张毅：人车路协同与智能驾驶

　　2016年11月16~18日，由国家科技部高新技术发展及产业化司、国家科技部高技术研究发展中心指导，中国智能交通协会主办、中国汽车工程研究院承办、公安部交通管理科学研究所、重庆长安汽车股份有限公司和北京易华录信息技术股份有限公司协办的“2016’第十一届中国智能交通年会”，在重庆悦来国际会议中心举办，本次大会有100多场演讲，1500余人与会。在17日的智能网联汽车技术发展论坛上，清华大学博导张毅教授发表《人车路协同与智能驾驶》的主题演讲，本文为中国智能交通协会提供的速记整理稿，未经演讲者本人审核，特此鸣谢中国智能交通协会。

张毅教授（资料图）

　　张毅：大家好，我是来自清华大学自动化系的，我今天报告的主题主要围绕人车路协同技术。我的内容主要包括以下四个方面，首先第一个方面是智能互联的交通系统，因为我们今天的主题是智能网联汽车，我想从一个稍微偏一点的系统来看待智能网联的汽车；然后第二个方面是人车路协同关键技术；第三个方面是人车路协同的发展与未来；最后一个方面谈谈我对智能驾驶未来的畅想，供大家学习和批评指正。

　　一、方兴未艾的智能互联交通系统

　　在这次会议上，从前天晚上到开幕式以及各个领导的发言中提到各种各样的名词，其中有三个经常出现词--智能车路协同、网联车和车联网。这些名词是一个什么样的关联呢？是怎样产生的？

　　从2010年10月份开始，科技部设立863计划“智能车路协同关键技术研究”课题项目。它的定义为采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路和人车动态实时信息交互，在全时空动态交通信息采集与融合的基础上，开展车辆协同安全和道路主动控制，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。

　　2010年10月，网上搜索首次出现“车联网”，后由工信部立项进行研究。为什么叫车联网呢？车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车车之间进行无线通讯和信息交换的网络，以实现车辆运行参数和道路等交通基础设施状况的感知，并有望提供丰富的道路交通智能综合服务功能，是物联网技术在交通系统领域的典型应用。后扩展至V2X的大系统网络，并能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制等综合服务功能。

　　智能网联汽车是2015年10月在上海的第十三届中国汽车产业高峰论坛上首次发布。它的定义是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（人、车、路、后台等）智能信息交换共享，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能，可实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车。

　　车联网、智能网联汽车和智能车路协同之间有哪些区别呢？车联网最后落实的是网，车联网最初的出发点是强调把汽车联网起来。智能网联汽车的落脚点是在车，从汽车本身开始，然后扩展到智能交通大的应用领域里。车叫智能车，同时考虑到车路的问题，就是智能路，通过网络把它联系起来，然后交通系统提供智能服务，形成了智能车路协同。虽然这三个出发点有一些差异，但是经过短期或者长期的快速发展以后，这三者在某种程度长会越来越统一，差别也会逐渐变小。最大的差别就是立项的角度不同，车路协同是由交通部立项，车联网是由工信部立项。

　　二、人车路系统关键技术

　　智能网联汽车发展虽然是从车出发的，但是车对系统功能影响的问题，就是智能交通的问题，这是我对这一部分的理解。我的题目是讲的人车路协同，对我们以后交通的发展有什么关系？

　　目前来讲人车路涉及的技术问题很多，人车路协同的启动以及开源都涉及到一些技术问题。但最基本的、关键的基础技术屈指可数。第一个就是ITS体系架构，我们在研究车路协同系统，原本的出发点是研究车与路的协同，但如果只是停留在车路协同，就不能很好和交通系统的融合起来。在这个基础上，上升到人车路协同就非常适合。我们国家原来的ITS体系架构中总共包含8个领域，34个服务，138个子服务。基于车路协同的ITS体系框架进行调整，将车路协同作为道路交通的通用平台，合并相关业务与服务，使用户服务分为6个领域、26个服务、94个子服务。通过这样一些问题可以归纳，基础的技术会带来很多的应用，也促使信息技术的发展与交通互联的结合。

　　车路协同技术的应用对我们会产生什么影响？首先对交通控制会产生一个新的影响。众所周知，传统的交通优化配时解决方案是根据估算的车队排队长度确定信号系统配时方案，以提供路口最大通过率。排队长度是根据有线传感器进行路段运行检测以及单点或断面检测，这样的测量会存在很大的偏差。基于车路协同平台是根据所有车辆在道路上的分布，确定运行中的车队实际车队长度！根据实际长度，由此调整信号系统配时方案，以满足路口的最大通过需求。

　　人车路协同互联平台是我们提出的星云互联解决方案。平台是由三部分构成的，分别是车载终端V、路侧设备I、云端中心C。互联功能方面支持DSRC/LTE-V多模式通信、集成高精度定位模块、配备高性能V2X车载组合天线、内置大量应用/支持二次开发等等。能提供的应用服务包括交叉口与盲区安全预警、行人或者非机动车警示跟驰以及换道安全辅助地图辅助与危险道路预警、信号灯提示，信号优先，车速诱导、车队控制、远程监控、信息分布等等。

　　三、人车路协同发展与未来

　　那么国内的人车路协同解决方案的发展在世界范围内处于一个什么阶段？国际上真正开展车路各协同相关研究以及项目，大多从2004年就已经陆续开始了。美国、欧洲、日本都比我们领先。这方面我们国家正式立项较晚，但是在发展过程中我国抓住了协同平台，利用平台发挥了很好的作用，我们围绕安全和控制两方面展开了一些研究，解决了从被动安全到主动安全的问题。下一步我们希望做的协同安全不仅仅考虑单车的，也考虑多车的，同时在控制方面从传统的被动控制变成主动控制，最后实现完整协同安全的控制的问题。提得一提的是，目前我们已经完成关键技术、功能性验证、示范性演示、局域性应用。

　　人车路协同的技术提出来以后，通过不断的研究、示范与应用取得的比较好的进展。比如2014年10月青岛的2014’IEEEITSC国际会议；2015年4月南京的第14届亚太智能交通论坛演示；2015年6月武汉举办的第三届交通信息与安全国际会议；2015年10月上海国际汽车城进行主要系统功能演示；2015年11月在常熟举办的2015中国智能车大会暨国家智能车发展论坛等。也参加了前几天常熟的智能汽车大赛，整个竞赛所有数据都采集到了，右图是参加比赛的23辆汽车，包括小车、卡车，路侧还有8台设备，所有测试和演示的环境里面都有车路协同的测试系统。

　　2010年10月国家设立首个智能车路协同研究项目启动，科技部设立863计划“智能车路协同关键技术研究”主题项目，标志着我国开始步入智能车路协同领域；2014年2月车路协同典型场景验证，车车、车路、人车协同主动避撞交叉口安全通行与交通环境检测危险状况辨识的展开是我国协同技术关键起步；2015年12月车路协同技术与系统应用拓展，路口车速引导车队引导下的信号协同控制，面向环保与节能的在途动态诱导，这是我们车路协同技术与其它国家同步的标志；2016年8月多个国家智能汽车集成系统试验区开园，基于信号协同的公交、专用车辆优先通行基于车路协同的智能、自动驾驶基于智能驾驶的多交通主体群决策/群控制是我国车路协同的一次飞跃。目前在人车路协同的发展道路上虽然有人为因素促进，但还远远不够，还需要更多的人支持参与，才能使人车路协同发挥更好的作用。以后我们的人车路协同发展趋势将会是人车路协同一体化，交通状态泛在感知、基于大数据的交通信息融合服务以及跨领域多技术集成。人车路协同一体化包括路侧设备、车载设备、智能移动终端。

　　四、智能驾驶未来畅想

　　最后我简单的和大家谈一下我对智能驾驶未来的展望。自动驾驶有两个发展路线，第一个通过高精度的传感器，能够掌握周边的所有信息；第二是高精度的地图。两个不同的研究方向最后是可以融合在一块的。但是还应该有基于车路协同的自动驾驶。我觉得汽车驾驶的过程中，从汽车驾驶的层级上来讲，可以分为传统辅助驾驶、智能网联驾驶、无人自动驾驶、人工智能驾驶。逐步实现从DAS（辅助式）到A-DAS（自适应）到C-DAS（协同式）最后到AI-DAS（人工智能）的转变。

　　从智能驾驶实现过程来看，可以分为有人驾驶、全自动无人驾驶、无人/有人驾驶，人工智能驾驶群决策与控制。当然我们知道人工智能驾驶要素需要仿人环境感知、仿人思维决策、仿人动作实现，所以人工智能驾驶任然任重而道远。