基于“高速公路+协同智能交互”构建下的自动驾驶技术思路探索

刘欢

摘 要：随着经济以及科学技术的高速发展，我国高速公路的规模也在逐步扩大，也在向着更加智能化的方向发展。通过对高速公路的感知体系、通信体系以及平台体系进行建设，可以对高速公路车路协同智能交互体系进一步完善。本篇文章通过对车路协同自动驾驶的条件、建设目标以及技术实现方面进行了详细的分析，希望以此探究出车路协同自动驾驶技术对于我国高速公路发展的重要作用。

关键词：高速公路;车路协同;自动驾驶技术;智能交互体系

0 前言

相比于车辆的自动驾驶技术，车路协同自动驾驶技术具备更为显著的优势，例如较高的路面感知能力、较为简化的车辆系统、成本消耗较低以及驾驶过程安全性能更高等[1]。下文对此技术展开详细的分析，从实际情况出发并结合高速公路的基础设施状况，为车路系统自动驾驶技术的发展提供方向。

1 车路协同智能交互体系建设

（1）高速公路状态感知体系。对于高速公路路面的感知能力是自动驾驶技术的基础，现阶段我国高速公路感知系统对于数据的收集能力有限，而且不同厂家生产的接口差异性较大，导致数据的融合与管理不够完善，无法对车路协同自动驾驶提供有效的数据支撑。因此，高速公路需要建设更为标准、多元且智能化的交互体系，结合物联网提升车辆的感知范围，可以通过以下方式实施：第一，搭建高功率米波雷达、激光雷达、地图、光纤传感系统等，扩大覆盖范围，增加数据采集，提高信息的精确度。第二，通过北斗卫星进行高精度定位，对周边环境信息进行采集，实施对路况信息的事实监控。第三，建设智能路测基站，提升数据储存能力，完善数据整合，提升控制能力。（2）高速公路基础通信体系。目前，我国的高速公路体系使用的是光纤通信网络，信息的交互效率较低，不能做到数据的实时传输，且缺乏统一的运行标准，不能满足车路协同自动驾驶技术对通信系统的要求[2]。因此，需要提供延时更低的无线网络，建立新型网络通信体系，实现对大量数据的安全稳定传输。（3）高速公路路管平台体系。在感知系统以及通信体系建设以外，还需完善路管平台体系，打造智慧型管理平台。该平台体系可以通过对交通数据的整合，形成数据模型，便于车辆引导与管控，以及交通线路的具体规划等工作。使高速公路基础建设迈向数字化进程，做到数据化、智能化管理。

2 车路协同自动驾驶条件分析

（1）优势条件。车辆使用车路协同自动驾驶技术，使得车辆的运行环境更为简单，车辆主题权利与责任更为分明。另外，基础设施建设也更为全面。以上三种都是车路协同自动驾驶的优势条件。（2）需保障条件。根据我国高速公路的发展现状以及运行方式，需要对这一技术进一步完善才可以保障自动驾驶技术更好地推行。可以在一下几个方面进行技术保障工作：将传统收费方式改为自动收费、在高速公路路侧提供感知系统以及通信体系等等。（3）需改进条件。为了更好地推进车路协同自动驾驶技术，需要对技术的运行政策以及管理环境进一步改善，尤其是对安全方面的立法以及保险方面的完善需要分外注重，应建立一套完整且有效的方案进行推进，确保方案行之有效，使自动驾驶技术更加完善。

3 车路协同自动驾驶建设目标

（1）安全目标。在高速公路的管理工作中最为重要的一点是安全工作，需要将其放置在首要的位置，后续所带来的一些利益都应当建立在安全工作之上，而对于自动驾驶技术来说，安全工作意味着对生命的保障。因此，在建设车路协同自动驾驶时，需要足够重视建设的安全目标，无论任何工作都要以安全目标为前提[3]。对于高速公路的车路协同自动驾驶技术而言，安全目标主要分为事故发生频率、事故人员死亡率、系统安全以及数据安全四个方面。（2）效率目标。自动驾驶技术的根本目的是提升效率，为了使车路协同自动驾驶技术的自动化程度更高，需要提升高速公路的通行效率、增强应急应变处置能力并减少人工成本费用。（3）经济目标。在高速公路车路协同自动驾驶技术推广过程中，对投入或支出一定的资金，需要对这一部分资金进行检验，保障资金的投入额度符合经济原则。另外能源消耗量也应当保持在一定范围内。高速公路的车路协同驾驶系统拥有公共服务性能以及外溢性两个显著特性，在进行操作实践时需要深入结合这两点特性，并考虑社会的实际效益，进而展开深层次的技术分析。（4）发展目标。虽然高速公路的车路协同自动驾驶技术发展前景广阔，但是在实际的操作之中仍然面对一系列的问题，例如发展不均衡、产业衔接不完善，因此需要对此技术进行完善与创新。通过进行大量的实验以及模拟测试，结合实际目标，使用相应技术，将车路协同自动驾驶技术的水平进一步提升。

4 车路协同自动驾驶技术实现

（1）信息感知层面。车路协同自动驾驶技术在信息感知層面主要包括两个方面：第一，在较为特定的场景中，将静态信息以数据的形式传递给正在行驶的车辆，静态信息一般包括桥梁信息、弯道信息、施工封路信息等等，对车辆起到提示作用，保障车辆的正常运行[4]。第二，是以观察者的角度将动态信息传递给正在行驶的车辆，动态信息一般包括行驶车辆信息、行人运动信息、事故信息、预估信息等等，动态信息的传递可以提升车辆的安全性，更好地保障驾驶人员以及乘客的生命安全。静态信息一般依靠高速公路建设的感知系统进行传递，而动态信息则依靠具体场景下的配套设施进行传递。不同场景的复杂程度不同，且极富变化性，因此对于感知设备的要求也比较高。（2）信息传输层面。为了使高速公路车路协同自动驾驶技术顺利推行，需要保障信息传输的稳定性以及正确性。信息传递设备的承载量有限，需要加设数据量承载量更大的宽带无线网络，保障数据的传输效率。（3）信息处理层面。在数据信息采集完毕后，可能会面临数据格式不统一、内容杂乱无章等问题，导致车辆对这些复杂的交通数据信息无法做到准确的识别。为了使车辆能更好地处理这些信息，可以从以下几点进行优化：第一，结合车辆的运动特征，分析在高速公路上发生的事故信息，并加入更多的影响因素，完善预测模型的真实性，提升对于事故发生可能性的预测成功概率。第二，采取中心处理法对数据进行处理，这样的信息处理方式是车路协同自动驾驶技术的关键所在。如果更为看重场景的个性化，则需要使用高速公路路侧的边缘计算法则。第三，保障路侧计算方式的信息表达与数据结构一致，边缘计算法则对于信息系统的完整性有十分重要的影响。（4）信息安全层面。除了网络信息安全方面，还包括身份认证方面的信息安全问题。可以通过密钥管理方式以达到保障信息安全的目的。

5 结语

自动驾驶分级标准的重新认知类比生物演化过程，对自动驾驶分级进行分析，同样需要一个关键要素，自动驾驶是为交通运输服务的，是否满足安全、便捷、高效、绿色、经济的要求（以下简称“核心目标”），应该成为判断自动驾驶技术以及应用效果优劣的最高指标。将路面、车辆、行人以及环境四个方面结合起来并分析，我们可以知道车路协同自动驾驶技术在实际应用过程中作用显著，但是也面临着不少的挑战。因此，需要加强对感知、通信以及控制系统的优化，为车路协同自动驾驶技术的发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]封春房，董开帆，李志林.基于AHP的高速公路智能交通管理系统模糊综合评价[J].警察技术，2020（2）：90-94.

[2]王祥，袁宇璋，王成，等.高精度地图定位在高速公路自动驾驶系统中的应用[J].上海汽车，2020（8）：12-17.

[3]王勤.高速公路防护栏碰撞仿真和智能自报警系统设计[J].上海建设科技，2020（4）：38-42.

[4]李长杰，徐亮，宋明星，等.基于AIoT的智能环保监控管理系统开发及其在高速公路网中的应用[J].安全与环境工程，2020，27（5）：85-91.