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车路协同“风口”的思辨

2021-03-18 10:49:37.0 | 分类:行业动态 | 浏览量:1596


引子

     20年前,中国智能交通系统(ITS)的“前浪们”开始了从学习翻译到独立创作,提出了《中国智能运输系统体系框架(第一版)》的完整构想。尽管源自美国DOT发布的第一版ITS框架还没有CVIS(车路协同)的影子,但基于5.8G的AVSS(先进的车路安全系统)作为CVIS的技术与概念雏形,国内外ITS同仁们应该是有共识的。如不简单拘泥时代技术与需求所限,“前浪们”提出的ITS框架理念目标,甚至跨层级、跨系统的逻辑框架,至今仍然值得当代的“后浪们”认真思考。

       

     大约10年前,美国第五版ITS框架基本形成了CVIS的技术路线,“美式”车路协同方向已逐渐清晰。至2014-2015年,国内《合作式智能运输系统》(GB/T 31024-2014)及《基于车路协同的智能交通系统体系框架》陆续出版,车路协同学术与标准层面概念的“中国式”再造基本完成,但技术框架仍然承袭了国际思路。随着互联网+时代到来,云大物移技术的横空出世,使得欧美及日本ITS技术与应用越来越多地停留在国内研究报告的“国外经验介绍”中,似乎成为“默认”。但是,“车路协同”却不知不觉间被“后浪们”执着地继承下来,成为当下“聪明的路”与“智慧的车”的“风口”。

倒推30年,交通工程学(Traffic Engineering)作为当时从道路工程学中派生出来的一门较年轻的学科,已经清晰地提出要把人、车、路、环境及能源等进行统筹研究,以寻求道路通行能力最大、交通事故最少、运行速度最快、运输费用最优、环境影响最小、能源消耗最低。很遗憾,数十年前交通工程学术上有关车路协同的“超前理念”,始终无法超越现实中“人-车-路”的种种“条条框框”,也造成从驾驶视角看一次简单的高速公路出行,人们体验到的尚不是车路协同的“风口效应”,而是不期而遇的“囧”体验。那就先从一个“难”字说起吧……


缘起一字难

 一、定义难,本不该是难

        Cooperative Vehicle Infrastructure System(CVIS),合作式也好,协同式也罢,中文名称的演化与认同也是天特使文化使然。就像车联网、网联车再到网联汽车,换一个“马甲”定义上必然可以做一番文章,学术上可以创新概念与注释——这还是皮毛之难。真正的定义难,则是明知道“车路协同”并非一个新名词,但要适应时代特征,我们必须重新诠释和定义它的内涵,还必须统一认识。时至今日,“车路协同”喊的震天响,那到底要协同什么,怎么去协同,协同的价值如何体现?针对这个问题,交通、通信、汽车、互联网各行业各抒己见、百家争鸣。作为交通从业者,笔者仍然认为,对这个问题的回答还是要回归本源,要从交通工程学的基本理论中找答案。可惜的是,作为交通工程学术原本清晰的“人-车-路”之间的“上帝视角”,行业对路侧视角的协同定义也存在着“新瓶装旧酒”“扯虎皮做大旗”的现实风险。


 二、定位难,很自然就难
    “中国式”的车路协同定位难,根源自思想认识不一,定义难的后遗症之一就是对车路协同是干什么的、该怎么干、干成什么样没有行业内外的普遍共识。原本是车与路之间的“直接对话”与“正面交易”,不同身份的“人”却说离开“我”的控制,车路无法自协同;原本是车与路之间的“自适应”与“自平衡”,可“车-路”两套系统(可能还是多套)至今都无法做到100%授信与系统互信。其次是顶层设计难,“车-路”间不同机构管理、不同部门推动、不同行业标准、不同技术路线,即使是多部门联合推动的《国家车联网产业标准体系》,仔细一看也依然存在技术路线、指标导向协同难问题。三是明确技术难。CVIS的通信支撑网DSRC\LTE-V\5G至今也未明确;设施数字化及路侧单元RSU布设说易行难,且不说谁买单,搞100、1000公里示范技术可行,但支撑15万公里高速公路的CVIS可靠技术路线在哪里?别忘了,我们国家的ETC从无到有,到100%知识产权自主化,再到线、片、网全部覆盖ETC服务,经历整整20年!撤站成就了ETC,但作为世界第一的ETC网络运营与服务背后,是庞大压力与全网能力的时刻考验——这只是仅仅为了解决联网收费与收费站快速通过问题。大范围通行安全效率问题几乎尚未涉及。


三、定向难,谁都知道难

        说到发展方向,CVIS或ICVIS是叫“车路协同系统”还是叫“车路协同”,两者之于学术研究尚可通用,但之于现实技术应用与目标方向则有本质区别。笔者认为,在非自动驾驶时代,或者是人工驾驶为主的时代,“车路协同”间必须有“人控”为前提。因此,无法实现自适应的“车路协同”尚不宜冠以“系统”为名,实为“车-路”间实现“超视感知与辅助决策”等支撑体系定向更为准确。未来,作为支撑高等级自动驾驶甚至是无人驾驶时代的“车路协同”,是属于在高度智能化基础设施上道路交通发展的革命性新阶段。其根本是要突破传统交通工程理论与技术体系,创造新一代智能化自适应“车-路平台”,支撑人类突破参与交通出行的自我障碍,实现车辆通行全要素的自我认知、自我决策、自我应用,从而达到“人-车(货)-路-环境-能源”的智慧协同运行。


车路不空谈

 一、谈路侧,供给侧有动力

        定义、定位、定向基本清楚后,“车路协同”对于拥有全世界已建成最大规模高速公路基础设施网及ETC收费网的“路侧方”,要想突破传统交通流理论与机电技术体系,进而重构系统技术架构;要想实现感知与预警的全面自认知,进而解决环境自适应;要想满足不同条件下高速安全驾驶协作,进而突破主动安全瓶颈;要想提供全要素关键信息对称化服务,进而做到心到息随;最终,要想实现“车-路平台”突破人类驾驶能力约束,进而服务高等级自动驾驶。则必须要,面向基础设施改变技术服务属性,需要从提供单一物理通行条件向提供数字赋能通行条件转变;面向车路协同完善自适应功能,需要从简单感知预警状态到支撑“车-路”及“车-车”交互平台转变;面向自动驾驶解决“车-路”矛盾,需要从被动服务到主动云服务转变。


二、谈车端,需求方有想法

        换个视角,CVIS角度变为V2X,但本质上都是解决智能运输需求。在人工驾驶时代,单车主要是由“人-车”组成的系统,路侧主要提供基本通行条件与信息辅助支撑。人作为“车-路”间的核心转换平台与运算平台,车辆需要主要是平整的路基路面、优良的平纵曲线与适宜的天气环境等。进入万物互联时代后,人与车都不只满足车窗外听视觉所能触及的范围,而超视距、超时态的路侧信息需求成为保障车辆高效安全的重要需求。这也就是所谓的要适应公众出行从“走得了”向“走得好”“走得智慧”、货物运输从“运得出”向“运得及时”“运得高效”转变的新需求之一。但是,“车需”与“驾驶人需”还是有本质区别,高等级自动驾驶或无人驾驶的“车需”是基本不依赖于人的驾驶活动,导致V2X必须依托于全面数字化可感知、全面智能化可控制、全面网联化可交互的特定驾驶空间与适应环境中。


三、谈技术,是问题也不是问题

        车路协同作为ITS体系的关键内容,被放大重视本质上来自需求侧与技术方的原动力。路侧与车需,前文已明晰。就技术而言,ITS体系中一直有所谓“通信系”与“控制系”两大技术主动力之说,也就是谁是关键主导。毋庸置疑,过去30年通信技术的突飞猛进,对交通运输特别是道路交通带来的变化是十分明显的,抛开DSRC\LTE-V\5G技术之争,以DSRC技术为代表的ETC不停车收费服务,是当前最大的CVIS服务。即:“车-路”之间通过通信交互与系统控制,实现了不依赖于“人控”的——“抬杆放行”活动。但是,车联网喊了很多年了,但进展总体不太乐观,先不用说5G,现在搭载LTE-V功能的量产车型一辆也没有,所有现在测试场、测试道路上跑的,都是出厂后改装的车型。如果只是改装的车型,没有量产车型,在交通领域就比较难落地。所以现在这么多的CVIS测试、示范,只是一个技术验证,即便有示范效应的应用推广也难以推进。谈技术,仅车路协同的通信技术演化,看看ETC“二十年年磨一剑”的过程,说明还是需要时间来认真打磨的。但从长远看,无论通信还是控制技术决不会是主要障碍。


思辨迎风口

 一、思模式,风口上最关心的事
        1、本土技术模式
        车路协同的关键技术突破主要还是时间与成本问题,但车路协同技术是否一定是适应我国未来“聪明的路”与“智慧的车”的发展方向,当下仍有存疑。主要焦点是,对标高速公路体量基本相当的美国,由于交通环境相对宽松,其自动驾驶CVIS技术需求并不明显;对标欧洲相对复杂且跨境需求颇多的交通环境,对以高等级自动驾驶为目标导向CVIS技术发展相对重视,但由于路网规模、技术路线及国情环境的差异,其技术适用性也可能会仍停留在研究报告的“国外经验介绍”中。因此,笔者认为国内CVIS的技术模式还是要靠“中国式”本土化方案解决,其关键是要能够全网复制,而不是搞重复性示范。
        2、关键商业模式

        对此最关心的相对而言是路侧方,因为V2X的视角载体是车辆,高量产、低成本、大流量是汽车、通信产业潜在可见的商业模式之一。对于路侧特别是高速公路,传统的投融资体制与机制尚不适用于车路协同系统建设及支撑自动驾驶服务,且高额投入路侧交互设施RSU还只是车路协同的“皮毛钱”。面对智慧高速——高性能感知网、高可靠通信网、高保障能源网的“三网合一”,“智慧的车”会分担多少成本,贡献多少利润,几乎还什么也看不到。再退一步讲,为了全面提高高速公路安全效率,打造全覆盖、全天候、全要素的感知体系,实现路网高质量运行,其“量与度”与“快与慢”如何把控,也是未定因素。笔者认为,作为“聪明的路”恐怕要彻底改变当前基础设施建设与运营模式,创新重构适用面向车路协同服务与运营的新模式,其关键点就在于高速公路通行服务属性的颠覆式创新。


二、辩真假,风口上最“无所谓”的事
        所谓车路协同的真假“风口”,本不该是政策推动下的“神话故事”,也不该是技术创新下的“重复升级”,更不该是资本狂欢下的“一地鸡毛”。车路协同既然是“真风口”,就不要讲“假故事”,这显然不是“无所谓”的事。此外,车路协同能否通过简单复制“从因向果”式的设定目标而后为之奋斗,也是必须需要回答的。
        车路协同,显然不是简单地“从因向果”。如果我们先假设未来车路“必然”协同,高速公路“早晚”都将智慧,那就干脆反复编一个又一个新名词与好故事,智慧之“果”完全成了协同之“因”的目标。“从因向果”的车路协同就会变成一个又一个的“假风口”,也就逐渐不在乎甚至忘却了初心目标,实现什么“果”也就不重要了。因此,只有从果不昧果,向果不媚果,才能得智慧之“正果”。
        车路协同,要坚定“从果向因”。要超越“因果”看车路协同发展,而不是简单地由当前条件或所谓缘起就能成就“果”,或是简单地设定一个目标,就可以不谈缘起、不讲根由、不论现状地推动实现。因此,车路协同之“协同”既是“因”也是“果”,即“向因”而不是简单的“从因”。笔者认为,“车-路”要通过“协同向因”达到“智慧从果”的目标,除了要看既有条件,更关键的是不能再走传统的技术复制、运营封闭与服务缺项的老路。


协同自在堪

         面向“十四五”期,“两个循环”的新发展格局正在形成,其中,“以国内大循环为主体”的关键字是“大循环”。而“大循环”就是“法”的层面,服务于国民经济与社会发展长期向好的“道”。那么,车路协同的“道”与“法”层面该如何去认识与思考呢? 


 一、车路协同,“道法自然”方得智慧之“果”

        更经济、更效率与更安全就是车路协同追求的“道”。没错,大多事物的“道”都是简单且通俗易懂的,但若想去描述之、量化之、标准之、评价之,则难如登天。当前,车路协同的“法”层面问题,是顶层设计与运营模式缺失严重,相关政府与市场间的政策、标准与技术引导也没达到所谓“自然”协同,甚至依然要“摸石头过河”。这种情况下,大批设计、集成、产品与互联网企业却都裹挟着“智慧之果”的理想,不谈缘起、不讲根由、不论现状,甚至不屑基础、不约而同地杀入了CVIS风口市场,由“从因”而“媚果”自然无法长久。


二、车路协同,“扬弃超越”探寻智慧之“路”

        此外,车路协同的智慧本质也不是复杂的,而是简单的,关键在人类智慧能否启迪未知世界。所以,实现车路协同的“果”关键在于如何不直接依赖于人的介入而实现“车-路”之间的自适应、自运行、自循环,甚至自觉纠正人为的错误,也就是“人-车-路”之间的“智慧从果”。但是,当下的车路协同推动,主要还是依靠“政策引领、标准先行、技术创新、项目示范”的既定套路,以及依托“建设方-设计方-集成方-产品方”等组成的混合主体。思考一下,车路协同的“风口”能否可以继续复制套路成功,笔者是深度存疑的。诚然,车路要协同就必须“扬弃超越”,各方的政策、标准、技术首先要协同,车路协同显然不能光搞试验场、示范路与实验车,一个缺乏成熟政策体系、运营模式与技术路线的车路协同市场,是不能总靠“做蛋糕、分蛋糕”度日的。也许,先搞清楚不能怎么做,车路协同的“从果向因”的“智慧之路”也就会更加清晰了。


来源:中国交通信息化/广阳君

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