智能交通领域中自动驾驶发展和应用分析

胡蓉 中通服咨询设计研究院有限公司

关键字：交通强国 自动驾驶 应用场景 商用化

一、背景

改革开放以来，交通是我国发展最快的行业领域。在1978年-2018 年40 年间，交通基础设施规模大幅度增长，铁路、高速铁路、公路、高速公路、码头泊位、万吨级泊位、机场等均实现了跨越式增长，其中高速铁路和高速公路更是跃居世界第一。

从未来发展面临的挑战来看，我国交通行业仍然存在着综合交通运输体系一体化发展滞后；绿色智能交通技术发展水平不高，能力不强；治理体系和治理能力亟需完善和提升；可持续发展能力弱的问题。

十九大将“交通强国”上升为国家战略。交通强国主要表现在：完善的基础设施，合理的运输结构；先进的科技装备，高效的运输服务；科学的发展路径，可靠的运维体系；现代的治理能力，一流的人才队伍；开放的市场环境，发达的全球网络。

在交通强国战略中，智能交通是基础设施提质增效的主要推手，是提高运输效率的重要手段，是提升运输服务品质的关键，是提高交通安全水平的利器，是缓解交通拥堵的有力手段，是实现交通世界领先的重要抓手。智能交通系统是重要标志之一，自动驾驶是智能交通发展的重要领域之一。随着人工智能、移动互联网、大数据等新技术的迅速发展，以自动驾驶为代表的新一代智能交通系统将逐渐成为解决交通问题的突破口。

二、道路交通安全面临的问题分析

当前，道路交通安全呈现出事故多、占比高、压降慢的特点，交通安全已成为安全生产的主要矛盾。保障道路交通安全面临巨大压力。交通流量持续迅猛增长，以江苏为例，2018 年五一假期高速公路总流量突破332 万辆，连续6 年以年均14%的速度激增。基础设施建设维护存在不平衡，农村路段安全隐患多，农村地区成为道路交通安全新短板，事故率和死亡人数攀升，存在交叉道口多密、路口视线不良、无信号灯控制等问题。交通参与者安全意识不强、素质不高，机动车闯红灯、酒后驾驶、超速行驶、货车超载等交通违法行为屡禁不止，违法成本低。据统计，我国90%以上交通事故是因驾驶不慎导致。由此看出，频发的交通事故以及相对低下的通行效率已成为当前最头痛的问题。

从驾驶和拥堵中解放出来就成为了社会的新诉求。随着人工智能、深度学习技术的成熟，算法开始能够识别物体属性，做出类人的合理决策，自动驾驶成为可能。应用自动驾驶技术可以有效减少事故发生率。其优越性表现在：

路径规划——选择最优路线，最快到达目的地。

速度巡航——减少因未按规定行驶速度造成的交通事故和拥堵。

机器操控——减少因疲劳驾驶造成的交通事故。

规范驾驶——减少因未按规定行驶（酒驾、变道等）造成的交通事故及交通拥堵。

三、自动驾驶定义、商用现状、政策研究分析

自动驾驶是车辆通过车身布置的传感器，对周围环境进行感知并做出控制决策，包括纵向和横向组合控制，纵向主要控制车速，横向主要控制方向。自动驾驶过程主要包括信息采集、处理和执行指令三个阶段。其原理是自动驾驶汽车通过布置在车身的雷达、摄像头等传感设备，对周围环境进行探测，采集周围行人、车辆位置、速度和加速度、车道线等信息。将信息传送到ECU 进行分析、计算并做出控制决策，然后将决策传送到发动机/电机管理和电动助力转向系统（EPS），实现车辆加速、减速和转向操作。

从2009 年起，Google、百度等科技巨头进入自动驾驶领域。我国的自动驾驶发展保持与国际并跑的态势，国内自动驾驶发展从地域上看，产业发展集中在北京、广东、上海、浙江、江苏，技术领域涵盖了ADAS/驾驶解决方案、成车机器人制造、雷达传感器、行车系统和算法、地图和导航等方面。从商用化现状可以看出，这些企业还处于技术研发阶段，跨界和整合是的产业链进入了深度合作期，优势互补可以上企业和整个产业向好发展。

我国的自动驾驶商用化政策研究和制定应从参与角色的角度出发，构建产业生态。政府作为顶层设计的制定者，政策上支持扶持，创新业态环境，行使企业监管引导权力，积极储备和培养人才，加强对外交流合作；行业应规划引导服务，成为政企合作的桥梁，积极开展技术研讨、制定技术标准，人才专家为引导，搭建行业交流平台；企业应着力于国产装备制造，核心技术研发，仿真测试模拟，并遵守国家和行业法律法规，积极引进人才，加强国际交流合作。

四、自动驾驶应用场景构想和商用化切入点畅想

关于应用场景构想主要是以下四个方面：

1.重点车辆主动安全防控应用

基于车路协同的重点车辆主动安全防控在城市道路场景下可实现盲区预警、交叉口相撞预警；路况预警、突发事件预警；设置电子围栏在重点区域和点段布控；在高速公路场景下，可实现事前预警，在途监控和联合执法，事后溯源。

2.快速公交应用场景

快速公交有线路固定，使用专用车道，对场景识别和安全控制等算法的要求相对于社会车辆较低的特点，更适合应用自动驾驶技术。

3.跨区域简单约束条件下货运组织场景

在高速公路运输组织新模式下，城市集疏运中心为货运车辆起止地点，HUB 集货物仓储、集散、配载于一体，集合了匝道平纵曲线符合规范、配载场地、充电、车辆维修、人员休息等功能，在高速路段可实现货车自动驾驶。新模式下可承接公铁联运，将码头、高速公路形成有机整体。

4.跨区域简单约束条件下私人出现组织场景

使用自动驾驶技术，在跨区域私人出行场景下，在普通路段使用网约车，行驶到高速公路路段时使用共享无人驾驶车辆，在出入口完成网约车和无人驾驶车辆的换乘，保证安全、快速、便捷出行。

对于当前自动驾驶在我国商用化切入的思考，从分析行业痛点和优势出发。

行业痛点：交通事故90%以上是货运，而人为因素占到80%以上；公路运输与铁路等运输方式相比的可靠性较差，迫切需要将公路运输的安全水平提升到准轨道运输的水平；货运司机短缺，从业人员面临匮乏。

与国外相比我国的高速公路优势在于：高速路段时封闭路段；覆盖了大部分的城市和乡镇；总体运力充分。

结合以上分析，高可靠性自动驾驶货运系统和客运系统将技术极致化，将安全与能耗最优化，是自动驾驶商用发展最好的切入点。

五、结束语

我国的自动驾驶处于探索期，政策、法规、技术、基础设施都有待发展和完善，也有赖于政府、行业、企业等多方支持。