朱安明

廣州汽車集團(tuán)股份有限公司 廣東省廣州市 510623

1 引言

車路協(xié)同是V2X系統(tǒng)范疇中針對車輛與道路交互的重要分支領(lǐng)域，與自動駕駛解放人類雙手實(shí)現(xiàn)車輛高效運(yùn)行的目標(biāo)相似，車路協(xié)同不僅能將交通運(yùn)行的重要組成部分——人與車納入系統(tǒng)，也將促進(jìn)以智慧道路為載體的高效交通生態(tài)發(fā)展，以達(dá)成提升交通效率、降低交通事故發(fā)生率、實(shí)現(xiàn)整體交通系統(tǒng)節(jié)能減排的遠(yuǎn)景。

車路協(xié)同作為國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，目前已規(guī)劃多個試點(diǎn)城市開展車路協(xié)同新模式推廣應(yīng)用，2021年工業(yè)和信息化部發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車額道路測試與示范應(yīng)用管理規(guī)范（試行）》自9月起施行，規(guī)范內(nèi)容涉及積極推動高精攝像頭、車載極光雷達(dá)等輔助駕駛設(shè)備向國際前沿水平發(fā)展。在道路協(xié)同方面，推動部署5G信息技術(shù)、智能路側(cè)感知設(shè)備等關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展數(shù)字化改造與試點(diǎn)工作。2022年5月，《北京市“十四五”時期交通發(fā)展建設(shè)規(guī)劃》，圍繞“優(yōu)化供給”，提升地面公交等道路系統(tǒng)供給能力；圍繞“調(diào)控需求”，從時間、空間等維度調(diào)控交通需求；圍繞“強(qiáng)化治理”，推進(jìn)治理體系和治理能力現(xiàn)代化，體現(xiàn)“綜合、綠色、安全、智能”的智慧協(xié)同系統(tǒng)。

在企業(yè)與研發(fā)機(jī)構(gòu)中，針對車路協(xié)同領(lǐng)域的技術(shù)與原理、軟硬件部署、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與政策法規(guī)研究開展積極探索。國內(nèi)通訊企業(yè)如中國移動等基于5G技術(shù)車路協(xié)同技術(shù)開展軟硬件研究；國內(nèi)汽車企業(yè)也根據(jù)實(shí)際對車路協(xié)同及相關(guān)自主泊車業(yè)務(wù)開展技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)；國內(nèi)高校與實(shí)驗(yàn)室也在積極開展車路協(xié)同與V2X研究，將車聯(lián)網(wǎng)安全融入車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)。

基于車路協(xié)同快速發(fā)展的背景下，作為車輛協(xié)同相關(guān)技術(shù)的重要承載體——車輛，不僅是交通中的參與者，也是數(shù)據(jù)信息的產(chǎn)生者，接受數(shù)據(jù)的對象，甚至是分析數(shù)據(jù)的運(yùn)算中樞承載體。對于車路協(xié)同的研究，在關(guān)注道路與車輛交互技術(shù)與軟硬件發(fā)展的同時，也應(yīng)關(guān)注車輛本身的設(shè)計(jì)與架構(gòu)的進(jìn)步，以便及時快速響應(yīng)智慧城市規(guī)劃發(fā)展要求。

2 乘用車交互系統(tǒng)現(xiàn)狀

在常規(guī)的乘用車產(chǎn)品規(guī)劃企劃業(yè)務(wù)中，車企主機(jī)廠往往對車輛的賣點(diǎn)、定位、人群、配置開展相關(guān)研究，但對于車路協(xié)同技術(shù)相關(guān)的技術(shù)趨勢、軟硬件布局、搭載必要性、用戶認(rèn)可度等方面較少關(guān)注。

當(dāng)前市場上在售車型的乘用車車機(jī)系統(tǒng)多通過無線通信連接網(wǎng)絡(luò)，通過車內(nèi)語音、導(dǎo)航、遠(yuǎn)程控制等操作實(shí)現(xiàn)對車機(jī)的控制，主要服務(wù)于客戶控制車機(jī)的需求。近年來高速發(fā)展的車輛輔助駕駛系統(tǒng)，對車輛內(nèi)部主要服務(wù)于車內(nèi)駕駛員與車機(jī)系統(tǒng)的交互與響應(yīng)，對于車外部的關(guān)注，多數(shù)功能是為了更好服務(wù)于駕駛員的判斷，從而使駕駛員控制或車輛自主作出相應(yīng)的操控動作。

結(jié)合了駕駛員主觀判斷與車輛自主反應(yīng)的系統(tǒng)，存在一些人員操作車機(jī)系統(tǒng)沖突與事故權(quán)責(zé)不清的隱患。為了更好厘清相關(guān)交互系統(tǒng)的運(yùn)行情況，2022年1月1日起，國內(nèi)所有新生產(chǎn)的乘用車都強(qiáng)制要求配備EDR（Event Data Recorder）汽車事件數(shù)據(jù)記錄等相關(guān)系統(tǒng)。EDR系統(tǒng)被視為“車輛黑匣子”，類似于飛機(jī)上的黑匣子，可以對車輛在運(yùn)行過程中的事件進(jìn)行記錄，包括車輛加速、剎車狀態(tài)、速度信息、駕駛員指令與安全狀態(tài)的信息。

EDR目前因國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被搭載在新生產(chǎn)的車輛上，雖然還僅是單向輸入的封閉系統(tǒng)，但已經(jīng)具備了數(shù)據(jù)采集與記錄的功能，在必要時期調(diào)取的數(shù)據(jù)將對車輛運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面評判，事后數(shù)據(jù)的分析為事故責(zé)任判定、車輛安全性提供客觀數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步優(yōu)化乘用車產(chǎn)品設(shè)計(jì)與改進(jìn)道路交通運(yùn)行狀態(tài)提供初步思路。

EDR搭載率的提升將為車路協(xié)同技術(shù)的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，未來車路協(xié)同的方向也將更加側(cè)重于車輛與道路的信息交互，道路與交通信息將不僅是車輛的單向獲取，也將把車輛相關(guān)信息同步輸出到共有數(shù)據(jù)云端，可供道路交管部門分析數(shù)據(jù)、及時調(diào)度使用，并同時將信息分發(fā)到相關(guān)系統(tǒng)中的車輛與駕駛員用戶，實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同數(shù)據(jù)資源池的系統(tǒng)價(jià)值。

3 道路端車路協(xié)同試點(diǎn)情況

道路的設(shè)計(jì)會極大影響車輛運(yùn)行與交通效率，例如目前在國內(nèi)一些試點(diǎn)城市搭建使用 的HOV（High Occupancy Vehicle）高乘載車道，目的在于為載客人數(shù)較多的高占有率乘用車提供專用車道，以提高交通系統(tǒng)運(yùn)行效率。該類道路設(shè)計(jì)與技術(shù)作為車路協(xié)同運(yùn)行系統(tǒng)的一種物理化嘗試，由國外引入國內(nèi)，對于緩解城市交通擁堵起到了良好效果[4]。我國也已經(jīng)在深圳、大連、無錫、成都等城市開展HOV試點(diǎn)工作。2021年底，福州引入福建省首條HOV多乘員車輛專用車道、隨后廈門、泉州等城市也將開展試點(diǎn)工作。HOV的逐漸推廣將惠及交通民生。HOV道路的規(guī)則保障，多使用電子抓拍并結(jié)合民警現(xiàn)場執(zhí)法的方式開展執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)道路運(yùn)行的暢通和合規(guī)性。

在道路的軟硬件配置方面，目前中國道路交通系統(tǒng)多布設(shè)有電子攝像頭等“天網(wǎng)”系統(tǒng)，承擔(dān)電子警察、流量檢測、違停抓拍、天網(wǎng)監(jiān)控等職責(zé)，能準(zhǔn)確拍攝車輛駕駛員狀態(tài)、車標(biāo)、車牌號等信息，高速上架設(shè)的ETC識別系統(tǒng)，更能充分采集車輛信息，包含時間、速度、軌跡等信息。實(shí)現(xiàn)道路端對行駛車輛的信息收集，無需車輛主動上傳信息，即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控與管理。

在道路的軟硬件條件逐漸提升、交通規(guī)則逐漸細(xì)化、電子監(jiān)控系統(tǒng)逐步完善的發(fā)展環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)道路對車輛的監(jiān)管控制已經(jīng)具備初步基礎(chǔ)。在處理好數(shù)據(jù)安全的前提下，豐富的道路感知系統(tǒng)可以充分發(fā)揮交通信息的收集、獲取等功能。雖然此類數(shù)據(jù)仍未對企業(yè)或個人級別開放訪問與使用權(quán)限，但長期的道路交通信息收集，將為車路協(xié)同技術(shù)的發(fā)展研究提供數(shù)據(jù)樣本與分析參考。

4 車載終端數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)配置

乘用車作為耐用性商品，具備復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在企劃設(shè)計(jì)時不僅要兼顧動力、安全、耐用性等移動承載工具基本性能，也要考慮駕駛員與乘客的乘坐舒適性、便利性與交互性，如果是新能源車輛則要增加對續(xù)航里程、耗電水平的設(shè)計(jì)考量。

在車輛運(yùn)行過程中，復(fù)雜多變的環(huán)境與瞬息萬變的道路情況都可能存在風(fēng)險(xiǎn)，以往乘用車的企劃與設(shè)計(jì)也基于此類考慮，通過車輛本身的硬件設(shè)計(jì)、軟件配置等途徑解決。硬件如高剛性車身、透明A柱、激光雷達(dá)探測障礙物等，軟件如車輛安全變道預(yù)警功能、前碰撞預(yù)警系統(tǒng)、倒車車側(cè)預(yù)警系統(tǒng)等。同時，車輛的設(shè)計(jì)也綜合考慮人性化因素，對駕駛員端也進(jìn)行監(jiān)測與輔助判斷，如駕駛員疲勞監(jiān)測系統(tǒng)、HUD抬頭顯示系統(tǒng)等功能。

在設(shè)計(jì)車輛輔助駕駛系統(tǒng)時，與車路協(xié)同系統(tǒng)相關(guān)的車輛配置功能多為對道路信息的單向采集，如交通標(biāo)志識別系統(tǒng)、行人識別系統(tǒng)、道路偏離預(yù)警等，由車機(jī)硬件采集，經(jīng)過軟件處理呈現(xiàn)后，單向輸入至乘用車與駕駛員端，從車輛主動調(diào)度的角度提升車輛行駛的安全性。

隨著國家道路交通安全逐漸進(jìn)步、車路協(xié)同技術(shù)全面加速發(fā)展，乘用車如何與道路開展雙向交互也將成為重要的課題。在萬物互聯(lián)的社會，獨(dú)立個體的信息匯聚，將成為巨大的信息資源庫，如何挖掘信息資源并應(yīng)用于實(shí)際道路交通中，將也是未來車輛將發(fā)展思考的方向。

首先，信息從哪里來。乘用車在數(shù)十年的發(fā)展進(jìn)步中已初步具備信息采集能力，EDR采集車輛的速度與運(yùn)行信息，車內(nèi)駕駛員監(jiān)測系統(tǒng)、部分車輛自帶的行車記錄儀、車內(nèi)麥克風(fēng)等采集音頻信息，車內(nèi)ETC設(shè)備可實(shí)現(xiàn)車輛付費(fèi)與定位信息等，車輛自身與加裝設(shè)備都將成為車輛個體信息的寶貴來源。

其次，信息如何存儲。車輛搭載的車機(jī)系統(tǒng)會有事件記錄，但仍未具備集中的數(shù)據(jù)存儲設(shè)計(jì)。如圖像、音頻、視頻數(shù)據(jù)等由于文件大小問題，經(jīng)常會存在覆蓋重新存儲的情況，如何合理設(shè)計(jì)車輛信息存儲結(jié)構(gòu)單元預(yù)計(jì)將成為車路協(xié)同系統(tǒng)的重點(diǎn)課題。

而且，數(shù)據(jù)信息的上傳與下載需要車聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境，雖然目前車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用還沒有普及到所有車型，僅有部分乘用車產(chǎn)品的中高配車型配備該項(xiàng)功能，但預(yù)計(jì)隨著電子信息技術(shù)的普及與成本演化，后續(xù)車聯(lián)網(wǎng)功能的搭載率逐漸提升將為普及車路協(xié)同功能奠定良好基礎(chǔ)。

目前手機(jī)終端較為發(fā)達(dá)的前提下，使用第三方信息收集也可作為補(bǔ)充信息，如地圖軟件可以通過GPS授權(quán)獲得用戶位置與速度信息，從而判斷道路擁堵情況，作出導(dǎo)航自適應(yīng)變化。

基于車輛自身軟硬件配置發(fā)展與車載終端的發(fā)展變化，未來的車輛將不僅是移動出行工具，更將是智能移動終端服務(wù)系統(tǒng)，作為道路上交通的重要構(gòu)成體，肩負(fù)著安全、高效出行的重要使命。

5 基于車路協(xié)同的乘用車產(chǎn)品企劃

作為現(xiàn)代交通的重要參與者，道路與乘用車分別具有各自的數(shù)據(jù)系統(tǒng)和運(yùn)行機(jī)制，若能將兩類終端的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交互與互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同，將對提升交通效率，降低交通風(fēng)險(xiǎn)，減少擁堵與提升節(jié)能減排多有裨益。

車路協(xié)同技術(shù)發(fā)展將為打造智慧交通與智慧城市奠定基礎(chǔ)，為了把握趨勢、提前布局市場、獲得市場先機(jī)與用戶認(rèn)可，應(yīng)在規(guī)劃企劃乘用車產(chǎn)品時，考慮未來幾年甚至十年的車路協(xié)同技術(shù)發(fā)展趨勢，方能在未來激烈的市場競爭中獲得先發(fā)優(yōu)勢，構(gòu)筑產(chǎn)品差異化壁壘。

（1）車輛的硬件方面，要求車輛在前期功能設(shè)計(jì)和配置企劃中考慮預(yù)留相關(guān)硬件的布局位置、技術(shù)接口與拓展空間?；谲嚶穮f(xié)同系統(tǒng)功能規(guī)劃，功能多元的數(shù)據(jù)信息采集傳感器、空間足夠的數(shù)據(jù)信息存儲器、高速上傳下載的流量傳輸器、高效分析數(shù)據(jù)并及時預(yù)警的安全輔助終端等硬件的設(shè)置與布局都將納入乘用車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之中。

（2）軟件方面，目前國內(nèi)外企業(yè)均已開發(fā)多種車載智能終端與智能互聯(lián)系統(tǒng)，如市面上廣泛使用的阿里斑馬智行系統(tǒng)、上汽安吉星系統(tǒng)、比亞迪DiLink系統(tǒng)、吉利銀河OS系統(tǒng)、廣汽ADiGO系統(tǒng)等，均集成多樣化智能網(wǎng)聯(lián)服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位、語音對話、遠(yuǎn)程啟動、移動支付、OTA等功能。在車機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，布局?jǐn)?shù)據(jù)信息的交互與分析功能，將為車與車之間、車與道路之間的交互提供必要條件。

（3）積極擁抱新技術(shù)變革，基于車路協(xié)同打造差異化產(chǎn)品。監(jiān)測車路協(xié)同、5G等相關(guān)技術(shù)發(fā)展，評估技術(shù)搭載成本與普及率，提前布局車機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)規(guī)劃，構(gòu)建自身技術(shù)壁壘，同時綜合評估競爭對手的技術(shù)路線與規(guī)劃，為乘用車產(chǎn)品提供領(lǐng)先于其他競品的核心競爭力與市場賣點(diǎn)。

（4）在乘用車產(chǎn)品前期企劃時，也應(yīng)充分調(diào)研用戶需求，從用戶端視角進(jìn)行產(chǎn)品配置考量，明確車輛與道路數(shù)據(jù)信息對駕駛員與乘客的使用參考意義，合理設(shè)計(jì)車機(jī)端信息呈現(xiàn)與交互方式，并采納聽取用戶對于駕駛路徑規(guī)劃、數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)、信息安全等方面的意見。

（5）在車企與交通管理部門之間，開展數(shù)據(jù)信息溝通與信息共享機(jī)制研判，充分溝通雙方數(shù)據(jù)信息需求與技術(shù)規(guī)劃路徑，評估車輛與道路數(shù)據(jù)交互網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的可行性，在局部地區(qū)開展車路協(xié)同試點(diǎn)與產(chǎn)品試運(yùn)行工作，為大規(guī)模推廣進(jìn)行測試。