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面对智能网联,公路基础设施该怎么建?

来源:汽车商业评论(张霖郁)2020-10-01 00:05

2020年9月15日,由全国汽车标准化技术委员会和国家技术标准创新基地(汽车)在天津市联合举办的“第六届智能网联汽车技术及标准法规国际交流会(ICV2020)”于上午正式开幕。

本次会议邀请行业主管部门与欧盟、日本等主要汽车产业国家、地区标准主管部门和联合国(UN)、欧洲汽车工业协会(ACEA)等国际机构以及国内外汽车、电子、通信、交通、互联网等行业的三百余名专家、学者,齐聚汽车、交通、公安、电子和通信五大行业标准化组织及技术机构专家,聚焦智能网联汽车标准法规体系研究与建设,共商智能网联汽车技术研发、产业发展、战略规划等议题。

智能网联汽车的发展中,不管从自动驾驶部分还是网联部分,都对交通基础设施提出非常高的需求,今年上半年交通部发布了《公路工程适应自动驾驶附属设施总体技术规范征求意见稿》。

9月15日下午,交通运输部公路科学研究院智能协会研究中心主任侯德藻先生在论坛上介绍了交通基础规范的情况。

以下是现场实录。

非常高兴有机会和大家交流,也非常感谢主办方提供这样一个机会。今天介绍一下正在征求意见和编制过程当中《公路工程适应自动驾驶附属设施总体技术规范》有关内容。

这个规范是交通行业今年非常重要的规范,属于交通运输部公路局公路工程行业标准,公路工程行业标准有一套标准体系,应该是一个非常严格的标准体系,现在所有的道路,公路基础设施怎么样建设,它的尺寸、材料、结构,有关内容都是在公路工程标准体系里面进行具体地规定和定义的。

现在正在编适应自动驾驶附属设施总体规范,属于公路工程行业标准组成部分,这是整个交通行业公路工程标准体系第一个支持自动驾驶或者自动驾驶相关的规范,规划编制计划时间是今年年底编制完成,主编单位、参编单位集合了行业内和国内相关的主要单位、公司和研究院,大家贡献共同的力量,共同完成标准的编制工作。这个标准也是按照交通部有关的要求,请的李克强教授作为标准主审专家。

编制标准的背景在座各位都是业内同仁比较清楚了,自动驾驶两个技术路径,到现在大家对两个技术路径发展有一些比较清晰的认识,我们自主式的自动驾驶和车路协同式的自动驾驶,往后发展都会呈现共同发展的趋势。

车路协同式自动驾驶对于交通基础设施,对于交通领域来讲是承担比较多的技术发展路径,所以说在交通行业也受到了非常大的重视。最近几年,我们整个同交通部到研究单位,对于车路协同式的发展给予了比较多的关注,投入比较多的资源和研究力量,做相关的工作。

有一些科研,有一些示范工程,有一些尝试,经过一定积累之后大家都认识到,我们交通行业需要制定一个专门针对自动驾驶公路设施方面基础规范,来进一步支撑自动驾驶在交通行业发展,当然这也是我们现在整个行业和社会发展要求,包括交通行业之外,像工信行业和汽车领域的行业,现在对于基础设施智能化,对于基础设施适应自动驾驶发展要求有比较高和比较迫切地要求,最近一段时间在各种各样的论坛,在一些技术交流过程当中表达相同的意见和要求。

当时编制规范基本定位,为了更好地适应车辆部分或者完全自动化运行的要求,对相关公路设施提出有关的技术要害。公路设施包含的内容主要是附属设施,除了路基路面桥梁主体工程之外,上面的附属设施,附属设施包括几个大的类别,交通安全设施、交通服务设施、交通管理设施和其他设施,其他设施包括地图、定位,这些设施以前时候要传统公路工程以及附属设施里面没有的,现在要新加到里面来。

整个规范定位在整个规范标准体系定位上属于整体通用规范里面智慧板块,这也是公路工程技术标准的体系,智慧板块以提升公路信息化和智能化水平为目的,确定公路信息化整体架构、系统功能、数据质量、传输网络、网络安全、信用体系、能源网络基础性标准模块,这一次编跟自动驾驶相关公路工程标准就是在这样一个模块里面,这个模块规定了这个标准主要的内容和关键要规定的点。

下面把标准有关内容相对详细介绍一下:

1、标准使用范围。规范使用范围是高速公路和一级公路,二级公路、三级公路、四级公路可参考实施。主要的对象是高速公路和一级公路基于我国道路基础设施发展的条件和基本的构成来考虑的。高速公路在建设过程当中起点还是相对比较高,现在高速公路都建设了光纤通信的系统,都建设了光电系统,还有监控系统。另外高速公路和一级公路有比较好的特点,大部分都是交通方向隔离的,我们有中间隔离带和中间隔离设施,两个方向交通是分隔的,对于自动驾驶来讲最容易实现交通状况,也是场景相对简单的交通条件。我们这个规范是第一版,也是刚刚起步,所以规定的适用范围主要是这两类。

2、规范编制进度。从2019年10月完成了编制大纲评审,2020年4月完成了征求意见稿,在公路局网站公开征求意见,预计今年年底完成送审稿,现在完成了有关意见汇总整理以及进一步修改和落定的工作,下一步要召开有关专家咨询和不同行业之间的沟通,进一步听取专业专家的意见,来进一步完善稿子有关内容。

到现在修改完的稿子,经过第一轮征求意见,面向整个公路公开征求意见之后,确定下来现在稿子包括13个章节,这13个章节从前面总则、术语与缩略语,第3章到第13章,11个章节内容,每一个章节一个体系结构进行规定。这里面包括第3章对于整体架构做定义,从第4章到第13章是10个模块,整个公路工程适应自动驾驶附属设施总体构成由十大系统构成的。分别是高精度地图,定位设施、通信设施、交通标志标线、交通控制与诱导设施、交通感知设施、路侧计算单元、功能与照明设施、自动驾驶检测与服务中心、网络安全十个系统。

这十个系统相互之间的结构和数据的一些联系,在这个图里面有一个示意,像自动驾驶监测与服务中心,是中心化的结构,可以是实体中心,也可以是云上的中心。高精度地图部署于监测与服务中心,下面在路上的依次要布设定位、通信、标志标线、诱导、感知、计算、供能照明,这些都是在路侧不值得。另外跟车端进行配合,跟自动驾驶车辆之间有信息交互和互动,形成了中心端、路端、车端三个层面整体架构,这个整体架构制定过程和确定过程总结了前期国家做了大量的尝试,包括我们一些测试厂都做了比较多的尝试,当然有失败的教训,我们重点总结了一些成功的经验,同时参考了国内外自动驾驶公路设施技术架构,确定了总体结构。

总体结构的构成对各个部分之间逻辑关系进行了深入地分析,逻辑关系是各个组成部分之间数据的交互交换,功能相互补充,或者功能的构成一个整体方面,分析逻辑架构,这个逻辑架构确定下来之后,后面各个部分之间界面和信息传递的内容就会明确下来,便于后面各个章节对于各个部分进行详细地规定。

高精度地图章节,规范里面第四章,实际上在这里面规定总体技术规范规定相对来讲比较简单,主要是未来要部署在自动驾驶监测与服务中心里面高精度地图,应该具有什么样的结构,应该具有什么样的功能,还要达到什么样的性能,这样几个基本要点。

我们规定了未来部署在自动驾驶监测与服务中心高精度地图是由静态数据图腾和动态数据图腾构成的,静态数据图腾包括哪些内容,动态数据图腾包括哪些内容,在规范里面有基本要求。动态数据图腾包含交通流的状态,交通事件、道路事件、道路气象环境、交通管控信息、交通预警信息这样一些信息包含在动态数据图腾里面。

这些功能要求还要达到一些具体的性能要求,对于关键性能指标提出要求,静态数据图腾查询接口响应时间不宜大于1秒,静态数据图腾及时更新的要求,还有局部静态数据更新周期不宜大于72小时,这是对于高精度地图功能和性能要求。

另外是部署要求,未来高精度地图部署在静态数据图腾和动态数据图腾和相关应用服务,都是部署自动驾驶监测与服务中心,这个规定直接针对于基础设施,未来自动驾驶监测与服务中心依托于高速公路有关监测中心条件建设的,跟车上用的高精度地图,当然匹配到一起,形成数据的统一,但是并没有直接对车上高精度地图功能性做进一步规定。

第五章节定位设施,自动驾驶用到高精度定位的要求,定位设施里面包括了高精度导航、卫星导航定位设施和路侧辅助定位设施,主要的功能为自动驾驶车辆提供它所需要定位信息。在这里面对于系统构成,路侧辅助定位设施的要求还有有关性能要求给出了具体地规定,像高精度导航、卫星导航定位设施,有基站的系统,数据传输与综合处理系统,以及服务数据拨发的系统来构成。路侧辅助测试,主要是路侧辅助定位设施,主要用于一些没有卫星信号特殊环境,比如说隧道,比如说卫星信号不太好山区道路里面,我们规定另外一种路侧辅助定位设施技术要求。

第六章通讯设施章节。我们在公路上的通信设施包含类别比较多,本身公路沿线都有光缆有线通信,能用的有线通信条件利用上,同时还可能会用到多种形式通信方式,包括直连通信,包括短程通信,甚至物联网通信都有可能在基础设施上用到,这个章节对通信设施功能性能以及部署要求给出了具体的探索。

第七章交通标志标线章节。交通标志标线分成两个类别,第一个类别传统实体交通标志标线,对于我们自动驾驶车辆来讲实体交通标志标线要求清晰完整符合我们国家标准。还有一个更加支持自动驾驶电子化标志标线,给出了实体交通标志、电子化交通标志功能性能和部署的要求。

第八章交通控制与诱导设施。把公路交通控制与诱导信息转化为更加易于机器辨识数字化信息,并以联网方式发布和传输,按照控制和诱导具有的功能达到的性能指标和沿线布设具体技术要求组织的。

第九章交通感知章节,包括交通流感知,交通基础状态感知,事件感知,气象交通参与者感知具体内容。

第十章路侧计算单元,主要用于边缘云,我们说要形成边缘计算条件,来布设路侧计算单元,这些单元包括配置性能指标,还有在路侧沿线布置技术的要求。

第十一章供能和照明设施。主要是为了便于路上绿色能源利用,还有照明条件的提供。

第十二章自动驾驶监测与服务中心章节,这是我们中心处理的要求,包括了自动驾驶监测与服务中心具有什么样的功能,有些什么样的模型和算法,模型算法达到什么样的性能指标的要求,还是有关其他运营和管理的要求。

最后一个部分网络安全章节,包括了物理环境安全、通信网络安全、区域边界安全、计算环境安全、安全管理有关规定,主要是保护自动驾驶车辆与附属设施之间,重点保障附属设施相互之间信息交换过程当中,相关系统硬件软件数据不被破坏、更改和泄露的要求。网络安全章节着眼于路侧设施和基础设施,这一块安全要求,跟通信安全保障和车辆信息安全之间也有保持一个统一,使整个安全体系能够有一个共同的结构和安全的要求。

以上是十三章的内容,时间关系非常快的把规范的内容介绍一下,实际上规范内容如果大家感兴趣的话,现在正在修改和编制过程当中,我可以把征求意见稿的内容,现在修改稿的内容发给大家,希望大家能够进一步给我们提出完善和修改的意见建议,我们希望像最后说的一样,交通行业内外和多个行业共同紧密合作,共同推动整个智能交通和自动驾驶车路协同以及整个产业发展,谢谢大家!