智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開道路網(wǎng)聯(lián)測試環(huán)境搭建研究

萬金鳴　康誠　潘新福

摘 要：智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試逐步由封閉場地測試向公開道路測試轉(zhuǎn)變，本文研究了智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開道路測試要求、網(wǎng)聯(lián)測試應(yīng)用場景及網(wǎng)聯(lián)測試環(huán)境搭建流程要點，可用于支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開道路網(wǎng)聯(lián)測試環(huán)境搭建。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車 公開道路測試 網(wǎng)聯(lián)環(huán)境

1 引言

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、5G通信、高精度地圖等信息通信技術(shù)的快速發(fā)展和革命性突破，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已成為我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。2020年2月23日，國家發(fā)改委、工信部等11部委聯(lián)合印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，明確當前發(fā)展的首要任務(wù)是“構(gòu)建協(xié)同開放的智能汽車技術(shù)創(chuàng)新體系”，即突破關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)、完善測試評價技術(shù)、開展公開道路測試及示范應(yīng)用試點。這也意味著我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展已經(jīng)從技術(shù)研發(fā)與測試驗證階段逐步進入到公開道路測試與示范應(yīng)用大規(guī)模推廣的新階段。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開道路測試要求

為推動汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，推進交通運輸轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)新發(fā)展，規(guī)范智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試管理，工業(yè)和信息化部、公安部及交通運輸部于2018年聯(lián)合發(fā)布《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試管理規(guī)范（試行）》。目前各地開展的智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開道路測試及示范應(yīng)用活動均以此規(guī)范為基礎(chǔ)。

規(guī)范中明確封閉場地測試是自動駕駛車輛道路測試的前提條件，同時要求智能網(wǎng)聯(lián)汽車進行公開道路測試前，應(yīng)由國家或省市認可的從事汽車相關(guān)業(yè)務(wù)的第三方檢測機構(gòu)進行自動駕駛功能檢測驗證，檢測驗證項目包括但不限于以下項目。

*注：（1）標注*的項目為選測項目。

（2）企業(yè)聲明車輛具有標注*項目的自動駕駛功能或者測試路段涉及相應(yīng)場景的，應(yīng)進行相關(guān)項目的檢測。

通過以上要求不難看出，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在進行公開道路測試前，自動駕駛功能已經(jīng)進行過嚴格的測試。因此，在公開道路測試中，一方面是對車輛自動駕駛功能的進一步驗證，另一面則是對車輛網(wǎng)聯(lián)功能（即：V2X車路協(xié)同）進行檢驗和驗證。

3 網(wǎng)聯(lián)測試應(yīng)用場景研究

基于合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)的應(yīng)用場景主要可劃分為五大類：

安全類：前向碰撞預(yù)警、交叉路口碰撞預(yù)警、左轉(zhuǎn)輔助、盲區(qū)預(yù)警/變道輔助、逆向超車預(yù)警、緊急制動預(yù)警、異常車輛提醒、車輛失控預(yù)警、道路危險狀況提示、限速預(yù)警、闖紅燈預(yù)警、弱勢交通參與者碰撞預(yù)警;感知數(shù)據(jù)共享、協(xié)作式變道、協(xié)作式車輛匯入、協(xié)作式交叉口通行、弱勢交通參與者安全通行等。

效率類：綠波車速引導(dǎo)、車內(nèi)標牌、前方擁堵提醒、緊急車輛提醒、協(xié)作式優(yōu)先車輛通行等。

信息服務(wù)類：汽車近場支付、差分數(shù)據(jù)服務(wù)、場站路徑引導(dǎo)服務(wù)、道路收費服務(wù)等。

高級智能駕駛：協(xié)作式車輛編隊管理。

交通管理：動態(tài)車道管理 、浮動車數(shù)據(jù)采集等。

以上測試場景涵蓋了V2I、V2V、V2P、P2X等通信方式。

4 網(wǎng)聯(lián)測試環(huán)境搭建研究

以“車-路-云”為基礎(chǔ)、以自動駕駛和車路協(xié)同等人工智能技術(shù)為引擎、集高清攝像機、激光雷達、微波雷達等智能感知設(shè)備，構(gòu)建全要素、全時空、全感知的道路，搭建網(wǎng)聯(lián)測試環(huán)境。此外還需打造一個強大的云控管理平臺，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供對象級的感知信息，支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車公開道路測試及示范應(yīng)用。

4.1 道路基礎(chǔ)設(shè)施

道路基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)符合公路建設(shè)相關(guān)標準和《公路工程適應(yīng)自動駕駛附屬設(shè)施總體技術(shù)規(guī)范》等技術(shù)要求。涵蓋基本的道路設(shè)施設(shè)備：

道路交通設(shè)施：交通標志、標線、護欄、分隔設(shè)施、照明設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等。

電力通信設(shè)施：電網(wǎng)線路、寬帶局址、移動通信局址，移動通信基站等。

以上內(nèi)容根據(jù)實際需要進行安裝布置。

4.2 智能路側(cè)設(shè)備

智能化道路建設(shè)是搭建網(wǎng)聯(lián)測試環(huán)境的重要一環(huán)，其中路側(cè)智能感知設(shè)備建設(shè)尤為關(guān)鍵。基于多傳感器融合技術(shù)，智能路側(cè)感知解決方案能夠以“上帝視角”精準捕捉多種道路參與者信息，彌補如十字路口、高速出入口等駕駛場景中的感知盲區(qū)，且在極端天氣下具有很強的魯棒性，并通過邊云協(xié)同，實現(xiàn)“聰明的車”與“智慧的路”之間的實時交互。

路側(cè)感知設(shè)備主要有激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、雷視一體機等，全面動態(tài)感知道路實時信息，經(jīng)邊緣計算單元將道路情況數(shù)據(jù)化、結(jié)構(gòu)化，并推送給車輛和后臺。路側(cè)感知設(shè)備在實際鋪設(shè)過程中可以直接安裝在紅綠燈桿、照明燈桿等已有立桿上。

基于不同網(wǎng)聯(lián)測試場景的感知性能需求，提出不同的感知設(shè)備布設(shè)準則，同時參照現(xiàn)有標準及網(wǎng)聯(lián)場景設(shè)計方案來明確路側(cè)感知融合系統(tǒng)的性能需求，如：激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、雷視一體機、邊緣計算單元等的參數(shù)與性能;同時，還應(yīng)關(guān)注路側(cè)感知融合系統(tǒng)的軟件算法功能和性能指標，聚焦于路側(cè)單類型感知傳感器以及融合系統(tǒng)的算法功能輸出，以及對邊緣計算平臺的通用化需求。

4.3 云控管理平臺系統(tǒng)

云控平臺是車路協(xié)同“車、路、云”體系中的上端，其任務(wù)主要包括事件融合分析、事件精準調(diào)度、后臺事件下發(fā)、算法管理、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)開放、設(shè)備調(diào)度運維等。云控平臺應(yīng)具有實時信息融合和共享、實時云計算、實時應(yīng)用編排、大數(shù)據(jù)分析、信息安全等基礎(chǔ)服務(wù)機制，為智能汽車測試管理提供車輛測試運行、基礎(chǔ)設(shè)施、交通環(huán)境、交通管理等實時動態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與大規(guī)模網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用實時協(xié)同計算環(huán)境。

4.4 車路協(xié)同網(wǎng)絡(luò)層

車路協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)層是云控管理平臺與路側(cè)系統(tǒng)交互的通道，相當于人體的神經(jīng)系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)傳遞來自路側(cè)設(shè)備各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信。負責車與路、車與車、車與人、車與應(yīng)用平臺的互聯(lián)互通，包括公共網(wǎng)絡(luò)、車用無線通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、短距離無線通信等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳送。在數(shù)據(jù)鏈路層提供的兩個相鄰端點之間的數(shù)據(jù)幀的傳送功能上，進一步管理網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信，將數(shù)據(jù)設(shè)法從源端經(jīng)過若干個中間節(jié)點傳送到目的端，從而向運輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。

4.5 高精地圖服務(wù)

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車運行過程中，高精度地圖是實現(xiàn)自動駕駛功能和車路協(xié)同功能的基礎(chǔ)，主要為車輛提供輔助感知、車道級定位、路徑規(guī)劃等功能。高精度地圖靜態(tài)信息數(shù)據(jù)由圖商采集制作而成，并通過路側(cè)設(shè)備進行分發(fā);動態(tài)信息數(shù)據(jù)可通過路側(cè)設(shè)備和車端感知設(shè)備收集后，經(jīng)后臺處理后再經(jīng)路側(cè)設(shè)備分發(fā)至車端。

5 結(jié)語

汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級已經(jīng)成為時代的選擇，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)代表著汽車行業(yè)的發(fā)展方向和未來，國內(nèi)各企業(yè)紛紛進行智能網(wǎng)聯(lián)汽車投資。但我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展處于起步階段，發(fā)展戰(zhàn)略和政策尚需與其他產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，關(guān)鍵技術(shù)有待突破，與制造業(yè)、信息通信產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等跨界合作有待加強。在產(chǎn)品研發(fā)過程中，亟需依托完備的智能網(wǎng)聯(lián)道路環(huán)境，開展大規(guī)模、多場景的公開道路測試，來不斷完善智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)。網(wǎng)聯(lián)測試環(huán)境的搭建是開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用和測試不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

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