科技企业开始“修路”了?如何定义智能道路?

夏至未至 2021-07-01 13:25:25

现在,通勤便利已是人们在一个城市安居乐业的先提条件之一。每天堵在路上的半个小时,用来睡觉不香吗?别慌,其实已经有人开始用智能科技解决交通问题了。科技企业开始“修路”了?如何定义智能道路?

科技企业开始“修路”了?如何定义智能道路?

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01、如何定义智能道路?


其实智能公路并不是新兴概念,早在20世纪90年代初,美国洛杉矶修建了一段“驶万达公路”,成了试验性的“智能公路”,建立在公路系统与通讯系统相结合的基础上,不需要增铺公路,就能提高公路的通行能力,等于高效不再堵车。

当时整个系统有三个作用:1、把即将发生的交通堵塞显示在汽车导向图上,用电波发射出去;2、准确地测定通过路面上每一点的交通流量和流速;3、位置检测。


这听着很高大上对不对?其实现在一个地图APP就能搞定,这并不是我们想要的智能公路。


那么如今我们所说的智能公路,究竟是什么样子?


长安大学信息工程学院教授徐志刚在《智能公路发展现状与关键技术》中提到:智能公路是一种多功能集成的道路基础设施系统,由自动驾驶车辆、车路通信与协同、智能道路基础设施三部分组成。


简单来说,智能公路通过智能网联技术消除行车安全和交通拥堵的隐患。但这种说法过于笼统不严谨,智能公路有没有一套标准来评估?有的,行业有八大关键性技术。


这八项技术非常有意思,甚至有些脑洞大开,但这里先不剧透,后面我们会讲到,唯一可以透漏的是这八项技术实现起来并不难。既然不难,为什么现在还没出现真正意义上的智能公路呢?


我们在等一阵东风,这阵东风名曰“无人驾驶”。


02、无人驾驶是道路升级的重要一环


为什么无人驾驶可以减缓拥堵?首先我们来了解造成拥堵的原因。


司机有反应时间,车有加速减速时间。当一辆车减速停下的时候,后车也随着减速停下,在前车重新启动时,就会增加前后两车的车距,同时降低后面道路上的平均速度,这种现象将会传递到后面的每一台车,因此造成拥堵。


听起来很复杂,看看动图就能明白了:


总结起来,目前拥堵原因主要都来自于人,每个人都有不同的开车习惯,以至于每辆车都极具个性化,但个性化在道路这种需要秩序的环境中,是缺点。道路想要消灭拥堵情况,最好的方法就是消灭个性化。


在开放世界的游戏大作中,不管是洛圣都还是旧金山湾地区,除非你刻意扰乱,不然很少会出现堵车的现象,原因是路上行驶的汽车不管是路线还是速度,都是一串设计好的代码,个性化在游戏NPC中是不存在的,自然没有堵车现象。


利用代码打造一个交通系统,谁说现实世界不可以呢?实现逻辑是利用距离探测传感器,让汽车之间保持一定的安全距离,整个车队形成一致性的整体。这就是八大关键性技术之一——车辆队列技术。


这等于将智能公路上所有的汽车转变成训练有素的队列,要走一起走,要退一起退,车与车之间始终保持着同样的距离。


但这中间还有一项不可控因素,就是汽车电量。假如我们坐上无人驾驶汽车,驶上了智能公路,结果显示电量不足请充电,走了5公里后电量耗尽,停在路上,占着一条车道,这等于也造成道路拥堵。

既然这样,电量低的无人驾驶汽车先去充电不就行了?道理是这个道理,但这显然不够智能,我们的目标是无人驾驶汽车24小时营业,这就得用到提到技术之二——无线充电技术。


早在2016年,南方电网广西电力科学研究院的祝文姬博士及团队成功建成了国内第一条电动汽车无线供电小型试验车道,掌握了电动汽车无线供电技术。


相比研发电池技术来提高汽车续航,无线充电无疑给电动汽车的续航问题带来了新的思路。未来实现电动汽车的动态无线充电,将无线充电模块配置在智能道路上,同时太阳能等新能源提供电力,可以大幅减少电动汽车配备的动力电池容量,节能减排,降低电动汽车的运行成本。


小米此前发布的隔空充电技术如果能持续迭代更新,保不准将来可以用在公路上,分段放置隔空充电设备,电动汽车岂不是随时随地都能保持满电状态?


当然,道路本身还是关键。我们对道路的要求是能够智能自主感知环境,换句话说,就是在道路材料上加入一些传感器,这些传感器让道路对交通环境进行分析、处理、判断,以此达到能量收集、自诊断、信息交互等智能化功能,这就是技术之三:道路智能材料技术。


除了这三种关键技术外,用专业的术语来说,还包括V2X网络通信技术、高精度地图技术、面向主动安全的道路控制技术、车路交互技术以及结合基础设施的智能决策与规划。


细心的你可能已经发现,虽说智能公路的八大关键技术,但并不是所有技术都针对公路,汽车也是智能公路这个概念中的一部分,智能公路只是一个载体,我们真正的目的是“车路协同”。


03、车路协同将成为主流


对于车路协同这件事,我们国家是举双手赞成,早在2011年,国家科技部就将“智能车路协同关键技术研究”列入863计划重要课题,此后,政府也在2017-2020年集中发布了多个车联网相关政策。


华为公司LTE产品线总裁熊伟是这么说的:“面向未来的智能交通,应当让车辆与路边的既有设施充分协同,共同打造安全、高效、绿色的通信网络。”


意思就是,未来车辆与道路相辅相成,好比我们现在的移动互联网,把手机当成汽车的话,那么智能公路就是5G网络,手机在网络中冲浪,汽车在道路上飞驰,通过无线通信和互联网技术,实现车与车、车与路、车与人、车与网络的实时数据交互。


好处是我们随时可以获知周边车辆、位置信息等微环境信息,通过各种信息进行大数据分析,判断周围行车环境、预测事故概率,提高行车安全性及交通效率。以后就再也不会有120的车被堵在了路上,直接快速安排。


对于车子来说,有了车路协同的加持,相当于拥有“千里眼顺风耳”。感知范围扩大到周遭几百米,决策更精准。比如说,提前知道前方红路灯状态,完成加速or减速操作;通过车车互联,提前感知到前车位置速度,提前判断来往车辆意向。


对于这点交警叔叔们拍手叫好,再也不用日晒雨淋站在道路中间指挥交通了,对于交管部门来说,通过云平台实时了解交通状态,进行动态调控,提升通行效率,降低城市拥堵,等于对这片区域的交通状况开启了上帝视角。


在无人驾驶时代来临时,交通管理中心就可以有效地对每辆无人驾驶汽车进行管理,用户也可以准确地找到需要找的车,最为重要的是,每一辆车会沿着一个数码轨道运行。


小时候玩过四驱车的应该就知道,当有了既定的轨道,不仅速度更快,且发生碰撞的机会几乎为零。


只不过我们从实体轨道换成了数码轨道,这样大大减少了事故发生的可能性,无人驾驶汽车只需要发现前方的障碍并及时反应,不需要担心因为变道、超车、障碍物带来的影响。


未来的一段时间,当无人驾驶汽车和普通汽车并存时,在一些高速公路或者城市道路上可能会专门为智能汽车设计专有的车道,让智能汽车和普通汽车能够有序运行,这样道路的通行能力就会大幅提高。而在无人驾驶汽车全面替代普通汽车时,城市的道路规划就变得更加简单。


这才是真正的车联网,而不是仅限于车上的一块屏幕。


设想一下,重新定义之后的智能交通将是这样的:清晨,我们坐上智能汽车,在路上,这辆车会沿着一个已经规划好的数字轨道运行,精确地到达乘客的身边,再把乘客送往目的地。所有的路线都由智能交通控制中心进行规划,既保证了高速度,也不会出现交通拥堵,因为哪辆车在什么时间经过什么地方,都进行过运算。


或许这才是真正的汽车共享经济,对于普通人而言,需要车时,智能交通系统就可以派一辆车来接你,你只需要支付服务费用即可。这些车不需要人来驾驶,成本也很低。因为智能交通体系的支撑,这些车不会拥堵,使用效率高,安全性可靠。从这点来看,今天的打车应用,一定程度上也是在为未来的服务模式提供尝试。


梦想很美好,但实现起来并不容易,智能交通是一件费时费力费钱,需要国家政策支持才能实现的伟大愿景,我们非做不可吗?是的,而且我们已经在做了。


从百度的车路协同开源方案,到阿里的“智慧高速”实践,到腾讯的“车路协同”生态连接器价值论,再到华为的C-V2X芯片以及在系统架构层面,这是除了汽车外,另一个让国内巨头集体下场的赛道。


巨头们比谁都清楚,如果没有“车路协同”,自动驾驶只是空谈,光有技术,不能上路,车路协同是自动驾驶的前提条件。


可以预见,智能交通协同发展将成为一种趋势。车路协同系统被称为道路交通安全的第三次革命,是智能交通发展的重要目标之一。

很多人认为智能汽车只不过是一台手机加四个轮子,其实这种说法并不全面,智能汽车本身具有的智能科技固然重要,但如果没有智能公路等其他条件的协同,就如手机没有了网络,iPhone 12 Pro Max也只是一台MP4。在智能汽车时代,车联网不仅仅指的是汽车,还有信息通信、交通等多个领域,彼此间互相协同,才是完整形态的车联网。


而今,我们正处于由互联网、大数据、物联网及人工智能等多种信息技术融合的新一轮智能交通建设的起点,智能交通必将掀起一场新的伟大革命,还是那句老话,“想致富,先修路”。


来源:智行驾道

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