下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
交通系统包含人、车、路和环境等要素，其中汽车产业随着“四化”的发展，将迎来汽车的智能网联时代，实现“聪明的车”。汽车智能化发展固然重要，若只单一地通过提升汽车智能化来应对道路和场景的复杂性，自动驾驶很难达到规模化商用的目的。以谷歌、特斯拉等为代表的单车智能的自动驾驶解决方案，其提升性能空间的上升难度大，且难以应对交通环境复杂场景的瓶颈与挑战。借助路侧设施进行数字化、网联化、智能化的转型发展，通过实现“智慧的路”，打破单车智能的限制，实现车路协同，是智能交通和智能网联汽车的共同要求，已形成产业共识 [14,34-35] 。中国智能网联汽车路线图中也明确提出车和道路基础设施是智能网联汽车架构的“两纵”，需要车路协同 [20] 。“聪明”的车的出现势必会催生更“智慧”的路，路侧设备能力的提升也会推动更“聪明”的车出现，两者相互推进。未来的自动驾驶落地，将基于车路协同，将“智慧的路”和“聪明的车”有机结合起来。2020年9月19日，北京市高级别自动驾驶示范区在亦庄启动，提出了到2022年，将完成“智慧的路、聪明的车、实时的云、可靠的网和精确的图”五大体系建设，形成城市级工程试验平台，实现一系列应用场景商业化落地和一批中间产品推广应用。
资料专栏：聪明的车，智慧的路，精确的图，智能的云
聪明的车：指车的智能化，车辆通过车载摄像头、雷达等传感器及导航设备感知外部环境，并通过人工智能实现智能化决策，即通常称的智能汽车或单车智能。
智慧的路：指道路的智能化，通过道路的交通标志、信号灯等的数字化，以及在坡道、弯道、隧道及雾区等特殊路段布设路侧感知设备，实时感知交通事故与状况、临时施工、天气变化等，实现道路基础设施的智能化。在上述基础上，通过C-V2X实现车路协同感知，降低交通事故，提升道路通行能力；通过网联智能，实现自动驾驶。智慧的路主要由路侧设备（RSU）、智能交通信号灯、路侧感知设备、边缘计算设备等组成。
精确的图：与人使用的普通导航地图不同，智能网联汽车使用的车用高精度地图需要涵盖空间位置及周围环境，是信息精度高（车道级，分米级）、属性丰富的三维地图（静态数据和动态数据），以支持车辆实现高精度定位、辅助环境感知、规划与决策等多种功能。
智能的云：云端获取交通和道路全局感知信息，通过大数据和人工智能等技术，提供交通全局信息、运动规划（行驶路径和行驶速度）等功能，面向多种出行场景，提供全局的解决方案，支撑智能交通和自动驾驶应用。
从感知的角度可以认为：“聪明的车”提供移动感知、视距感知；“智慧的路”提供在一定交通区域内的固定感知，对车而言是超视距感知信息。“聪明的路+智慧的车”能弥补车载ADAS的单车智能在信息感知、分析决策上的不足，并且降低单车智能对传感器集成和精度的要求，降低自动驾驶汽车的生产成本。
资料专栏：车联网，车路协同系统
车联网：指车辆与周围的车、人、交通基础设施和网络等的通信连接和信息交互。
车路协同系统（CVIS，Cooperative Vehicle Infrastructure System）：指基于车际网、传感探测等技术获取车辆和道路信息，并通过车车、车路信息交互和共享，实现车辆和交通基础设施之间的智能协同感知与配合，达到优化利用交通系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标 [36] 。车路协同系统中包括3类关键设备：路侧设备、车载终端（OBU，On Board Unit）和移动边缘计算（MEC, Mobile Edge Computing）。
广义的车联网概念比车路协同更宽些，车路协同只是车联网应用之一。车路协同关注的是车与路间的信息交互与交通流量的疏导，侧重交通角度；而车联网还关注车与车间的信息交互，支持驾驶安全和高效驾驶，以及信息娱乐等，结合了汽车和交通两个角度。
为了更好地支持车路协同和自动驾驶，国内外交通行业分别定义了道路网联能力分级，为技术研究和应用创新提供参考和指导。
欧洲道路运输研究咨询委员会（ERTRAC，European Road Transport Research Advisory Council）是欧洲技术平台（ETP，European Technology Platform）中研究道路交通的机构，为欧洲公路交通运输研究和创新提供战略愿景和实施路线图。
2019年3月，ERTRAC发布了网联式自动驾驶技术路线图，提出了基于数字化基础设施支撑的网联式协同自动驾驶（ISAD，Infrastructure Support Levels for Automated Driving）概念，描述了道路智能化水平，道路基础设施可通过物理和数字元素为自动驾驶汽车提供支持和引导。路线图将基础设施分为A~E共5个等级（见表1-5），等级之间为包含关系，从静态信息数字化、动态事件、局部交通环境、交通运行协调控制等多维度进行分类，体现了道路差异化信息服务能力的区分 [37] 。
表1-5 根据ISAD分级的基础设施 [37]
2019年9月，中国公路学会自动驾驶工作委员会、自动驾驶标准化工作委员会发布了《智能网联道路系统分级定义与解读报告》（征求意见稿）。该报告从交通基础设施系统的信息化、智能化、自动化角度出发，结合应用场景、混合交通、主动安全系统等情况，把交通基础设施系统分为I0~I5共6个级别，见表1-6。该分级标准将对中国自动驾驶、车路协同技术的发展起到重要的推动作用 [38] 。
2019年6月，中国公路学会发布《车路协同自动驾驶发展报告》，涵盖了车路协同自动驾驶内涵、车路协同自动驾驶关键技术及其发展方向、车路协同自动驾驶产业发展趋势与角色定位以及车路协同自动驾驶政策与建议4个方面的内容 [39] 。
表1-6 智能网联道路系统级别划分 [38]
《车路协同自动驾驶发展报告》认为，随着车路协同融合通信技术的进步，车路协同自动驾驶可分为以下由低至高的4个发展阶段，见表1-7 [39] 。
表1-7 中国公路学会《车路协同自动驾驶发展报告》车路协同自动驾驶阶段划分 [39]
C-V2X与车路协同是未来智能交通和自动驾驶的重要使能技术。通过车与车、基础设施、行人、网络、云等的低时延、高可靠V2X通信能力，实现数据、计算任务、决策结果、控制指令在车辆及不同道路元素之间的传输，从而实现协同感知、决策和控制。这一过程并非一蹴而就，本书作者从产业发展的角度考虑，建议选择车联网中最具代表性的实用场景，分阶段、分步骤推动自动驾驶技术的研究开发、测试验证、规模应用及产业推广。相应地，C-V2X支持车路协同将经历三大发展阶段：支持辅助驾驶安全、提高交通效率；限定区域和指定道路中商用车的中低速自动驾驶；全天候、全场景开放道路的乘用车自动驾驶及高速公路的车辆编队行驶。第一阶段和第二阶段在近几年会逐步部署和商用，但第三阶段涉及普通消费者的乘用车无人驾驶，可能需要很长时间才能实现，因为还涉及政策和法规等其他因素 [11] 。
当前，5G、人工智能、大数据、区块链等新技术的出现，为汽车工业与交通行业的变革带来了强大支撑力，未来汽车将成为体积较大的移动终端。本书作者曾指出：车联网在汽车和交通行业的应用将成为5G单体规模最大的垂直行业应用 [40] 。融合多种无线通信技术，实现“人−车−路−云”间全息动态实时信息交互，进行交通信息采集融合、交通运行协同管理、车辆主动安全控制，实现高效信息交互共享与整体协同，从而提升道路交通安全，提高道路和车辆运行效率 [41] 。