关于智能汽车自动驾驶专用车道的应用探讨

摘 要：随着新能源汽车技术的迅猛进步，智能汽车自动驾驶已经成为汽车行业发展的前沿趋势。然而，当前道路环境中车辆数量激增，传统汽车与智能汽车并存，驾驶者技能水平参差不齐，导致道路交通状况日益复杂多变，安全隐患显著增加。在此背景下，智能汽车在现有道路体系中实现完全无人驾驶面临巨大挑战。为培育智能汽车自动驾驶的适宜环境，确保从有人驾驶向完全自动驾驶平稳过渡，加速自动驾驶专用车道的建设显得尤为重要。目前，政府已在部分城市及高速公路区域着手构建智能汽车智能网联专用车道，并配套发放智能试运行许可。当前研究的焦点在于如何系统性地确保智能汽车专用车道的运行安全，以及实现与普通车道之间的无缝衔接与转换。

关键词：智能汽车 自动驾驶 专用车道 智能网联

0 引言

近年来，随着环境保护意识的增强和能源结构的转型，新能源汽车应运而生，并显著推动了汽车智能化趋势的加速发展。相较于传统燃油车，新能源汽车的自动驾驶技术依托于车辆配备的多样化对外感知装置，包括监控摄像头、雷达系统、视觉交互设备、高精度定位系统以及各类传感器，通过先进的CPU系统进行数据处理与分析，从而实现了无人驾驶的精准操控，赋予了汽车以人工智能的特性。

截至2024年7月，我国新能源汽车的保有量已经达到了2472万辆，占国内汽车总量的近7.2%。目前道路上行驶的机动车辆还是以传统燃油车为主，再加上我国道路种类及路况的复杂化，自动驾驶汽车专用车道不能简简单单设置全天候专用车道，在自动驾驶车辆占比较低的混合交通流下，若Y2wU06KiCqt9/64xMrF4ycRbVlEQM4NdWVNNeqQmeBo=设置全天候专用车道，虽然能够有效保障自动驾驶车辆的行驶安全，提升其通行效率，显著降低排放与油耗，但是由于专用车道占用了大量的道路空间资源，若利用率不高，则会加剧交通拥堵，增加社会车辆的平均延误[1]。

1 自动驾驶简介

早在1939年的世博会上，通用汽车便已前瞻性地提出了自动高速公路（Automated Highway System， 简称AHS）的概念，这一构想被视为智能汽车与智能交通系统发展的最早雏形之一。随后，国际汽车工程师学会（SAE International）在2014年发布的自动驾驶六级分类体系则为自动驾驶技术的标准化和规范化发展提供了重要依据，如表1所示，从L0-L5自动驾驶等级逐渐加强。

2 相关政策落地情况

2.1 国际立法信息

2016年由联合国欧洲经济委员会修订的《维也纳道路交通公约》，这一规定为欧美地区的72个签约国在解决自动驾驶汽车的合法性问题上提供了重要的国际条约支持。

2011年美国内华达州就颁布了美国第一个关于自动驾驶测试的地方立法“《内华达州自动驾驶法案》”。此后，为了统一和指导各州的立法实践，美国国家高速公路交通安全管理局（NHTSA）于2013年5月制定并颁布了《对各州进行自动驾驶车辆规制的政策指南》。2016年，NHTSA进一步制定并颁布了《2016联邦自动驾驶汽车政策》和《自动驾驶系统2.0：安全愿景》。2018年10月，NHTSA又发布了《未来交通展望：自动驾驶汽车3.0》，该报告在总结前两版政策的基础上，进一步明确了自动驾驶汽车发展的方向和目标，并表示将对自动驾驶汽车的发展给予联邦层面的大力支持[2]。

2.2 国内立法信息

2018年04月03日，工信部联装第[2018]66号文件，颁布了《智能网联汽车道路测试管理规范（试行）》的通知，标志着我国自动驾驶汽车上路的合法性，紧接着2023年11月17日，工业和信息化部、公安部、住房和城乡建设部、交通运输部联合发布了《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》，这标志着我国正式启动了智能网联汽车的商业化运行，产业发展迈出关键一步。

3 相关研究

3.1 关于自动驾驶汽车发展趋势研究

张慧琼[3]在新能源汽车与智能驾驶发展趋势中提出，汽车电池技术、驱动技术、电控技术、充换电技术、轻量化底盘技术是新能源汽车的发展趋势，而智能驾驶技术正是基于新能源汽车发展起来的重要方向之一。新能源汽车的发展不仅推动了环保和能源效率的提升，也为智能驾驶wzlaC098uZ+5fuXmzbDsUu3qkf3dKC1giOFMtX2qV+o=技术提供了坚实基础。

3.2 关于自动驾驶技术实现

目前具备L2及以上级别的自动驾驶车辆已经能够达到自动驾驶准入标准，这些车辆主要还需要具备自动辅助导航驾驶（NOA）功能。NOA的技术路线主要分为两大类：一类是以华为为代表，采用“激光雷达多融合感知+无图方案/轻量化地图方案+端到端大模型”的策略；另一类是以特斯拉、小鹏、极越等企业为代表，主要采用“纯视觉+无图方案/高精地图+端到端大模型”的技术组合。

3.3 自动驾驶交通肇事责任认定

龙敏[4]在其论文《自动驾驶交通肇事刑事责任的认定与分配》中探讨了自动驾驶汽车在发生交通事故时的责任认定问题。龙敏认为，自动驾驶汽车的法律责任分配需要综合考虑技术成熟度、驾驶员行为以及车辆制造商的责任。他提出了一套详细的法律框架，旨在平衡各方利益，确保责任认定的公正性和合理性。

3.4 智能汽车安全监管研究

翁岳暄和多尼米克·希伦布兰德[5]在《汽车智能化的道路：智能汽车、自动驾驶汽车安全监管研究》中探讨了智能汽车和自动驾驶汽车的安全监管问题。他们认为，智能汽车的安全监管需要一套全面的体系，涵盖技术标准、测试验证、法规制定等多个方面。翁岳暄和希伦布兰德强调，安全监管的核心在于确保自动驾驶汽车在各种复杂环境下的可靠性和安全性，从而保障公众的生命财产安全。

4 自动驾驶汽车专用车道的技术探讨

4.1 专用车道算法及规则技术实现探讨

王杉[1]在《高速公路自动驾驶车辆测试段专用车道动态使用研究》中提出了专用车道动态设置方法，即通过设置可变信息标志、智能道钉、雷视一体机等物理设施，高速公路设专用车道路段的入口匝道和出口匝道均设有自动驾驶车辆检测器来实现车辆普通车道与专用车道的衔接，见图1。

4.2 专用车道汇入设计与管控策略

李青扬[6]在《高速公路自动驾驶车辆专用道入口交织区设计与管控策略研究》中系统描述了专用车道汇入的方案及马尔科夫链的专用车道容量模型在实现汇入的分析。温金川[7]在《基于基于混合交通流容量模型的自动驾驶专用车道仿真平台研究与开发》中描述了设置CAV专用车道并且采用合适的设置策略设置，可有效提高道路运行安全及效益。

4.3 专用车道车辆的要求

此类车辆需集成一系列关键功能，包括但不限于通过车牌自动识别、ETC（电子不停车收费系统）、HomeLink（智能家居互联技术）以及5G通信网络等手段，与智慧道路系统的入口实现无缝对接与智能识别。当车辆驶入专用车道时，其车载信息系统将即时通知驾驶员已进入专为无人驾驶设计的路段，并自动激活无人驾驶模式，确保行驶过程的自动化与安全性。建议交通部门为智能驾驶汽车设置专用车道行驶许可证，以便对智能驾驶汽车进行有效管控。同时，对于自动驾驶车辆的处罚规定应与传统行驶证区分开来。

4.4 专用车道道路的要求

道路具备智能网联功能，拥有诸如可变信息标志、智能道钉、雷视一体机等物理设施，全路段信号介入设备，每公里设置一个ADAS摄像头、雷达摄像头方便有效监视车辆动态，需要至少三车道用于过渡。车道车速及策略限制探讨：车速在90-140km/h车道（无人驾驶车道，此车道必须开启无人驾驶模式，若取消无人驾驶模式道路或车辆系统将发出警报需要在2min之内驶入到过渡车道或重新启动无人驾驶模式，在无人驾驶模式时电量低于10%或车速低于90km/h时智慧道路将发出警告信号给汽车，自动驾驶汽车识别后需要在2min内主动并入到过渡车道（右侧车道），若未按照规定要求的行为计入交通处罚系统进行扣分，超过三次将吊销专用车道行驶许可证，需要重新参加考试，情节恶劣将永久禁止驶入并接受法律处罚），60-90km/h 车道（过渡车道，此车道属于并线或用于车辆出入过渡使用，或者临时取消自动驾驶模式者使用，临时取消自动驾驶模式行驶时间不得超过30min），普通高速车道与智能汽车专用车道分开，使用类似于环岛岔道融入。

4.5 传统车辆在专用车道上的应用探讨

除了符合规定条件的车辆均可驶入专用车道以外，专用车道可引入一种创新的专用摆渡车，对其做出4个方面的说明。

a. 功能设计方面：摆渡车需配备先进的智能调度系统，该系统能够依据实时交通状况和需求，进行最优路径规划。同时，该系统需与城市交通管理中心实现联网，以便进行数据共享和协同调度。此外，摆渡车还应具备自动化装卸功能，能够迅速且安全地完成车辆的装载与卸载。例如，利用机械臂或自动升降平台等技术手段，减少人工操作，提升作业效率。摆渡车不仅可用于非智能驾驶汽车的托运，还能服务于故障车、救援车等特殊场景，满足多样化的需求。

b. 运营管理方面：用户可通过手机APP进行注册并登录账户，以便预约摆渡车服务。系统会根据用户的预约信息进行合理调度，避免资源浪费。在服务过程中，用户需输入需摆渡的车辆类型及相关基本信息，以及托运的起止地点。系统会根据托运距离和车型进行差异化定价，并提供移动支付等便捷的支付方式。下单后，用户需根据系统提示的信息导航至最近的专用车道入口，并在停靠口驿站驶入摆渡专用泊车点，等待摆渡车的到达及托运。

c. 安全性保障方面：摆渡车需配备全方位的监控系统，包括车载摄像头、雷达等先进设备，以实时监测车辆的运行情况，确保行车安全。同时，摆渡车还应具备紧急制动系统，能够在突发情况下迅速停车，有效避免事故的发生。

d. 故障检测与预警方面：摆渡车的系统需具备故障检测与预警功能，能够及时发现并处理潜在问题，确保车辆的安全运行。

4.6 特殊车辆在专用车道上的应用探讨

a.智能警车：应具备高速自动驾驶能力，能够在紧急情况下迅速到达现场。通过与交通管理中心的联动，可以实现最优路径规划。警车应配备远程指挥系统，能够与指挥中心实时通信，接收指令并反馈现场情况。

b.智能消防车：应具备自主导航能力，能够在复杂环境中快速到达火灾现场。同时，应配备先进的灭火设备，提高灭火效率。应配备全方位监控系统，能够实时传输现场图像，为指挥中心提供决策依据。

c. 智能清障车：应具备高效的清障能力，能够在短时间内清除路障，恢复交通畅通。清障车应具备远程控制功能，通过与交通管理中心的联动，实现快速调度和精准操作。

4.7 关于提升专用车道交通能力的建议

a. 增进交通效率：为了显著提升道路的通行能力并缓解拥堵现象，专用车道应集成智能调度系统与自动化装卸设施。这些先进技术与专用车辆及其应用场景的紧密配合，将共同作用于提高整体交通效率。具体而言，智能调度系统能够优化车辆流动，而自动化装卸功能则能大幅缩减摆渡车的等待时间，进而提升运营效率。

b. 强化安全保障：专用车道的安全性能至关重要，因此应配备实时监控系统与紧急处理机制。这些系统不仅具备故障检测与预警功能，能够迅速识别并应对潜在风险，还确保了车辆在各种条件下的安全运行，为道路使用者提供了更高层次的安全保障。

c. 资源高效配置：为了实现道路交通资源的最大化利用，专用车道的设计需充分考虑与传统车道的协同应用及多场景适应性。通过灵活整合不同车道资源，可以有效减少资源浪费，促进交通系统的整体效能与可持续性发展。

5 结语

随着自动驾驶技术研究的深化，专用车道的技术探讨对提升交通效率与安全至关重要。未来展望中，专用车道将融合智能调度、自动化装卸等技术，加强安全保障与资源配置，并探索特殊车辆应用，全面推动自动驾驶技术的发展。为实现传统汽车向智能汽车的过渡，专用车道的发展需注重系统安全性、迭代性及共享性。这包括构建全面的安全体系、确保道路与车辆的兼容性以实现持续迭代，以及拓宽专用车道的适用范围，促进交通多元化，甚至为飞行汽车预留智联交互空间，共同迈向智慧出行的未来。

参考文献：

[1]王杉.高速公路自动驾驶车辆测试段专用车道动态使用研究[J].中国市政工程，2024，3（234）：1-6.

[2]王霁霞，符大卿.自动驾驶汽车道路测试的法律规则[J].行政管理改革，2019，8.

[3]张慧琼.新能源汽车与智能驾驶发展趋势[J].时代汽车，2019（9）：77-78.

[4]龙敏.自动驾驶交通肇事刑事责任的认定与分配[J].华东政法大学学报，2018，21（06）：77-82.

[5]翁岳暄，多尼米克·希伦布兰德.汽车智能化的道路：智能汽车、自动驾驶汽车安全监管研究[J].科技与法律，2014，（04）：632-655.

[6]李青扬.高速公路自动驾驶车辆专用道入口交织区设计与管控策略论文[D].南京：东南大学，2022.

[7]温金川.基于混合交通容量模型的自动驾驶专用车道仿真平台研究与开发[D].西安：长安大学，2022.