新闻资讯 · 2022年 8月 29日

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深瞳丨在亦庄,你能窥见未来交通的模样

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深瞳工作室出品

科技日报实习记者 都芃 策划 刘莉

目前,在位于亦庄的北京市高级别自动驾驶示范区,常态化开展测试和商业化服务的各类高级别自动驾驶车辆近400辆。8月,示范区宣布建设面积扩大,其覆盖范围将从现在的60平方公里扩展到500平方公里。在亦庄,自动驾驶的路更宽了。

深瞳丨在亦庄,你能窥见未来交通的模样

智能无人驾驶清扫车

深瞳丨在亦庄,你能窥见未来交通的模样

小马智行Robotaxi服务车队在高级别自动驾驶示范区150平方公里核心服务区内为公众提供全天候、全场景、全时段的自动驾驶出行服务。

深瞳丨在亦庄,你能窥见未来交通的模样

作为全球首个高级别自动驾驶示范区和全国首个智能网联汽车政策先行区,亦庄已启动无人驾驶“出租车”商业化运营。图为测试员测试无人驾驶车辆性能。

左转绿灯亮起,转向灯点亮,方向盘转动起来,主驾驶的座椅上空空荡荡。

坐在后排的小靳,好奇地盯着眼前这一切,无人操控的汽车从北京经济技术开发区(又称亦庄新城)宏达南路顺滑地拐进荣昌东街,经过一个7出口的环岛,没有丝毫犹豫朝正确方向驶去,然后到达目的地。小靳数了数,沿途共通过6个交通信号灯,其中只遇到了1个红灯。

小靳第一次乘坐自动驾驶出租车,除了补贴后仅2元的车费,让他印象更深的,还是无人操控的车辆在晚高峰车流里自如地闪转腾挪。

这是位于亦庄的北京市高级别自动驾驶示范区(以下简称示范区)里每天都在发生的场景。目前,该示范区在超过60平方公里范围内已建成329个智能网联标准路口,在双向750公里城市道路和10公里高速公路中实现了车路云一体化功能全覆盖。在示范区内常态化开展测试和商业化服务的各类高级别自动驾驶车辆近400辆,累计自动驾驶测试里程超过700万公里。

前不久,北京市正式宣布,启动范围更大的500平方公里高级别自动驾驶示范区建设。

一幅未来交通新图景正徐徐展开……

——诞生——

全球第一个高级别自动驾驶示范区

2018年8月,一张拍摄自中关村软件园的照片在网络上火了。一位工程师旁若无人地坐在路口中央的交通信号灯下,面对电脑紧张地操作着,周围人来人往、车水马龙。有人猜测:这难道是因为堵车,程序员不得不在马路上加班?

事实上,这是百度工程师正在调试有可能是当时全球最贵的一盏交通信号灯。这盏交通信号灯周围,安装有一圈价值不菲的激光雷达和高清摄像头,能够对来往车辆、道路交通进行实时感知、调控,其背后依托的就是车路协同系统。

这张照片,可以说是人工智能与传统交通亲密接触的一个缩影。

自动驾驶的发展,使交通行业迎来巨变。实现自动驾驶,靠的是“聪明的车”“智慧的路”“实时的云”“可靠的网”“精确的图”。而支撑这些体系的是人工智能、大数据分析、云计算、物联网等新兴技术的融合应用。

作为人工智能的重要应用场景之一,自动驾驶已成为各国人工智能产业创新与竞争的制高点。

美国智库兰德公司多年前就发布报告指出,到2035年自动驾驶技术将趋于成熟;国际电气和电子工程师协会也曾预测,到2040年全球75%的新款汽车都将实现自动驾驶。在这样的背景下,传统汽车制造商,开始了转型,他们要开发软件、计算机、通信、人工智能技术。互联网巨头谷歌、苹果、百度等,也看好这片蓝海,一路高歌猛进。

各国政府相继制定相关政策和法案,增加研发投入、加大资金支持,规范路测标准等,推动自动驾驶技术发展,抢占竞争高地。

最初,自动驾驶走的是“单车智能”路线,即在车上安装雷达、摄像头、计算单元等设备,使车辆依靠自己的“眼睛”和“大脑”,实现自动驾驶功能。但这种路线有着显而易见的瓶颈,即完全依赖车端传感器而导致的感知长尾问题和自动驾驶设计运行范围受限。

按照业界通用分类标准,自动驾驶技术从低到高可以划分为L0—L5六个等级,L4级以上被认为是高级别自动驾驶。要实现高级别自动驾驶不光要有“聪明的车”,还要有“智慧的路”。

清华大学智能产业研究院(AIR)交通产业合作负责人袁基睿接受科技日报记者采访时,举了一个例子,“比如在雨雪天气,车端激光雷达等受到干扰的情况下,路口拐角处突然冲出一个非机动车,单车智能的自动驾驶车辆很有可能就来不及反应。”但在车路协同技术下,除了车辆自身传感器外,安装在道路两侧的摄像头、雷达等也可以对道路交通环境进行实时感知,并将信号发送给车辆,让车辆获得超过其自身感知能力的“上帝视角”。

车路协同技术显而易见的优势,以及其催生出的智慧交通和智能网联汽车产业前景,引得世界主要汽车生产国和汽车企业纷纷在相关领域开始布局。

袁基睿表示,以美国为例,其已在全国部署了5000余套基于专用短程通信技术的路侧单元和大约1.8万套车载单元。此外,福特、丰田、Waymo等企业均瞄准车路协同技术开始发力。

袁基睿认为,虽然我国在这一领域起步相对较晚,但发展迅速,加之我国在体制机制、战略政策、技术产业等方面的优势,以及我国庞大的潜在市场,完全有能力引领自动驾驶规模化商业落地。

2018年2月,交通部下发《国家交通控制网和智慧公路试点的通知》,明确提出六大试点发展方向,车路协同位列其中。同年10月,《车联网(智能网联汽车)直连通信使用5905—5925MHz频段管理规定(暂行)》颁布,为车路协同技术应用确立了通信标准。随后的12月,《智能网联汽车产业发展行动计划》出台。2020年2月,国家发改委等11个部委发布《智能汽车创新发展战略》。

智能网联汽车产业进入发展快车道。

相关政策文件不断出台,各地纷纷开始试水。上海嘉定、广州黄埔、江苏无锡……多个城市的车路协同试点项目上马建设。百度智能驾驶事业群解决方案总经理聂育仁回忆道:“早期各地对于车路协同项目的建设规模还比较小,通常只有几条路、几个路口。”

与有限的建设规模形成对比的,是企业庞大的应用测试落地需求。车路协同作为一种全新的技术路线,只有经过大范围、长时间的实际落地应用,才有机会真正成熟。

对亦庄而言,汽车产业是其四大主导产业的龙头,具有全国领先的创新资源和产业链集聚优势。对新技术的提前布局,将会对未来区域产业发展产生决定性影响。亦庄清楚地认识到这一点。

产业升级有需要,企业落地有需求,亦庄决定大胆一试。不同于此前以项目为单位的建设模式,亦庄的想法更加超前,建设全球首个车路云一体化高级别自动驾驶示范区,围绕“车、路、云、网、图”五大体系,建设城市级工程试验平台。亦庄初期目标就是60平方公里、300多个路口,这个规模之前从未有过。

2020年9月,北京市高级别自动驾驶示范区正式诞生。

——见闻——

“智慧的路”跑“聪明的车”

早上七点,将车内外卫生打扫干净,设备检查无误后,杨阳就准备“出车”了。

作为示范区成立后最先入驻的自动驾驶商业运营平台——萝卜快跑旗下自动驾驶车辆的安全员,杨阳的“工位”在副驾驶座上,工作主要是在车里观察路况、记录车辆行驶状态,并在必要时介入接管车辆。

今年4月底,示范区正式发放无人化载人示范应用通知书,获准企业可以在示范区内开展“主驾位无安全员、副驾有安全员”的自动驾驶出行服务。而这距离去年11月,示范区正式开放自动驾驶商业化试点仅过去不足半年时间。

杨阳亲身见证了自动驾驶和示范区的发展变化。示范区1.0时期,范围仅12平方公里,覆盖28个路口,自动驾驶车辆较少。如今,不仅自动驾驶车辆随处可见,其人工介入接管的频率也大幅下降。

依据《北京市高级别自动驾驶示范区建设发展报告(2021)》,示范区建设采取“小步快跑,迭代完善”方针,1.0阶段实现试验环境搭建、2.0阶段完成小规模部署、3.0阶段实现规模部署和场景拓展、4.0阶段进行推广和场景优化。2020年底,刚成立三个多月的示范区便宣布进入2.0建设阶段,覆盖范围扩大至60平方公里,覆盖路口300余个,测试车辆增加至200余辆。

自动驾驶技术,正在以肉眼可见的速度成熟。在亦庄开了五年出租车的杨师傅明显感受到变化。“以前我都不敢跟在自动驾驶车后面,怕它们急刹。现在它们基本和有人驾驶的车辆一样了。”

更细微的变化还体现在道路两侧。如果注意观察可以发现,示范区许多路口的信号灯杆上没有密密麻麻、站成一排的摄像头,只在路口一角单独竖立着一个摄像头。

在今年年初的北京全球数字经济标杆城市建设专场新闻发布会上,北京市高级别自动驾驶示范区工作办公室常务副主任捷菲向公众介绍,北京创新提出了国内首个“多杆合一、多感合一、多箱合一”的智能网联标准化路口建设方案。一个摄像头可以同时满足交警、公安、自动驾驶等方面的多种需求,并且设备内部能够进行网络隔离,将数据以不同端口输出至不同终端,满足安全要求。

在此之前,不同灯杆、摄像头往往分属不同管理部门,重复建设导致路口灯杆林立,摄像头遍地。

为了解决道路数字化建设中的这一顽疾,示范区组建了北京亦庄数字基础设施建设发展有限公司,由该公司集中统一进行道路数字化建设,将路灯照明、交通标牌指示、辅助自动驾驶等功能以及供电、网络、信号控制等设备,集合在一根路杆上,改变了过去各部门重复建设问题。从过去各部门自己“买菜”“做菜”,改为现在的由数字基建公司统一采购建设,各部门依据自己的需求“点菜”,采用这一方式建设的数字化智能路口,成本只有最初的50%左右。

此外,示范区还在新型通讯技术、国产化毫米波雷达以及国产化边缘计算设备等方向上,协助企业实现创新应用与成果转化。

硬件基础设施不断完善,带来应用场景的不断丰富。目前示范区已能提供包括施工占道事件、逆行事件、异常停车事件等在内的22类自动驾驶及智慧交通场景服务。

同时,随着示范区车路协同技术的快速发展,一个惠及更多交通参与者的智慧交通网络也在逐渐形成。

“早晚高峰的时候,主干道的红灯等待时间明显感觉变短了。非高峰的时候经常能一口气过好几个绿灯。”靠车为生、以路为家的杨师傅明显感受到了这种变化。

亦庄提供的数据显示,目前示范区已有13个相对独立的路口实现单点自适应,路口车均延误下降28.48%,27条主要干线实现全天车均延误下降26.9%,停车次数下降23.08%。

此外,亦庄还有效利用信控交互特色场景,通过地图App、智能后视镜等向出行者发布实时灯态(毫秒级延迟)、交通事故、推荐车速等交通服务信息。

——发展——

政府深入参与,塑造交通未来

8月初,示范区宣布完成2.0建设阶段,开始向3.0迈进,其覆盖范围将从60平方公里扩展到500平方公里。

虽然面积在不断扩大,但捷菲此前接受采访时也表示,高级别自动驾驶产业商业化、规模化任重道远。未来已来,在自动驾驶的产业变革与规则重塑中,仍有不少难关需要克服。

首先是技术层面,“自动驾驶是一个十分复杂的系统,涉及到感知、认知、规划、决策与执行等诸多环节。”袁基睿认为,技术突破是推动产业发展的主要动力,除自动驾驶本身的系统问题之外,围绕自动驾驶领域的无线通信技术、智能互联技术以及信息安全和隐私保护等都还有许多需要突破的技术难点。

捷菲此前接受采访时指出:“目前产业链上下游仍有急需突破的核心关键技术。”她表示,示范区将立足自身汽车产业基础,围绕核心项目配套产业链,重点攻关操作系统等关键技术,制定专项政策促进发展。

除了技术,标准不统一也制约着技术落地和产业发展。袁基睿表示,虽然多部门已围绕自动驾驶、智能网联、车路协同制定了相关技术标准,但还有许多上下游领域标准需要进一步完善。

比如,工信部原部长苗圩曾多次提到,我国道路智能化分级标准仍需统一。在清华大学智能产业研究院(AIR)等编写的《面向自动驾驶的车路协同关键技术与展望》中,将道路智能化分为C0—C5六个等级。但“从全国范围来看,也有标准将其划分了四个或五个等级。”袁基睿说。目前,示范区已发布首个高级别自动驾驶示范区标准体系,更为细化的标准研制工作也正在进一步推进。

不同于单车智能,车路协同技术发展更加依赖基础设施建设。道路作为重要公共基础设施,涉及的管理部门多,建设过程复杂,当下的建设、投资模式仍需进一步创新。

针对这一问题,示范区在设立之初便成立了高频调度、跨部门、跨专业的工作专班,并成立了市场化运营平台统筹进行基础设施建设。该模式已在路侧设备“多杆合一、多感合一、多箱合一”建设中取得良好效果。

自动驾驶作为一种颠覆传统交通方式的新技术,完善的政策法规是其行稳致远的关键。

《北京市高级别自动驾驶示范区建设发展报告(2021)》显示,依托示范区,北京市设立了智能网联汽车政策先行区,在政策规范方面构建了“2+5+N”的政策管理体系,覆盖智能网联汽车道路测试、示范应用、商业运营服务等诸多阶段。

袁基睿指出,虽然已出台了关于自动驾驶道路测试的多项管理规定,但影响自动驾驶技术及智能网联汽车全产业链的政策法规仍需加快研究和制定。

在今年年初举行的2022中国电动汽车百人会论坛上,北京经济技术开发区管委会副主任、北京市高级别自动驾驶示范区工作办公室主任孔磊表示,汽车未来将会成为智慧城市的重要节点,城市载体的一部分。因此,政府需要在这一过程中发挥更大作用,现有的政府支持产业的单一管理模式也需要调整,政府应深度参与整合资源,为智能网联汽车产业创造更有利的发展环境。

8月15日,科技部发布《关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知》,提出支持建设自动驾驶等应用场景,“助力稳经济,培育新的经济增长点”。目前,自动驾驶出租车、多功能无人车、自动驾驶公交车、无人环卫车、干线物流等众多自动驾驶应用场景已在亦庄落地。

示范区的存在,为亦庄汽车产业发展带来更大吸引力。集度汽车、小米汽车制造项目、长城沙龙高端智能汽车项目纷纷落户亦庄。

杨师傅最近又在示范区的路上发现了更加新奇的场景,部分线路公交车的方向盘后没有司机,只有一名“驾驶员”站在一侧,这是北京公交集团在示范区内最新开展的自动驾驶公交车实际道路测试。虽然杨师傅并不清楚自动驾驶背后的技术原理,但他在一天天地看见城市交通的变化,越来越短的红灯等待时间、导航软件细致入微的道路交通状况提醒……

而这一切的背后是路侧时刻运转的传感器,是穿梭在城市上空看不见的无线电波,它们正在编织成一张网,连接起城市交通的未来。