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          刘旭:智慧高速与车路协同发展思考

          发布时间:2021-07-05 14:47


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                    从各省市(区)发布的“十四五”规划来看,智慧高速的建设都赫然在列。随着各个省“交通强国”试点工程不断落地,作为智能交通的重要细分市场,智慧高速的发展驶入了快车道。交通运输部路网监测与应急处置中心作为行业管理部门,也带领着整个行业在积极探索智慧高速的建设。

                    交通运输部路网监测与应急处置中心联网结算服务部副主任刘旭,在6月17日在2021WTC世界交通运输工程技术论坛“车路协同智慧交通”论坛发表演讲《智慧高速与车路协同发展思考》。


                    本期报告:

                    智慧高速与车路协同发展思考

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                    报告人:刘旭

                    专家简介:交通运输部路网监测与应急处置中心联网结算服务部副主任,高级工程师,作为全国高速公路电子不停车收费联网工程、取消高速公路省界收费站工程的主要负责人,专注于高速公路服务创新、成果应用推广等领域,曾荣获中国高速公路30年信息化经典工程奖、国家金卡工程金蚂蚁奖“公共服务平台奖”、中国交通运输协会科学技术进步一等奖等多项省部级奖项。


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                    刘旭的重要观点如下:

                    1

                    车路协同本身不是一种技术,是通过很多技术实现的一种形式。

                    刘旭:车路协同是通过一些技术,实现车路、车车之间的信息交互,目标是通过人、车、路的协同,保障交通安全、提高通行效率,并不是为了支撑自动驾驶而生。

                    2

                    高速公路的运营目标是服务公路出行者,所以我们认为,智慧高速的建设不是要聚焦智慧,而是要聚焦高速,回归高速公路运营的本质。

                    刘旭:高速公路运营的本质是保障路网运行安全性,提升运行效率,增强用户出行的便捷度和服务的满意度。

                    3

                    如何在流量大幅增长的情况下、有限的道路资源中,仍然能保安全、保畅通、优服务,才是路网承载力倍增的本质意义。

                    刘旭:要达到路网承载力倍增,不是去建一套新的体系或架构,而是在我们高速公路现有运营指标上去分解和提升。

                    4

                    在自动驾驶领域,我们要以需求为导向,让路和车真正“对话”起来。

                     刘旭:路方要解决的应该是单车智能解决不了的问题,比如说超视距的信息。“智慧的路”把超视距的信息提供给车,由车的计算和决策平台来进行自动驾驶的决策,我们是跟单车智能互为补充。

                     5

                    ETC本质上是一种通讯手段,也是一种车路协同应用。它基于5.8GHz DSRC技术,不止可以用来收费,也可以用于车路通信。

                    刘旭:进一步推动ETC与汽车CAN总线连接,实现与车机互通。这样OBU收到信息后就可以通过车载音响或屏幕进行直观的信息交互,实现更高级别的车路协同。


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                    以下为根据现场录音及速记整理的完整版汇报内容

                     刘旭:尊敬的各位领导、各位同仁、各位朋友,大家上午好。我今天分享的题目是《智慧高速与车路协同发展思考》。今天论坛主题是车路协同智慧交通,我是做高速公路联网运营的,所以聚焦我们这个行业给大家分享一下我们关于智慧高速和车路协同发展的一些思考。

                    首先是车路协同。这个名词大家都很熟悉了,刚才王笑京王院长也提到车路协同概念已有近20年。但是通常大家说车路协同,要么是说C-V2X技术,要么是说为了实现自动驾驶,好像这三者是一个概念。事实上,车路协同是通过一些技术,实现车路、车车之间的信息交互,目标是通过人、车、路的协同,保障交通安全、提高通行效率,并不是为了支撑自动驾驶而生。车路协同本身不是一种技术,是通过很多技术实现的一种形式。

                    第二个是智慧高速。现在智慧高速建设很热,但一提到智慧高速,大家就认为一定要支撑自动驾驶,就要用很多高大上的新技术,好像不支持自动驾驶、没有高精尖技术就不是智慧高速了。我们一直在思考智慧高速的核心是什么?为什么要建智慧高速?建智慧高速是去服务尚未推广应用的自动驾驶车辆,还是服务已经在路上跑的2亿多用户?高速公路的运营目标是服务公路出行者,所以我们认为,智慧高速的建设不是要聚焦智慧,而是要聚焦高速,回归高速公路运营的本质。高速公路运营的本质是保障路网运行安全性,提升运行效率,增强用户出行的便捷度和服务的满意度。

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                    智慧高速建设的第一个目标是实现路网承载力倍增。随着汽车的普及,车流量的增长是我们无法控制的。如何在流量大幅增长的情况下、有限的道路资源中,仍然能保安全、保畅通、优服务,才是路网承载力倍增的本质意义。要达到路网承载力倍增,不是去建一套新的体系或架构,而是在我们高速公路现有运营指标上去分解和提升。比如说通过对交通事件的感知分析,能够实时预警和诱导,促进通行效率提升,是不是可以带来承载力的增加?如果我们应急响应速度更快,能够更快速疏通拥堵,是不是可以满足车流量的增长?如果在收费站,我们用一些小的创新和改进把现场处置和运营效率提升,保障收费站畅通,是不是可以实现承载力增加?如果我们的收费、指挥调度、应急处置这些指标,每一个都有一些提升和增长,就有可能保障我们路网在大流量下依然可以安全、高效、畅通。

                    各省的高速公路管理单位对这些观点都很认可,现在大概有10个省份提出希望跟我们一起研究智慧高速解决方案,用更落地的方式来提升业务指标,建设智慧高速。我们正推动一些省份一起来量化分解业务指标,看看到底哪些指标对路网承载力有重大影响,这些指标需要通过什么方式来提升。业务指标的量化分解,实际上就是智慧高速工程建设方案制定和试点应用的指导方向。

                    智慧高速建设的第二个目标是:准全天候通行

                    通过技术手段或运营手段改进,保障路网在车流量增加的情况下仍然能安全高效通行,是路网承载力倍增的一个方面。另一个方面,路网运行时长的增加也能带来承载力倍增。高速公路在极端天气或者是养护施工时,都会进行交通管制,很长时间甚至是封路的,不能走的,这大大降低公路利用率。所以我们第二个目标是实现准全天候通行。首先划分事件类型,看看因为什么样的恶劣天气封路有多久、什么情况的养护施工会影响通行。基于这些,我们就可以通过一些技术手段或组织管理的改进,去实现在保证安全的前提下,减少高速公路的封路时间。这样既能提升出行者的体验,又能增加高速公路运营时长,同时也可提升道路经营者收益。这里提到一点我们运营单位一直很困惑的事情:智慧高速建设投入那么大,收益到底是什么?实际上,一方面是路网运行效率和安全提升带来的社会效益,另一方面就是通过路网承载力倍增,给高速公路业主带来的经济回报,从而形成投资收益良性循环的可持续发展机制。

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                    智慧高速建设与自动驾驶

                    我们一直说“聪明的车”需要“智慧的路”,那么到底什么才是智慧的路?我们建设智慧高速,预设的车辆需求不一定是车辆真正的需要。最近我们中心给主机厂发了调研问卷,希望了解车辆在L3/L4/L5不同等级的自动驾驶阶段需要道路提供什么信息,需要提供信息的精度、要求等。目前已经收到一些主机厂的反馈。很多主机厂生产或设计的智能车辆,已经具备了一定视距内自主采集信息和处理信息的能力。这是单车智能可以解决的问题,那路方要解决的应该是单车智能解决不了的问题,比如说超视距的信息。“智慧的路”把超视距的信息提供给车,由车的计算和决策平台来进行自动驾驶的决策,我们是跟单车智能互为补充。并且在自动驾驶领域,我们要以需求为导向,让路和车真正“对话”起来。调研过程中,有些车厂就问我们,C-V2X的路侧终端什么时候可以布,多少米布一个?ETC的路侧设备要多少米布一个?我的观点是,设备怎么布设,不是我们去预设的,而是要看车需要什么信息,多长距离、什么情况下需要这些信息,我们是根据需求来制定建设方案。另外,道路对自动驾驶车辆的支撑不是一步到位。现在路上自动驾驶车还很少,我们可以先研究试验。在自动驾驶车萌芽到普及的过程中,可能很长时间都是自动驾驶车和普通汽车混行的状态,我们更应该考虑的是在混行状态下,交通如何组织、管理和服务。

                    智慧高速系统建设方向:充分利用现有系统。

                    车路协同也好、智慧高速建设也好,都要定位于解决实际运营问题。所以从工程建设、系统建设、工程应用等方面来说,不是要用最新的最高大上的技术,而是要用最实用的、最有效率的、最有效果的技术和手段。智慧高速不是另外建一套系统,而是充分利用现有系统。现在高速公路已经有通信、监控、收费、指挥调度、出行服务、道路养护等一系列系统,各个系统之间相互独立,只支撑自己的业务,存在一定的资源浪费。智慧高速建设要把现有系统互通融合起来,充分发挥每一个已经布设的设备价值,发挥聚合效应,这样需要补充的设备就没有那么多。

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                    首先,信息感知维度-统筹考虑业务目标。首先应全面梳理目前各个系统已有的感知设备,分析我们的业务需求和服务目标,通过这些来判断现有布设的感知设备够不够?如果不够,需要在什么样的点位上补充什么样的设备。

                    第二个,信息处理维度—全面推动AI应用。我们监控也采集信息、收费也采集信息,我们要做的应该是把各个系统采集的数据汇聚起来,可以通过AI进行分析和处理,识别出事件信息。一方面可以为出行者提供相应的信息服务,另一方面也可以支撑各块业务做得更好。

                    第三个,用户服务触达维度—充分利用ETC系统。现在,高速公路主要通过情报板或是跟第三方导航合作来推送一些信息,后续车路协同用什么方式、什么设备来快速触达司乘人员或是车辆呢?实际上,我们已经有一个现成的通讯通道,就是ETC。

                    ETC本质上是一种通讯手段,也是一种车路协同应用。它基于5.8GHz DSRC技术,不止可以用来收费,也可以用于车路通信。我们现在路侧有26000多个门架,还有2.26亿ETC用户,有非常好的车路协同设备和用户基础。我们把收费系统和监控系统打通后,可以通过ETC门架将上游识别的交通事件信息发送给途径车辆,利用车载OBU的连续蜂鸣提醒车主有事故发生,再结合情报板做相应的诱导,以便于车主提前采取主动安全措施。

                    传统后装OBU设计的出发点主要是收费,人机交互相对简单。下一步,在推动ETC前装普及的过程中,进一步推动ETC与汽车CAN总线连接,实现与车机互通。这样OBU收到信息后就可以通过车载音响或屏幕进行直观的信息交互,实现更高级别的车路协同。如果是自动驾驶车,它还可以把收到的路侧信息传递到计算决策平台,为自动驾驶规划决策提供基础数据支持。这个也是基于ETC实现车路协同,以及未来支持自动驾驶的一个演进路径。

                    依托成熟的ETC系统,可以快速落地车路协同应用,可以在短时间内实现大规模的用户服务,能在一定程度上提高路网运行的安全和效率。ETC可能不是最先进的技术,但它是目前成本最低、效率最高、基础最广、实现最快的一条路径。对于新技术,我们可以同步研究实验,然后成熟一个纳入一个,这样不断地来补充我们高速公路运营能力和水平。

                    第四个,业务协同维度。数据处理之后的信息,不止能够服务于用户,还可以反向去支撑高速公路运营管理相关的业务。比如说交通流量对道路养护频率、养护内容是不是有影响?现在业务系统是独立的,业务部门也是独立的。通过系统融合互通,一方面可以促进业务之间的相互协同,一方面也能进一步提升交通从业人员的能力素质,比如干收费的也要懂监控,这样就能形成这个业务的良性发展。


                    总结


                    今后,路网运行、养护、服务、救援、应急等业务的信息化和智能化特征都将越来越明显,信息系统的角色也将越来越重要。我们应该充分结合既有应用基础和运营服务需求,在智慧高速和车路协同发展过程中从服务倒推,科学合理地控制建设和运营成本,分阶段建设规划、不断演进,并充分考虑与综合交通运输体系的衔接,支撑“水陆空”融合发展,走出一条中国特色、自主创新的高速公路智慧化之路,为用户提供安全、便捷、高效的出行服务。

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