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1924年，從米蘭到瓦雷澤，全長(zhǎng)43.6公里，全封閉、無(wú)交匯、沒(méi)有行人，世界范圍內(nèi)的第一條專為汽車使用的高速公路在意大利竣工，使用至今。
98年后，從去年中旬開始，全長(zhǎng)438.619公里，全封閉、無(wú)人駕駛，從酒泉市北側(cè)到甘肅與新疆的交界處，由中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司（隸屬于“中國(guó)交建”）牽頭，一條專供自動(dòng)駕駛電動(dòng)重卡行駛的公路技術(shù)方案也正在規(guī)劃可行性中。
如無(wú)意外，幾年后，世界范圍內(nèi)第一條真正商業(yè)化的無(wú)人駕駛車輛專用公路將在甘肅建成落地。
為了實(shí)現(xiàn)這條公路的真正商業(yè)化，中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院技術(shù)團(tuán)隊(duì)向新智駕介紹，在設(shè)計(jì)這條公路之初，遵循的基本理念就是“夠?qū)嵱谩虮阋?、少花錢、辦夠事”。
取消沿線綠化、增加光伏發(fā)電站、取消交通安全設(shè)施、在兩車道中間放置換電站、車路協(xié)同、換電重卡、氫燃料電池重卡.....
這是一條專為滿足貨物運(yùn)輸而生的公路，它身處河西走廊腹地，沿線均為荒漠無(wú)人區(qū)、地形平坦，這意味著該項(xiàng)目對(duì)安全性要求相對(duì)較低、道路環(huán)境簡(jiǎn)單，也就有條件采用全封閉、全路徑、全斷面專供自動(dòng)駕駛電動(dòng)貨運(yùn)車輛行駛的設(shè)計(jì)。
但問(wèn)題是，這種技術(shù)設(shè)計(jì)方案能被大規(guī)模推廣至其他地區(qū)嗎？如果要大規(guī)模推廣的話，會(huì)面臨什么挑戰(zhàn)？該技術(shù)方案又有什么創(chuàng)新和特別之處？
要想實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，首先得算一筆賬。
甘肅省酒泉市，地處河西走廊西端的阿爾金山、祁連山與馬鬃山之間，東去內(nèi)蒙、西達(dá)新疆、北抵蒙古國(guó)、南下甘肅玉門等地，而這條無(wú)人駕駛電動(dòng)貨卡專用公路，則串聯(lián)起了沿線礦產(chǎn)資源、工業(yè)園區(qū)、物流園區(qū)的交通運(yùn)輸需求。
比如新疆就是碳煤儲(chǔ)量大省，新疆煤炭交易中心統(tǒng)計(jì)，新疆預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景儲(chǔ)量2.19 萬(wàn)億噸，占全國(guó)的40.6%以上，居全國(guó)之首。
隨著國(guó)家“疆煤東運(yùn)”戰(zhàn)略的提出，近年來(lái)新疆煤炭產(chǎn)量正不斷提升。
根據(jù)新疆煤炭交易中心預(yù)測(cè)，在2022年，新疆煤炭產(chǎn)量會(huì)達(dá)到約3.3億噸，且每年還在以20%以上的速度在遞增。
不過(guò)由于對(duì)煤炭的需求終端不在新疆本地，新疆臨近甘肅和青海方向的煤炭資源多是向外流出，雖說(shuō)如今新疆煤炭的運(yùn)輸四大環(huán)線已基本形成，但中交一公院技術(shù)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，考慮到居高不下的運(yùn)輸成本、鐵路局車皮調(diào)配不足、貨運(yùn)場(chǎng)站裝車效率低等原因制約，單單依靠鐵路運(yùn)輸使新疆煤炭滿足東部沿海地區(qū)能源需求并不現(xiàn)實(shí)。
另外，酒泉市本身風(fēng)能、光能資源豐富，近年來(lái)酒泉一直在大力發(fā)展風(fēng)電基地和煤化工產(chǎn)業(yè)基地，其對(duì)新疆煤炭需求量也在不斷增大。
數(shù)據(jù)顯示，從2015年至2017年，甘肅省煤炭調(diào)入量分別為3250萬(wàn)噸、3400萬(wàn)噸和3500萬(wàn)噸，其中從新疆調(diào)入1700萬(wàn)噸、2380萬(wàn)噸和2880萬(wàn)噸，占比逐步提高，且絕大部分需要通過(guò)肅北明水進(jìn)入甘肅酒泉。
因此中交一公院技術(shù)團(tuán)隊(duì)透露，從2020年10月開始，中交一公院就開始策劃在酒泉新設(shè)計(jì)一條常規(guī)的傳統(tǒng)貨運(yùn)高速公路，一方面這條公路可以作為疆外運(yùn)輸新疆煤炭資源填補(bǔ)甘肅市場(chǎng)需求的快速通道，另一方面也可以滿足沿線鋼鐵生產(chǎn)基地、嘉東、嘉北（嘉西）工業(yè)園區(qū)、煤化工產(chǎn)業(yè)園、發(fā)電公司電能外送的運(yùn)輸需求。
從沿線貨運(yùn)需求看，該公路建成后，每天需運(yùn)輸車422輛，每年需運(yùn)輸貨物的總量則達(dá)1501萬(wàn)噸。
不過(guò)隨著對(duì)項(xiàng)目可行性的深入研究，中交一公院技術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的綜合交通體系已經(jīng)比較完善，如果興土木再建一條傳統(tǒng)貨運(yùn)高速公路，并不能收回投資。
“但社會(huì)運(yùn)輸需求還在，我們就分析如何能進(jìn)一步降低貨運(yùn)成本，而現(xiàn)在的公路貨運(yùn)物流成本，人力成本和燃油成本各自占了兩大塊，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣?，于是我們就想到了自?dòng)駕駛和換電重卡這兩種方案?！?/p>
中交一公院技術(shù)團(tuán)隊(duì)表示，通過(guò)運(yùn)用自動(dòng)駕駛等新技術(shù)，較傳統(tǒng)公路貨運(yùn)成本，這條新公路每公里的運(yùn)輸成本僅需0.2元/噸，總運(yùn)輸成本可大幅下降。
IEEE Fellow、戴升智能CEO、國(guó)際車路協(xié)同專家毛國(guó)強(qiáng)主導(dǎo)制定了這次項(xiàng)目智慧公路的整體技術(shù)方案，他對(duì)新智駕表示，這條公路并不是測(cè)試公路，而是需要商業(yè)運(yùn)營(yíng)，項(xiàng)目中的任何選擇都以需求驅(qū)動(dòng)。
“我們?cè)谧鲕嚶穮f(xié)同的部署時(shí)，沒(méi)有預(yù)設(shè)任何技術(shù)路線。我們的核心需求只是基于車路協(xié)同，在確保經(jīng)濟(jì)效益的前提下，讓自動(dòng)駕駛電動(dòng)貨卡在這條路上安全、穩(wěn)定可靠地跑起來(lái)，然后再去解決各種問(wèn)題?！?/p>
事實(shí)上，早在2010年中國(guó)科技部就曾在863計(jì)劃中提出要研究智能車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)，近幾年北京、武漢、雄安等各地政府更是紛紛推動(dòng)車路協(xié)同示范區(qū)落地，在公路上安裝5G基站、LTE核心網(wǎng)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等設(shè)備，也已非新鮮事。
比如計(jì)劃在今年杭州亞運(yùn)會(huì)前建成通車的杭紹甬高速杭紹段，在設(shè)計(jì)之初，就有考慮在中遠(yuǎn)期，為高等級(jí)自動(dòng)駕駛車輛提供車路協(xié)同式行車體驗(yàn)。
但從整體看，目前自動(dòng)駕駛車輛和車聯(lián)網(wǎng)還處于“各玩各”的狀態(tài)。
“路側(cè)設(shè)施究竟給自動(dòng)駕駛車輛解決了什么問(wèn)題，這是一筆糊涂賬。”
在毛國(guó)強(qiáng)看來(lái)，目前發(fā)展車路協(xié)同最大的痛點(diǎn)，在于缺乏清晰的商業(yè)模式，“誰(shuí)也沒(méi)有辦法回答，路側(cè)設(shè)施，對(duì)提升自動(dòng)駕駛車輛的安全行駛起到了什么作用。大家只是不管三七二十一，不對(duì)車輛需求進(jìn)行嚴(yán)密論證，就一股腦地在路上堆各種設(shè)備了”。
另外，由于車路協(xié)同需要車與路、云平臺(tái)與車、云平臺(tái)與路側(cè)設(shè)施緊密耦合，涉及到的產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，上下游相關(guān)的不同行業(yè)廠商眾多，行業(yè)尚未形成強(qiáng)有力的主導(dǎo)方，因此這幾年車路協(xié)同的商業(yè)化落地也始終進(jìn)展緩慢。
再一方面，車路協(xié)同技術(shù)核心產(chǎn)品當(dāng)下也還未完全達(dá)到落地水平，僅少數(shù)路段有部署RSU和其他感知設(shè)備，這也使得大部分車商對(duì)參與車路協(xié)同相關(guān)項(xiàng)目討論和對(duì)接興趣缺缺。
不過(guò)與其他車路協(xié)同示范區(qū)項(xiàng)目不同，由于酒泉公路項(xiàng)目是專為自動(dòng)駕駛車輛設(shè)計(jì)，公路達(dá)400多公里，最終以商業(yè)運(yùn)營(yíng)為目的，且目前僅靠單車智能確實(shí)無(wú)法解決安全行車問(wèn)題，對(duì)自動(dòng)駕駛以干線物流的方式實(shí)現(xiàn)規(guī)?；逃糜休^大的推動(dòng)作用，毛國(guó)強(qiáng)透露，很多車商一聽(tīng)到這個(gè)項(xiàng)目就馬上想?yún)⑴c了，對(duì)刺激各方參與到車與路的協(xié)作中作用明顯。
而為了打通車與路協(xié)同耦合的壁壘，毛國(guó)強(qiáng)等人一方面要盡量降低項(xiàng)目部署成本，另一方面則需與車商溝通，弄清如果要使自動(dòng)駕駛車輛在路上安全行駛，究竟還有什么問(wèn)題待解決。
毛國(guó)強(qiáng)分析，自動(dòng)駕駛車輛要想在高速公路上安全行駛，最核心需解決兩個(gè)問(wèn)題，一是做到車道保持，二則是做好車間距保持，不過(guò)在現(xiàn)階段，僅靠單車智能無(wú)法做到，特別是惡劣環(huán)境、低能見(jiàn)度下的安全行駛，因此在路側(cè)安裝路側(cè)設(shè)施輔助安全駕駛就十分必要。
目前車聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的RSU部署方案，大多是全線或者在主路部署RSU，“但我們咨詢了好多廠家，發(fā)現(xiàn)如果要400多公里全線部署RSU等路側(cè)設(shè)施，成本至少要20-30億元?！?/p>
在以往的車路協(xié)同項(xiàng)目中，為了監(jiān)控車輛的運(yùn)行狀態(tài)，路側(cè)RSU還需要每隔5-60秒獲得車輛運(yùn)行時(shí)的重要參數(shù)，比如發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)（啟動(dòng)/關(guān)閉）、胎壓、電量、行駛速度、定位信息等。
但通過(guò)和車商交流，毛國(guó)強(qiáng)發(fā)現(xiàn)，設(shè)備并不需要那么頻繁地監(jiān)控車輛的運(yùn)行狀態(tài)，每隔15分鐘上傳一次數(shù)據(jù)就已足夠，因此也就不必要在全線部署RSU。
反復(fù)溝通和推導(dǎo)后，毛國(guó)強(qiáng)目前的規(guī)劃是，按車輛最低速度40kph估算，在路側(cè)每隔約10公里部署一套R(shí)SU，再在重點(diǎn)部分，比如分合流區(qū)、彎道、換電站出入口等，通過(guò)增設(shè)RSU與路側(cè)感知設(shè)備、平臺(tái)調(diào)度及車車通信的方式及時(shí)交互周邊車輛位置，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
根據(jù)該項(xiàng)目的技術(shù)方案，為了實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)對(duì)車輛位置、所在車道和速度的精準(zhǔn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，車輛控制被分為大、中、小三個(gè)時(shí)空尺度：
大時(shí)空尺度為車輛調(diào)度，如決定及動(dòng)態(tài)調(diào)整車輛行車路線、導(dǎo)航等，通常決定車輛在幾公里或以上尺度的行駛；
中時(shí)空尺度則以路側(cè)RSU為邊界，對(duì)車輛的分段速度、車間距進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，通常決定車輛在百米以上至幾公里的駕駛行為；
小時(shí)空尺度則為車輛的應(yīng)急反應(yīng)，如防碰撞、避障等，通常決定車輛在幾米至最高兩百米(即車輛視距以內(nèi))的瞬時(shí)駕駛行為。
其中大、中時(shí)空尺度由云平臺(tái)或邊緣基站管控，小時(shí)間尺度由車輛依靠單車智能與路側(cè)設(shè)施輔助完成。
“全程部署智能網(wǎng)聯(lián)凸起路標(biāo)，每隔10公里放一套路側(cè)RSU，每套R(shí)SU的覆蓋半徑是300米，整個(gè)428公里算下來(lái)，這套技術(shù)方案既解決了問(wèn)題，總成本還降到了2-3億元，是原來(lái)的10%?！泵珖?guó)強(qiáng)表示。
同時(shí)，為了解決單車智能在雨雪、夜晚等長(zhǎng)尾場(chǎng)景下的感知問(wèn)題，根據(jù)規(guī)劃，在該公路兩側(cè)每間隔15米，還會(huì)部署智能網(wǎng)聯(lián)凸起信標(biāo)，這是整個(gè)公路技術(shù)方案中另一頗為大膽和關(guān)鍵的設(shè)計(jì)。
所謂智能網(wǎng)聯(lián)凸起信標(biāo)，一參與了該項(xiàng)目的智能駕駛解決方案供應(yīng)商創(chuàng)始人對(duì)新智駕介紹，大部分的車路協(xié)同方案，都是在路側(cè)的燈桿或龍門架上放置攝像頭或激光雷達(dá)等傳感器，但酒泉至明水公路的這個(gè)技術(shù)方案，則是在地上安裝信標(biāo)，“這是另一種理念，能夠大幅降低成本”。
根據(jù)介紹，凸起信標(biāo)內(nèi)置溫濕度、微波、地磁、震動(dòng)等多種傳感器，使用無(wú)線通信自組網(wǎng)，可感知路面車輛位置、速度、所在車道、積水、結(jié)冰等狀況，也可通過(guò)燈光增強(qiáng)道路的標(biāo)志線，輔助車輛實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別車道線及車距預(yù)警，進(jìn)而誘導(dǎo)調(diào)控車流。
另外毛國(guó)強(qiáng)還認(rèn)為，這些凸起信標(biāo)通過(guò)LED發(fā)光，可以起到增強(qiáng)車道線的作用，能大大提升自動(dòng)駕駛車輛在惡劣環(huán)境下的行駛安全性。
這與美國(guó)交通部的看法不謀而合。
美國(guó)在車路協(xié)同領(lǐng)域的測(cè)試和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富。早在2009年，美國(guó)交通部就發(fā)布過(guò)智能駕駛（IntelliDrive）戰(zhàn)略，2015年7月，美國(guó)密西根州還開放了全球第一個(gè)網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛測(cè)試設(shè)施MCity，試圖模擬網(wǎng)聯(lián)汽車在城市、鄉(xiāng)村交通環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施下的運(yùn)行狀況。
去年初，美國(guó)交通部發(fā)布了系列名為《自動(dòng)駕駛車輛對(duì)高速公路基礎(chǔ)設(shè)施的影響（ Impacts of Automated Vehicles on Highway Infrastructure）》的車聯(lián)網(wǎng)報(bào)告，指出道路標(biāo)志線的規(guī)范化，是一種對(duì)于提升自動(dòng)駕駛安全性最有意義的方式。
報(bào)告提到，從智能交通系統(tǒng)的角度來(lái)看，自動(dòng)駕駛汽車在讀取 LED 標(biāo)志（包括可變限速和可變信息標(biāo)志）方面仍然面臨重大挑戰(zhàn)，同時(shí)認(rèn)為，高速公路的路面標(biāo)記應(yīng)設(shè)計(jì)為在白天和夜間、干燥和潮濕條件下均可見(jiàn)和可檢測(cè)。
“現(xiàn)在看來(lái)，對(duì)于車路協(xié)同項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，增強(qiáng)車道線以使其更容易被自動(dòng)駕駛車輛識(shí)別已經(jīng)是一種必須去做的事，因?yàn)檫@樣既能明確地解決車的問(wèn)題，成本還能大大降低，能形成清晰的商業(yè)模式。”毛國(guó)強(qiáng)表示，酒泉至明水的技術(shù)路線無(wú)疑值得也可以被大規(guī)模推廣至其他車路協(xié)同項(xiàng)目中。
但這實(shí)際上是對(duì)當(dāng)下車路協(xié)同領(lǐng)域主流做法的挑戰(zhàn)。
一頭部智慧公路公司高管對(duì)新智駕介紹道，有觀點(diǎn)認(rèn)為，車路協(xié)同的最終階段應(yīng)該是協(xié)同控制，即通過(guò)路控制車，路的傳感器替代或大部分取代車端傳感器，當(dāng)車與車在交互過(guò)程中正在或即將發(fā)生沖突時(shí)，由路側(cè)來(lái)調(diào)度車輛。
“業(yè)內(nèi)大部分人談到車聯(lián)網(wǎng)時(shí)，都是在想如何通過(guò)路控制車，談的都是路為主，車為輔的車路協(xié)同?！?/p>
但該高管認(rèn)為，現(xiàn)階段車路協(xié)同沒(méi)有必要也解決不了自動(dòng)駕駛車輛視距范圍內(nèi)的感知、控制等問(wèn)題。
“就好像你在開車，車路協(xié)同坐在副駕，副駕的作用應(yīng)該是提醒、警告，讓你注意到這邊有個(gè)人、那邊有個(gè)東西。它應(yīng)該解決車輛超視距外，遮擋、看不見(jiàn)的問(wèn)題，而不是去搶方向盤，不然會(huì)非常危險(xiǎn)?！?/p>
不過(guò)目前酒泉至明水公路的技術(shù)方案，還有不少問(wèn)題仍待解決。
首先仍是路端和自動(dòng)駕駛車輛如何進(jìn)一步緊密耦合的問(wèn)題。
毛國(guó)強(qiáng)提到，在設(shè)計(jì)技術(shù)路線時(shí)，廠商們討論得最多的問(wèn)題，就是路側(cè)設(shè)施安裝了以后，要怎么和車、云平臺(tái)對(duì)接，又要做什么去實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的管控?！白鲈破脚_(tái)的、道路基建的、路側(cè)智能設(shè)施的、自動(dòng)駕駛的...這涉及到不同廠商不同技術(shù)的相互銜接，還要經(jīng)歷許多時(shí)間的磨合?！?/p>
另外就是如何確保電動(dòng)貨車在公路實(shí)際投入使用時(shí)的連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
按照規(guī)劃，投入使用后，公路和自動(dòng)駕駛車輛要保持7x24小時(shí)、全年無(wú)休的運(yùn)營(yíng)?！柏涇?yán)泿资畤?，要在這種前衛(wèi)的技術(shù)路線下，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的實(shí)時(shí)、穩(wěn)定傳輸，做到連續(xù)的高強(qiáng)度運(yùn)營(yíng)，大家心里實(shí)際上也是不確定的?！敝薪灰还杭夹g(shù)團(tuán)隊(duì)表示。
但中交一公院技術(shù)團(tuán)隊(duì)同時(shí)認(rèn)為，從可行性和經(jīng)濟(jì)性的角度看，這個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)方案，有可能成為行業(yè)催化劑，刺激車、云與道路更緊密耦合，并為全國(guó)其他公路路段落地車路協(xié)同提供借鑒。
前述自動(dòng)駕駛解決方案供應(yīng)商創(chuàng)始人則對(duì)新智駕表示，如果該公路技術(shù)方案要大規(guī)模推廣，遵循的演進(jìn)路線，應(yīng)該先是自動(dòng)駕駛車輛專用公路，再是普通公路上的專用車道，最后才是在開放的公路上混行。
從馬車跑的馬路，到汽車跑的公路，每次交通工具的變革，除了會(huì)使得道路形態(tài)發(fā)生變化，隨之而來(lái)的，還有相應(yīng)的交通法規(guī)、交通組織甚至城市形態(tài)在漫長(zhǎng)歲月里的逐漸演變。
車與路的智能化和數(shù)字化正不可逆轉(zhuǎn)地到來(lái)，從全球第一個(gè)網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛測(cè)試設(shè)施MCity開放到幾年后這條全球第一個(gè)自動(dòng)駕駛車輛專用商業(yè)化公路的建成，大約要花10年。
那基于車聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)駕駛車輛，要在普通、開放的公路上混行還要多久才能實(shí)現(xiàn)？這條酒泉至明水的公路又會(huì)是未來(lái)自動(dòng)駕駛車輛專用高速公路的樣子嗎？
“電和電網(wǎng)、汽車和高速公路，他們都是花了近百年的時(shí)間，才到規(guī)模普及使用的程度?！鼻笆鲋腔酃饭靖吖軇t表示，“自動(dòng)駕駛車輛和車路協(xié)同也一樣，它們是時(shí)代的產(chǎn)物，需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)一起發(fā)生巨大的變化，不要用一兩年的視野去看待它們的發(fā)展?！?/p>
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