2020车联网行业市场发展趋势分析,车路协同V2X应用场景广泛帮助解决交通最核

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车路协同有望有效提高交通效率、减少事故率车路协同是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术,实现车与各交通要素的直接交互,综合实现碰撞预警、安全预防及通报、辅助驾驶等多种应用;同时,通过与云端的交互,车辆也能实时获取全局交通网络的状态并作及时反应,从而形成安全、高效、环保的智慧交通有机体系。通过提供直接交互能力,超视距的感知能力,智能驾驶决策辅助,区域优化能力实现安全有效率的交通水平。

据中国汽车工程学会(SA-China)的研究表明,智能网联汽车技术的广泛应用可使普通道路的交通效率提高30%以上。据NHTSA(美国高速公路安全管理局)评估,当V2X设备安装率达到100%时,每年仅交叉路口碰撞和左转两种预警即可减少400,000至600,000次的交通事故,190,000至270,000的人身伤害和780至1080例死亡;所有的应用可减少80%的非酒驾相关的交通事故。

核心应用场景分析

列队跟驰:

头车为有人驾驶车辆或自助式自动驾驶车辆,后车通过V2X通信与头车保持实时信息交互,可实现一定车距的多车稳定跟车。列队跟驰可减少运输企业对于司机的需求,降低驾驶员的劳动强度,减小车队行驶中的风阻,并且降低车辆油耗,还可释放更多车道给其他车辆通行,显著改善交通拥堵并提升运输效率,进一步缓解交通压力。

图:列队跟驰应用示意图

2020车联网行业市场发展趋势分析,车路协同V2X应用场景广泛帮助解决交通最核心的安全问题

2019年5月7日,我国首次大规模商用车列队跟驰标准公开验证试验在天津市西青区成功举行。受汽标委智能网联汽车分标委邀请,来自中国重汽、东风商用车、福田戴姆勒三家车企9辆重型商用车分为3组对《智能网联汽车自动驾驶功能测试方法及要求第3部分列队跟驰功能》进行公开验证试验。道路危险状况提示:

主车在前方有施工、桥下有积水、路面有坑、道路湿滑、前方急转弯等情境下路段行驶时,道路单元RSU将广播信息,车辆接收后将预警驾驶员,提醒减速或绕行。

图:急弯提醒应用示意图

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交叉口通行引导

主车向V2X服务器发送车辆行驶信息,V2X服务器根据车辆行驶信息、目标交叉路口的交通信息、其他车辆上报的行驶信息,为主车生成通过交叉路口的通行调度信息发送给主车,主车通过路侧RSU获取相关感知信息、其他车辆信息、V2X服务器的云端信息等,自身生成调度信息。

图:V2X服务器指挥主车通行或停车示意图

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紧急车辆避让

紧急车辆(RV)与主车(HV)通过V2V交互自车位置及运行状态信息,主车V2X车载终端接收紧急车辆靠近信息并向主车发出紧急车辆优先通行预警,离开专用道或实现避让。

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突发恶劣天气提醒

采用一体式交通气象监测器同时对雨、雪、雾、横风等各种异常天气及结冰、积水等异常道路环境进行检测,当检测器检测到异常后发送数据到RSU,RSU即使对车辆发送提醒。

图:突发恶劣天气提醒示意图

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2019年4月通车的虎门二桥由金溢科技提供顶层设计方案和软硬件产品,实现了恶劣天气提醒的应用场景。

绿波通行

消防车、救护车、公交车等特殊车辆通过交叉路口时,通过V2I与交通信号灯互动,根据交通流状况与车辆通行优先级动态调整交通信号灯配时。

图:绿波通行示意图

2020车联网行业市场发展趋势分析,车路协同V2X应用场景广泛帮助解决交通最核心的安全问题

2018年,国内首条开放的道路智能驾驶公交示范线于长沙试运行。

2019年,深圳市交通运输局宝安管理局开辟了从11号线塘尾地铁站到国际会展中心的智慧公交专线,可实现智慧公交到达信号灯路口时红灯信号时间缩短,绿灯时间延长。

盲点提醒

主车试图换道或处于十字路口时,系统若发现相邻行车线有车辆出现在驾驶者的盲点时,会向驾驶者发出盲点来车警告。

前撞预警

当前车发生制动、停车、行驶缓慢等行为,若主车没有采取制动措施,系统会向驾驶者发出提醒。

交叉口辅助驾驶

车辆进入交叉口、处于危险状态(如障碍物挡住驾驶员视线而无法看到对向车流)时,会给予驾驶员提醒。

禁行预警

在可通行区域主车试图换道但对向车道有车辆行驶时给予提醒。违反信号或停车标志警告车辆处于即将闯红灯或停车线危险状态时,驾驶员会收到车载设备发来的视觉、触觉或声音警告。

道车速预警

当主车行驶速度比弯道预设车速高时,系统会提示驾驶员减速或者采取避险措施,可有效降低由超速引起的弯道交通事故率。

匝道控制

根据主路和匝道的交通状况实时采集、传输数据,实现对入口匝道及上下游的车辆的管控,来优化匝道控制。

智能路口、城市道路、高速公路应用场景下,车路协同已开始实现良好应用

智能路口场景案例

澳大利亚墨尔本市中心的一个十字路口被称为世界上最智能的十字路口,其智能传感器网络可捕获通勤者和车辆的动向,从而避免危险活动,增强可持续性和安全性并减少交通拥堵。

该交叉口位于卡尔顿的约翰斯顿街和尼科尔森街,是澳大利亚综合多式联运生态系统(AIMES)的一部分,该系统由200多个智能传感器组成,该传感器将整个郊区六平方公里范围内的运输环境的所有部分连接起来。AIMES是同类中的第一个运输生态系统,可以在现实环境中试用新兴的和集成的物联网技术。智能传感器和物联网技术将共同为AIMES提供宝贵的匿名数据。

AIMES使用人工智能对交叉路口进行轮廓分析,以识别车辆和道路使用者(包括骑自行车者和行人等易受伤害的道路使用者)的潜在危险活动。AIMES正逐步加深应采取哪些安全措施以防止交叉路口发生事故的理解,其中措施包括紧急车辆优先交通信号灯或实时仪表板警告,提醒驾驶员注意附近的骑车人。未来AIMES将持续提高在路口应用系统的智能性,并同时捕获卡车、自行车、行人、汽车、摩托车、公共汽车和有轨电车的运行状况,以及车辆排队情况、车辆是否进入其他车辆的运行路径等。

图:澳大利亚智能路口示意图

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资料来源:公开资料整理

大陆(Continental)智能十字路口技术,可探测走错道的驾驶员。德国移动出行技术公司大陆(Continental)在美国密歇根州奥本山推出了智能城市出行与交通枢纽(SmartCityMobilityandTransportationHub),该枢纽有两条智能十字路口,配备了大陆公司的短程与远程传感器,以及一个探测司机走错道的系统。大陆公司表示,该项技术能够改善交通流量,减少污染,并向驶近的网联车辆和行人发送潜在危险信息,以显著提升安全性。大陆公司的传感器已经部署在许多车辆平台上,为自适应巡航、盲点检测、前方碰撞预警、变道辅助等功能提供支持。目前,该交通枢纽正在收集非个人识别系统,如行人、车辆或其他与十字路口相关活动的位置和移动模式,以创建一个基础设施到一切(I2X)通信技术所需的环境模型。该环境模型提供有关交通参与者(如车辆和弱势道路使用者)、交通基础设施、静态物体和连接到网联车辆的整个道路状况的信息。除了传感器,奥本山智能城市出行与交通枢纽还配备了路边单元与电控单元,以处理数据,运行环境模型和功能。此种组合可以带来很多好处,如计算进入或离开某一区域的车辆数量,从而向利益相关的车辆传达可用停车位的数量。

通过连接到交通灯控制器,可以更好地优化交通流量,不止减少交通拥堵,还可以减少空转车辆的排放。该解决方案可以向驶近的车辆发送有隐藏危险的警报,通过额外分析和人工智能技术,可以预测行人的意图,即使车辆有通行权时,也可帮助提醒驾驶员注意行人有过马路的意图。

此外,走错道驾驶员探测系统(WWD)可以警告附近处于危险中驾驶员正在往错误方向行驶,专为部署在高速公路上而设计。该系统依赖于车用雷达传感器,结合使用大陆公司的传感器、网联汽车系统以及一个热图算法,以探测走错道的驾驶员。该自学习系统能够自动定义道路和行进方向,然后通过推送通知给移动设备或网联车辆发送警报,告知处于危险中的车辆有关走错道驾驶员所在位置、车速和行进方向。该技术被封装在一个固定安装的I2X路边单元中,功耗低,适合使用太阳能。该走错道驾驶员探测系统将安装在高速公路出口坡道起点附近现有的杆子和龙门架上,不仅可以探测并警告刚刚进入高速公路的走错道的驾驶员,还可以探测和警告已经开到高速公路上几英里远的驾驶员。

除了奥本山,大陆公司还在中国长沙市运营了一个类似的智能城市和交通枢纽,并在加州核桃溪市和俄亥俄州哥伦布市运营了智能十字路口,并计划在不久的将来将此类技术扩展至其他城市。

图:澳大利亚智能路口示意图

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资料来源:公开资料整理

 

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