清華大學姚丹亞：車路協同（V2X）-智能駕駛和智慧交通 | CCF-GAIR 2020

編者按:2020年8月7日，全球人工智能與機器人峰會(CCF-GAIR 2020)正式開幕。CCF-GAIR 2020峰會由中國計算機聯合會(CCF)主辦，香港中文大學(深圳)和Leifeng.com聯合承辦，鵬程實驗室和深圳人工智能與機器人研究所協辦。從2016年的學產結合、2017年的產業落地、2018年的垂直細分、2019年的人工智能四十周年，峰會一直致力于打造中國人工智能與機器人領域規模最大、規格最高、跨界最廣的學術、產業、投資平臺。

大會第二天，清華大學自動化系系統工程研究所教授、博士生導師、星云互聯首席科學家姚發表演講，分享主題為“車路協同(V2X)——智能駕駛與智能交通”。

姚教授在講話中說:

在某種程度上，車路協調可以利用近場通信技術解決遠距離的感知，并可以提供交通參與者之間的合作。這種近場通信方式將連接300-500米范圍內的交通參與者。車路協調的核心不是利用現有的移動通信來解決交通參與者與控制或信息中心之間的信息交互問題。

在他看來，車路協同新技術源于“三個驅動”，即中國的問題驅動交通、需求驅動的智能駕駛和需求驅動的綜合交通。

具體來說，行車安全一直是交通問題中最受關注的問題。但是有很多交通事故，僅僅依靠汽車層面的保險杠、安全帶、安全氣囊是無法避免或緩解的。檢測范圍不夠，環保意識不足，共享能力不足是導致一些交通事故的原因。

姚接著說道:

很多事故都是因為感知不足造成的。另外，車輛的實時信息共享也很重要。如果汽車能夠接收到前方發生事故的信息，就可以大大減少連環追尾事故的發生。感知不足也是自行車智能的局限。

除了行車安全，交通的另一大痛點是擁堵。城市道路中的信號交叉口、高速公路出入口、高接匝道容易發生擁堵。如果用算法對這些場景的交通進行預測和優化，可以大大緩解擁堵現象。

基于上述情況，突出了車路協調的兩大功能:

首先，汽車的安全性能可以升級，從被動安全(安全帶和安全氣囊)到主動安全(ADAS)，再到協同安全(C-DAS)。其中，協調包括兩個方面:一是探測和感知的協調，可以大大提高車輛的感知能力；另一方面是執行層面的協調，解決一些自行車智能解決不了的問題；這些技術還可以用于無人駕駛，從而實現駕駛安全技術的革命性變革。

第二，它可以成為下一代智能交通系統的基礎。現有的交通管理理論是基于聚合數據的。在車路協同的交通環境下，可以掌握每輛車的實時狀態，同時對每輛車進行管理、誘導和控制，實現交通管理從被動交通管理到主動交通控制的升級。比如速度引導，可以讓車輛順利通過路口，從而實現交通控制技術的革命性變革。

那么，車路協同需要哪些核心技術支持？

定位。為了通過車路協調掌握每輛車的狀態，高精度定位技術必不可少；目前還沒有低成本、商業化的高精度、高可靠性、環境適應性強的定位技術來滿足車路協調的需要。

測試。當車路協同的車載設備安裝還不夠普及時，就需要通過路側檢測系統獲取每輛車的實時狀態。現有的攝像機、雷達、微波雷達、激光雷達等傳感器單獨使用已經不能滿足車路協調的需要。

交流。由于涉及安全問題，車路協調需要低延遲、高可靠性的直接通信技術。包括DSRC、LTE-V(PC5)和5G-PC5(NR)在內的低時延高可靠通信技術是車路協同的有力支撐，適用于復雜的安全應用場景。

至于車路協調的工業應用，姚認為可以分為三個階段:

第一階段是試驗前驗證，重點是在部分試驗點進行整車測試和應用。事實上，這一領域的國家項目支持了大量工作。例如，2011-2014年，科技部863主題項目“智能車路協調關鍵技術研究”在河北廊坊建立了包括一個路口兩條道路和10輛智能車的試驗驗證，涵蓋車輛安全和交通管理；2016年以來，工信部在上海、北京、重慶等5個城市建立了智能網聯汽車測試區。

第二階段是中期規模驗證，將在一定范圍內開展大規模的示范應用和評估，如江蘇(無錫)車聯網試驗區、國家智能網聯汽車(長沙)試驗區、德清智能網聯汽車試驗場等。現階段需要保證有合適的道路環境和足夠的車輛資源進行測試和應用，然后逐步形成國家標準——目前我國車路協調發展正處于這一階段。

第三階段，成熟期，經過驗證的車輛協同技術大規模推廣，極大的改變和改善現有的車輛安全和交通擁堵，支持真正的無人駕駛上路。

據姚介紹，目前，車路協同在政策層面得到了國家的大力支持，國務院、工信部、交通部、住建部都出臺了相關政策，推動車路協同的進一步發展。姚在接受雷鋒網新智家采訪時說。com(微信官方賬號:雷鋒網。com):

車路協調在起步階段離不開政府的支持。

在姚看來，交通運輸的發展不應脫離其本質，即安全高效地將人和貨物運送到目的地。所以在車路協同的前期，政府需要投資基礎設施建設，不應該涉及商業模式或者盈利問題。它和紅綠燈等交通管理設施一樣，旨在維持交通的正常運行，本質上是新基礎設施模式下的基礎設施。

但是，車路協同的推廣應用并不是一家企業可以單獨完成的。它需要各方的合作和政府的牽引才能真正實現。

按照傳統的思維方式，人們更傾向于通過擴大車道來解決擁堵問題，而不是新興的車路協同技術。此外，目前市場上搭載車路協同設備的車輛并不多，使得車路協同傳播遇到一定阻力。

星云互聯是中國車路協同領域的重要參與者，姚是其首席科學家。針對車路協同發展的阻力，姚還向雷鋒網介紹了星運互聯的戰略。com的新之家——先路端再車端，先商用車再乘用車，再前面一個。

“車前路尾”的重心在于路的盡頭。

具體來說，一是選擇事故多發/擁堵的重點路段進行改造；通過路側設備與裝有車路協同終端設備的車輛之間的信息交互，以及路側可變情報板與普通車輛之間的信息交互，達到減少事故、提高通行效率的初步效果。在路邊取得初步成果后，大規模使用車路協同設備上車將變得更加容易。

“商用車先于乘用車”和“先裝后裝”的重點在于車端。

垂直行業的商用車(公共汽車、卡車等。)對安全的要求更嚴格，政府的控制力更強。因此，商用車對車路協調的需求更加迫切；現有大量庫存車，只要合作敲定后裝就能快速交貨。相反，從業務接觸到SOP交付和量產到預組裝需要非常長的周期。

經過5年在車路協同領域的探索和耕耘，星云互聯實現了車路、云三方面的產品布局，在上海、長沙、北京等20多個城市的智能網聯示范區實現了車路協同路側系統的大規模部署，提供V2X場景庫和應用、大規模V2X通信環境服務、協同駕駛輔助、協同自動駕駛路側支持服務等一系列覆蓋車路協同測試到商業試用全流程的服務。

此外，星云互聯在產品形態上靈活創新，為傳統Tier1廠商引入V2X棧軟件協議棧，全面兼容中國C-V2X技術規范體系，為汽車廠商和汽車零部件供應商提供高度模塊化、集成化的解決方案。通過部署和實現該協議棧產品，用戶可以在獲得時間優勢的前提下，快速導入V2X業務環境，提供整車產品的市場競爭力。今年4月，星云互聯首個V2X協議棧預裝量產項目啟動。

基于一系列產品的落地，星云互聯形成了車輛協同安全輔助駕駛(C-DAS)和車路協同交通主動控制的整體解決方案。

在姚看來，C-DAS是ADAS的“升級版”。據他介紹，ADAS依靠車輛本身來避免安全問題，而C-DAS在ADAS的基礎上增加了車-車/車-路協同的功能，解決了ADAS系統無法通過自身傳感器感知長距離或盲點的局限。

不過，姚也承認:

路側協調的一個重要原因是車載終端不普及，需要路側設備為沒有車載終端設備的車輛提供信息。如果車輛之間可以直接交換信息，那么路側設備的作用會有一定程度的降低。

當然，除了上面提到的對現有重點路段的改造，智慧城市道路/高速公路的建設也在緊鑼密鼓的進行。

目前，總投資707億元的杭紹智慧高速公路土建工作已經開始，機電和招標工作也將于近期開展。預計2022年杭州亞運會前通車。

這是國內第一條真正意義上的“為智慧而生”的高速公路，未來也將成為國內智慧交通的重要組成部分。

對于這種智能高速公路建設的意義，姚的評價是——標桿。姚對雷鋒的新智慧說:

一項新技術的發展有四個驅動力，即技術驅動、需求驅動、問題驅動和政策驅動。目前智慧高速公路的建設主要是技術和政策驅動，但無論是技術的發展還是政策的支持，本質上都是交通領域的各種問題驅動的。現在，我們有更好的技術和政策來解決問題。

在姚看來，在國家的大力支持下，智能高速公路的國家標準將在三年內出臺，大規模的測試和評估也將同時進行。未來3-5年，智能高速公路將在中國全面鋪開。

雷鋒的原創文章。未經授權，禁止轉載。詳見轉載說明。編者按:2020年8月7日，全球人工智能與機器人峰會(CCF-GAIR 2020)正式開幕。CCF-GAIR 2020峰會由中國計算機聯合會(CCF)主辦，香港中文大學(深圳)和Leifeng.com聯合承辦，鵬程實驗室和深圳人工智能與機器人研究所協辦。從2016年的學產結合、2017年的產業落地、2018年的垂直細分、2019年的人工智能四十周年，峰會一直致力于打造a領域規模最大、規格最高、跨界最廣的學術、產業、投資平臺……中國的人工智能和機器人技術。

大會第二天，清華大學自動化系系統工程研究所教授、博士生導師、星云互聯首席科學家姚發表演講，分享主題為“車路協同(V2X)——智能駕駛與智能交通”。

姚教授在講話中說:

在某種程度上，車路協調可以利用近場通信技術解決遠距離的感知，并可以提供交通參與者之間的合作。這種近場通信方式將連接300-500米范圍內的交通參與者。車路協調的核心不是利用現有的移動通信來解決交通參與者與控制或信息中心之間的信息交互問題。

在他看來，車路協同新技術源于“三個驅動”，即中國的問題驅動交通、需求驅動的智能駕駛和需求驅動的綜合交通。

具體來說，行車安全一直是交通問題中最受關注的問題。但是有很多交通事故，僅僅依靠汽車層面的保險杠、安全帶、安全氣囊是無法避免或緩解的。檢測范圍不夠，環保意識不足，共享能力不足是導致一些交通事故的原因。

姚接著說道:

很多事故都是因為感知不足造成的。另外，車輛的實時信息共享也很重要。如果汽車能夠接收到前方發生事故的信息，就可以大大減少連環追尾事故的發生。感知不足也是自行車智能的局限。

除了行車安全，交通的另一大痛點是擁堵。城市道路中的信號交叉口、高速公路出入口、高接匝道容易發生擁堵。如果用算法對這些場景的交通進行預測和優化，可以大大緩解擁堵現象。

基于上述情況，突出了車路協調的兩大功能:

首先，汽車的安全性能可以升級，從被動安全(安全帶和安全氣囊)到主動安全(ADAS)，再到協同安全(C-DAS)。其中，協調包括兩個方面:一是探測和感知的協調，可以大大提高車輛的感知能力；另一方面是執行層面的協調，解決一些自行車智能解決不了的問題；這些技術還可以用于無人駕駛，從而實現駕駛安全技術的革命性變革。

第二，它可以成為下一代智能交通系統的基礎。現有的交通管理理論是基于聚合數據的。在車路協同的交通環境下，可以掌握每輛車的實時狀態，同時對每輛車進行管理、誘導和控制，實現交通管理從被動交通管理到主動交通控制的升級。比如速度引導，可以讓車輛順利通過路口，從而實現交通控制技術的革命性變革。

那么，車路協同需要哪些核心技術支持？

定位。為了通過車路協調掌握每輛車的狀態，高精度定位技術必不可少；目前還沒有低成本、商業化的高精度、高可靠性、環境適應性強的定位技術來滿足車路協調的需要。

測試。當車路協同的車載設備安裝還不夠普及時，就需要通過路側檢測系統獲取每輛車的實時狀態。現有的攝像機、雷達、微波雷達、激光雷達等傳感器單獨使用已經不能滿足車路協調的需要。

交流。由于涉及安全問題，車路協調需要低延遲、高可靠性的直接通信技術。包括DSRC、LTE-V(PC5)和5G-PC5(NR)在內的低時延高可靠通信技術是車路協同的有力支撐，適用于復雜的安全應用場景。

至于車路協調的工業應用，姚認為可以分為三個階段:

第一階段是試驗前驗證，重點是在部分試驗點進行整車測試和應用。事實上，這一領域的國家項目支持了大量工作。例如，2011-2014年，科技部863主題項目“智能車路協調關鍵技術研究”在河北廊坊建立了包括一個路口兩條道路和10輛智能車的試驗驗證，涵蓋車輛安全和交通管理；2016年以來，工信部在上海、北京、重慶等5個城市建立了智能網聯汽車測試區。

第二階段是中期規模驗證，將在一定范圍內開展大規模的示范應用和評估，如江蘇(無錫)車聯網試驗區、國家智能網聯汽車(長沙)試驗區、德清智能網聯汽車試驗場等。現階段需要保證有合適的道路環境和足夠的車輛資源進行測試和應用，然后逐步形成國家標準——目前我國車路協調發展正處于這一階段。

第三階段，成熟期，經過驗證的車輛協同技術大規模推廣，極大的改變和改善現有的車輛安全和交通擁堵，支持真正的無人駕駛上路。

據姚介紹，目前，車路協同在政策層面得到了國家的大力支持，國務院、工信部、交通部、住建部都出臺了相關政策，推動車路協同的進一步發展。姚在接受雷鋒網新智家采訪時說。com(微信官方賬號:雷鋒網。com):

車路協調在起步階段離不開政府的支持。

在姚看來，交通運輸的發展不應脫離其本質，即安全高效地將人和貨物運送到目的地。所以在車路協同的前期，政府需要投資基礎設施建設，不應該涉及商業模式或者盈利問題。它和紅綠燈等交通管理設施一樣，旨在維持交通的正常運行，本質上是新基礎設施模式下的基礎設施。

但是，車路協同的推廣應用并不是一家企業可以單獨完成的。它需要各方的合作和政府的牽引才能真正實現。

按照傳統的思維方式，人們更傾向于通過擴大車道來解決擁堵問題，而不是新興的車路協同技術。此外，目前市場上搭載車路協同設備的車輛并不多，使得車路協同傳播遇到一定阻力。

星云互聯是中國車路協同領域的重要參與者，姚是其首席科學家。針對車路協同發展的阻力，姚還向雷鋒網介紹了星運互聯的戰略。com的新之家——先路端再車端，先商用車再乘用車，再前面一個。

“車前路尾”的重心在于路的盡頭。

具體來說，一是選擇事故多發/擁堵的重點路段進行改造；通過路側設備與裝有車路協同終端設備的車輛之間的信息交互，以及路側可變情報板與普通車輛之間的信息交互，達到減少事故、提高通行效率的初步效果。在路邊取得初步成果后，大規模使用車路協同設備上車將變得更加容易。

“商用車先于乘用車”和“先裝后裝”的重點在于車端。

垂直行業的商用車(公共汽車、卡車等。)對安全的要求更嚴格，政府的控制力更強。因此，商用車對車路協調的需求更加迫切；現有大量庫存車，只要合作敲定后裝就能快速交貨。相反，從業務接觸到SOP交付和量產到預組裝需要非常長的周期。

經過5年在車路協同領域的探索和耕耘，星云互聯實現了車路、云三方面的產品布局，在上海、長沙、北京等20多個城市的智能網聯示范區實現了車路協同路側系統的大規模部署，提供V2X場景庫和應用、大規模V2X通信環境服務、協同駕駛輔助、協同自動駕駛路側支持服務等一系列覆蓋車路協同測試到商業試用全流程的服務。

此外，星云互聯在產品形態上靈活創新，為傳統Tier1廠商引入V2X棧軟件協議棧，全面兼容中國C-V2X技術規范體系，為汽車廠商和汽車零部件供應商提供高度模塊化、集成化的解決方案。通過部署和實現該協議棧產品，用戶可以在獲得時間優勢的前提下，快速導入V2X業務環境，提供整車產品的市場競爭力。今年4月，星云互聯首個V2X協議棧預裝量產項目啟動。

基于一系列產品的落地，星云互聯形成了車輛協同安全輔助駕駛(C-DAS)和車路協同交通主動控制的整體解決方案。

在姚看來，C-DAS是ADAS的“升級版”。據他介紹，ADAS依靠車輛本身來避免安全問題，而C-DAS在ADAS的基礎上增加了車-車/車-路協同的功能，解決了ADAS系統無法通過自身傳感器感知長距離或盲點的局限。

不過，姚也承認:

路側協調的一個重要原因是車載終端不普及，需要路側設備為沒有車載終端設備的車輛提供信息。如果車輛之間可以直接交換信息，那么路側設備的作用會有一定程度的降低。

當然，除了上面提到的對現有重點路段的改造，智慧城市道路/高速公路的建設也在緊鑼密鼓的進行。

目前，總投資707億元的杭紹智慧高速公路土建工作已經開始，機電和招標工作也將于近期開展。預計2022年杭州亞運會前通車。

這是國內第一條真正意義上的“為智慧而生”的高速公路，未來也將成為國內智慧交通的重要組成部分。

對于這種智能高速公路建設的意義，姚的評價是——標桿。姚對雷鋒的新智慧說:

一項新技術的發展有四個驅動力，即技術驅動、需求驅動、問題驅動和政策驅動。目前智慧高速公路的建設主要是技術和政策驅動，但無論是技術的發展還是政策的支持，本質上都是交通領域的各種問題驅動的。現在，我們有更好的技術和政策來解決問題。

在姚看來，在國家的大力支持下，智能高速公路的國家標準將在三年內出臺，大規模的測試和評估也將同時進行。未來3-5年，智能高速公路將在中國全面鋪開。

雷鋒的原創文章。未經授權，禁止轉載。詳見轉載說明。

標簽：北京DS

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