智慧交通观察：解决效率和安全问题是智能网联的核心 数字孪生要助力城市交通治理

2019年5月,工业和信息化部复函支持创建江苏(无锡)车联网先导区,我国第一个国家级车联网先导区正式成立。截止目前,全国已有江苏(无锡)、天津(西青)、湖南(长沙)、重庆(两江新区)四个国家级车联网先导区。此外,成都、襄阳等地也都在积极建设车联网先导区。

距离全国首个车联网先导区的成立已经历时三年,各地先导区做出了哪些成果?技术上是否有迭代和更新?有哪些经验值得借鉴和参考?

带着这些疑问,2022年4月23日,《中国交通报》和腾讯联合发起《智慧交通观察·群聊2022》系列策划,启动首期圆桌论坛,以“智能网联发展现状与趋势研判”为主题,邀请西安工业大学校长赵祥模,清华大学自动化教授姚丹亚,腾讯智慧交通首席科学家、腾讯未来网络实验室主任张云飞,共同解读智能网联发展趋势和车联网先导区的成果沉淀。

与此同时,《中国交通报》和腾讯联合调研了天津(西青)、重庆(两江新区)两个国家级车联网先导区,与重庆明月湖协同创新研究院院长杨斐、天津永泰恒基公司项目负责人王宁等人展开对话。

参与圆桌论坛的嘉宾与受访对象,围绕智能网联、车联网先导区的应用场景、生态建设、商业化、等方面进行了深入的讨论。

关于智能网联的使命,专家强调,智能网联要解决好出行的安全问题和效率问题,并与城市建设、高速公路等场景相结合,这样才能让人民群众有获得感、幸福感、安全感。

关于智能网联产业的可持续发展,专家认为要在细分场景方面进行探索,同时要打造开放的生态,激发智能交通、智慧出行领域的应用开发。

关于数字孪生在智能网联行业中的应用,专家表示,基于数字孪生技术的全息路口等应用,不应该仅仅是展示作用,还要助力城市管理者在数字世界中进行计算、追踪以及预测、推演的工作,从而带动交通效率和安全性的提高。

解决安全和效率问题,人民群众才能在智能网联中有获得感、幸福感

赵祥模强调,先导区要解决三个方面的问题:

第一,测试验证。在先导区可以基于比较有限的成本投入,来开展系统化的技术以及核心产品的验证,确保方案可行、安全可靠,并且培育用户的使用习惯。

第二,应用示范。在先导区建立应用生态,经过一段时间的示范,对效能进行全面评估,然后根据评估结果进行整改,从而促进产品和技术的升级和优化,最终将成功的经验在全国进行大规模推广。

第三,标准探索。法律法规和标准规范方面的探索、研究和示范应用,都可以在先导区先做,做了之后感觉确实是可行的,再进行推广。

在赵祥模看来,这三个核心问题解决之后,可以邀请公众来体验先导区的服务,比如安全预警、停车服务、伴随式的信息服务等场景,让人民群众能够逐步经历从了解、熟悉、信任再到购买服务的过程,最后全面提升群众的幸福感、安全感、获得感。

姚丹亚认为,智能网联解决了交通安全和交通效率问题,就算是达到了核心目的。在姚丹亚看来,幸福感、安全感和获得感需要区别对待,不能什么应用都会有这三感。比如安全应用,通过智能网联技术降低了多少事故,少死了多少人,这是无感的,也只有无感是最好的。所以安全目标是社会责任,是政府要干的事情,而效率这一块,对群众来说就应该有很好的获得感和幸福感。

对于当前人民群众感知力不强的问题,赵祥模点出了问题实质所在:基础设施数字化规模和车载OBU渗透率不高。

赵祥模反映的实际上是行业冷启动的问题,张云飞对此给出了解决方案:腾讯提出“泛V2X”的概念,希望能够把多种类型的网络用起来,来做智能网联业务,实现尽可能多的网络覆盖。从触达的角度看,无论是否有车载OBU,也能通过各种各样的触达方式,来提高触达率,让老百姓在第一时间体会智能网联带来的便利。

此外,在建设过程中也要结合当地情况,以用为先。比如天津先导区强调以运营驱动建设,要考虑建设完了以后,将来是给多少用户用的,是解决什么样的交通问题。因为这些思考对于企业如何配置和安装硬件,都有很大关系。

王宁列举了天津(西青)车联网先导区的案例:当前天津先导区比较成熟的应用场景是有无人物流小车、智慧零售车,还有智能巡逻车,以及智能接驳小巴。在王宁看来,这些场景不管是应用场景还是功能场景,都是围绕人的生活展开的,以人的需求为核心。

比如,绿波通行是让大家感觉在开车的时候绿灯变多了,红灯变少了;无人物流小车让大家在自己方便的时间预约取快递,不用快递小哥打电话催促;行人穿越(鬼探头)预警,可以有效帮助司机在视野盲区,获取行人即将穿越的信息,避免交通事故发生。

此外,姚丹亚提到的效率和交通问题,王宁也深有感触,因为这也是城市交通的两个老大难问题。地图也具备拥堵感知功能,司机出发前发现会途径一段比较拥挤的路段,但是到达之后发现可能不拥挤了,也有可能地图上显示不拥挤,到那儿就堵车了,因为地图有时间上的局限性,但智能网联是实时的,而且具备一定分流能力。

杨斐列举在提到重庆(两江新区)先导区案例的时候也表示,重庆的应用场景也是基于安全和效率来搭建的。比如5G+北斗导航能够帮助用户在山地城市做更精准导航;进入到先导区的融合测试区,遇到路面积水、施工、坡路等情况,都会通过5G消息提前推送。

杨斐也提到了腾讯在重庆打造的MaaS出行平台,该平台实现了各种交通工具的融合,并把V2X概念加到了MaaS小程序里面,让整个智慧交通要结合V2X去做。

杨斐表示,对老百姓来说,车和船都是一种出行方式。先导区里有明月湖,通过MaaS小程序把车和船整合,把自动驾驶车辆、网联车辆、明月湖里的船,进行统一的衔接,乘客通过小程序就可以做出行的整体规划和预约工作。

张云飞也介绍了重庆在安全方面的经验:重庆先导区还处在工程建设阶段,所以有很多运输大车,会对其他车辆产生安全威胁,通过腾讯提供的泛V2X能力,司机在APP上就可以收到预警信息,降低了驾驶风险。

智能网联辅助自动驾驶进化升级

很多城市在测试智能网联应用的时候,都把打造自动驾驶示范作为很重要的标杆应用,因此智能网联与自动驾驶之间的关系,也是外界重点关注的问题。

赵祥模提到,自动驾驶是一种分级技术,到L5才能做到真正的高级别无人驾驶。车路协同和智能网联,实际上是自动驾驶的一种支撑技术,通过提供道路信息、云端信息等来为自动驾驶提供服务。

传统自动驾驶走的是单车智能路线,技术人员希望把感知能力、决策权和控制权都放在车上,但这条路线存在不少问题,比如成本高、技术复杂、难以实现超视距感知和群体协同优化,所以现在自动驾驶行业通过智能网联,把大量的感知和计算交给路侧、远程云端来做,车辆重点从决策和控制角度进行突破。

张云飞对此表示认同,因为在某些场景下,单车智能落地还是存在一些困难。比如港口的无人卡车,存在视线遮挡,做货物的自动运输是非常复杂的。所以在单车智能短时间没有办法快速提高的情况下,依靠现有普及率逐渐增加的高级辅助驾驶驾驶技术(ADAS),与智能网联当中的车路通信、路侧辅助感知等技术相结合,通过可信安全的信息融合,一步步迭代,最终实现高级别的自动驾驶。

对于示范区出现智能网联和无人驾驶强绑定的趋势,姚丹亚强调,智能网联要回归初心,目的还是为了解决安全问题和效率问题,比如智能网联要重点服务于现在的有人驾驶,服务于现有的车辆运行,让它先用出来。

在细分市场和开放生态中,寻找可持续运营和商业化路径

智能网联是一个庞大的生态,企业和开发者在这个生态中扮演者极其重要的角色。对于这些群体的生存状况,赵祥模谈到了一个现实问题:当前智能网联企业靠技术或者是产品盈利的并不多,所以政府政策的支持和持续投入资金是至关重要的,但接下来该怎么办?

赵祥模认为,由于政府有资金和政策方面的支持,所以需要企业在感知雷达、智能路侧单元、高精度地图、智能路灯、系统集成等细分市场中,寻找合理的商业模式。在先导区示范的基础上,企业通过细分市场明确自身优势和定位,当未来大规模应用的时候,企业就会迎来盈利的转机。

姚丹亚认为“双智”给了生态扩大的机遇。智能网联行业的可持续,要求要做到两个规模化:规模化的路和规模化的车。从这一点来看,推广是整个生态面临的一个挑战。双智建设的第二批试点城市主要是中小城市,而在小城市做以应用驱动的试点示范,就会大规模降低大城市做先导和实践的难度。

张云飞从开放平台的角度提出了观点:建立一个开放的平台,一个对开发者友好的平台,是把生态做活做大的关键。腾讯已经开始在这方面做一些工作,比如打通不同政府部门之间数据的融合和打通,基础设施方面实现多感合一。

基于这样一个开放平台,开发者和合作伙伴可以直接调用场景、接口和能力,去做相关的应用,让整个生态越来越丰富。

重庆之前也有一些平台,腾讯搭建的新平台不仅兼容了各类硬件,把此前的平台也都兼容进去,对接企业、开发者以及几十所高校和科研机构,既服务当地的智能网联产业,也服务当地的科研教学和经济产业。

除了开放平台,张云飞再一次强调了运营的重要性。因为这里涉及到产业链上下游之间的协同关系,也涉及到用户运营和业务运营相结合的问题,比如如何推广给更多的用户,如何做更新和迭代。所以这也是腾讯一直在思考的问题,如何把对互联网运营的经验,放到智能网联的环境中,打造出一个对用户友好的平台。

结合腾讯的项目经验,张云飞最后表示,智能网联产业要持续健康发展,还要和城市建设、高速业务产生联动。目前腾讯也在探索高速公路车路协同的一些应用,在夜间的高速公路场景,腾讯基于毫米波雷达感知后进行实时孪生,通过小程序、 App的触达,将周围的驾驶环境反馈到辅助驾驶界面上,甚至可以展现一个比白天视线更好的界面,从而助力安全驾驶。

据杨斐介绍,重庆(两江新区)先导区入驻的40多所院校大部分都是理工科院校,对于智能网联、自动驾驶整个相关上下游产业的研究是相对完整的,所以最大的特色就是有技术可持续的能力。

重庆先导区通过场景和平台侧的开放,不仅把应用环境搭建起来,让老百姓有获得感,同还希望把科研创新环境搭建起来,来服务于科创型企业和院校,基于真实的交通数据和场景,基于帮助他们孵化科研成果,反过来再应用于先导区场景的建设和创新,实现了可持续运营。

在政策层面,王宁表示,对于已经落地的应用场景,政府会给予在税收、法规上的政策支持,吸引应用场景上下游的企业落户西青,进而形成开放包容的产业生态,这样才能实现可持续运营。

数字孪生不能仅是展示作用,而要辅助城市管理

全息路口是各地先导区很重要的一项应用,对于全息路口的作用,姚丹亚观点非常明确,所谓全息路口就是在路上安装足够多的传感器,去感知路口所有的运动物体,感知到的数据进行实时分享和展示,但如果只停留在展示或者数字孪生阶段,那就只是一个很小的应用,这也绝对不是我们做全息路口的最终目的。

张云飞也表示,展示只是数字孪生的一部分应用,更重要的是构建了一个和物理世界平行发展的世界,在这里面可以做很多以前在物理世界做不到,或者仅仅通过感知达不到的事。

在物理世界,人只能感知少数视角,但在数字世界里,可以选择任意视角来看。基于不同视角,再去做全链路轨迹跟踪,这样就能预测或者能避免很多交通事故的发生。同时结合交通大数据,采用不同的疏导方案,在数字孪生世界里去推演,最终确定方案,有助于城市交通治理。总之,全息路口不能只是一个简单的展示,还要助力城市管理者在数字世界中进行计算、追踪以及预测、推演的工作。

王宁也介绍了全息路口在天津(西青)车联网先导区的应用,比如城市管理者可以通过路口的监控以及路口的车流、人流的情况,去实时调配红绿灯时长,这也带动了交通效率的提高。

应用层面的标准至关重要,并且要有地方特色

姚丹亚介绍,智能网联产业的标准主要分为三类:一类是通信标准,一类是数据标准,因为如果需要数据协同和网联,数据之间要彼此听得懂,第三类则是应用标准。

姚丹亚认为,前两类标准,中国已经完成的不错,进展明显,但第三类标准因为涉及到现有的应用并没有完善和大规模普及,如果贸然上一个标准去做,有可能做的是一个废标。

张云飞也提出,应用层面的标准至关重要。腾讯结合在天津的项目经验,与业主、合作伙伴联合发布《天津(西青)国家车联网先导区技术标准与实践白皮书》,把建设、管理、运营、服务四个环节都做了相关的梳理和总结;在长沙,腾讯也和希迪等合作伙伴一起,制订了有关智能网联公交的标准。

张云飞表示,对于某些应用场景的标准,还是希望能够起到先行先试的目的,不一定每个先导区都要照搬,但是能起到借鉴作用。

杨斐也认为,在应用层面,每个地方都有自己的特点,如果出一个全国性的统一标准,适用性可能会受到一定限制。国家级的标准更强调宏观,而地方上的微观标准,可以结合本地实际经验和特色去制订。