广州低空交通实践:新型无人智能网联平台研发与应用
国家重点攻关项目--开源无人智能网联系统应用示范项目的发展背景、研发过程、应用成果
编者按:随着科技的飞速发展,无人智能网联技术在全球范围内取得了显著进展,其应用领域不断拓展,延伸至城市管理和生活服务多个方面。
3月6日,在第十四届(2025)智能交通市场年会分论坛,低空交通产业发展论坛中,广州公共交通集团大数据总监、广东智能交通协会会长、国际先进技术与工程院院士谢振东,发表了《无人(无人机、无人车、无人船)智能网联系统研发及应用》主题报告。
谢振东表示,2018年粤港澳大湾区自动驾驶产业联盟的成立,有力推动了相关技术的研发与实践,其承担的国家重点攻关项目成果斐然。谢振东详细阐述了国家重点攻关项目--开源无人智能网联系统应用示范项目的发展背景、研发过程、应用成果,并对产业未来发展提出建议。
一、无人智能系统的应用现状与发展需求
1.1军事领域应用及局限
俄乌战争中,俄罗斯的无人作战设备应用广泛。标志性无人战车能配合作战任务模块自主追踪与作战;无人机挂载炸弹执行任务,无人战车可远程遥控爆炸攻击。
然而,现有无人作战设备存在明显局限:一方面,从远控遥测、遥控向自主控制转变是提升智能化水平的关键,目前自主控制能力有待提高;另一方面,实现从单线任务执行到海陆空协同作战的跨越,面临着不同设备间协同配合的难题。
1.2城市管理和生活服务领域应用
在城市管理和生活服务方面,无人智能设备同样发挥着重要作用。无人车可进入危险区域执行灭火消防任务,无人机能进行山林防火巡检,无人船可参与洪灾救灾。这些应用为城市生活带来便利,加速了无人智能设备在多个垂直领域的普及。但要进一步提升服务质量和效率,同样需要解决从远程遥控到自主控制、从单一作业到协同联动的问题。
那么我们如何去解决目前这些问题,该怎么做?我们认为要具备三个维度的智能。
第一是要急需开发开源、开放的通讯网络,为多种无人智能设备提供大带宽、低时延、高可靠的网络环境;第二是急需构建智能化调度多种无人设备的平台,支撑海陆空协同场景的实现;第三是急需加快无人设备基于新型网络和终端实现无人智能网联系统的应用及验证。
二、新型无人智能网联平台的研发
2.1 项目背景与目标
为应对无人智能设备的发展需求,2019年广州市公共交通集团牵头开始承担国家科技部宽带通讯和新型网络重点专项——开源无人智能网联系统应用示范项目。该项目旨在攻克无人智能网联系统的关键技术,形成开源开放式网络环境,开发相关通信模块、基站系统及网联应用技术,并通过开放验证构建协同联动云平台。
2.2 研发内容
1.构建开源开放式网络环境:致力于打造适用于无人智联系统的开源开放式网络环境,为无人智能设备提供大带宽、低时延、高可靠的网络支持,实现云与网端的灵敏打通和按需互联。
2.开发通信模块及基站系统:研发适用于无人智能系统的开源通信模块及基站系统,确保设备与网络之间的高效通信,满足无人设备在复杂环境下的数据传输需求。
3.突破网联应用技术:基于构建的网络环境及终端设备,开展无人智能网联应用的技术攻关,推动无人智能网联技术在多场景下的创新应用。
4.开展开放验证:通过多个测试市场进行开放式测试,广泛收集数据,对系统进行优化和完善,最终形成协同联动的云平台,提高系统的可靠性和稳定性。
5.形成典型示范:通过上述研发应用,形成多无人智能系统协同联动云平台,在广东省建设国家级示范区并开展应用示范
2.3 关键技术突破
1.智能网络建设:采用开源开放式网络架构,实现网络内切片在一分钟内的灵活动态配置,根据不同业务属性定制,开放核心网络资源。在带宽、覆盖和能源利用方面优于传统网络,同时实现数据传输时延小于20毫秒,打造低时延、高可靠的网络环境。
2.智能平台构建:基于高精度地图和业务需求构建多种算法模型,针对场景区域、线路设计和协同联动业务流程进行规划部署。目前已实现智能网联平台的七大功能模块,可实时监控调度各类无人设备,通过数据可视化和仿真实现多维度设备作业。
3.智能设备研发:与专业通讯单位合作研发跨平台通讯设备,应用于无人车、无人船和无人机领域。分别与大疆、云洲等合作,依托广州公共交通集团资源开展自动驾驶公交和出租的研发运营,为无人智能网联设备提供技术支撑。
三、无人智能网联平台的应用成果
3.1 无人车测试场建设与验证
无人车网联测试场,我们搭建了位于电子五所的增城总部,部署有5G基站、智能路侧单元、激光雷达、雷视一体机、移动红绿灯、MEC等,搭建基于OTA的无人机无线通信室内测试平台,开展基于车机协同的智能跟随图传、远程拍照等功能验证。
在此情况下,先后完成了自动驾驶功能应用场景应用验证,覆盖识别、跟车、避让等31个场景,完成车路协同场景应用验证,覆盖安全类、效率类扥等16个场景。
围绕电子五所增城总部中央水域,开展无人智能系统协同联动场景部署,完成43个业务场景数据流及业务详情的设计。
3.2 示范应用案例
在新型无人智能网联平台的发展进程中,多个领域的示范应用成果突出,有力推动了相关技术的落地与拓展。
在自动驾驶方面,文远知行和小马智行积极与粤港澳大湾区自动驾驶产业联盟携手,开展自动驾驶公交和出租运营示范项目。依托新型无人智能网联平台,其自动驾驶车辆在复杂城市路况下,借助先进传感器、高精度地图与智能算法,实现安全高效行驶。
文远知行的自动驾驶公交在广州部分线路试运营,准点率高;小马智行的自动驾驶出租车为乘客提供便捷出行服务。二者于去年在美国拉斯维加斯成功上市,标志着自动驾驶技术商业化取得重大突破,也彰显了无人智能网联平台对产业发展的推动作用。
在无人船领域,云洲智能在苏州盐城打造的无人船智能化水面移动平台,是无人船应用的创新典范。该平台搭载先进导航、通信与感知设备,通过智能网联系统实现数据实时传输。
在水环境监测中,无人船可自动巡航采样分析水质。此外,云洲无人船还用于艺术表演,多艘船协同呈现灯光秀与音乐表演,成为当地旅游新亮点,为文化旅游产业发展注入新活力。
在疫情防控领域,2020 - 2022年广州疫情防控期间,大湾区自动驾驶产业联盟组织成员单位将自动驾驶和无人机技术用于防疫应急管理。自动驾驶车辆改装为物资配送车,在封闭区域实现无人配送,降低人员接触风险,提高配送效率。
无人机搭载摄像头和喊话设备进行巡逻监测、宣传防疫知识,部分还用于投放物资,在疫情防控中发挥了重要作用,为应急管理提供了新的技术手段。
四、未来展望
无人智能网联系统未来发展空间广阔,为推动其持续发展,需从以下几个方面着力:
1.深化应用,推动无人智能网联系统协同联动在垂直行业中不断深化应用,实现公众共享技术红利。在第七届华南智能交通论坛上,我们发布了华南地区首个无人机车船协同联动平台。
2.优化网络性能:持续优化网络,进一步提升网络带宽、降低时延、提高可靠性,满足无人智能设备不断增长的需求。
3.强化智能技术创新:加大研发投入,突破关键技术瓶颈,提升无人智能网联系统的智能化水平,实现更高效的自主控制和协同联动。
4. 扩大示范应用范围:以广州的试点示范成果为基础,将无人智能网联系统推广至大湾区乃至其他城市,促进技术的广泛应用和产业的协同发展。
无人智能网联系统的发展是一个长期而复杂的过程,需要产学研各界的共同努力。相信在各方的积极推动下,这一领域将取得更加丰硕的成果,为社会发展和人们生活带来更多福祉。
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