那么，車路協(xié)同是什么呢？大致來看，其是下一代車聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)之一，通過車與車（V2V）、車與路（V2I）、車與人（V2P）、車與云（V2N）等信息交互和共享，使車和周圍環(huán)境協(xié)同與配合，實現(xiàn)智能交通管理控制、車輛智能化控制和智能動態(tài)信息服務(wù)的一體化網(wǎng)絡(luò)。

          2018年9月14日消息，阿里巴巴宣布將與英特爾、大唐電信集團展開智能交通中車路協(xié)同領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作。根據(jù)協(xié)議，基于英特爾處理器的邊緣計算平臺在V2X上的應(yīng)用，阿里巴巴將與其共同探索5G通信技術(shù)，大唐電信集團則會為阿里巴巴提供LTE－V2X通信技術(shù)。從那時起，車路協(xié)同的全面布局，開始。

          2019年3月，工信部部長苗圩曾表示，5G應(yīng)用80％將用于物和物之間的通訊，以無人駕駛汽車為代表的5G技術(shù)應(yīng)用可能是最早的應(yīng)用。

          2020年2月，盡管還在疫情的寒風中，發(fā)改委、工信部等11個國家部委聯(lián)合下發(fā)了“關(guān)于印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》的通知”，通知提出到2025年，中國標準智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施、法規(guī)標準、產(chǎn)品監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)安全體系基本形成?！稇?zhàn)略》提出的主要任務(wù)包括：推進智能化道路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)，建設(shè)廣泛覆蓋的車用無線通信網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)覆蓋全國的車用高精度時空基準服務(wù)能力，建設(shè)覆蓋全國路網(wǎng)的道路交通地理信息系統(tǒng)，建設(shè)國家智能汽車大數(shù)據(jù)云控基礎(chǔ)平臺，提升網(wǎng)絡(luò)安全防護能力等。

          用高開高走來形容車路協(xié)同在我國的歷程最為合適，如此看到，車與路的和諧統(tǒng)一，是大眾所期也是市場需求所致。

          車路協(xié)同面臨的挑戰(zhàn)

          任何新技術(shù)出現(xiàn)，都會有需要買過的坎，我們稱之為技術(shù)的改進與升級，只有這樣才能不斷在場景應(yīng)用磨合中，與市場需求同步和一致。主要有以下幾點：

          其一，法律制度與政策標準謹慎制定與技術(shù)創(chuàng)新快速的矛盾。也就是說，建設(shè)步子邁得太大，技術(shù)的天馬行空，但法律和政策如何最有合理有效的約束，形成大眾遵守的行為規(guī)則、追溯體系和征信體系是一個復(fù)雜又不得不做的政府課題。

          其二，倫理道德問題制約商業(yè)化和大規(guī)模普及，以往高速公路運營企業(yè)主要建設(shè)、養(yǎng)護道路設(shè)施，出行者通過付費享受通行服務(wù)。車路協(xié)同階段會提供新服務(wù)，也會有一些新參與單位。比如通信運營商可以贈送手機、贈送后裝車載設(shè)備，并通過物聯(lián)網(wǎng)收流量費的方式來獲得收益。

          車載終端公司可以通過人機交互提供出行服務(wù)，還可以利用服務(wù)區(qū)、景區(qū)、保險公司通過產(chǎn)品推薦、景點推薦，向第三方信息服務(wù)商收取相關(guān)費用，同時獲得用戶出行的大數(shù)據(jù)信息，從而為產(chǎn)品的營銷和定制提供大數(shù)據(jù)決策；最后就是緊急施救服務(wù)。未來車路協(xié)同商業(yè)模式仍需要不斷探索，因為高速公路的收費標準很難調(diào)整，車路協(xié)同如何做到可持續(xù)發(fā)展是應(yīng)該思考的問題。

          其三，公共信息安全與公民個人隱私也面臨威脅。車路協(xié)同技術(shù)源于國外，荷蘭A58高速公路做了車輛編隊行駛和車路協(xié)同，基于手機端的車路協(xié)同來顯示道路上的限速信息，同時也支持自動駕駛，涉及到道德倫理和隱私的問題在實際項目應(yīng)用，還是出現(xiàn)不少難解之題。在國內(nèi)我們?nèi)绾纹凭?，還得慎行。

          其四，公安交通管理和執(zhí)法服務(wù)面臨新機遇。這方面的轉(zhuǎn)變有很多，舉一例來說明，比如車路協(xié)同讓交通管理到治理理念上的轉(zhuǎn)變。原有的公安交通管理信息相對封閉，信息都用于自身的交通管理應(yīng)用，使用完以后伴隨著管理任務(wù)的結(jié)束就失去了信息應(yīng)用價值。

          車路協(xié)同下的信息可以用于交通出行者的一些出行服務(wù)，比如說交通的疏導(dǎo)、控制，還有事件這些交通管理信息，就可以轉(zhuǎn)化為服務(wù)交通出行者出行的服務(wù)信息。另外，伴隨著自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的發(fā)展，車載終端的感知能力、智慧化程度越來越高，這些手段也極大的豐富了交通管理信息采集，可以提升城市交通狀態(tài)精準的認知，進而提升智慧交通的決策，提升交通管理效率，也推動交通的變革。

          其五，對駕駛?cè)藛T技能重新定位。到自動駕駛階段以后，駕駛證考試要求是否要適當進行調(diào)整，比如對自動駕駛與酒駕的新認識。

          其六，在技術(shù)層面，目前來看端邊云的架構(gòu)比較合適。車路協(xié)同主要涉及三個端口：車端、路側(cè)端和云端，其中路側(cè)端和云端因為車路協(xié)同環(huán)境下計算節(jié)點下沉至邊緣層（即路側(cè)）的需求而經(jīng)常被同時提及。

          再考慮到三個端口間信息傳輸渠道的重要性，對于車路協(xié)同系統(tǒng)平臺更完善的拆解方式是以下三個核心組成部分：智能車載系統(tǒng)（車端）、智能路側(cè)系統(tǒng)（路側(cè)端＋云端）和通信平臺。其中，智能車載系統(tǒng)負責車載端的海量數(shù)據(jù)實時處理和多傳感器數(shù)據(jù)融合，保證車輛在各種復(fù)雜的情況下穩(wěn)定、安全行駛；智能路側(cè)系統(tǒng)負責路況信息搜集與邊緣側(cè)計算，完成對路況的數(shù)字化感知和就近云端算力部署。

          通信平臺負責提供車－車、車－路間實時傳輸?shù)男畔⒐艿?，通過低延時、高可靠、快速接入的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而真實交通場景下，由于參與者數(shù)量眾多、行人和路況隨機性強等特點，車載操作系統(tǒng)必須具備在100毫秒內(nèi)完成從指令接收、任務(wù)運算處理到?jīng)Q策執(zhí)行的整個過程，要不然，數(shù)據(jù)采集與分析到處理如果不及時，那車路協(xié)同變毫無意義還處處顯危機。

          當然，技術(shù)層面車路協(xié)同面臨的問題不止零星半點，也不一一介紹，畢竟這個新技術(shù)還在摸著石頭過河階段，看上去很美的事物，實際建設(shè)中困難重重，就好比智能手機，系統(tǒng)開發(fā)極為復(fù)雜，呈現(xiàn)給用戶體驗，卻是簡單高效，這也是車路協(xié)同需要追求的技術(shù)路徑。

          聰明的車，汽車的自我進化

          讓車聰明起來，這是車路協(xié)同必經(jīng)，這也是一條前無古人的探索之路。

          2018年12月，華為攜手奧迪在延崇高速，80公里時速下，率先測試了基于C－V2X技術(shù)的L2～L4級別相關(guān)自動駕駛功能。也是同年，隨著沃爾沃，特斯拉和寶馬等汽車公司開始投入無人駕駛汽車領(lǐng)域，無人駕駛或許很快將會成為道路上的普遍現(xiàn)象。但是，無人駕駛的普及必須先確保車輛能夠相互通信和駕駛員的安全，所以車路協(xié)同是無人駕駛的前奏，前奏必不可少。

          我國傳統(tǒng)造車產(chǎn)業(yè)相較于國外，確實落后，但新能源帶來的智能汽車產(chǎn)品，中國卻不甘人后，而對于如何讓車聰明起來，形成車路協(xié)同，智能企業(yè)智能進化的費用以及智能效益，遠高于傳統(tǒng)汽車，所以，最近幾年，自主品牌的車廠都在自我進化中完成車路協(xié)同布局。不過，還需看到一點，我們所謂的智能汽車基本都是乘用車輛，而對于運營車輛尤其是特種車輛如何來實現(xiàn)汽車本身的自我進化，還是一個較為模糊的探索之路。

          智慧的路，路暢才行安

          對于智能交通產(chǎn)業(yè)而言，車路協(xié)會我們更多關(guān)注的是路的建設(shè)。如果非得比如在車路協(xié)同中，車是載體，而路卻是靈魂所在。

          早在2016年，百度即開始布局車路協(xié)同全棧研發(fā)，可謂是業(yè)內(nèi)最早布局車路協(xié)同的公司之一，2018年底，百度將正式開源 Apollo 車路協(xié)同方案，向業(yè)界開放百度 Apollo 在車路協(xié)同領(lǐng)域的技術(shù)和服務(wù)，讓自動駕駛進入“聰明的車”與“智能的路”相互協(xié)同的新階段，全面構(gòu)筑“人－車－路”全域數(shù)據(jù)感知的智能交通系統(tǒng)，邁出智能交通建設(shè)的關(guān)鍵一步，這是業(yè)內(nèi)首個開源的車路協(xié)同方案。

          近些年由于智能手機的突破所帶來的品牌效應(yīng)，華為在諸多領(lǐng)域，都是舞臺中央備受矚目的主角。華為是有所取舍的，有所為有所不為，他們做生態(tài)就必須如此。

          所以，華為肯定不造車，在今年“新基建助力交通強國建設(shè)－－大灣區(qū)智慧交通技術(shù)應(yīng)用研討會”上，記者在采訪華為時了解到，他們認為建設(shè)國內(nèi)有示范意義的智能網(wǎng)聯(lián)先導(dǎo)區(qū)，不僅要代表行業(yè)的先進性、規(guī)范性、安全性，還需具備系統(tǒng)開放性，以及起到標桿引領(lǐng)的作用。

          具體說來，系統(tǒng)規(guī)范性、示范性方面，智能網(wǎng)聯(lián)整體建設(shè)首先需符合國家對應(yīng)的標準和認證要求，保證系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)范性；同時，示范區(qū)的先進實踐經(jīng)驗?zāi)軈⑴c到國家智能網(wǎng)聯(lián)標準制定的進程中，起到行業(yè)引領(lǐng)作用。

          在系統(tǒng)開放性方面能夠體現(xiàn)生態(tài)開放，比如車企是智能網(wǎng)聯(lián)最大的使用方，所建智能網(wǎng)聯(lián)需讓上下游生態(tài)尤其是主流車企能參與進來，共建繁榮，所建云控平臺能兼容國內(nèi)主流車企，系統(tǒng)可平滑演進，避免重復(fù)建設(shè)，整體設(shè)計和產(chǎn)品方案要支持關(guān)鍵技術(shù)如3GPP通信標準協(xié)議的平滑過渡（4G－5G－6G—），保證最新技術(shù)的后向兼容性，最低限度降低技術(shù)演進帶來的成本增加。

          系統(tǒng)安全要考慮，作為新基建項目，要符合國家關(guān)鍵核心技術(shù)與系統(tǒng)自主可控的導(dǎo)向和要求。所使用產(chǎn)品的先進性具備核心技術(shù)，關(guān)鍵器件能做到自主可控，且保持行業(yè)領(lǐng)先性。

          所以，華為做車路協(xié)同，會充分利用云、IOT、AI、5G等數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)人—車—路—云高效協(xié)同，打造智能的車和聰明的路，為用戶提供智能出行服務(wù)和體驗。

          車路協(xié)同規(guī)范駕駛行為與交通安全

          之前提到無人駕駛是一種駕駛形態(tài)，要探討車路協(xié)同對無人駕駛的影響也可以從兩個層面來看。

          一是對駕駛?cè)诵袨榈挠绊憽＼嚶穮f(xié)同環(huán)境對駕駛?cè)说挠绊懯嵌喾矫娴模{駛行為過程總體上可以分為感知、判斷和操作3個階段。其中，車路協(xié)同環(huán)境對駕駛行為的影響主要體現(xiàn)在前2個階段。感知階段是后續(xù)各個階段的基礎(chǔ)，快速獲得準確的信息是保障后續(xù)正確判斷、準確操作的基礎(chǔ)，影響駕駛?cè)烁兄俣群蜏蚀_程度的主要影響因素是注意力分配和信息負荷大小。

          在使用車路協(xié)同系統(tǒng)時，駕駛?cè)说木駹顟B(tài)如眨眼頻率、心跳頻率等均表明駕駛?cè)说木o張程度的感知會比不使用車路協(xié)同系統(tǒng)時低。相比與年輕人，車路協(xié)同系統(tǒng)對老年人的作用更大，它能夠提高駕駛?cè)说母兄?，縮短駕駛?cè)说母兄獣r間。

          二是對行駛安全可靠性的影響 。傳統(tǒng)的駕駛行為主要由以駕駛?cè)藶楹诵牡母兄?、判斷和操作過程構(gòu)成閉環(huán)的控制系統(tǒng)。車路協(xié)同技術(shù)的安全應(yīng)用，改變了汽車的駕駛過程。車路協(xié)同技術(shù)安全應(yīng)用可以分為2類：一類是以預(yù)警為目的的安全輔助系統(tǒng)，另一類以自動控制為目的的安全輔助系統(tǒng)。   

          從系統(tǒng)可靠性的角度看，以預(yù)警為目的的安全輔助系統(tǒng)可以認為是在感知階段與駕駛?cè)说母兄⒙?lián)了自動感知系統(tǒng)。該系統(tǒng)的并入，能夠提高駕駛?cè)说母兄剑s短駕駛?cè)说母兄獣r間。另一方面，車車／車路協(xié)同在感知的基礎(chǔ)上還進行危險的判斷與預(yù)警。盡管該系統(tǒng)判斷和預(yù)警的結(jié)果還需要駕駛?cè)嗽诖嘶A(chǔ)上做出決策，但也會有效縮短駕駛?cè)说呐袛鄾Q策時間。對于并聯(lián)系統(tǒng)，系統(tǒng)的可靠性要高于其單個的子系統(tǒng)可靠性。

          因此從一定意義上說，以預(yù)警為目的的車路協(xié)同安全應(yīng)用系統(tǒng)的引入，可以提高感知過程的可靠性。與以預(yù)警為目的的安全輔助系統(tǒng)不同的是，具有自動控制功能的安全輔助控制系統(tǒng)在對車輛的安全狀態(tài)進行判斷后，不但給駕駛?cè)祟A(yù)警信息，還在必要的情況下向車輛的自動控制機構(gòu)（如制動控制機構(gòu)、加速控制機構(gòu)）發(fā)出自動控制指令。

          從系統(tǒng)可靠性的角度出發(fā)，該系統(tǒng)不但在駕駛?cè)丝刂葡到y(tǒng)的基礎(chǔ)上在感知環(huán)節(jié)并聯(lián)了自動感知子系統(tǒng)，還在操作階段并聯(lián)了自動控制子系統(tǒng)。正如前面論述的一樣，在各個子系統(tǒng)可靠性不變的情況下，整個系統(tǒng)的可靠性會有所提高，因此車路協(xié)同技術(shù)的引入，應(yīng)該可以提升行車過程的安全可靠性。 

          誠然，車路協(xié)同是當下與無人駕駛最為相關(guān)的革命性技術(shù)，但在強調(diào)其對提升行車安全性能的同時，要重視該技術(shù)的應(yīng)用對駕駛?cè)说挠绊懀m然是無人駕駛，但科技依然以人為本。