高速公路的車路協(xié)同應(yīng)用場景

趙偉

（河北交投智能交通技術(shù)有限責(zé)任公司，河北 石家莊 075000）

高速公路網(wǎng)絡(luò)體系日益完善，同時互聯(lián)網(wǎng)等前沿信息技術(shù)的應(yīng)用，從根本上改變了傳統(tǒng)的交通出行模式，但隨之衍生的環(huán)境污染、交通擁堵等問題，成為交通發(fā)展進(jìn)程中的阻礙因素。鑒于此，亟需提高道路運(yùn)營水平，車路協(xié)同則是重要的發(fā)展方向。

一、工程背景

某智能汽車品牌在高速路段的車路協(xié)同與自動駕駛演示工作會議上演示了智能汽車的部分功能，展示了前方緊急制動、異常闖入物預(yù)警、自動減速、特殊路況等多類典型交通場景，為車路協(xié)同的發(fā)展提供了一定程度的參考。逐步成熟的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高速公路領(lǐng)域的應(yīng)用水平也在逐漸提高，但由于測試場地建設(shè)水平偏低等因素的限制，車路協(xié)同應(yīng)用場景的驗證工作尚處于小規(guī)模研究階段，而此次演示則進(jìn)一步營造出了良好的車路協(xié)同發(fā)展氛圍。

二、車路協(xié)同應(yīng)用場景

車路協(xié)同以傳感探測等先進(jìn)技術(shù)為支撐，創(chuàng)建車路信息的高效互通渠道，打破以往車輛和基礎(chǔ)設(shè)施、車輛與車輛之間秩序混亂的發(fā)展瓶頸，深度發(fā)揮系統(tǒng)資源的應(yīng)用優(yōu)勢，是緩解交通擁堵、提高道路通行服務(wù)水平的重要方式。現(xiàn)階段，車路協(xié)同的應(yīng)用場景常見于安全保證、效率提升及信息服務(wù)三個層面。縱觀其發(fā)展趨勢，基于自動駕駛的協(xié)同服務(wù)已經(jīng)嶄露頭角，將成為全新的發(fā)展方向。

三、高速公路車路協(xié)同的應(yīng)用場景

（一）高速公路的運(yùn)營特點

1.相向行駛和同向行駛的獨立性和秩序性

高速公路高度強(qiáng)調(diào)車輛在高速通行條件下的秩序性，對駛?cè)胲囕v流向提出特定要求，以形成不同方向的車流，避免車輛混流的情況。

出于提高行車安全性的目的，高速公路采取的是分隔行駛的模式，即在路面中間增設(shè)分隔帶，使相向的車流保持相對獨立的關(guān)系，以免因相向行車而發(fā)生剮蹭等事故。對于同向行駛的車輛而言，為之配套兩條或更多的車道，同時在路面清晰劃線，準(zhǔn)確標(biāo)識快車道和慢車道，坡度及行駛時能見度，將相同車速區(qū)間的車輛歸集至相同的車道上，避免因前后車速差而引發(fā)追尾等事故。

2.嚴(yán)格控制車輛出入

高速公路加強(qiáng)車輛出入控制，即全封閉、全立交等方式，增強(qiáng)高速公路的獨立性，減小與周邊環(huán)境的結(jié)合，從根本上規(guī)避動物闖入。非機(jī)動車、妨礙正常交通秩序的車輛等均不具備駛?cè)敫咚俟返臈l件。

從車輛自身運(yùn)行的角度來看，則需經(jīng)由互通式立交匝道駛?cè)牖蝰偝觯搪窂角逦髁恕?/p>

3.高標(biāo)準(zhǔn)

相較于普通公路而言，高速公路在設(shè)計、施工等方面均提出了一套更高的標(biāo)準(zhǔn)。在線形選擇方面，則追求長直線形的路段，應(yīng)盡可能避免半徑過小的方案，大半徑曲線是較為合適的方式，且需視地形情況合理選擇，較為可行的有圓曲線或緩和曲線，在保證車輛通行安全性和舒適性的同時，還可進(jìn)一步美化高速公路。

4.配套完善的服務(wù)設(shè)施

高速公路的服務(wù)設(shè)施豐富，包含服務(wù)區(qū)、提示標(biāo)志標(biāo)識等，在高速公路的正常運(yùn)營中發(fā)揮著服務(wù)司乘人員的作用，例如車輛駕駛者可在服務(wù)區(qū)休息，以飽滿的精神面對后續(xù)的駕駛路程；提示標(biāo)志標(biāo)識則能夠給駕駛者提供方向引導(dǎo)，避免朝錯誤方向行駛，也可引導(dǎo)駕駛者控制車速。

（二）高速公路的應(yīng)用場景分析

1.物理區(qū)域劃分

高速公路集多部分于一體，從物理區(qū)域的角度來看主要有三部分。

高速公路出入口。車輛駛?cè)牖蝰偝龈咚俟非埃?jīng)過收費站，再于匝道上通行一段距離，但此處的車流走向尚未穩(wěn)定，易發(fā)生碰撞和擁堵現(xiàn)象，因此需向匝道乃至主路提供實時與全面的車輛行駛信息。對于此區(qū)域的應(yīng)用場景，安全類應(yīng)用包含碰撞預(yù)警、便道輔助等，效率類應(yīng)用包含前方擁堵提醒等，信息服務(wù)類應(yīng)用包含信息公告等。關(guān)于高速公路入口示意圖，如圖1所示。

圖1 高速公路出入口示意圖

車輛通行路段。車輛通行過程中易發(fā)生追尾等交通事故，同時沿線還存在急彎、陡坡等特殊通行環(huán)境，為全面保證車輛通行的安全性，可應(yīng)用車路協(xié)同的方案。應(yīng)用場景方面，安全類應(yīng)用包含碰撞預(yù)警、緊急制動預(yù)警、車輛失控預(yù)警等，效率類應(yīng)用包含車輛讓行、前方擁堵提醒等，信息服務(wù)類應(yīng)用則體現(xiàn)在服務(wù)信息的公告等方面。關(guān)于車輛通行路段的示意圖，如圖2所示。

圖2 車輛通行路段示意圖

服務(wù)區(qū)。高速公路建設(shè)里程較長，車輛通行距離普遍較遠(yuǎn)，駕駛者在經(jīng)過長距離的駕駛后疲勞感上升，因此可選擇就近的服務(wù)區(qū)休息。根據(jù)功能需求，服務(wù)區(qū)常建設(shè)有停車、餐飲等場景。根據(jù)建設(shè)特點規(guī)劃其應(yīng)用場景，安全類應(yīng)用包含安全駕駛輔助提示、碰撞預(yù)警等，效率類應(yīng)用指的是自動泊車等，服務(wù)類應(yīng)用則體現(xiàn)在服務(wù)信息公告等方面。

2.業(yè)務(wù)場景劃分

高速公路的運(yùn)營對象包含小轎車、客運(yùn)車輛、貨運(yùn)車輛、危化品運(yùn)輸車輛等，需提供通行服務(wù)。各類業(yè)務(wù)場景均具有獨特性，對應(yīng)的應(yīng)用場景也不盡相同。貨運(yùn)物流車輛的通行特點在于存在明確的目的地，且為滿足貨物的時效性需求具有連續(xù)行駛的特點，可采取編隊等方法，達(dá)到提高交通效率、減少不必要成本投入的效果。在此業(yè)務(wù)場景下創(chuàng)設(shè)細(xì)分的應(yīng)用場景，例如協(xié)作式自適應(yīng)巡航、車輛遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程遙控駕駛、限速行駛及交通管制等。

高速公路是交通事故的高發(fā)區(qū)域之一，在發(fā)生事故后，醫(yī)務(wù)等領(lǐng)域的專業(yè)人員應(yīng)及時趕至現(xiàn)場，以便快速組織救援工作，為保證救援的及時性和可靠性，應(yīng)確保緊急救援車輛優(yōu)先行駛。同時還需做好定期維護(hù)工作，期間對道路采取臨時封閉措施或限行管理措施，為保證維護(hù)工作的安全性，如限行管理、施工預(yù)警等應(yīng)用場景具有適用性。除此之外，收費站和服務(wù)區(qū)也是應(yīng)用場景的重點考慮對象，根據(jù)收費和休息服務(wù)需求，在創(chuàng)建業(yè)務(wù)場景時應(yīng)當(dāng)考慮到自動泊車、服務(wù)信息公告等方面。

四、結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，高速公路在安全類、效率類及信息服務(wù)類三個方面的應(yīng)用場景創(chuàng)建工作已經(jīng)取得成效，但也存在不足之處。例如，高定位精度、低系統(tǒng)延遲的自動泊車等相關(guān)場景，依然未在實際道路中得到驗證，或是僅停留在小規(guī)模應(yīng)用的階段，還存在一定的問題；現(xiàn)階段國內(nèi)的智能汽車聯(lián)網(wǎng)測試場建設(shè)水平偏低，難以高精度模擬高速公路場景；高速公路的車輛行駛速度相對較快，對定位精度、通信及時性等均提出較高的要求，現(xiàn)有技術(shù)水平依然無法起到支撐作用。

根據(jù)此類局限性，提出兩點發(fā)展思路，即推動基礎(chǔ)設(shè)施的智能化改造進(jìn)程，組織大規(guī)模的測試驗證；創(chuàng)建并完善跨行業(yè)協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)體系。