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寻找刚性需求场景 | 车路协同技术PK传统交通技术

本文重点选取了七个车路协同落地场景,对比同一个场景应用,传统交通技术和车路协同技术的实施过程与效果,综合考虑实施成本和技术应用难易度,梳理与总结车路协同技术路线下的更具价值的应用场景。

车路协同作为自动驾驶重要的技术路线,在智能交通领域的应用场景愈加广泛,从发展趋势角度看,未来的车路协同技术将会以场景化建设为主。

据赛文研究院统计,2020年车路协同市场投资规模呈现快速增长态势,同比2019年增长率超过100%,2021年上半年过亿的项目有4项,规模合计6亿元,越来越多的地区开始参与车路协同的项目建设。

随着项目的相继落地,行业也日趋理性,车路协同的真实效果如何,刚性需求的场景在哪里,业内充满着疑问。

本文重点选取了七个车路协同落地场景,对比同一个场景应用,传统交通技术和车路协同技术的实施过程与效果,综合考虑实施成本和技术应用难易度,梳理与总结车路协同技术路线下的更具价值的应用场景。 

01

信号灯上车,标志牌上车

交通信号灯是指挥交通运行的信号灯,一般由红灯、绿灯、黄灯组成,通常在路口设置。交通信号灯是一种语言,它通过颜色、闪烁等方式与交通参与者进行信息传递。

道路交通标志牌则是显示交通法规及道路信息的图形符号,它可以使交通法规实现具象的表达,是用来管理交通、指示行车方向,进而保证行车安全与道路畅通的设施。

车路协同技术路线:

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信号灯、标志牌上车

对于具备全液晶仪表盘的汽车,借助车路协同技术,可以将信号灯灯色和时间、(可变)标志牌等信息发送到车端,并在车辆仪表盘显示。

交通信号灯、标志牌上车后,可以为驾驶员提供闯红灯警告、绿波行驶中最佳车速引导、车内红灯倒计时、选择绿灯最多的路线动态导航以及可变道信息提前获取(例如可变车道标志牌上车)等超视距辅助驾驶服务。

传统交通技术路线:

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信号灯、变灯倒计时屏幕

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可变车道标志牌

传统交通技术主要是以在路口布设信号灯、变灯倒计时屏幕以及在路侧安装电子可变标志牌的方式呈现,信号灯和标志牌可以辅助驾驶员启动停止、控制车速,从而确保道路的安全、通畅。

 点评:

有观点认为信号灯上车、标志牌上车确实能为驾驶员带来便捷,特别是在前方信号灯、标志牌有树木、大型车辆遮挡的情况下,但也有观点认为更习惯观看传统的信号灯和标志牌,车内信号灯吸引驾驶员关注度,存在安全隐患。 

02

重点车辆优先通行

公交(包含重点车辆,以下简称“公交优先”)优先即公共交通优先,是指在城市规划建设、特殊车辆通行、大型活动特殊车辆通行等交通管理中,把目标车辆放在优先通行重要位置,实现车辆的畅通、便捷。

车路协同技术路线

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应用车路协同技术的智慧公交

基于车路协同的公交信号优先通常利用C-V2X无线技术实现公交车辆与道路控制系统之间的实时信息交互,一方面公交车辆可获取交叉口的控制模式、信号配时、相位状态等信息,另一方面道路控制系统可实时获取公交车辆状态如车辆位置、车辆速度等信息。

系统借助车载OBU和路侧RSU实现C-V2X无线通信,将车辆状态数据转发至路侧,经由路侧RSU生成优先请求发送至信号控制机,信号机优化信号配时方案,将控制方案上传至中心信号控制平台并接受平台宏观调控指令进行方案调整。

传统交通技术路线:

传统技术主要以RFID(射频识别)技术为主。

在国内,一些城市利用RFID技术,通过在公交车上安装电子标签实现了公交车辆感知,在公交车到达路口时向信号机发出优先请求,信号机执行相应的优先策略。

 点评:

以RFID为代表的传统交通技术并不能实时、快速的检测公交的动态位置,因此在预测公交车辆到达路口的具体时间会有所偏差,从而使公交优先策略在实施上存在不确定性。

而应用车路协同的系统,当车辆靠近路口时,系统能实时获取精准的位置、速度等数据,并与交通信号灯控制系统进行数据交换,通过红灯缩短、绿灯延长等方式实现公交优先通行,提升效果较为明显。 

03

鬼探头

所谓“鬼探头”,通常是指某些安全意识薄弱的交通参与者突然从前方路边或路口闯入,驾驶员因旁边车辆或其它障碍物遮挡视线,致使行驶中的车辆不能及时反应,造成交通事故的发生。

在“鬼探头”场景中,无论人眼还是摄像头,在驾驶过程中视觉盲区始终存在。

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“鬼探头”场景

车路协同技术路线:

车路协同的原理在于,通过在路侧布置的行人感知设备(包括雷达、摄像头、红外线等),对移动中的行人进行感知,将路侧感知到的危险信息经由RSU传递给车端OBU,辅助驾驶员提前对汽车进行减速,做好预判。

传统交通技术路线:

在“鬼探头”的事故多发路段,传统技术往往依靠设置路侧静态交通标志牌提供警示,整体上并无特别有效的管控措施。

 点评:

“鬼探头”是车路协同的刚性需求场景,应用车路协同技术的路段,能有效减少交通事故发生,消除驾驶员在行进中因视觉盲区带来的安全隐患。 

04

弯道会车预警(山区路段)

驾驶机动车通过山区弯道行驶时,应提前减速,注意观察,在弯道盲区内,可能存在落石及停驶的故障车等障碍,而且也可能存在对向车辆占道行驶或对向来车占道超车的情形。

车路协同技术路线:

该场景下的车路协同技术与“鬼探头”场景下的技术类似,同样是依靠布置在路侧的感知设备获取信息,再经由路侧的RSU与车端OBU通信,辅助驾驶员了解转弯盲区的交通信息。

传统交通技术路线:

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弯道预警标志牌

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弯道布设的反光镜

通常在弯道入弯和出弯两侧安装指示牌、反光镜或LED情报屏,帮助驾驶员提前获知前方道路盲区内的来人来车情况,以便提前采取措施避免交通事故发生。

 点评:

弯道会车预警(山区路段)也是刚需场景,应用车路协同技术,能有效确保山区弯道的安全通行,保障道路畅通。

05

自动泊车

城市中的大型商业综合体、医院、交通枢纽、旅游景区等封闭停车场,面临挑战日益增长。

对于业主、停车场运营方而言,传统停车场的车位资源相对有限,资源分配不均匀。对于车主而言,则是找位难,停车场中车多位少,不清楚闲置车位的具体位置,大量时间浪费在寻找车位上;找车难,车主在离开时寻找汽车,时常忘记具体位置,容易迷失在复杂环境中。

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自动泊车示意图

车路协同技术路线:

在停车场这类封闭场所,车路协同技术更容易落地。基于车路协同的自动泊车,场端需配置监控摄像头、RSU、边缘计算服务器,在车端对于具备APA(全自动泊车辅助系统)和通信设备的AVP(自主代客泊车)量产车型,仅需进行微调适配,即可在停车场实现自动泊车、自动取车服务。

应用车路协同技术的停车场,有效提升了车主的停车体验和业主的运营管理能力。

传统交通技术路线:

停车场主要依靠停车机器人系统实现自动泊车。该系统的自动停车所采用的方式是,利用一个底盘机器人将汽车抬起来,用这个底盘自动移动去停车,从而替代汽车自身移动。

 点评:

相较应用停车机器人实现自动泊车的高昂成本(仅机器人成本就在几十万),应用车路协同技术的停车场改造费用相对较低,且对提升停车便利性体验确实有所帮助,但就目前阶段,自动泊车并不是刚性需求场景。 

06

高速公路雨雪雾等突发恶劣天气提醒

雨雪雾等突发性恶劣天气,一直是在高速公路场景下引发交通事故的重要因素,在交通安全、经营收入、交通管理等方面,困扰着业主单位、出行者和执法部门。

车路协同技术路线:

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交通气象监测器

在高速路旁设置一体式交通气象监测器、监测设备,同时对雨、雪、雾等多种异常天气以及结冰、积水等异常道路环境进行检测,当监测器检测到异常后能及时发送数据,经由 RSU与OBU的通信,对行驶车辆发送实时提醒。

传统交通技术路线:

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情报板对恶劣天气进行信息传递

传统技术通常通过地图类app、情报板等方式,对高速公路行驶的车辆进行气象信息提醒,对于雨雪雾等突发性恶劣天气的实时提醒相对滞后,对结冰、积水路段缺乏有效监测。

 点评:

高速公路是车路协同技术落地的重要场景,天气则是影响高速公路安全、畅通的重要因素。车路协同技术为高速管理者面对雨雪雾等突发恶劣天气提供的及时性方面提供了更好的方案,不过传统技术路线和车路协同技术路线差异带来的最终效果有待实战评估。 

07

高速公路隧道危险预警

隧道一直是高速公路的重要组成部分,由于隧道是特殊地下、山体中的管状构造物,始终存在着易出事故、导航盲区、管理困难等诸多问题。对于运营管理者而言,降低隧道事故发生率,防止事故扩大、减少事故损失,减少能耗,降低运营成本,对“三客一危”(旅游包车、班线客车、校车、危险品运输车)等重点车辆实现全程监控,是需要达到的目标。

车路协同技术路线:

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应用车路协同技术的京礼高速

在高速公路隧道、隧道出入口等事故易发路段场景,通过雷达、视频等多源数据的边缘智能计算,实现高速公路事故、行人、遗撒物等异常交通事件的全天候实时感知,并通过车路协同网络实时发送给车辆,辅助车辆进行车速调整、变道超车、自动减速以及紧急停车等功能。

传统交通技术路线:

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隧道警示灯

在传统技术方面,高速公路隧道内的监控主要以摄像头的布设为主,并在隧道出入口设置禁止通行警示灯。当摄像头监测到隧道内发生异常事件后,可以控制警示灯向行驶车辆发出禁止通行的信号。

 点评:

高速公路隧道安全管控是车路协同应用的刚性场景。应用车路协同技术的隧道,司机可以更及时的发现危险事件,获取的道路信息也更为详细,能有效确保隧道的安全、畅通。 

08

小结

对比传统交通技术路线,在“鬼探头”、“弯道会车预警”、“高速公路隧道危险预警”等刚需场景,车路协同技术的应用对于保障交通安全、实现便捷通行的效果十分明显。

考虑到感知设备高昂的建设与运维成本,未来车路协同技术的应用应该是场景化的,无论是城市交通还是高速公路,都适宜在有需求,特别是刚性需求场景下的关键路段进行感知布设,对于提升效果不明显的场景应选择性布置,更不宜在全线高密度布设。

在安全、效率、信息服务方面,刚性需求的场景寻找成为车路协同未来快速发展的关键驱动力。  

参考资料:

《公交信号优先的“历史、现状、未来”》

《仪表盘上的信号灯|新模式》

《“礼让行人”那些需要关注的细节》 

图源:来自网络

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