车路协同的演变与发展

2020-05-14 12:24 评论 0 条

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对于一名交通工程师来说,“车路协同”并不是一个新的概念。在交通工程领域的专业基础课程中,开篇即明宗意,讲解了道路交通系统中人-车-路-环境四要素的耦合与协同的重要性。现如今伴随着时代的进步与技术的发展,“车路协同”被赋予了许多新的内涵,逐渐发展成为我们现在所谓的“智能车路协同”。本篇文章,将对我国车路协同技术的演变与发展过程做一个简单梳理与阐述。


No.1

车路协同1.0 


1.0时代主要是运用物理光学理论,解决驾驶人在小半径曲线段、路口的视野盲区问题。例如道路反光镜,也叫广角镜、凸面镜、转弯镜,一般设置在路线视距不足的曲线部分,山岭区道路极小的曲线半径处、通视恶劣的交叉路口(特别是无信号的交叉路口)、铁路道口等处,可以扩大司机视野,及早发现弯道对面车辆及行人,以减少交通事故的发生。采用凸面镜这种简单的技术方案,解决了对向交通中特定场景下的车-车协同(驾驶行为协同)问题。

与交通广角镜类似,交通安全设施中的分车道限速标志、线形诱导设施、积雪标杆、硬路肩隆声带等也同属第一代车路协同技术,目前仍然在广泛使用。



No.2

车路协同2.0 


2.0时代以道路可变速度控制系统为核心,多是指在路段上以一定的间隔设立可变车速标志,指示司机实现车速均匀变化,避免前方路段车辆拥挤时发生尾端冲撞事故的路段控制。限速的目的就是使驾驶员的驾驶行为变得更加一致,交通流速度能随车流密度的改变而变化,从而实现改善交通安全、缓解交通拥挤、减少污染和降低能耗等控制目的。可用于解决交通事故、恶劣气象、大交通量条件下的车-车/车-路协同问题。



No.3

车路协同3.0 


3.0时代以行车安全警示系统为代表。例如针对公路视野盲区,车路协同1.0阶段多采用凸面镜装置,而在3.0阶段则较多的运用车辆检测器和LED屏,进一步解决驾驶人在小半径曲线段、路口的视野盲区问题,感知手段包括采用线圈、微波、视频、地磁等类型的车辆检测器,目前毫米波雷达也已经投入使用。归结起来,车路协同3.0包括雾天公路行车安全诱导装置、公路发光型诱导设施、公路视野盲区危险预警系统等,有效提升了视线不良、恶劣气象条件下的车-车/车-路协同能力。交通运输行业标准《公路隧道发光型诱导设施》(JT/T 820-2011)、国家标准《LED主动发光道路交通标志》(GB/T 31446-2015)和《雾天公路行车安全诱导装置》(JT/T 1032-2016)的发布,推动了这一阶段车路协同技术的进步。

 


No.4

车路协同4.0


4.0时代主要基于物联感知,这得益于物联网技术的日趋成熟,例如ETC系统,它是智能交通系统的服务功能之一,特别适合在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。目前高速公路收费处都已经设置了专门的ETC收费通道。ETC系统每车收费耗时不到两秒,其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍。使用全自动电子收费系统,可以使公路收费走向无纸化、无现金化管理,从根本上杜绝收费票款的流失现象,解决公路收费中的财务管理混乱问题。另外,实施全自动电子收费系统还可以节约基建费用和管理费用。2019年5月10日,交通运输部副部长戴东昌表示,取消省界收费站后,要确保在2019年年底之前,ETC的使用率达到90%以上,以保证整个路网运行通畅。

此外,车路协同4.0还包括基于物联网技术的主动发光交通标志、基于毫米波雷达或机器视觉的公路视野盲区危险预警系统、公路连续下坡路段货车制动安全预警系统等,用以解决各种条件下的人-车/车-车协同问题。



No.5

车路协同5.0 


5.0时代则是基于C-V2X的智能车路协同系统。2017年6月,C-V2X (Cellular Vehicle-to-Everything)在3GPP第14版中被标准化,作为新的协议,支持联网车辆与其他“联网”道路用户和基础设施之间的通信。它将“人、车、路、云”等交通要素科学合理地联系在一起,从普通汽车演变为智能网联汽车,支撑车辆获得比单车感知更多的信息,促进自动驾驶技术创新和应用,同时有利于构建一个智慧的交通体系,促进汽车和交通服务的新模式新业态发展,对提高交通效率、节省资源、减少污染、降低事故发生率、改善交通管理具有重要意义。



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