2.3.1 車(chē)路協(xié)同感知已進(jìn)入規(guī)?；ㄔO(shè)部署應(yīng)用階段

目前，國(guó)內(nèi)外VICAD第1發(fā)展階段已經(jīng)開(kāi)展了大規(guī)模測(cè)試驗(yàn)證與示范應(yīng)用，第2發(fā)展階段車(chē)路協(xié)同感知也已完成了理論研究、技術(shù)驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)制定，正在加速走向規(guī)?；ㄔO(shè)部署與應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）協(xié)同感知類(lèi)場(chǎng)景是國(guó)內(nèi)外V2X研究的重點(diǎn)內(nèi)容

美國(guó)、歐洲和我國(guó)車(chē)路協(xié)同相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都重點(diǎn)針對(duì)車(chē)路協(xié)同感知規(guī)劃了大量的應(yīng)用場(chǎng)景。美國(guó)在DSRC通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)布了SAE 2735、SAE 2945、SAE 3016、SAE 3216及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是全球范圍內(nèi)最早的車(chē)路協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃了一系列協(xié)同感知類(lèi)場(chǎng)景，比如弱勢(shì)交通參與者預(yù)警、信號(hào)燈信息共享、緊急車(chē)輛警告等；歐洲ETSI也在DSRC的基礎(chǔ)上制定了歐洲的ETSI G5標(biāo)準(zhǔn)，場(chǎng)景方面與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基本類(lèi)似；中國(guó)車(chē)路協(xié)同系列標(biāo)準(zhǔn)具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，DAY I、DAY II、增強(qiáng)型、高等級(jí)車(chē)路協(xié)同應(yīng)用場(chǎng)景行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成制定并發(fā)布25，V2X應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)的場(chǎng)景設(shè)計(jì)比美歐更加全面，服務(wù)對(duì)象兼顧了L0-L5的普通網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)和高等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)，應(yīng)用場(chǎng)景不僅涉及協(xié)同感知類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景，甚至還包括協(xié)同決策規(guī)劃和協(xié)同控制類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景。

（2）車(chē)路協(xié)同感知技術(shù)和能力得到了極大提升

隨著行業(yè)對(duì)車(chē)路協(xié)同自動(dòng)駕駛研究的逐漸深入，相關(guān)技術(shù)也逐漸走向成熟，路端設(shè)施和系統(tǒng)的感知能力已經(jīng)具備了為不同等級(jí)網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛車(chē)輛（Connected Automated Vehicle，CAV）提供規(guī)?；瘧?yīng)用服務(wù)的條件。比如對(duì)于L2等級(jí)的CAV，國(guó)內(nèi)外多家汽車(chē)廠(chǎng)商如福特、豐田、大眾等公司都已經(jīng)規(guī)劃或完成了量產(chǎn)商用車(chē)型的上市，路端系統(tǒng)可以為這些車(chē)輛提供基礎(chǔ)的交通事件、信號(hào)燈等協(xié)同感知服務(wù)，還能基于C-V2X服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)優(yōu)先通行、綠波通行等復(fù)雜度較高的應(yīng)用；另外，在高等級(jí)自動(dòng)駕駛方面，路端系統(tǒng)的感知精度、時(shí)延和可靠性已經(jīng)能夠滿(mǎn)足L4車(chē)端融合感知要求，可以實(shí)現(xiàn)在關(guān)閉車(chē)端感知的情況下，僅依靠路端感知能力就能夠?qū)崿F(xiàn)L4等級(jí)自動(dòng)駕駛閉環(huán)運(yùn)行，這些感知能力已在北京經(jīng)開(kāi)區(qū)、廣州黃埔區(qū)等區(qū)域進(jìn)行規(guī)?；ㄔO(shè)部署，可為自動(dòng)駕駛車(chē)輛提供全量、高精度協(xié)同感知服務(wù)。

（3）車(chē)路協(xié)同感知已在重點(diǎn)城市實(shí)現(xiàn)行政區(qū)級(jí)別建設(shè)部署應(yīng)用

車(chē)路協(xié)同感知是當(dāng)前階段車(chē)路協(xié)同發(fā)展的重要方向。以美國(guó)為例，美國(guó)已在全國(guó)35萬(wàn)個(gè)交叉口，部署約5315套DSRC RSU和大約18000套車(chē)載終端OBU，比如在美國(guó)I-80公路示范項(xiàng)目中，施工區(qū)預(yù)警、惡劣天氣預(yù)警、盲區(qū)預(yù)警等應(yīng)用都是基于感知能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，再比如美國(guó)紐約市和坦帕市示范項(xiàng)目中的信號(hào)燈預(yù)警、人行橫道行人預(yù)警都屬于協(xié)同感知場(chǎng)景。我國(guó)各級(jí)車(chē)聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)、示范區(qū)建設(shè)示范項(xiàng)目中，協(xié)同感知都是最重要的應(yīng)用方向，以北京市高級(jí)別自動(dòng)駕駛示范區(qū)為例，目前已完成了1.0和2.0階段的建設(shè)任務(wù)，示范區(qū)內(nèi)支持全量高精度車(chē)路協(xié)同感知應(yīng)用的路口數(shù)量達(dá)到329個(gè)，城市道路雙向里程超過(guò)750公里，覆蓋面積達(dá)到60平方公里，占比超過(guò)了亦莊城市核心區(qū)域的70%，能夠與示范區(qū)內(nèi)數(shù)百臺(tái)L4自動(dòng)駕駛出租車(chē)進(jìn)行數(shù)據(jù)閉環(huán)交互；2022年，北京將啟動(dòng)示范區(qū)3.0階段的建設(shè)26，持續(xù)推動(dòng)車(chē)路協(xié)同自動(dòng)駕駛更大規(guī)模建設(shè)和更多商業(yè)化場(chǎng)景落地。

2.3.2 車(chē)路協(xié)同決策控制存在現(xiàn)實(shí)需求

（1）在協(xié)同感知基礎(chǔ)上進(jìn)一步解決自動(dòng)駕駛安全性與ODD問(wèn)題

根據(jù)自動(dòng)駕駛預(yù)期功能安全（Safety Of The Intended Functionality，SOTIF)理論，提升自動(dòng)駕駛安全性有兩種方式，一種是將SOTIF“未知”場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為“已知”場(chǎng)景，另一種是將“不安全”場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為“安全”場(chǎng)景。車(chē)路協(xié)同感知通過(guò)多源感知渠道為CAV提供更加豐富、精確的感知信息，提升車(chē)輛的感知能力，可以實(shí)現(xiàn)將SOTIF“未知”場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為“已知”場(chǎng)景，但是在將“不安全”場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為“安全”場(chǎng)景方面，卻存在一定的局限性，需要通過(guò)決策規(guī)劃和控制進(jìn)一步解決。在ODD方面，協(xié)同感知只能解決自動(dòng)駕駛車(chē)輛部分ODD限制，需要從全局高度進(jìn)行車(chē)路云協(xié)同感知和決策控制，進(jìn)行ODD動(dòng)態(tài)管理，合理擴(kuò)展自動(dòng)駕駛ODD。

（2）解決混行狀態(tài)下自動(dòng)駕駛與非自動(dòng)駕駛的沖突博弈問(wèn)題

自動(dòng)駕駛車(chē)輛是交通系統(tǒng)的組成部分之一，現(xiàn)階段道路上還有大量的非自動(dòng)駕駛、較低等級(jí)自動(dòng)駕駛車(chē)輛、非機(jī)動(dòng)車(chē)輛和行人，以及大量的違法違章駕駛行為，因此迫切需要解決混行交通模式下局部或全局的車(chē)輛最優(yōu)化問(wèn)題，在保障交通安全和交通效率的前提下，實(shí)現(xiàn)分布式智能和群體智能，最終達(dá)成全局最優(yōu)化智能交通發(fā)展目標(biāo)。

（3）解決自動(dòng)駕駛“無(wú)人化”問(wèn)題

自動(dòng)駕駛車(chē)輛在有駕駛員或安全員作為安全保障措施時(shí)，遇到復(fù)雜或極端場(chǎng)景情況時(shí)，可通過(guò)人工接管控制車(chē)輛通過(guò)極端場(chǎng)景，但當(dāng)L4車(chē)輛完全去掉車(chē)端主駕或副駕安全員時(shí)，僅靠單車(chē)能力還有一定概率無(wú)法順利通過(guò)復(fù)雜極端場(chǎng)景，需要借助路端和云端能力，為車(chē)輛提供全方位協(xié)同感知、決策規(guī)劃和控制服務(wù)，幫助車(chē)輛安全通過(guò)復(fù)雜極端場(chǎng)景，全方位保障無(wú)人駕駛的安全性和普及應(yīng)用。

（4）解決交通環(huán)境秩序化和最優(yōu)化問(wèn)題

不僅自動(dòng)駕駛對(duì)車(chē)路協(xié)同存在需求，在智能交通、共享出行和智慧城市等領(lǐng)域，車(chē)路協(xié)同發(fā)展也成為充分共識(shí)。我國(guó)交通系統(tǒng)經(jīng)歷了近30年的快速增長(zhǎng)時(shí)期，道路里程和運(yùn)輸規(guī)模全球第一，但仍然還面臨著許多突出問(wèn)題，比如交通擁堵呈現(xiàn)常態(tài)化、交通安全形勢(shì)依然嚴(yán)峻、碳中和與碳達(dá)峰目標(biāo)任務(wù)艱巨。通過(guò)車(chē)路協(xié)同，能夠支持開(kāi)展更加復(fù)雜、更深層次、更大范圍、更加多樣的車(chē)路協(xié)同應(yīng)用服務(wù)，滿(mǎn)足跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨地域交通出行需求，解決區(qū)域級(jí)移動(dòng)多接入、多層次互操作和協(xié)同、大規(guī)模高密度實(shí)施控制、高可靠低時(shí)延計(jì)算決策等協(xié)同控制等一系列關(guān)鍵問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)從個(gè)體最優(yōu)向群體智能最優(yōu)化和全局智能最優(yōu)化發(fā)展，這是對(duì)智能交通本質(zhì)性的變革和突破。

節(jié)選自《面向自動(dòng)駕駛的車(chē)路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)與展望2.0》