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冉斌:中國方案的車路協同自動駕駛技術路線

公路行業、交通行業到底怎麼理解自動駕駛?中國公路學會自動駕駛工作委員會和自動駕駛標準化工作委員會也在編寫和完善《車路協同自動駕駛技術發展路線圖》和相關標準的研究。

5月25日,第八屆國際智慧網聯汽車技術年會在北京亦創國際會展中心開幕。在下午舉辦的全體大會上,中國公路學會自駕委和自標委主任委員冉斌介紹了其參與編寫的自動駕駛技術路線圖、研究報告和標準體系、深化工作與實施計劃的最新研究成果。

以下為冉斌演講全文,車雲未作刪減。

冉斌:女士們、先生們,大家下午好!很榮幸和大家做一個關於車路協同自動駕駛發展技術路線圖的介紹。首先做一個關於路線圖研究歷程的說明,然後對系統定義自動駕駛這個概念進行一個比較簡單的闡述,接下來是關於整個路線圖的架構以及整體系統的路線圖發展,智慧網聯道路系統的路線圖發展,智慧網聯汽車系統路線圖發展,智慧通訊和支撐系統,最後就是整個標準體系的建設和未來的總結。

首先是路線圖研究歷程的簡單說明,我們的路線圖是從2017年10月左右開始,到目前為止接近四個年頭,一百多位專家和研究人員,七十多家單位參與,主要作為一個學術的探討。我們是起到一個拋磚引玉、不斷更新迭代的流程和過程,也是進行不斷深化,保持定期的階段性成果總結。我們路線圖的研究始終在路上,計劃將來每年有些主要更新,每三年有一個新的版本,6月18日在世界交通大會作為階段性的研究成果進行釋出。

作為中國工程院交通強國戰略研究第一期的重要期望指標和目標,2017年10月到2019年3月,2018年3月完成第一版草稿搭建,2019年11月到2020年11月作為交通強國戰略研究二期課題六重要研究成果進行總結,去年12月到今年12月作為交通強國研究三期的重要成果進行深化和推廣,2019年12月完成了路線圖草稿第二版,去年3-8月進行大規模的修改,特別感謝智慧網聯汽車路線圖的各位同仁和專家,去年10月完成了初步的徵求意見稿,到現在完成了徵求意見稿的統一修改。

整個路線圖的研究過程當中,我們受到了各界的關注和各位領導、團隊的大力支援,特別要感謝主要的幾方,包括付志華院士、李芸院士的大力支援,特別要鳴謝克強老師及其相關團隊始終不渝的大力支援,再次感謝智慧網聯汽車路線圖的團隊。當然,我們同時也要感謝中國汽車工程學會和中國通訊學會的大力支援。路線圖的研製受到了這麼多專家、領導、學者的高度關注,也是挺不容易的,特別感謝自己團隊的各位同仁。

系統定義自動駕駛本身是這樣一個歷程:可以看到九十年代開始的自動公路系統、自動駕駛感知、決策和控制作為橫座標,縱座標是協同感知、協同決策、協同控制一體化,二十多年前的汽車公路系統和Intelligent Drive路側輔助,以及2019年釋出的自動駕駛發展報告本身,代表著一個發展的趨向。實際上我們一直是以路、車為主進行搖擺,我們認為將來會形成統一,這些是目前我們對趨勢的判斷。

為什麼提出系統定義自動駕駛這個概念?我們認為自動駕駛系統主要是兩大部分:一個是智慧網聯汽車,一個是智慧網聯道路。大家也可以同時認識到車、路、雲、網、圖和人都是比較主要的部分。目前世界上公認的可能有三種技術路線,包括單車智慧、網聯汽車和車路協同,但我們用兩個漏斗將其統一起來。單車智慧和網聯汽車會組成成為一種技術路線,因為以後不會有純粹的單車智慧,所有的車都是聯網的。車路協同和智慧網聯本身會形成一個大的軸線,出來的就是自動駕駛系統,因此將來只有一種技術路線,就是自動駕駛系統。

我們就用大家比較熟悉的盲人摸象說明,參與自動駕駛的有這麼多單位、這麼多行業,包括汽車、道路、交通、雲平臺、通訊、地圖,包括資訊保安等等,實際上大家摸到的都是整個自動駕駛系統的一方面,我們還是要對整個系統進行處理,實際上就是傳統的交通系統,可以叫做智慧網聯交通系統,這是一個整體的定義。

接下來我們對路線圖的架構進行一個簡單的講解,引用傳統的智慧交通Diagram,主要由五個部分組成,基本上是在架構當中的主要組成部分:智慧網聯汽車、智慧網聯道路、出行者用通訊連線起來,下面有智慧支撐系統,所以一共有五大部分,就是引擎的整體系統框架圖。

進行框架圖的推出以及每個部分的解讀之前,我們要說明兩件事情:因為這是車路協同自動駕駛系統,需要進行分級和定義。去年12月23日我們第一次推出關於智慧網聯交通系統或者車路協同自動駕駛系統的系統分級,也是參照SAE關於自動駕駛汽車的分級進行定義,我們最關注的是第三級和第四級。系統特徵就是關於資訊化、智慧化、協同化和整合化,我們也是引用SAE的標準,但是擴大到整個自動駕駛系統,所以我們最關注的是S3和S4,報告本身現在需要進行深化。另外就是關於系統智慧的分配,作為自動駕駛系統可以到第三級、第四級甚至第五級,承擔物件就是車和路,可以說有云平臺、通訊系統和地圖,但我們認為有兩點比較重要,就是路和車。

兩年前我們對智慧網聯道路做了定義,同時也對車輛進行定義,然後編製成這樣一張表格。要想達到智慧駕駛系統的第三級和第四級可以由各種車的組合完成,這是我們路線圖發展之前一個比較主要的概念,後面可以談一談我們幾個部分路線圖的發展。

首先是關於整體系統,架構本身已經在這裡,我們要做的工作就是按照技術示範、技術推廣、大規模應用三個階段定義整體自動駕駛系統的發展。目前我們可以用三張圖簡單描述,基本上是按照2020年作為基準年、2045年作為最終年,正好符合交通規劃,2045年也是交通強國建成的時間,2035年是交通強國初步建成時間,所以是十五年左右,對於時間軸的選擇也是有很多考慮,2020年作為基準,2025年作為階段性目標,2022年是穿插性目標,2035年是比較強的目標。大家最關注的是作為整體系統需要達到什麼標準,去年是第二級標準的技術示範,2022年是作為第三級的技術示範,2030年是S3+,2035年是S4+,就是這樣一個整體技術示範。

技術推廣和技術示範之間大概需要兩到三年左右的差距,比如2022年的技術推廣還是以S2+,到了2025年還是S3這樣的程度。到了後面的大規模示範和大規模推廣大概和前面有五年左右的差距,比如去年整體上大規模推廣示範還是S1的程度,到了2022年就是兩年半以後達到S2,所以其實是放緩了很多步伐,當然肯定也有很多組合。

大家可以看到今天是智慧網聯汽車的盛會,汽車行業、通訊行業的發展是領先於道路交通本身的發展,所以為了齊頭並進,我們應該增加智慧網聯道路的作用,包括相關車路協同技術的發展、相關平臺的研製、所有智慧網聯汽車本身和通訊等等領域的互相溝通,協調相關的政策和法律法規等等。

因為我是代表中國工程協會的,所以對智慧網聯道路系統做一個更加深入的說明。大概在2019年9月,我們推出智慧網聯道路本身的分級,也是按照五級。資訊化、自動化本身的道路分級,我們認識到道路本身最起碼有十種型別或者更多,實際上每種型別的分級還需要深化和細化。為了方便起見,路線圖的研究報告當中組合成其它類,比如高速公路和快速路,城市道路和隧道,貨運專線和普通公路等等,這些是目前為了方便起見組合成的六種,七種路線圖已經很複雜了。

按照路線圖分類法,我們把高速公路作為一個案例進行說明,所以可以看到從技術示範的角度,高速公路本身第一年作為示範的話,去年開始我們大概看到有十幾條計劃、號稱、宣稱或者在做研究示範的I3道路設計的高速公路,北京的京雄專線,到江蘇、四川、山東、廣東等地的十多條。2022年的時候這些路已經會初步建成,短的幾公里,長的三四十公里,這些就是我們的I3示範。陸陸續續過渡到2025年I4、2035年的I4+,這些是可得間的高速公路示範。技術推廣肯定會滯後,2020年還只是I2的技術推廣期,到了2025年的時候I3+才會實現。真正實現的時候,哪怕是高速公路,去年還是I1,到了2022年大規模推廣還是I2,到了2025年真正達到I3,所以現在開始還有四年半左右的時間,就是各種高速公路甚至上千公里的連線,需要做更多的工作。

智慧網聯道路本身相關標準規範需要儘快推動,相關關鍵技術和設施,特別需要藉助新基建的力量推動相關工作。

因為今天是智慧網聯汽車大會,再就智慧網聯汽車做一個簡單的說明。

首先還是引用SAE標準,我們是談到車路協同自動駕駛系統,所以從系統的角度定義S1234,我們對車的要求就會降低,因為我們有路進行輔助和協同。比如2022年是S3,車本身只是到第二級,因為有路和其它的幫助,可以有相關的很好的協同發展,我們在系統層面對道路本身要求是降低的。

其次是關於智慧通訊和支撐系統,通訊專家總是提到V2X,就是車路協同的代表,也是通訊行業比較常用的,其中我們需要講一講I2X同等重要,通訊方面的專家說V2X也包括I2X,這個沒有異議,但是在基礎設施方面我們的I實際上還是很強大的,不光是有無線的,I2X實際上有相當一部分都是有線的。實際上我們強調的不光是車,也有路上的東西,比如I3和I4,這裡對通訊提出最重要的兩個支撐要求以及相關場景,就是從目前的4G、5G過渡到6G甚至7G,包括示範期和推廣期等等。

面對這種情況,我們需要考慮支撐系統的工作。因為支撐系統是比較龐大的,這裡只列了六大類,實際上還有更多,將來有機會可以不斷列入。比如雲平臺、邊緣計算、高精度地圖和模擬,因為整體系統都是雲平臺,包括車雲和路雲,最起碼就是這三種大雲和小云,由於時間關係我就簡單地做一個路線圖的發展方面的簡單介紹。

我們要求從整體系統出發,比如S3+的要求,S4是2025年,所以我們從系統的角度對雲平臺的技術發展路線提出簡單的要求和描述,我們用高精度地圖作為例子,在座的也有很多專家,所以我們主要是在S3和S3+對高精度地圖是什麼要求,可能我們會降低高精度地圖的要求和難度。

下面花些時間講一講路線圖發展的同時,標準委員會也把車路協同、自動駕駛的標準體系進行一個建設,由於時間關係,我就簡單地做一個說明。

我們把整個系統的標準分類和編碼進行說明,整體系統標準按照1000號進行編碼,然後是智慧路側系統標準2000號,智慧車載系統標準3000號,智慧通訊系統標準4000號,支撐系統標準5000號,最後就是關於車路協同自動駕駛系統的實施和應用標準6000號。因為實施和應用將來會有很多發展,現在我們還只是在研發階段,沒有到大規模推廣階段,將來我們可以想像有很多實施和應用,意味著6000號可能會變成7000號、8000號甚至10000號。

關於整體系統1000號做一個簡單的羅列:車路協同自動駕駛系統分級定義1000號,可以按照不同組合進行分級,對於系統的架構分析1200號,系統智慧分配1300號,系統雲平臺1400號,系統整合1500號,實驗試點測試檢測標準1600號,系統建設標準1700號,運營維護標準1800號。現在很多路公司、橋公司和當地政府都在建設,但是沒有標準,這些就是相關標準的初步整合。

整個過程當中我們需要對系統分級定義進行完善,S12345就是去年10月23日初步提出,然後需要進行細化,得到大家的各種批評、指正、修正、修改和認可,同時讓世界各國得到更好的認可。我們對智慧分配標準體系就是1300號,數字合不合適,大家是不是認可進行修正,這是一個初步的開始,我們是不是還是要用路側智慧分配,是不是要擴充套件到地圖上來,這個表就會很複雜,實際上還有三維四維,但是會更復雜。

關於智慧路側系統標準2000號進行說明:智慧網聯道路分級規範標準2100號,目前我們提出I1和I5標準本身在中國以及各個省市都得到大規模響應,基本上按照相關標準來做規劃設計,IRF國際路聯代表全球70多個國家也是比較認可的,包括美國交通部。智慧網聯道路設計標準規範2200號,所有設計院都需要,現在在建各種各樣的智慧網聯道路,或者標準不全不完善,我們也會盡快地把2200號推動起來,包括高速路、快速路、城市道路、主幹道等等都在裡面。在座的更關心的可能是2300號自動測試系統標準規範,按照路側感知系統和智慧路側定位、決策融合、路側決策、路側控制、路側雲平臺、路側系統整合,基本就是路側系統體系,包括相應的試點示範、系統建設、運營維護。

重點強調一下2100號標準,未來將會推廣到高速路、快速路、公交道路、主幹道和次幹道,應該會有一個很細化的分級。

在座的都是車路協同方面的大專家,簡單地提一下和整體系統匹配的,我們是有一個相關的關鍵技術標準,比如車載協同感知3100號、協同決策、協同控制以及資訊互動,這些是我們認為和智慧網聯車會有很多交叉和一起工作的地方。

由於時間關係,簡單小結一下。

關於S3和S4,針對10種道路型別:橫座標是技術示範、技術推廣應用,縱座標是2020年到2050年三十年的跨度,不同的技術示範、技術推廣當中的應用做了一個簡單的回顧和總結,包括整體系統、智慧網聯道路標準。當然,這是我們最關心的兩種形態。

可以看到我們走了很多路,但後面還有更多的挑戰和機會。相關政策、法律法規、社會倫理、道路安全法的修訂、隱私權和網路資訊保安都有很多工作要做,各個行業積極溝通協調,汽車、道路交通、通訊和網際網路,交通安全、資訊保安等等,比如通訊行業的車路協同V2X,道路交通車路協同叫做Collaborative Automotive Driving,同時對行業的技術標準獨家體系開始建設,包括各種支撐關鍵技術的開發。

對於共性基礎技術和關鍵技術的突破,就是我們常說的最後5%以及相關的可靠性,我們需要花同樣的力量或者更多的力量解決5%-10%的長尾,也要擴充套件相關服務體系,包括融資以及其它方面,大力建設我們的產業鏈生態圈、基金生態圈以及各種產業園的協同。

我的介紹就到這裡,非常感謝各位!