沒有智能公路,無人駕駛跑了個寂寞

  你知道北京二三四環(huán)為什么被稱為北京環(huán)線停車場嗎?在高峰時段,你在二三四環(huán)路上拍個視頻發(fā)朋友圈,別人會以為這是一張照片,因為路上所有的車都停止不動,是名副其實的“堵城”。 

  在百度地圖發(fā)布《2021年第一季度中國城市交通報告》中,排名第一擁堵的北京通勤高峰實際平均速度只有28.24km/h,騎個小電動都比這速度快。隨著中國的城鎮(zhèn)化發(fā)展,不止北京,全國各大城市都出現(xiàn)了不同程度的交通擁堵,道路資源遠遠跟不上城市的發(fā)展速度,放眼全世界“堵王”城市,北京只能勉強排進前30名,冠軍被美國洛杉磯拿下。

  現(xiàn)在,通勤便利已是人們在一個城市安居樂業(yè)的先提條件之一。每天堵在路上的半個小時,用來睡覺不香嗎?別慌,其實已經(jīng)有人開始用智能科技解決交通問題了。

  經(jīng)常玩游戲的朋友都知道一款叫《看門狗》的開放世界沙盒游戲,在游戲中,利用網(wǎng)絡(luò)可以支配整個虛擬世界,比如可以控制汽車前進后退,控制道路交通系統(tǒng),控制城市橋梁、設(shè)置路障等,甚至操縱交通信號燈引發(fā)30輛車連環(huán)追尾事故都不在話下,道路系統(tǒng)可針對需求進行靈活變動。

  等等,這跟堵車有什么關(guān)系?游戲通過網(wǎng)絡(luò)控制道路系統(tǒng)帶來秩序,反過來想,生活也是一場大型游戲,一步步將虛擬變成了現(xiàn)實。未來的道路有科技屬性,這種想法看似科幻般開玩笑,其實有理論依據(jù),只要我們滿足三個條件:

  1、智能駕駛/無人駕駛

  2、通過大數(shù)據(jù)預(yù)判交通情況

  3、速度更快、延時更低的網(wǎng)絡(luò)

  如何定義智能道路?

  其實智能公路并不是新興概念,早在20世紀(jì)90年代初,美國洛杉磯修建了一段“駛?cè)f達公路”,成了試驗性的“智能公路”,建立在公路系統(tǒng)與通訊系統(tǒng)相結(jié)合的基礎(chǔ)上,不需要增鋪公路,就能提高公路的通行能力,等于高效不再堵車。

  當(dāng)時整個系統(tǒng)有三個作用:1、把即將發(fā)生的交通堵塞顯示在汽車導(dǎo)向圖上,用電波發(fā)射出去;2、準(zhǔn)確地測定通過路面上每一點的交通流量和流速;3、位置檢測。

  這聽著很高大上對不對?其實現(xiàn)在一個地圖APP就能搞定,這并不是我們想要的智能公路。

  那么如今我們所說的智能公路,究竟是什么樣子?

  長安大學(xué)信息工程學(xué)院教授徐志剛在《智能公路發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)》中提到:公路是一種多功能集成的道路基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng), 由自動駕駛車輛、車路通信與協(xié)同、智能道路基礎(chǔ)設(shè)施三部分組成

  簡單來說,智能公路通過智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)消除行車安全和交通擁堵的隱患。但這種說法過于籠統(tǒng)不嚴(yán)謹(jǐn),智能公路有沒有一套標(biāo)準(zhǔn)來評估?有的,行業(yè)有八大關(guān)鍵性技術(shù)。

  這八項技術(shù)非常有意思,甚至有些腦洞大開,但這里先不劇透,后面我們會講到,唯一可以透漏的是這八項技術(shù)實現(xiàn)起來并不難。既然不難,為什么現(xiàn)在還沒出現(xiàn)真正意義上的智能公路呢?

  我們在等一陣東風(fēng),這陣東風(fēng)名曰“無人駕駛”。

  無人駕駛是道路升級的重要一環(huán)

  為什么無人駕駛可以減緩擁堵?首先我們來了解造成擁堵的原因。

  司機有反應(yīng)時間,車有加速減速時間。當(dāng)一輛車減速停下的時候,后車也隨著減速停下,在前車重新啟動時,就會增加前后兩車的車距,同時降低后面道路上的平均速度,這種現(xiàn)象將會傳遞到后面的每一臺車,因此造成擁堵。

  聽起來很復(fù)雜,看看動圖就能明白了:

  總結(jié)起來,目前擁堵原因主要都來自于人,每個人都有不同的開車習(xí)慣,以至于每輛車都極具個性化,但個性化在道路這種需要秩序的環(huán)境中,是缺點。道路想要消滅擁堵情況,最好的方法就是消滅個性化。

  在開放世界的游戲大作中,不管是洛圣都還是舊金山灣地區(qū),除非你刻意擾亂,不然很少會出現(xiàn)堵車的現(xiàn)象,原因是路上行駛的汽車不管是路線還是速度,都是一串設(shè)計好的代碼,個性化在游戲NPC中是不存在的,自然沒有堵車現(xiàn)象。

  利用代碼打造一個交通系統(tǒng),誰說現(xiàn)實世界不可以呢?實現(xiàn)邏輯是利用距離探測傳感器,讓汽車之間保持一定的安全距離,整個車隊形成一致性的整體。這就是八大關(guān)鍵性技術(shù)之一——車輛隊列技術(shù)。

  這等于將智能公路上所有的汽車轉(zhuǎn)變成訓(xùn)練有素的隊列,要走一起走,要退一起退,車與車之間始終保持著同樣的距離。

  但這中間還有一項不可控因素,就是汽車電量。假如我們坐上無人駕駛汽車,駛上了智能公路,結(jié)果顯示電量不足請充電,走了5公里后電量耗盡,停在路上,占著一條車道,這等于也造成道路擁堵。

  既然這樣,電量低的無人駕駛汽車先去充電不就行了?道理是這個道理,但這顯然不夠智能,我們的目標(biāo)是無人駕駛汽車24小時營業(yè),這就得用到提到技術(shù)之二——無線充電技術(shù)。

無線充電

  早在2016年,南方電網(wǎng)廣西電力科學(xué)研究院的祝文姬博士及團隊成功建成了國內(nèi)第一條電動汽車無線供電小型試驗車道,掌握了電動汽車無線供電技術(shù)。

  相比研發(fā)電池技術(shù)來提高汽車?yán)m(xù)航,無線充電無疑給電動汽車的續(xù)航問題帶來了新的思路。未來實現(xiàn)電動汽車的動態(tài)無線充電,將無線充電模塊配置在智能道路上,同時太陽能等新能源提供電力,可以大幅減少電動汽車配備的動力電池容量,節(jié)能減排,降低電動汽車的運行成本。

  小米此前發(fā)布的隔空充電技術(shù)如果能持續(xù)迭代更新,保不準(zhǔn)將來可以用在公路上,分段放置隔空充電設(shè)備,電動汽車豈不是隨時隨地都能保持滿電狀態(tài)?

  當(dāng)然,道路本身還是關(guān)鍵。我們對道路的要求是能夠智能自主感知環(huán)境,換句話說,就是在道路材料上加入一些傳感器,這些傳感器讓道路對交通環(huán)境進行分析、處理、判斷,以此達到能量收集、自診斷、信息交互等智能化功能,這就是技術(shù)之三:道路智能材料技術(shù)。

  除了這三種關(guān)鍵技術(shù)外,用專業(yè)的術(shù)語來說,還包括V2X網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、高精度地圖技術(shù)、面向主動安全的道路控制技術(shù)、車路交互技術(shù)以及結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施的智能決策與規(guī)劃。

  細心的你可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn),雖說智能公路的八大關(guān)鍵技術(shù),但并不是所有技術(shù)都針對公路,汽車也是智能公路這個概念中的一部分,智能公路只是一個載體,我們真正的目的是“車路協(xié)同”

  車路協(xié)同將成為主流

  對于車路協(xié)同這件事,我們國家是舉雙手贊成,早在2011年,國家科技部就將“智能車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究”列入863計劃重要課題,此后,政府也在 2017-2020 年集中發(fā)布了多個車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策。

  華為公司LTE產(chǎn)品線總裁熊偉是這么說的:“面向未來的智能交通,應(yīng)當(dāng)讓車輛與路邊的既有設(shè)施充分協(xié)同,共同打造安全、高效、綠色的通信網(wǎng)絡(luò)。”

  意思就是,未來車輛與道路相輔相成,好比我們現(xiàn)在的移動互聯(lián)網(wǎng),把手機當(dāng)成汽車的話,那么智能公路就是5G網(wǎng)絡(luò),手機在網(wǎng)絡(luò)中沖浪,汽車在道路上飛馳,通過無線通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)車與車、車與路、車與人、車與網(wǎng)絡(luò)的實時數(shù)據(jù)交互。

  好處是我們隨時可以獲知周邊車輛、位置信息等微環(huán)境信息,通過各種信息進行大數(shù)據(jù)分析,判斷周圍行車環(huán)境、預(yù)測事故概率,提高行車安全性及交通效率。以后就再也不會有120的車被堵在了路上,直接快速安排。

  對于車子來說,有了車路協(xié)同的加持,相當(dāng)于擁有“千里眼順風(fēng)耳”。感知范圍擴大到周遭幾百米,決策更精準(zhǔn)。比如說,提前知道前方紅路燈狀態(tài),完成加速 or 減速操作;通過車車互聯(lián),提前感知到前車位置速度,提前判斷來往車輛意向。

  對于這點交警叔叔們拍手叫好,再也不用日曬雨淋站在道路中間指揮交通了,對于交管部門來說,通過云平臺實時了解交通狀態(tài),進行動態(tài)調(diào)控,提升通行效率,降低城市擁堵,等于對這片區(qū)域的交通狀況開啟了上帝視角。

  在無人駕駛時代來臨時,交通管理中心就可以有效地對每輛無人駕駛汽車進行管理,用戶也可以準(zhǔn)確地找到需要找的車,最為重要的是,每一輛車會沿著一個數(shù)碼軌道運行。

  小時候玩過四驅(qū)車的應(yīng)該就知道,當(dāng)有了既定的軌道,不僅速度更快,且發(fā)生碰撞的機會幾乎為零。

  只不過我們從實體軌道換成了數(shù)碼軌道,這樣大大減少了事故發(fā)生的可能性,無人駕駛汽車只需要發(fā)現(xiàn)前方的障礙并及時反應(yīng),不需要擔(dān)心因為變道、超車、障礙物帶來的影響。

  未來的一段時間,當(dāng)無人駕駛汽車和普通汽車并存時,在一些高速公路或者城市道路上可能會專門為智能汽車設(shè)計專有的車道,讓智能汽車和普通汽車能夠有序運行,這樣道路的通行能力就會大幅提高。而在無人駕駛汽車全面替代普通汽車時,城市的道路規(guī)劃就變得更加簡單。

  這才是真正的車聯(lián)網(wǎng),而不是僅限于車上的一塊屏幕。

  設(shè)想一下,重新定義之后的智能交通將是這樣的:清晨,我們坐上智能汽車,在路上,這輛車會沿著一個已經(jīng)規(guī)劃好的數(shù)字軌道運行,精確地到達乘客的身邊,再把乘客送往目的地。所有的路線都由智能交通控制中心進行規(guī)劃,既保證了高速度,也不會出現(xiàn)交通擁堵,因為哪輛車在什么時間經(jīng)過什么地方,都進行過運算。

  或許這才是真正的汽車共享經(jīng)濟,對于普通人而言,需要車時,智能交通系統(tǒng)就可以派一輛車來接你,你只需要支付服務(wù)費用即可。這些車不需要人來駕駛,成本也很低。因為智能交通體系的支撐,這些車不會擁堵,使用效率高,安全性可靠。從這點來看,今天的打車應(yīng)用,一定程度上也是在為未來的服務(wù)模式提供嘗試。

  夢想很美好,但實現(xiàn)起來并不容易,智能交通是一件費時費力費錢,需要國家政策支持才能實現(xiàn)的偉大愿景,我們非做不可嗎?是的,而且我們已經(jīng)在做了。

  從百度的車路協(xié)同開源方案,到阿里的“智慧高速”實踐,到騰訊的“車路協(xié)同”生態(tài)連接器價值論,再到華為的C-V2X芯片以及在系統(tǒng)架構(gòu)層面,這是除了汽車外,另一個讓國內(nèi)巨頭集體下場的賽道。

  巨頭們比誰都清楚,如果沒有“車路協(xié)同”,自動駕駛只是空談,光有技術(shù),不能上路,車路協(xié)同是自動駕駛的前提條件。

  可以預(yù)見,智能交通協(xié)同發(fā)展將成為一種趨勢。車路協(xié)同系統(tǒng)被稱為道路交通安全的第三次革命,是智能交通發(fā)展的重要目標(biāo)之一。

  很多人認(rèn)為智能汽車只不過是一臺手機加四個輪子,其實這種說法并不全面,智能汽車本身具有的智能科技固然重要,但如果沒有智能公路等其他條件的協(xié)同,就如手機沒有了網(wǎng)絡(luò),iPhone 12 Pro Max也只是一臺MP4。在智能汽車時代,車聯(lián)網(wǎng)不僅僅指的是汽車,還有信息通信、交通等多個領(lǐng)域,彼此間互相協(xié)同,才是完整形態(tài)的車聯(lián)網(wǎng)。

  而今,我們正處于由互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及人工智能等多種信息技術(shù)融合的新一輪智能交通建設(shè)的起點,智能交通必將掀起一場新的偉大革命,還是那句老話,“想致富,先修路”。

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