为什么我们需要车路协同?它和单车智能冲突吗?目前车路协同有什么问题,又该如何解决?下面北京国际交通展小编就为你一一解答。
该如何理解智能化?是指一辆汽车如何实现智能驾驶、智能座舱等等,让汽车本身更智能(业内称为单车智能)?还是由汽车发散出去,带动与之相关的领域更智能?北京国际交通展小编认为,这两者全都要有。“从大的格局来看,汽车发展的意义已经远远超出了汽车产业本身。”汽车在电动化、智能化发展的同时,汽车本身已经成为一个新的融合性平台,带动比如能源、电子、通讯等产业的发展融合。
“车路协同”“车路云一体化”“车能路云”等等,都是以汽车为中心,建立了其与道路、与城市、与云计算数据等方面的关系,不仅让汽车本身更智能,也让道路、城市等更智能。
其中,“车能路云”是新近提出的概念。6月2日,国务院总理李强主持召开国务院常务会议,会议指出,要“构建‘车能路云’融合发展的产业生态”。“能”指能源充电网络。北京国际交通展小编认为,这几者之间的关系,是汽车进入大融合时代的一些新命题。
01、北京国际交通展浅谈车路协同、车城协同、车能路云,之间的关系
车是指汽车,路/城是指道路、城市,云是指云计算、算力,能是指能源、电力,而将这些连接协同起来又需要通讯网络。
从车路协同到车能路云,是循序渐进,不断扩大的概念。车路协同是基础,车城协同是将智慧的道路覆盖到整个城市,车云一体化和车路协同概念近似,可以看作是单车智能+车路协同结合;车能路云则是在前面的基础上又结合了能源、电力。
车路协同概念在国家层面首次亮相是2011年。当年,科技部在国家高技术研究发展计划(863计划)设立主题项目“智能车路协同关键技术研究”。此后,国家、地方层面开始设立与车路协同有关的示范区。2015年,工信部牵头确立了国家智能网联汽车试点示范区;2019年,江苏(无锡)车联网先导区成为首个国家级车联网(智能网联汽车)先导区。北京国际交通展小编觉得,车能路云是汽车进入大融合时代的新命题。而现在需要先解决的是汽车和路、城市的关系。
02、北京国际交通展浅谈为什么要做车路协同,车能路云融合?
从专家层面看,中国科学院院士欧阳明高认为有三个必要性。
一是“车能路云”涉及到汽车、能源、信息、交通等行业,这些行业在新能源汽车发展初期是一种松散组合,随着新能源汽车发展将逐步从松散组合发展到深度融合。例如,快充技术应用,需要电池、整车、充电桩紧密配合,上述几个行业将成为不可分割的整体。
二是“车能路云”推动产业生态融合,会使新能源汽车从单兵突进变为多业协同,比如自动驾驶技术需要大数据、人工智能、云计算等技术,这样一来所有信息产业都会介入。随着电动汽车不断升级,“车能路云”的内涵也就不断丰富。
三是“车能路云”可以借助新能源汽车市场爆发带动其他行业电动化,比如船、飞机、火车的电动化,高速公路电气化等。
从国家层面看,《中国智能汽车创新发展战略》里提到了几点基本理由,一是汽车产业优势,二是通讯网络的优势,三是基础设施优势,即路网规模,四是集中力量办大事的体制优势,
从企业层面看,做车路协同也有其现实需要。从汽车角度来说,车路协同可以增加单车系统感知的能力与范围,实现高阶自动驾驶;从智慧城市角度来说,可以提升城市的智慧云控能力。
03、北京国际交通展浅谈车路协同和单车智能冲突吗?
“车路协同与单车智能并不矛盾,单车智能解决汽车自身所实现的智能化问题,车路协同是帮助汽车自身的智能化,实现它解决不了的问题。” 北京国际交通展小编觉得,任何一个技术路线都有其瓶颈,单车智能解决不了远距离的判断问题,车路协同解决不了快速决策的问题,所以相互之间是取长补短、相互赋能的关系。
04、北京国际交通展浅谈“车能路云”中,车和能是如何互动的?
车和能的互动,即电动汽车和电网之间的互动,也被成为车网互动。因为电动汽车既能充电又能放电,再加上本身可移动性,所以其参与电网互动,具有调峰、调压、提供电能备用等作用。最简单的例子是充电价格影响充电时段。比如白天电价2元,凌晨电价3毛,这就可能影响车主的充电时间,从而影响电网的负载情况。
北京国际交通展小编觉得,电动汽车参与电网互动有几个优势,一是规模大,目前全国新能源汽车平均渗透率在35%左右;二是电动汽车群体的功率、电量及可调节能力巨大;三是电动车具备储能属性,能放电;此外,充电基础设施和调动汽车充电设施等信息和标准都比较完备,车网互动会经历车、桩、电网等不同阶段,目前来看,车网互动仍在初级阶段,即从无序充电往区域自平衡的智能有序充电发展。
未来的理想阶段是智能双向互动,即充电设施、周边的储能、电动汽车等,所有的能源都是联网状态,形成分布式智慧能源系统。
05、北京国际交通展浅谈车路协同如何实现?
车路协同目前面临什么问题?“车路协同这条路怎么走通呢?北京国际交通展小编觉得,现在看来关键是解决路的问题,路应该怎么建。” 过去的车路协同,建了很多路,使用率不高,车企参与度不高,这也导致了大家开始质疑车路协同的路线。
路到底应该怎么建,北京国际交通展小编觉得,应该围绕低成本、广覆盖、强监管、重应用这四个原则,用三分法来建。一是分类,将城市道路和高速公路的建设分开;二是分级,不应该一步到位,而是根据需求不断迭代,持续建设,不然很容易产生建成高投入、少服务的状况;三是分步,先做最需要建设的领域,比如路口,然后再进行全域道路的导入。
但车路协同的次问题——投入产出比问题还有待解决。一是需要更多车加入,二是需要更多城市加入,要从车路协同进入到车城协同。有了城市数据,汽车可以获得城市停车场的信息,还有积水、火灾、塌陷各种在道路侧所不能提供的信息等等。
从企业角度看,更关心的是车路协同的相关技术,能否先下放到整车研发中。这一方面可以实现技术储备,另一方面也可以将车路协同技术量产落地。“对于主机厂来说,我们思考技术不是一蹴而就的,还是希望从近期到远期,先把提升单车智能能力的技术先用起来,逐步再把与路网结合强相关的V2V先跑起来。”
北京国际交通展小编觉得,实现车路协同或者车路云一体化,分层解耦、跨域共用是关键,因为智慧交通的整个链条比较长,碎片化也比较严重,必须建立一个开放的生态,通过统一的平台,把点状的示范区推动到全国统一运营管理阶段。
北京国际交通展浅谈车路协同如何可持续发展
北京国际交通展小编觉得,应“立足现实”和“兼容未来”遵循二八法则。“活下去,才有未来”。针对目前交通的痛点问题,比如拥堵、停车难、秩序混乱、信号灯配时不合理、重点车辆监管不到位、非机动车管理难度大等问题,应该花费80%左右的时间精力去攻关,先把现实问题解决好,真正改善出行现状,并且改善效果可以量化,让人直观知道前后的效果对比。然后,再花20%左右的时间精力去考虑未来创新,适当超前。
目前有些地区的试点应用从实际场景出发,取得了良好效果。北京通过对60平方公里道路的智能化改造,实现交管执法、交通目标监测、信控优化、数据融合计算及V2X(车对外界的信息交换)功能应用等,助力缓解城市交通拥堵,目前示范区早、晚高峰道路拥堵里程已分别下降29.14%和22.41%,绿波干线全天平均停车次数降低20%,出行效率显著提升。广州积极探索自动导引停车、自主代客泊车等智慧化停车示范应用,“广州泊车”小程序用户量已达100万人次,接入近3100家经营性停车场、约145万个泊位的实时动态信息。长沙对2000余辆传统公交车进行网联化、智能化改造,在主动安全、准点率、交通信号优先等方面开展示范应用,有效提升市民出行效率,已累计服务200万以上人次。济南采取“智慧公交+智能物流”模式,用13条乡村振兴公交线路辐射全域39个自然村的服务站点,有效满足农村物流双向流动需求,方便山区群众3.2万余人。
车端和路段同时发力,提升老百姓体验感
车路协同的最终目的依然是为人服务,而不是为车服务,当前建设的车路协同项目中,普遍存在的问题是老百姓体验感不强,而体验感不强又源于“两率”达不到,即路侧覆盖率和车端渗透率。
政府主导提升RSU路侧覆盖率,即建设“智慧的路”。起步阶段,没有必要全城、全路段的100%覆盖,而是在危险路段和十字路口等重要点段优先布设,实现智能网联的辅助驾驶,包括交叉路口碰撞预警、闯红灯预警、紧急制动预警、危险路段提示等。这种思路下,根据道路等级、所在区位、通行能力等因素划分优先级,让部分道路“先智慧”,然后逐步发展、不断迭代,以点带面,“先智慧”带动“后智慧”,最终实现所有道路“共同智慧”。
多方参与提升OBU车端渗透率,即发展“聪明的车”。一方面,对于营运车辆、管控车辆等可以采用前装和后装结合的方式全部安装;另一方面,通过政策引导加补贴的方式,鼓励车企量产C-V2X汽车,实现车车协同、车路协同,提高驾驶安全和交通效率。
车路协同,重在“协同”
单车智能的局限性
《中国软件定义汽车产业发展趋势报告》指出,在政策导向、技术演进和市场需求的多方推动下,当前中国单车智能已取得阶段性成功。截止2022年6月的统计数据显示,全国1-6月累计乘用车销量1035.5万辆,其中L2及以上等级智能网联汽车销量187.3万辆,渗透率达到20.2%;全国1-6月累计新能源乘用车销量260.0万辆,其中L2及以上等级新能源智能网联汽车销量112.3万辆,渗透率高达43.2%。但单车智能无法作为实现自动驾驶的有效路径:
一是成本高昂。自动驾驶汽车需要在安全性和稳定性上做到极致,甚至比普通汽车的要求还要严苛,不仅需要配备更多传感器、辅助定位设备、通信设备,还要求车身、传感器、计算平台及配套软硬件设备都需要经过车规级量产的考验,这必然会大幅增加车辆成本,难以实现量产应用。
二是感知长尾。基于数据驱动的深度学习技术在日常的驾驶环境中,已经能够实现单车的自动驾驶,但受车端传感器物理特性、车端算力等限制,车辆在恶劣天气、遗撒物体、鬼探头等长尾场景中的感知能力,仍然需要持续提升。
三是混行交通博弈。单车智能自动驾驶车辆还需要面对混行交通博弈等挑战,从交通全局的角度看,依靠个体智能无法取得最优的效果,因此需要车与路的统一协调管理,才能更好地权衡自动驾驶车辆的安全与效率。
智慧道路难度大
自2018年《交通运输部办公厅关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》发布以来,“智慧的路”建设取得了显著成就,全国有超9000公里高速公路已经和将要在其部分路段开展智慧高速建设工作。当前处于智慧道路仍然处于试点阶段,各省市各自为战,究竟应该建成什么样尚无定论,不过建设过程中存在的问题已经日益凸显。
一是城市中的智慧道路存在重复建设问题。目前多以“谁需要谁建设”的原则在推进路侧建设,除杆件共用,路口的感知设备、数据、算力均难以共享共用,存在大量重复建设、新旧设备堆叠问题。
二是智慧道路分级标准不清晰。不同等级智能驾驶汽车需要不同能力等级的道路支撑,业界初步达成了“避免过度建设,分级分类推进,追求轻量化智慧道路”的建设共识,但智慧道路如何分级,每个级别应该实现什么功能,智慧道路的分级和自动驾驶级别的关系等问题都没有统一。
北京国际交通展小编觉得,道路建设并非加大投资、增加智能化设备即可。
北京国际交通展浅谈车路协同发展的未来
车和路协同发展是路助车、车辅路、路与车的互联互通的必然发展趋势,同时协同发展也具备更多的投资价值和商业化前景。
车路协同给单车智能的赋能主要体现在四个方面:一是单车智能无法解决的超视距、鬼探头等典型场景,可以由车路协同赋能;二是可以降低单车智能居高不下的成本;三是车路协同可以从网联化的角度提升车辆的安全冗余;四是从交通优化的角度看,仅靠单车是无法实现局部或全面交通优化的,必须要有车路协同的赋能。
车路协同系统的车端、路端和云端同时具备感知能力,都可以作为主车的感知信息源。主车周围车辆可通过V2V方式进行感知共享,路端感知系统和设施可通过V2I进行感知共享,云端平台也可以发挥数据优势,通过V2N方式进行数据共享,所有感知数据汇聚在车端进行融合处理,得到最终感知结果信息。
结语
当下,车路协同与智慧城市走到了一起,我国是世界上首个系统性开展双智协同发展的国家,16个试点城市加快推进双智建设,越来越多“聪明”的车跑在越来越智能的道路上。双智试点通过建设“车城网”平台,汇聚多层次的动静态数据,一网通览、一网统管,不断提升城市基础设施智能化水平,北京国际交通展小编觉得,不仅提高了交通运行的效率和安全性,也带给市民更加方便的出行体验,为解决和改善城市病、促进智能网联汽车发展做出了积极贡献。
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