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背景

隨著自動駕駛技術的不斷發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)車輛的運行示范正在從封閉測試道路逐步轉移至開放測試道路。

位于上海嘉定區(qū)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車開放道路測試范圍長度已累計達到53.6公里，覆蓋面積65平方公里，涉及不同類型與等級的道路，測試場景也已達到1580個，同時智能網(wǎng)聯(lián)汽車行駛范圍也拓展至工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、交通樞紐、住宅區(qū)等各種場景。

另一方面，上海臨港智能網(wǎng)聯(lián)汽車綜合測試示范區(qū)一期也已建成并試運行，其中包含26.1公里的開放測試道路、3平方公里的封閉測試區(qū)及數(shù)據(jù)中心，同時4G、5G網(wǎng)絡在區(qū)域內全覆蓋，初步構建了車路協(xié)同的智能交通系統(tǒng)環(huán)境。至此，上海的開放測試道路總長度已達79.7公里，進一步滿足了目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)、測試、應用等實際需求。

與此同時，運用最先進自動駕駛技術的智能網(wǎng)聯(lián)公交也逐步進入人們的視野。

2017年12月2日，國內第一輛自動駕駛公交車“阿爾法巴（Alphabus）”在深圳福田保稅區(qū)上路。

2018年12月28日，國內首條在開放道路條件下運營的湖南湘江新區(qū)智能網(wǎng)聯(lián)公交示范線正式開通試運行，線路全長7.8公里，沿途?？?1個站點，雙向總計22個站點。上海電科智能提供技術支持。

2019年1月18日，在上海國家會展中心舉辦的“新一代人工智能未來發(fā)展峰會”上，深蘭科技發(fā)布了一款世界首創(chuàng)的多功能“熊貓智能公交車” 。

2019年5月17日，河南省政府和宇通客車聯(lián)手打造的5G智能公交項目在鄭州龍子湖智慧島落地，4輛宇通L4級自動駕駛巴士開始在智慧島開放道路試運行。

2020年5月8日，全國首批商業(yè)化運營的無人駕駛項目“5G+無人駕駛車”體驗項目在海南呀諾達雨林文化旅游區(qū)正式投入運營。

然而，公共交通運行場景中更高的安全性要求、更精確的車輛控制要求、更智能化的車輛調度決策要求給以單車智能為主的智能網(wǎng)聯(lián)公交帶來的諸多技術難題和挑戰(zhàn)。

為此，電科智能-公共交通事業(yè)部技術團隊，提出了“車路云一體”智能網(wǎng)聯(lián)公交解決方案。

車路云一體智能網(wǎng)聯(lián)公交系統(tǒng)總體架構

該系統(tǒng)主要可以實現(xiàn)以下功能：

1、全程道路信號與車輛運行協(xié)同決策

不同于其他智能網(wǎng)聯(lián)車輛在交叉口僅能被動依照信號燈方案通行，上海電科智能公共交通事業(yè)部基于多年在公交信號優(yōu)先領域的技術沉淀，為智能網(wǎng)聯(lián)公交打造了交叉口協(xié)同優(yōu)先控制系統(tǒng)。通過公司自主研發(fā)的信號優(yōu)先控制器和邊緣計算設備（MEC）結合先進的路側感知和網(wǎng)聯(lián)設備，建立車與路協(xié)同信號優(yōu)先決策交互機制，在標準化的智能網(wǎng)聯(lián)V2I場景之外，進一步實現(xiàn)了智能網(wǎng)聯(lián)公交車實現(xiàn)面向路口優(yōu)先場景的深度互聯(lián)，實現(xiàn)了智能網(wǎng)聯(lián)公交在交叉口的高效優(yōu)先通行。

在多交叉口聯(lián)動場景或路側設備異常的情況下，云控平臺的信號優(yōu)先控制中心系統(tǒng)除了常規(guī)的監(jiān)控功能，還可取代信號優(yōu)先控制器采取中心協(xié)同干預的模式，直接參與信號優(yōu)先決策控制，形成車路云協(xié)同信號優(yōu)先。

2、車路協(xié)同的車輛精準進站

公交車輛進站位置的準確性會對公交運營的安全和效率產(chǎn)生影響，特別是當車站具備安全門等設備時對于車輛進站位置以及車身姿態(tài)的精準度甚至要達到分米級甚至厘米級，通過單車定位技術實現(xiàn)如此高精度定位不僅成本高，且在車站環(huán)境下定位精度可能會受影響。

因此，我們提出了車路協(xié)同的精準進站功能，通過在車站布設UWB定位基站，與車輛自身的定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行融合，實現(xiàn)車輛橫向、縱向位置以及車身姿態(tài)的精確定位。同時通過MEC融合計算和視頻結構化處理，可以實時判斷車輛與預設虛擬車位的相對位置并通過RSU向車輛廣播通知輔助決策信息，最后對精準靠站結果進行確認，同時還可記錄精準靠站過程中的異常情況，為車輛精準靠站功能的改進提供支持。

3、超空間安全防護

專用道路保證了公交車輛基本通行權，但復雜多樣的道路交通環(huán)境造成的感知盲區(qū)依然給公交車輛運行的安全性帶來挑戰(zhàn)。通過路側的感知設備和網(wǎng)聯(lián)設備實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)公交的超空間安全防護能大幅度智能網(wǎng)聯(lián)公交的運行安全。

在全路段和常規(guī)交叉口布置多功能高清攝像機，在關鍵路口布置激光雷達，通過路口MEC對視頻流進行AI結構化處理和激光點云進行融合處理，再通過RSU路側單元以LTE-V傳輸給智能網(wǎng)聯(lián)公交的OBU車載單元，輔助車輛感知與定位，起到盲區(qū)預警、障礙物預警、交叉口碰撞預警等作用，提醒車輛和安全員采取措施以防止事故發(fā)生。

4、數(shù)字孿生平行仿真

智能網(wǎng)聯(lián)公交的核心是一套基于各類傳感設備、人工智能模型運算以及控制器的智能化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)會隨著數(shù)據(jù)的積累不斷訓練和提升性能，但如何讓車輛一上路就能像“老司機”一樣呢？上海電科智能公共交通技術團隊提出了數(shù)字孿生平行仿真系統(tǒng)。

在數(shù)字孿生平行仿真運行過程中，系統(tǒng)將內部仿真環(huán)境（虛擬環(huán)境）中的交通信息（車輛、路側及環(huán)境信息）通過V2X通信（C2I，I2V）傳輸至智能網(wǎng)聯(lián)公交的OBU車載單元，車輛接收到V2X信息后結合自身感知來獲取周邊環(huán)境信息并采取動作，最后將自身狀態(tài)通過V2I通信手段發(fā)送至系統(tǒng)內部，系統(tǒng)根據(jù)真實環(huán)境的信息更新虛擬環(huán)境，形成平行同步的虛實仿真環(huán)境，最大程度還原真實的場景。這樣就能讓車輛在測試環(huán)境下實現(xiàn)和真實場景相接近的測試和驗證效果。

5、需求響應營運調度決策

智能網(wǎng)聯(lián)公交的特點讓它更適應承擔接駁公交線或小區(qū)域（大型園區(qū)）內微公交的角色。這類公交模式的運營特點就是調度靈活、需求響應。為此上海電科智能提供了一套需求響應式的智能網(wǎng)聯(lián)公交調度系統(tǒng)。

這套系統(tǒng)在傳統(tǒng)公交的調度模式基礎上進行了大幅度的簡化，具體包括乘客服務預約、行車計劃管理、智能調度管理、安全監(jiān)控管理、營運分析報表、營運基礎數(shù)據(jù)管理等功能。不僅滿足了乘客全時段乘車預約以及出行全過程服務支持的需求，還為智能網(wǎng)聯(lián)公交的運營方，提供了一套成熟、靈活、智能的云控調度解決方案。

上海電科智能的車路云一體智能網(wǎng)聯(lián)公交解決方案，運用了先進的人工智能、數(shù)字孿生、智能控制等創(chuàng)新技術，通過車路云協(xié)同感知、協(xié)同決策、協(xié)同控制，實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)公交的安全、高效地“軌道化”運行，為智能網(wǎng)聯(lián)公交從測試示范走向正式運營提供了技術支撐。