18 年前,清華校園里,誕生了中國的第一批自動駕駛車輛,基于三星 SXZ6510 改造,紅色的車身上印著“清華智能車 THMR-V ”的字樣。當時燃油車根本無法給計算機供電,這輛旅行車的后座上甚至還載著一臺發電的機器。
雖然設備還不完善,但這輛車已經能實現不少功能,包括結構化環境下的車道線自動跟蹤;準結構化環境下的道路跟蹤;復雜環境下的道路避障、道路停障;視覺臨場感遙控駕駛等等。
如今,在清華大學迎來 110 周年校慶之際,自動駕駛已然成為上海國際車展最受關注的焦點。國內自研的帶有 L2 、 L3 自動駕駛功能的汽車已不足為奇,大家的好奇和期待都放在了 L4 級別的自動駕駛車輛上。 這種期待并非近期才開始出現,在 2014 年 Google 推出了自己的無人駕駛汽車之后,行業對無人出租車就抱有極大的向往。也是在那之后,自動駕駛行業經歷了兩輪風口, 2015 年至 2018 年是第一輪, 2019 年至今則是第二輪。 第一輪風口中,國內的自動駕駛公司都追隨著美國公司的步伐,進行無人出租車的探索。無奈要走的路太長,市場的期待一再落空。如今的第二輪風口,中國的自動駕駛企業紛紛往更務實的落地方向前進,也在探索中找到了更適合中國的落地場景。
4 月 20 日,由 CB Insights 中國、中國移動、輕舟智航聯合撰寫的《中國首條 5G 無人公交線路運營報告》(以下簡稱《報告》)在上海國際車展期間正式發布。報告指出,目前中國公開道路在運營的無人公交路線總長為 54.6 公里,位居世界第一,是排名第二美國的 8.6 倍。 無人公交作為極具中國特色的無人駕駛落地場景,正在助力中國實現智能交通、智能汽車領域的“換道超車”。 《報告》的數據基于輕舟智航和中國移動聯合部署的蘇州無人公交 Q1 路運營實況。作為中國首條常態化運營的 5G 無人公交線路,蘇州無人公交 Q1 路自 2020 年 10 月正式運營以來,已常態化運營超過 5 個月,伴隨超過 11000 人次低碳出行。
5G 無人公交助力低碳高效出行
今年 4 月,廣州市公共交通集團有限公司大數據總監、兼任廣州市智慧公共交通聯合創新研究院院長的謝振東先生,在看完一份報告之后,敲下以下要點: “公交客流的下降與公交投入成本上升是目前行業的一大痛點;公交司機的老齡化與公交事故的頻發是行業的一大難題;公交網聯的智能化運營、出行時間的可計算及可預測是‘公交優先’變‘公交優秀’的必由之路;智能網聯公交(公交自動駕駛與車路協同)是公交行業痛點和難點及行業數字化轉型的解決之道;微循環自動駕駛公交、 BRT 車路協同公交等場景智能網聯公交的‘降維’應用是目前推動智能網聯公交的明智之舉。” 今日的中國,以電動化、智能化、網聯化、共享化為趨勢的汽車“新四化”,正催生著“馬路上的革命”,滿足公共出行需求的無人公交車則成為中國汽車行業“新四化”的首選落地應用。 《報告》顯示,蘇州無人公交 Q1 線路平均每天每輛車提供訂單服務 58 次,日均客流量 116.15 人次。與之相比,中國無人出租車日均服務是 10 次,美國則是 4.85 次。自 2020 年 10 月 21 日正式開通以來,線路累計運營里程突破 15000 公里,伴隨超過 11000 人次低碳出行,相比打車或駕車出行累計減少排碳 100 噸,相當于 14300 棵樹一年二氧化碳吸收量,或者43畝綠植覆蓋面積。
綠色出行并不意味著出行質量的下降。《報告》指出,線路整體乘客滿意度占比高達 96.4 %。不過也有認為運營時間太短、等車時間太長的評價。 如此高的乘客滿意度離不開近幾年中國新基建的快速發展,尤其是 5G 網絡的建設。 目前蘇州高鐵新城 9.8 平方公里范圍的區域內已實現 5G 網絡的全覆蓋, Q1 線路上還部署了超過 130 個智能網聯感知設備,覆蓋 12 個路口。行駛區域內, 5G 網絡傳輸速率達 500Mbps ,時延在 15 毫秒以內。 據介紹,基于中國移動 5G 的車路協同可以給無人小巴帶來極大的便利性和安全性。首先,基于 5G 網絡和紅綠燈通信設備,龍舟 ONE 在提前獲得紅綠燈信號之后,結合無人公交最佳車速的自動調節,減少等待紅綠燈的時間,可極大地提高公共出行的便捷性。
其次,通過 5G 網絡,龍舟 ONE 可以實時獲得遠距離的道路標識牌、施工路段以及異常車輛等信息,在提前獲知遮擋區域或前方區域的實時路況后,提前進行規劃,提高無人駕駛的安全性,保證更優的乘車體驗。 數據指出,無人公交車基于中國移動 5G 獲取了超過 4000 次交通信號燈相位及時間信息,施工路段、數字化標牌標記 700 多次。在實際運營過程中,通過 5G+ 北斗高精度定位,成功實現厘米級車輛精確定位與感知,避開路上故障車輛 80 余次。
5G 無人公交車路協同的應用,預計節省了乘客出行時間 8% ,減少負面乘車體驗 10% 。上海電科智能系統股份有限公司總經理助理、智能網聯研究中心主任原良曉在看過報告后指出,自動駕駛公交一方面將會大大改變公交出行的體驗,便捷智能的智能網聯與自動駕駛公交將會讓老百姓越來越喜歡公交出行;另一方面隨著公交出行在整個出行方式的占比的提高,也必將會大大改善城市交通擁堵的狀態,提高城市整體的道路通行能力和效率。“我們熱切期待著智能網聯與自動駕駛公交的早日商業化落地,期待著新型的公眾出行服務模式早日從試點示范到廣泛應用,成為城市數字化轉型的新標桿。”他對無人公交的大規模應用是滿懷期待的。 微循環公交解決 “最后三公里” 出行難題
在輕舟智航聯合創始人、CEO 于騫博士看來,目前最適合無人駕駛的場景既不是傳統公交,也不是出租車,而是公交領域的新物種——處于爆發期的微循環公交,賦能出行的“最后三公里”。 在城市中,車流從城市主干道的末端,流經支部的微循環道路系統,然后從微循環道路系統匯入到其他干道的過程,稱為城市道路交通微循環。《報告》援引 2018 年第三季度《中國主要城市交通分析報告》數據指出,北京大部分快速路和主干路的使用率高達 100% ,平均擁堵率超過 60% ,而次干路或支路的平均擁堵率僅為 30% 左右。 城市公交微循環則是交通微循環在公共交通上的應用。微循環公交充分利用次干路或支路提高城市出行效率,可以及時疏散交通流量,保證公共交通系統的快捷高效性。
微循環公交的定位是短途出行,一般部署在出行頻率高的區域,如地鐵接駁專線、微循環公交、快速路公交、園區通勤擺渡、景區觀光游覽等一系列場景。微循環公交營運具有線路短、車型小、班次活的特點,能夠滿足乘客的短途出行剛需。例如, 3.4 公里長的 Q1 線路,途經 12 個路口,設置 5 個站點,連接了商業綜合體、寫字樓、酒店、大型活動場館。 中國移動(上海)產業研究院智慧交通產品一部副總經理蔣鑫參與了蘇州高鐵新城智能網聯汽車道路測試示范區的建設工作,過去一段時間里,他一直堅信 5G 、北斗、人工智能、大數據等技術的應用會帶來極大的社會效益。“伴隨著 5G 、北斗、人工智能、大數據等技術的融合,城市交通逐步實現精細化運營和管理。微循環公交針對市民多樣性化的出行需求,聚焦公交線網可達性,可以提供更高自由度的服務,同時有效平衡交通效率和運營成本,有望成為未來公交破局的主力方向。”
目前,國內的微循環公交應用正迎來爆發期。在不到一年的時間里,東莞市已開通近20條微循環公交線路,共投入 140 輛微巴。廣州市則在過去 8 個月內開通 4 條便民路線,投入超過 100 臺便民車數量,惠及市民約 10 萬人。除了社區和街巷的公交空白需要填補,接駁地鐵及火車站點的公交線路也存在巨大缺口。以福州的地鐵接駁專線為例,在過去的一年,為滿足地鐵沿線各站點 3-5 公里內的換乘需求,福州已開通 23 條地鐵接駁專線,微公交線路單日平均客流量近 3 萬人次,高峰日客流達 5 萬人次。 在這個爆發期中,已在蘇州無人公交 Q1 路投放使用的輕舟無人小巴,顯示出了廣闊的應用前景。一方面,它支持區域內的固定行車路線,沿途根據需求設立站點,能夠滿足日常短途出行剛需;另一方面,它可以點對點聯結核心交通樞紐、商業辦公區、購物中心、居民小區等地,或應用于景區、會議中心、工業園區、高新園區等場所。
交通運輸是一個綜合系統,微循環公交的可持續運營還將在其它方面助力解決“最后三公里”出行難題。于騫是“共享交通的忠實信徒”,他補充道:“如果將部分微循環公交在平峰期釋放出來,作為多座網約車使用,并通過智能算法實現‘拼車’,將能為社會提供更舒適、更綠色共享的出行服務,解決傳統公交存在平峰期空載率過高等問題。” 中國領跑全球無人公交行業發展
在 2020 年的最后兩日,整個自動駕駛行業都被打了一針“強心針”。2020 年 12 月 30 日,交通運輸部公開發布了《關于促進道路交通自動駕駛技術發展和應用的指導意見》,指出在自動駕駛客運出行服務方面,支持在封閉式快速公交系統、產業園區等區域探索開展自動駕駛公交通勤出行示范應用。鼓勵自動駕駛開展商業運營探索,客運出行方面“公交先行”。 這則《指導意見》,無疑為自動駕駛在中國的落地指明了一個方向,公交客運領域成為了自動駕駛在中國落地的首選場景之一。 除了中國,世界各國都在積極制定自動駕駛普及路線圖,放寬無人駕駛汽車相關法律法規,主要集中在道路測試和規劃、駕駛分級、汽車制造等方面。中國行業研究網的研報指出, 2021 年全球無人駕駛汽車市場規模將達 70.3 億美元;到 2035 年,預計全球無人駕駛汽車銷量將達 2100 萬輛。 雖然無人駕駛汽車已經成為全球汽車行業發展的核心方向,但不同于美國大力發展無人出租車應用,自動駕駛在中國的落地需要考慮到中國的城市特點。
一位行業人士表示,滿足公共出行需求的無人公交,才是適合中國落地無人駕駛場景的首選,正如中國的高鐵、地鐵和公交網絡。“公共出行的高效和安全能夠為城市的精細化管理服務起到促進作用。” 《報告》顯示,目前全球只有中國、美國、芬蘭、德國四個國家在公開道路運營無人公交。其中,中國的路線總長居世界第一,是排名第二的美國的 8.7 倍。中國公開道路在運營無人公交路線總長為 54.6 公里,約占全球路線總長的 85% 。《報告》指出,預計到 2022 年,中國無人公交路線數量將超過 60 條,路線總長超過 300 公里,上下車站點將達 300 個。
中國的不同城市都在無人公交的落地方面相互追趕。2020 年 10 月,蘇州推出首個常態化運營的 5G 無人公交后,其他城市也都迅速跟進。截止 2021 年 4 月 15 日,中國有包括蘇州、重慶、深圳在內共 7 個城市在公開道路運營無人公交。在即將過去的 4 月,海口和重慶兩個城市也相繼宣布了無人公交的落地。 蘇州作為首個“吃螃蟹”的城市,目前無人公交的運營路線總長也是第一,達 15.3 公里。清華大學蘇州汽車研究院院長助理、江蘇省智能網聯汽車創新中心主任戴一凡是蘇州在這一領域探索路上的見證者:“蘇州作為國家 5G 車聯網示范城市,一直在探索 5G 與自動駕駛結合的最佳應用場景。”在他看來,蘇州的無人微循環公交是一個非常好的落地場景,能夠有效支撐無人駕駛的實現。 “換道超車”的見證與助力
本次為報告提供線路運營數據及用戶畫像數據的輕舟智航是一支始創于硅谷的全華人團隊,而前文提到的聯合創始人、CEO 于騫博士,就是當年站在“清華智能車”旁的研究人員之一。
1997 年,于騫考上了清華的計算機系。當時,在國家的資金支持下,中國多所高校開始研究無人車。清華大學也不例外。在就讀本科和碩士的七年時間里,他參與了清華大學無人車實驗室項目的研發,從此與無人車結下了不解之緣。 之后,于騫又到美國南加州大學攻讀博士。受此前無人車研究項目的啟蒙,博士期間他主修的計算機視覺、機器學習方向。畢業后,先后在斯坦福國際研究院和谷歌工作。在 Waymo 期間,擔任感知關鍵模塊的機器學習算法研發 Tech Lead 。 作為中國最早一批無人車的研究人員,他在 2019 年跟多位硅谷自動駕駛老兵集結,一同創立了輕舟智航,并把無人駕駛方案首先落地在了無人公交這個場景上。 憑借多年的技術經驗和落地實踐,輕舟智航的團隊成員實現了無人駕駛關鍵技術模塊的全棧覆蓋,在感知、仿真、運動規劃、傳感器與車載系統等領域都有技術積累和行業經驗。
基于大規模智能仿真系統、可自主學習決策規劃框架和多傳感器融合和時序融合方案等核心技術,輕舟智航推出了專注城市復雜交通場景的無人駕駛方案 “Driven-by-QCraft” 。 “Driven-by-QCraft” 所專注的城市公開道路場景復雜多樣,對地圖定位、感知、決策規劃等核心模塊提出了很高要求。事實上,無人駕駛走進現實還需要解決若干邊界化難題 (Corner case) 。于騫此前在采訪中提到:“自動駕駛在技術上已經解決了 90% 的問題,但剩下的 10% 卻可能要花費同樣多甚至更多的精力去解決,這 10% 包括很多邊界化難題,如在車輛遇上野鴨子之前,工程師甚至不知道會有野鴨子的問題。”
針對無人車的各類邊界化難題,傳統路徑是通過大量真實路測數據的采集和算法參數的反復手動調整來發現并解決,但真實場景的數據采集與分析需要大量的車、時間和人力。 與傳統技術路徑不同,輕舟智航借助大規模智能仿真系統和可自主學習決策規劃框架,在仿真環境中復現邊界化場景,并基于現有數據生成大量模擬真實場景的數據。它拋棄了傳統單一規劃決策方法,可在仿真場景中自主學習各類復雜場景,尋求最優運動規劃決策,保證安全性和舒適度。以仿真作為核心能力可大幅降低測試成本,提升開發效率,保證了解決方案的可拓展性,有助于自動駕駛的落地。
推動城市無人駕駛高效落地
目前,由輕舟智航部署的龍舟 ONE 目前已先后在蘇州、深圳和武漢這三座城市啟動常態化運營,顯示出了巨大的應用前景。
無人巴士這一應用場景結合了固定路線中低速、多人出行路權優先、可部署基于 5G 的車路協同、可實現商業化閉環等優勢,無疑是 L4 自動駕駛最快實際落地場景。 在城市公交正在從電動化向網聯化、智能化升級,并將最終邁向共享化的大背景之下,龍舟 ONE 定位于解決城市出行的“最后三公里”難題,作為城市交通的重要補充,緩解城市交通壓力,滿足居民短距離出行的剛需。 在新基建的浪潮之下,無人公交也是 5G 車路協同 (V2X) 的首選落地應用,因為 5G 車路協同的建設成本較大,不可能一下子全鋪開,這時“固定路線”運行的無人公交就可以緊隨 5G 車路協同的建設速度。“只能在一定區域內運行的無人出租車過于局限”,一位行業人士表示。
在于騫看來,未來輕舟智航的無人駕駛方案還可以擴展到其他智慧城市場景中,因為團隊聚焦的是城市復雜交通場景,走向的是一個全新的時代。“我們正處在一個風起云涌的大時代,堪比 20 年前的互聯網,或者 10 年前的移動互聯網,我們現在要改變的是真實的物理世界,從出行和汽車做起,實現萬物互聯互通。” 兩年前,中國的自動駕駛公司緊跟在谷歌的身后追趕。兩年后的今天,中國的自動駕駛公司已經走出了一條完全不同的路。
在新基建政策的支持下,在各大城市建設智慧交通的決心下,中國借助“ 5G 無人公交”這一條新道路正在實現智能汽車的換道超車。
原文標題:“換道超車”:無人駕駛在中國的落地之路
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