《公路工程设施支持自动驾驶技术指南》的解读

　　本文为交通运输部公路科学研究院副研究员张卓敏在2023中国智能交通大会(ITSAC 2023)智慧公路建设与发展论坛上进行主题分享的现场录音整理而来，未经本人审核，如有错漏，敬请谅解。
 

　　今天主要结合2023年9月份交通运输部发布的《公路工程设施支持自动驾驶技术指南》行业标准，分享关于自动驾驶、智慧公路的思考与探索。
 

　　一、标准概况
 

　　此标准属于公路工程标准体系其中的智能智慧板块，也是第一个以自动驾驶打头的公路工程标准，早在2019年1月交通运输部公路局就已立项编制，历时四年半于2023年9月正式发布，标准基本上贯彻了智慧公路未来发展的思路，由交通运输部公路科学研究院主编，北京中交国通、北交科设计院、长安大学、华为、百度、高德、千寻、清华大学等单位参编。
 

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　　指导思路
 

　　在编制过程中响应了《交通强国建设纲要》、《国家综合立体交通网规划纲要》等政策文件，站在交通运输行业看，两个纲要都有促进自动驾驶发展的相关部署，自动驾驶、车路协同可以和智慧公路的建设与发展一并考虑；从技术发展趋势看，自动驾驶车辆逐步规模化应用是大势所趋，智慧公路的建设需要顺应发展趋势，提高通行效率，更好地服务自动驾驶。
 

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　　标准定位
 

　　根据指导思路在编制过程中不断地调整，明确了标准的定位，是要通过对现有公路工程设施的升级改造，让其具备数字化、网联化、智能化，在智慧发展的基础上支持自动驾驶。
 

　　在明确定位的基础上，对标准的编制目标、适用范围、基本原则等进行了梳理。
 

　　编制目标。是为了更好地支持车辆在公路上进行自动驾驶，提出公路工程设施提供辅助信息的能力与范围，在不改变车辆控制权的前提下指导公路工程设施建设。
 

　　适用范围。适用于开展自动驾驶试验、测试、应用示范的新建和在役高速公路及具备条件的等级公路。
 

　　基本原则。应统筹兼顾公路基础设施数字化的发展要求，与现有的设施进行统筹规划。
 

　　二、主要内容
 

　　目前多个省、市以及协会发布了许多与智慧公路有关的指导文件和标准规范，明确和指导了智慧公路的建设思路，标准文件提出的建设内容基本一致，比如全息感知、传输系统、云控平台等内容，但侧重点略有不同，比如一些省侧重于全天候通行，一些省倾向于路网建设，在这个背景下，我们针对提出了新的要求和补充，例如自动驾驶的定位和实时计算等。
 

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　　总体架构。
 

　　总体架构参考国外车路一体的传统架构和国内智慧公路、自动驾驶的实际案例构建，其中包括自动驾驶云控平台、交通感知设施、交通控制与诱导设施、通信设施、定位设施、路侧计算设施、供配电设施、网络安全设施等，并梳理了这些设施的定义。
 

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　　重要思想。
 

　　这并不是要重新建立一套系统，而是要评估既有交通安全设施、服务设施、管理设施等的功能与性能，对既有设施进行融合利用，首先需要考虑经济效益的问题，其次考虑现实需求，目前自动驾驶车辆上路的需求并不是很大，尽管此前工信部等四部门部署开展了智能网联汽车准入和上路通行试点工作，但文件的普及还需要一定过程，所以标准强调对既有设施的融合利用。
 

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　　技术要求的适用性。
 

　　在指南的编制过程中，是从技术的成熟度、适用性和先进性出发，充分考虑当前公路工程设施的技术现状、公路管理与服务高质量发展需求，在此基础上融合自动驾驶车辆的核心需求，提出了相应的功能与性能要求，比如需要保证公路交通标志标线、信号灯的辨识性，需要在隧道、山区等卫星定位信号弱的区域提供定位和网络功能等，要完成这些功能对技术架构提出了相应的要求。
 

　　自动驾驶云控平台。构建路段云、区域云和路网云的三层次平台架构，对数据进行分类处理、分级应用，提出应配置电子地图，将交通流状态、交通事件、交通气象环境、交通控制与诱导等信息进行表达和前端展示等。
 

　　交通感知设施。结合智慧公路现有的交通流感知设备、路侧感知设备、气象感知设备等，实现各种感知检测功能，同时针对自动驾驶超视距融合感知、盲区监测等需求，新增了交通参与者检测设施来确保对机动车、非机动车、行人等交通参与者类型检测，检测率不低于99%，精确率不低于95%。
 

　　交通控制与诱导设施。为了让自动驾驶车辆更好地辨别交通规则、交通管控、交通诱导提示、交通警示等信息，提出了数字交通标志标线、信号灯网联化等要求，可以采用字符、图形、形状、颜色等物理形式传递交通信息。
 

　　通信设施。对通信设施通信传输网、直连通信设施和蜂窝移动通信设施等提出了相应的要求，实现路侧设施与车辆之间，路侧设施之间，路侧设施与自动驾驶云控平台之间的信息交互。
 

　　定位设施。基于北斗卫星导航系统进行卫星定位增强信息的生成与播发，同时支持GPS等其他卫星导航系统，为自动驾驶车辆提供所需的定位信息，在无法接收卫星定位导航信息的情况下为车辆提供辅助定位服务。
 

　　路侧计算设施。对路侧数据进行现场处理，因为目前应用的路侧设备较多，形态也不一样，所以没有对其进行具体的约束，从未来建设的考虑角度出发，要求路侧设备能够兼容更多拓展性应用。
 

　　网络安全设施。主要是为了保护自动驾驶车辆与公路工程设施进行相互信息交换的过程中，相关系统的硬件、软件、数据不被破坏、更改和泄露。
 

　　技术要求对比。与各省、市发布的智慧公路建设指南进行了对比，本标准的技术指标要求总体处于各地方指南的平均水平，针对自动驾驶来说终端配置、容量配置不需要像地方建设标准一样，但其他的设施功能和性能基本一致。
 

　　三、未来展望
 

　　2023年9月，交通运输部公路局发布了《关于推进公路数字化转型 深入推动智慧公路建设的意见》，提出用现代数字技术赋能公路交通，提升感知，分析和决策支持的能力，实现人、车、路、环境的深入融合，以及全业务流程的数字化，本标准也符合《意见》的主要思想，为智慧公路的发展提供了相应支撑。
 

　　目前各地智慧公路支持自动驾驶主要以试验示范为主，要形成真正的、可持续化的市场化运营，还面临着诸多挑战：
 

　　投资挑战。相比于常规公路需要扩大投资、增加设备，需要考虑如何让资金回报的问题；
 

　　建设挑战。本标准属于推荐性的技术指南，各地执行的主动性有差异，另外现在技术发展变化快，设施设备易淘汰，需要对设施设备进行长期地跟踪；
 

　　运营挑战。目前支持自动驾驶的应用场景未固定，运营部门与人员难以制定明确的运营方式，也缺少相应的运营管理制度；
 

　　维护挑战。现有公路以基础设施养护为主对路侧设施不够关注，路侧设施一旦故障修复不及时的话，容易存在事故隐患。
 

　　总的来说自动驾驶技术在不断地进步，标准的发布对智慧公路和自动驾驶发展具有一定的助推作用，但仍需要从行业协同、技术协同、法规协同、管理协同等方面推进产业发展和政策支持。