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1924年，從米蘭到瓦雷澤，全長43.6公里，全封閉、無交匯、沒有行人，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438.619公里，全封閉、無人駕駛，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)計研究院有限公司（隸屬于“中國交建”）牽頭，一條專供自動駕駛電動重卡行駛的公路技術(shù)方案也正在規(guī)劃可行性中。
如無意外，幾年后，世界范圍內(nèi)第一條真正商業(yè)化的無人駕駛車輛專用公路將在甘肅建成落地。
為了實現(xiàn)這條公路的真正商業(yè)化，中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司交通規(guī)劃設(shè)計院技術(shù)團隊向新智駕介紹，在設(shè)計這條公路之初，遵循的基本理念就是“夠?qū)嵱?、夠便宜、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輸而生的公路，它身處河西走廊腹地，沿線均為荒漠無人區(qū)、地形平坦，這意味著該項目對安全性要求相對較低、道路環(huán)境簡單，也就有條件采用全封閉、全路徑、全斷面專供自動駕駛電動貨運車輛行駛的設(shè)計。
但問題是，這種技術(shù)設(shè)計方案能被大規(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、西達新疆、北抵蒙古國、南下甘肅玉門等地，而這條無人駕駛電動貨卡專用公路，則串聯(lián)起了沿線礦產(chǎn)資源、工業(yè)園區(qū)、物流園區(qū)的交通運輸需求。
比如新疆就是碳煤儲量大省，新疆煤炭交易中心統(tǒng)計，新疆預(yù)測遠景儲量2.19 萬億噸，占全國的40.6%以上，居全國之首。
隨著國家“疆煤東運”戰(zhàn)略的提出，近年來新疆煤炭產(chǎn)量正不斷提升。
根據(jù)新疆煤炭交易中心預(yù)測，在2022年，新疆煤炭產(chǎn)量會達到約3.3億噸，且每年還在以20%以上的速度在遞增。
不過由于對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，雖說如今新疆煤炭的運輸四大環(huán)線已基本形成，但中交一公院技術(shù)團隊認為，考慮到居高不下的運輸成本、鐵路局車皮調(diào)配不足、貨運場站裝車效率低等原因制約，單單依靠鐵路運輸使新疆煤炭滿足東部沿海地區(qū)能源需求并不現(xiàn)實。
另外，酒泉市本身風(fēng)能、光能資源豐富，近年來酒泉一直在大力發(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3250萬噸、3400萬噸和3500萬噸，其中從新疆調(diào)入1700萬噸、2380萬噸和2880萬噸，占比逐步提高，且絕大部分需要通過肅北明水進入甘肅酒泉。
因此中交一公院技術(shù)團隊透露，從2020年10月開始，中交一公院就開始策劃在酒泉新設(shè)計一條常規(guī)的傳統(tǒng)貨運高速公路，一方面這條公路可以作為疆外運輸新疆煤炭資源填補甘肅市場需求的快速通道，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輸需求。
從沿線貨運需求看，該公路建成后，每天需運輸車422輛，每年需運輸貨物的總量則達1501萬噸。
不過隨著對項目可行性的深入研究，中交一公院技術(shù)團隊發(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)貨運高速公路，并不能收回投資。
“但社會運輸需求還在，我們就分析如何能進一步降低貨運成本，而現(xiàn)在的公路貨運物流成本，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動駕駛和換電重卡這兩種方案?！?/p>
中交一公院技術(shù)團隊表示，通過運用自動駕駛等新技術(shù)，較傳統(tǒng)公路貨運成本，這條新公路每公里的運輸成本僅需0.2元/噸，總運輸成本可大幅下降。
IEEE Fellow、戴升智能CEO、國際車路協(xié)同專家毛國強主導(dǎo)制定了這次項目智慧公路的整體技術(shù)方案，他對新智駕表示，這條公路并不是測試公路，而是需要商業(yè)運營，項目中的任何選擇都以需求驅(qū)動。
“我們在做車路協(xié)同的部署時，沒有預(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)濟效益的前提下，讓自動駕駛電動貨卡在這條路上安全、穩(wěn)定可靠地跑起來，然后再去解決各種問題?！?/p>
事實上，早在2010年中國科技部就曾在863計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、毫米波雷達等設(shè)備，也已非新鮮事。
比如計劃在今年杭州亞運會前建成通車的杭紹甬高速杭紹段，在設(shè)計之初，就有考慮在中遠期，為高等級自動駕駛車輛提供車路協(xié)同式行車體驗。
但從整體看，目前自動駕駛車輛和車聯(lián)網(wǎng)還處于“各玩各”的狀態(tài)。
“路側(cè)設(shè)施究竟給自動駕駛車輛解決了什么問題，這是一筆糊涂賬?！?/strong>
在毛國強看來，目前發(fā)展車路協(xié)同最大的痛點，在于缺乏清晰的商業(yè)模式，“誰也沒有辦法回答，路側(cè)設(shè)施，對提升自動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，不對車輛需求進行嚴密論證，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、云平臺與車、云平臺與路側(cè)設(shè)施緊密耦合，涉及到的產(chǎn)業(yè)鏈較長，上下游相關(guān)的不同行業(yè)廠商眾多，行業(yè)尚未形成強有力的主導(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參與車路協(xié)同相關(guān)項目討論和對接興趣缺缺。
不過與其他車路協(xié)同示范區(qū)項目不同，由于酒泉公路項目是專為自動駕駛車輛設(shè)計，公路達400多公里，最終以商業(yè)運營為目的，且目前僅靠單車智能確實無法解決安全行車問題，對自動駕駛以干線物流的方式實現(xiàn)規(guī)模化商用有較大的推動作用，毛國強透露，很多車商一聽到這個項目就馬上想?yún)⑴c了，對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，毛國強等人一方面要盡量降低項目部署成本，另一方面則需與車商溝通，弄清如果要使自動駕駛車輛在路上安全行駛，究竟還有什么問題待解決。
毛國強分析，自動駕駛車輛要想在高速公路上安全行駛，最核心需解決兩個問題，一是做到車道保持，二則是做好車間距保持，不過在現(xiàn)階段，僅靠單車智能無法做到，特別是惡劣環(huán)境、低能見度下的安全行駛，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)同項目中，為了監(jiān)控車輛的運行狀態(tài)，路側(cè)RSU還需要每隔5-60秒獲得車輛運行時的重要參數(shù)，比如發(fā)動機狀態(tài)（啟動/關(guān)閉）、胎壓、電量、行駛速度、定位信息等。
但通過和車商交流，毛國強發(fā)現(xiàn)，設(shè)備并不需要那么頻繁地監(jiān)控車輛的運行狀態(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，毛國強目前的規(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RSU，再在重點部分，比如分合流區(qū)、彎道、換電站出入口等，通過增設(shè)RSU與路側(cè)感知設(shè)備、平臺調(diào)度及車車通信的方式及時交互周邊車輛位置，也可以實現(xiàn)對車輛的實時監(jiān)控。
根據(jù)該項目的技術(shù)方案，為了實現(xiàn)云平臺對車輛位置、所在車道和速度的精準實時監(jiān)控，車輛控制被分為大、中、小三個時空尺度：
大時空尺度為車輛調(diào)度，如決定及動態(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；
中時空尺度則以路側(cè)RSU為邊界，對車輛的分段速度、車間距進行調(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))的瞬時駕駛行為。
其中大、中時空尺度由云平臺或邊緣基站管控，小時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，每隔10公里放一套路側(cè)RSU，每套RSU的覆蓋半徑是300米，整個428公里算下來，這套技術(shù)方案既解決了問題，總成本還降到了2-3億元，是原來的10%?！泵珖鴱姳硎?。
同時，為了解決單車智能在雨雪、夜晚等長尾場景下的感知問題，根據(jù)規(guī)劃，在該公路兩側(cè)每間隔15米，還會部署智能網(wǎng)聯(lián)凸起信標，這是整個公路技術(shù)方案中另一頗為大膽和關(guān)鍵的設(shè)計。
所謂智能網(wǎng)聯(lián)凸起信標，一參與了該項目的智能駕駛解決方案供應(yīng)商創(chuàng)始人對新智駕介紹，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等傳感器，但酒泉至明水公路的這個技術(shù)方案，則是在地上安裝信標，“這是另一種理念，能夠大幅降低成本”。
根據(jù)介紹，凸起信標內(nèi)置溫濕度、微波、地磁、震動等多種傳感器，使用無線通信自組網(wǎng)，可感知路面車輛位置、速度、所在車道、積水、結(jié)冰等狀況，也可通過燈光增強道路的標志線，輔助車輛實現(xiàn)精準識別車道線及車距預(yù)警，進而誘導(dǎo)調(diào)控車流。
另外毛國強還認為，這些凸起信標通過LED發(fā)光，可以起到增強車道線的作用，能大大提升自動駕駛車輛在惡劣環(huán)境下的行駛安全性。
這與美國交通部的看法不謀而合。
美國在車路協(xié)同領(lǐng)域的測試和研發(fā)經(jīng)驗豐富。早在2009年，美國交通部就發(fā)布過智能駕駛（IntelliDrive）戰(zhàn)略，2015年7月，美國密西根州還開放了全球第一個網(wǎng)聯(lián)自動駕駛測試設(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)施下的運行狀況。
去年初，美國交通部發(fā)布了系列名為《自動駕駛車輛對高速公路基礎(chǔ)設(shè)施的影響（ Impacts of Automated Vehicles on Highway Infrastructure）》的車聯(lián)網(wǎng)報告，指出道路標志線的規(guī)范化，是一種對于提升自動駕駛安全性最有意義的方式。
報告提到，從智能交通系統(tǒng)的角度來看，自動駕駛汽車在讀取 LED 標志（包括可變限速和可變信息標志）方面仍然面臨重大挑戰(zhàn)，同時認為，高速公路的路面標記應(yīng)設(shè)計為在白天和夜間、干燥和潮濕條件下均可見和可檢測。
“現(xiàn)在看來，對于車路協(xié)同項目來說，增強車道線以使其更容易被自動駕駛車輛識別已經(jīng)是一種必須去做的事，因為這樣既能明確地解決車的問題，成本還能大大降低，能形成清晰的商業(yè)模式?！泵珖鴱姳硎?，酒泉至明水的技術(shù)路線無疑值得也可以被大規(guī)模推廣至其他車路協(xié)同項目中。
但這實際上是對當(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新智駕介紹道，有觀點認為，車路協(xié)同的最終階段應(yīng)該是協(xié)同控制，即通過路控制車，路的傳感器替代或大部分取代車端傳感器，當(dāng)車與車在交互過程中正在或即將發(fā)生沖突時，由路側(cè)來調(diào)度車輛。
“業(yè)內(nèi)大部分人談到車聯(lián)網(wǎng)時，都是在想如何通過路控制車，談的都是路為主，車為輔的車路協(xié)同?！?/p>
但該高管認為，現(xiàn)階段車路協(xié)同沒有必要也解決不了自動駕駛車輛視距范圍內(nèi)的感知、控制等問題。
“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人、那邊有個東西。它應(yīng)該解決車輛超視距外，遮擋、看不見的問題，而不是去搶方向盤，不然會非常危險。”
不過目前酒泉至明水公路的技術(shù)方案，還有不少問題仍待解決。
首先仍是路端和自動駕駛車輛如何進一步緊密耦合的問題。
毛國強提到，在設(shè)計技術(shù)路線時，廠商們討論得最多的問題，就是路側(cè)設(shè)施安裝了以后，要怎么和車、云平臺對接，又要做什么去實現(xiàn)對車輛的管控?！白鲈破脚_的、道路基建的、路側(cè)智能設(shè)施的、自動駕駛的...這涉及到不同廠商不同技術(shù)的相互銜接，還要經(jīng)歷許多時間的磨合。”
另外就是如何確保電動貨車在公路實際投入使用時的連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運行。
按照規(guī)劃，投入使用后，公路和自動駕駛車輛要保持7x24小時、全年無休的運營?！柏涇嚴泿资畤?，要在這種前衛(wèi)的技術(shù)路線下，能夠?qū)崿F(xiàn)信號的實時、穩(wěn)定傳輸，做到連續(xù)的高強度運營，大家心里實際上也是不確定的?！敝薪灰还杭夹g(shù)團隊表示。
但中交一公院技術(shù)團隊同時認為，從可行性和經(jīng)濟性的角度看，這個項目的技術(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，并為全國其他公路路段落地車路協(xié)同提供借鑒。
前述自動駕駛解決方案供應(yīng)商創(chuàng)始人則對新智駕表示，如果該公路技術(shù)方案要大規(guī)模推廣，遵循的演進路線，應(yīng)該先是自動駕駛車輛專用公路，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，除了會使得道路形態(tài)發(fā)生變化，隨之而來的，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，從全球第一個網(wǎng)聯(lián)自動駕駛測試設(shè)施MCity開放到幾年后這條全球第一個自動駕駛車輛專用商業(yè)化公路的建成，大約要花10年。
那基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛車輛，要在普通、開放的公路上混行還要多久才能實現(xiàn)？這條酒泉至明水的公路又會是未來自動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，“自動駕駛車輛和車路協(xié)同也一樣，它們是時代的產(chǎn)物，需要整個產(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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