姚丹亚,清华大学自动化教授,博士生导师,科技部"十二五"863主题项目"智能车路协同系统关键技术"首席专家。主要在智能交通领域从事基础理论和应用技术研究,作为项目负责人和主要研究人员承担了科技部863计划、国家自然科学基金以及地方政府的大量研究项目,多项研究成果已在交通等相关行业得到了推广应用。
2011年11月至今,以清华大学为牵头单位的科研团队在国家863计划的支持下,围绕车路协同关键技术开展了系统性的探索研究,有效地推动了我国智能车路协同技术i-VICS(IntelligentVehicleInfrastructureCooperativeSystems)的发展。
2014年2月16日,863项目"智能车路协同关键技术研究"科技成果演示发布会在廊坊市河北清华发展研究院及其附近的试验场地举行,在河北清华发展研究院及其附近试验场地进行的实验演示彰显了智能车路协同系统实施后的交通出行新图景:10辆安装了车路协同系统的"智能车",在"智能道路"上成功完成了车车协同换道、车车/车路协同避撞、车辆主动安全辅助、行人避撞、盲区预警、障碍物预警、紧急车辆信号优先、车队控制与和速度引导、车队协同路口通行等15个典型应用场景。如,盲区出现其他汽车时,车载显示屏和语音系统分别进行提示,避免换道等不安全驾驶行为;两车从垂直方向高速通过路口并发生危险时,车载系统报警并主动刹车;车辆自动获取前方红绿灯状态信息,提示驾驶员以适当车速行驶,从而不停车通过路口,既提高通行能力,也降低了碳排放;紧急车辆如救护车、消防车等接近路口时,信号灯提前获悉到达时间,延长绿灯时间或提前结束红灯,确保紧急车辆优先通过;前方道路发生拥堵、湿滑、有障碍物(如故障车)时,智能路侧设备将实时感知并提示周边车辆绕行……
中国智能交通协会理事长吴忠泽、北京市公安局原副局长于春全等数十家政府机构、相关企业、社会媒体的代表和参与单位的部分负责人参加了发布会。
2月20日,由清华大学牵头的国家863计划主题项目"智能车路协同关键技术研究"验收会在河北清华发展研究院举行,并通过科技部验收。会上,与会的科技部专家和验收专家组先后听取了项目首席专家清华自动化系教授姚丹亚所做的项目总体情况介绍和5个课题完成情况汇报,观看了仿真演示和现场实验展示。
基于863项目的研究成果,自动化系智能交通研究团队将继续致力于以车路协同技术为核心的下一代智能交通系统的关键技术研发工作,并在更大范围的实际道路环境下开展基于车路协同技术的下一代智能交通系统技术研究,构建包括智能车辆、智能路侧设备、智能手持终端和中心管理系统在内的"下一代人车路协同的智能交通系统"研究、开发和试验测试基地,开展技术攻关、产品研发和示范应用,带动相关产业发展,构建更安全、更便捷、更舒适、更绿色的新一代智能交通系统。
在智能交通领域,车路协同技术的重要性已不需赘叙,欧洲与日本早已为我们展示了这一技术为交通出行所带来的便利、安全、快捷,世界上多数车厂和汽车电子设备厂家都已进入到这一领域,并在信号优先、车辆与行人检测等方面进入实际应用阶段,在车间通信等领域也已有重要进展。
在我国,车路协同并不被车厂所重视,在863"智能车路协同关键技术研究"课题中,参与的车厂也只有长安汽车一家,在有一汽、上汽、奇瑞、江淮、比亚迪为成员单位的工信部车载信息服务产业应用联盟(TIAA),其成立的技术工作组中,有汽车电商,有电子标识,有ETC等等,但惟独没有车路协同工作组。
作为行业媒体,我们希望并呼吁有更多的国内车厂和汽车电子厂家加入到这一技术研发和应用推广工作中来,并希望863"智能车路协同关键技术研究"能够取得更多进展,并将科技成果转化到实际的交通管理和服务当中。
在863"智能车路协同关键技术研究"被科技部验收之际,我们再次采访863"智能车路协同关键技术研究"课题组首席专家、清华大学教授姚丹亚,与您分享他的智慧结晶。
新技术推广,只要努力就会有成绩
智慧交通:就您个人而言,请问您关注和进入到车路协同技术领域的原因是什么?
姚丹亚:关注和进入到车路协同技术领域的原因很简单:新的信息技术带来了新的解决交通问题新方法。智能交通系统是在已有道路条件和出行需求下解决交通拥堵、提升交通安全的重要手段,但由于信息的不全面和共享不够充分,制约了发挥效率的潜力。车路协同技术通过实时的无线数据交互手段解决了这一问题,可以实现车车、车路、人车之间的实时数据交互,同时提供新的数据获取手段,是智能交通系统的一次新飞跃。
智慧交通:作为课题组长,在项目研发进程中,您最大的感受是什么?
姚丹亚:在项目研发进程中,最大的感受:新技术推广会遇到各种阻力和问题,一步一步解决,只要努力就会有成绩。
智慧交通:请您评价一下"智能车路协同关键技术研究"项目成功验收的意义?
姚丹亚:在这里借用专家的验收结论:项目提出的"智能车路协同系统体系框架"对我国智能交通系统技术发展具有重要的参考价值,搭建了我国首个智能车路协同集成测试验证实验系统,所开发的智能车载系统与智能路侧系统对提升我国交通系统智能化水平具有积极的促进作用,项目研究成果对推动车辆主动安全技术发展、提升道路通行能力、引导产业发展具有重要意义。
智慧交通:能否详细介绍下该项目主要涵盖的技术领域?
姚丹亚:项目的总体目标如下:以基于车路协同的主动安全控制、基于车车协同的主动安全控制和基于车路/车车协同的信号协调控制三个应用为导向,重点研究车路交互式行车安全系统关键技术、车车交互式协同控制系统关键技术和车路协同系统交通协调控制关键技术,同时在支持车路协同的系统仿真平台上实现关键技术的测试、评估与验证,并在此基础上形成适合中国国情的智能车路协同技术体系框架,制定满足车路协同系统需要的多模式车车/车路自组织网络数据交互标准和通信协议,最终指导我国车路协同关键技术与系统的发展。
作为前沿技术探索项目,借助智能车路协同系统关键技术的研究,为今后我国智能车路协同系统的发展、应用和大范围推广奠定坚实基础,因此本项目的完成必将促进我国道路交通安全管理从被动到主动模式的转变,提高交通的安全通行效率,并产生巨大的经济效益和深远的社会影响。
覆盖的技术领域包括无线通信、信息融合、车辆安全、交通控制等等。
智慧交通:各个小组所承担的研发内容分别是?
姚丹亚:课题一:车路协同系统设计、信息交互和集成验证研究。开展车路协同系统架构设计和多模式车车/车路自组织网络信息交互技术研究,进行交叉口环境下车路协同典型应用系统的集成验证。
课题二:车路交互式行车安全系统关键技术。研究基于车载传感器和车路协同感知的车辆与行人识别技术以及基于车路协同的车辆安全控制技术,开发智能车载设备和车路协同主动安全控制系统,完成车路协同控制系统集成与验证。
课题三、车车交互式协同控制系统关键技术。研究车车信息交互与融合技术、车车信息交互式冲突分析与危险辨识技术、车车冲突消解与协同避撞技术,完成车车协同控制系统集成与验证。
课题四、车路协同系统交通协调控制关键技术。研究全时空交通信息采集处理技术和车路协调交通控制模型/算法及实现技术,开发智能路侧设备,完成车路协调交通控制原型系统集成与实验。
课题五、车路协同系统仿真、测试与验证关键技术。研究车路协同系统交通仿真、信息交互仿真和车路协同应用仿真技术,开发基于多分辨率的车路协同仿真平台,完成大范围车路协同应用仿真验证。
智慧交通:该项目主要的技术成果是?在设备研发方面有哪些成果?
姚丹亚:多模式车车、车路、人车数据交互平台:实现了车载智能终端、路侧系统、手持终端之间的设备发现、接入、数据传输、网络管理,为各类应用提供统一的接口和数据标准,能支持802.11p、802.11n和CDMA2000多种通信模式。
我们在车路协同的设备研发成果包括智能车载设备、智能路侧系统、多种基于车路协同的行车安全应用以及多种基于车路协同的交通控制应用等。
"车路协同"需要政府大力支持
智慧交通:与国际上的同类项目相比,由科技部主导的该项目,在协同研发的效率方面,有哪些不同和优势?
姚丹亚:与国际上的同类项目相比该项目起步较晚但起点高,发展到现在,目前水平相当,部分水平领先;车车、车路应用集成方面领先(国外项目车车、车路应用分别研究,没有集成);支持多模式数据交互领先(国外采用单一通信模式);示范规模落后,目前实现在场景2条路段1个路口10辆车集成、演示、验证,而美国在密西根州进行了试验车辆达数千辆的示范项目。
智慧交通:未来我国的车路协同技术是否会以该项目研发成果来制定技术标准?
姚丹亚:该项目通过应用积累了大量对数据交互和通信需求,首先在数据标准的制定上有相当的优势,而且项目组正在承担这方面的工作,其次在通信标准方面,项目组的研究可以为通行标准的制定提供依据,并对已有设备进行测试。
智慧交通:在频率划分方面,是否会有专用的通信频段?
姚丹亚:我们建议为车车、车路通信划分专用频段,主要是因为车路协同应用几乎可以涉及到目前ITS的所有应用,对通讯要求很高,共享频段会制约应用的发展。
智慧交通:该项目成果的应用场景未来将会有哪些?最可能优先应用的场景是?
姚丹亚:应用可以覆盖高速公路、城市道路和乡村道路的所有场景,我认为优先的应用场景将是:路口(灯控路口、非灯控路口)、弯道、特殊路段(如学校门口)、视野受限道路、道路维护。
车辆方面:可以先在政府控制车辆、出租车、公交车、危险品运输车、长途客运车、特种车(救火车、救护车)等。
智慧交通:项目验收之后,是否会有计划推动项目成果的示范试点?在成果示范试点方面,您有何建议?是从区域试点,还是单个技术进行试点比较好?
姚丹亚:正在努力寻找示范点,示范可以从两个方面开展:区域试点和单个技术推广,任何一个方面的成果都将促进该技术的应用推广。
智慧交通:这一技术的规模化应用,还需要经过哪些发展阶段?
姚丹亚:规模化应用还需要:规模示范、立法、产业化、推广等多个阶段,过程会很漫长。
智慧交通:是否有考虑将项目成果产业化?是否需要政策支持?
姚丹亚:产业化是必须考虑的,也是项目团队正在努力的方向;产业化在技术上没有难点,产业化是为了推广,所以需要政策支持。
智慧交通:怎么看待国内目前车路协同以及车联网技术和应用的发展现状?
姚丹亚:传统车联网(从Telematics发展起来的)定义的是车和控制中心的连接,主要面向车载信息服务,移动通信技术中2G即可以满足绝大部分功能对通信的要求。
车路协同则是提供面向行车安全和交通控制等方面的应用,车车、车路直接通信,需要新的通信标准和模式。
如果将车联网定义为:车内外、车际网和移动互联网的综合网,我们称为新车联网,那么"车路协同"和"传统车联网"则是新车联网概念下面向不同需求的应用,"车路协同"面向交通安全和交通畅通,"传统车联网"面向信息服务。
此外,"传统车联网"已有较好的商业模式,企业就可以推动,并且应用情况良好。而"车路协同"需要政府大力支持。