★鷹駕科技（深圳）有限公司

1 方案目標和概述

1.1 行業(yè)痛點(diǎn)

城市特種車(chē)輛運行過(guò)程中，存在大量嚴重的安全隱患，如駕駛盲區、疲勞駕駛、管理松散、調度不利等問(wèn)題。僅在深圳市，就有超過(guò)1.5萬(wàn)輛渣土車(chē)、3000輛攪拌車(chē)，根據交通管理部門(mén)的數據，深圳市的交通安全事故率已經(jīng)接近新加坡水平，其他車(chē)輛比如乘用車(chē)事故率大幅下降，工程車(chē)輛的事故率反而連年上升，主要是由駕駛盲區、疲勞、分神、超速、車(chē)輛狀況等原因造成。

利用5G-V2X車(chē)路協(xié)同實(shí)現特種車(chē)輛的智能網(wǎng)聯(lián)體系，提升特種車(chē)輛運行的安全性、高效性和精準性，從而建立一道特種車(chē)輛“護航通道”，助力智慧交通的建設，推動(dòng)智慧城市的快速發(fā)展。

5G-V2X特種車(chē)輛智能網(wǎng)聯(lián)，是基于5G無(wú)線(xiàn)通信、傳感探測等技術(shù)進(jìn)行車(chē)路信息獲取，并通過(guò)車(chē)車(chē)、車(chē)路信息交互和共享，實(shí)現車(chē)輛和基礎設施之間智能協(xié)同與配合，達到優(yōu)化利用系統資源、提高道路交通安全、緩解交通擁堵的目標。車(chē)路協(xié)同涵蓋智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)與智能網(wǎng)聯(lián)道路，能夠提升駕駛安全、提高交通效率，加速自動(dòng)駕駛落地，并加強監控管理。

（1）提升駕駛安全，車(chē)路協(xié)同可以感知范圍內全部交通參與方，沒(méi)有視覺(jué)和視線(xiàn)的局限。

（2）提高交通效率。單車(chē)智能到車(chē)路協(xié)同，整個(gè)交通系統從單挑最優(yōu)轉向系統最優(yōu)。車(chē)路協(xié)同優(yōu)化道路資源分配，建立車(chē)車(chē)、車(chē)路實(shí)時(shí)信息交互渠道，實(shí)現路口協(xié)助交通，全域交通優(yōu)化調控等，極大地提高車(chē)輛與道路使用效率。

（3）加速自動(dòng)駕駛落地。路側單元對整體道路流量、交通事件、路況進(jìn)行預判，作為安全冗余，降低車(chē)輛配置。

（4）加強監控管理。特種車(chē)輛實(shí)時(shí)監控，實(shí)現車(chē)輛安全使用、車(chē)輛調度和人員有效管理。

同時(shí)通過(guò)5G-V2X智能網(wǎng)聯(lián)特種車(chē)輛的項目示范應用，可解決的行業(yè)痛點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：

（1）駕駛安全問(wèn)題。特種車(chē)輛，如渣土車(chē)、攪拌車(chē)，由于駕駛員勞動(dòng)強度大，駕駛素質(zhì)不高等，經(jīng)常容易造成交通事故。

（2）道路監控問(wèn)題。道路建設方面缺乏有效的監控和配套的措施，受道路環(huán)境影響，如風(fēng)、雨、霧天或陰天視線(xiàn)不清、道路狹窄、彎道影響視線(xiàn)、路面積水、積冰雪、轉彎半徑小、道路坡度大等，存在交通安全隱患。

（3）交通堵塞問(wèn)題。社會(huì )車(chē)輛使用率增加，道路交通堵塞給人們造成非常大的不便和困擾。影響出行心情，造成駕駛員煩躁，就會(huì )出現違規行駛，增加交通安全事故的發(fā)生幾率。

針對以上問(wèn)題，本項目通過(guò)示范運營(yíng)，為特種車(chē)輛建立完善的5G車(chē)路協(xié)同運行體系。

（1）通過(guò)5G智能車(chē)載終端，監控駕駛員違規駕駛，檢測車(chē)輛周?chē)^、行人和道路狀況，及時(shí)進(jìn)行報警提醒司機行人注意安全。

（2）通過(guò)5G路側單元和邊緣計算平臺，實(shí)時(shí)地監控道路車(chē)輛、行人、路況信息，及時(shí)排除道路造成的交通安全隱患。

（3）通過(guò)5G大數據分析平臺，精準預測道路交通狀況及態(tài)勢，實(shí)施智能交通疏導、交通管制。出現交通事件，智能上報出警，提升執法效率。

2 方案詳細介紹

2.1 主要功能

（1）特種車(chē)輛終端智能系統：360°全景提供車(chē)輛盲區圖像信息；疲勞駕駛檢測，檢測司機駕駛狀態(tài)；高級駕駛輔助系統（Advanced Driver Assistance System，ADAS）檢測司機駕駛行為；盲區監視系統（Blind Spot Detection，BSD）檢測行人和電動(dòng)車(chē)；智能交互系統實(shí)現車(chē)路網(wǎng)之間的信息交互等功能。

（2）5G-V2X邊緣計算系統：檢測道路車(chē)輛堵塞、交通事件等狀態(tài)，探測路面信息（積水、冰凍或積雪）；交通信標發(fā)布道路狀態(tài)信息，實(shí)現交通誘導，交通信號燈控制調度等功能。

（3）云端大數據分析與決策系統：提供高精定位地圖，模擬道路虛擬場(chǎng)景，統計車(chē)路狀態(tài)數據，實(shí)現交通事件報警、車(chē)企管理等功能。

5G-V2X特種車(chē)輛智能聯(lián)網(wǎng)功能框架圖如圖1所示。

圖1 5G-V2X特種車(chē)輛智能聯(lián)網(wǎng)功能框架圖

2.2 設計理念

（1）創(chuàng )新理念

· 提出特種車(chē)輛全場(chǎng)景感知與輔助決策機制：駕駛員疲勞檢測，實(shí)時(shí)記錄反饋駕駛員精神狀態(tài)；全景拼接無(wú)盲區，車(chē)輛無(wú)視野死角；車(chē)道、車(chē)輛、行人、交通標識檢測，輔助駕駛決策，快速響應，降低事故發(fā)生率。

· 提出5G-V2X特種車(chē)輛邊緣計算與協(xié)同優(yōu)化策略：對道路和車(chē)輛的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和收集，而不必再傳送到云計算中心進(jìn)行相應操作，提升城市公交行車(chē)安全和運行效率，駕駛更安全、更高效、更經(jīng)濟、更便捷。

· 構建面向特種車(chē)輛的海量數據挖掘與態(tài)勢分析體系：搭建起全方位感知平臺系統，實(shí)現對車(chē)輛、道路的全面信息管理，展示車(chē)輛運行狀態(tài)及公交線(xiàn)路況信息等。

（2）設計框架（如圖2所示）

圖2 5G-V2X特種車(chē)輛智能聯(lián)網(wǎng)設計框架

2.3 項目方案

（1）開(kāi)發(fā)策略

圍繞特種車(chē)輛安全主題，以“車(chē)-路-網(wǎng)”協(xié)同為主要開(kāi)發(fā)策略，由點(diǎn)帶面，為特種車(chē)輛保駕護航。

根據不同的特種車(chē)輛在不同道路或場(chǎng)景應用的需求，自主研發(fā)或聯(lián)合開(kāi)發(fā)車(chē)輛智能終端系統。對于工程機械車(chē)輛，配合5G終端設備，實(shí)現可靠性高、網(wǎng)絡(luò )速度快、延時(shí)低的遠程無(wú)人遙控或無(wú)人駕駛操作。對于消防車(chē)車(chē)輛，通過(guò)5G-V2X車(chē)路協(xié)同，實(shí)現消防出警、救災現場(chǎng)、作戰中心和保障工作等各種終端融合，構建情報信息暢通、技術(shù)手段先進(jìn)、反應快速靈敏、高效的全局最高指揮調度系統。對于渣土車(chē)等車(chē)輛，通過(guò)車(chē)輛周?chē)曇懊^準確檢測周邊行人和車(chē)輛，同時(shí)檢測司機駕駛疲勞，解決車(chē)輛安全事故問(wèn)題。如圖3所示。

圖3 5G-V2X特種車(chē)輛智能聯(lián)網(wǎng)示范場(chǎng)景

（2）項目設計

特種車(chē)輛終端智能系統，通過(guò)在特種車(chē)輛上安裝先進(jìn)的攝像頭或雷達等傳感器、控制器、執行器等裝置，對車(chē)輛周?chē)畔?，包括?chē)輛前方、后方、左右鄰道信息，以及行人、交通標識牌等道路信息進(jìn)行檢測采集，把采集信息與車(chē)輛行駛狀態(tài)（位置、速度、加速度、剎車(chē)、方向盤(pán)轉角、左右轉向燈、故障信息等）及行為識別信息進(jìn)行識別、分析、對比，計算距離時(shí)間形成預判告警。通過(guò)車(chē)載通信系統和車(chē)載人機信息交互終端，實(shí)現與人、車(chē)、路等的智能信息交換，使車(chē)輛具備智能的環(huán)境感知能力，能夠自動(dòng)分析車(chē)輛行駛的安全及危險狀態(tài)，保證車(chē)輛在各種復雜的情況下穩定、安全行駛。如圖4所示。

圖4 5G特種車(chē)輛智能車(chē)載系統框架

5G-V2X邊緣計算系統，采用多學(xué)科交叉與融合，采用無(wú)線(xiàn)通信、傳感探測等先進(jìn)技術(shù)手段，實(shí)現對人、車(chē)、路的信息的全面感知和車(chē)輛與基礎設施之間、車(chē)輛與車(chē)輛之間的智能協(xié)同和配合，通過(guò)邊緣計算中心的分析決策，優(yōu)化并利用系統資源、提高道路交通安全和效率、緩解道路交通擁擠的目標，將控制指揮與道路交通條件的需求相匹配，從而實(shí)現交通的安全、環(huán)保、高效。如圖5所示。

圖5 5G特種車(chē)輛邊緣計算系統框架

云端大數據分析與決策系統，通過(guò)高精度定位導航數據，結合V2X邊緣計算系統采集路況信息，融合搭建起全方位感知平臺系統，可以完成障礙物識別、分類(lèi)，車(chē)道線(xiàn)檢測，紅綠燈及道路指示標牌的識別等操作。對超視野距離的車(chē)輛及路況進(jìn)行數據交互，同時(shí)可實(shí)現對車(chē)輛的全面信息管理，并實(shí)時(shí)展示車(chē)輛運行狀態(tài)及公交線(xiàn)路況信息等。5G通信平臺負責提供車(chē)-車(chē)、車(chē)-路間實(shí)時(shí)傳輸的信息管道，通過(guò)低延時(shí)、高可靠、快速接入的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，保障車(chē)端與路側端的信息實(shí)時(shí)交互。如圖6所示。

圖6 5G特種車(chē)輛云端大數據系統框架

（3）體制機制

形成政校企產(chǎn)學(xué)研一體的運行機制，充分發(fā)揮學(xué)校的科研力量及人才體系，充分利用行業(yè)政策導向，充分開(kāi)展企業(yè)試點(diǎn)示范運營(yíng)。將前沿技術(shù)快速轉化，推向市場(chǎng)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)。

（4）工作方法

以特種車(chē)輛主動(dòng)安全為宗旨，以“車(chē)-路-網(wǎng)”協(xié)同感知為手段，全面開(kāi)展特種車(chē)輛示范應用，帶動(dòng)行業(yè)轉型，形成行業(yè)標準。

（5）迭代方案

第一代：特種車(chē)輛ADAS主動(dòng)安全系統

第二代：特種車(chē)輛V2X遠程交互系統

第三代：特種車(chē)輛5G-V2X車(chē)路協(xié)同系統

第四代：特種車(chē)輛智能網(wǎng)聯(lián)全場(chǎng)景態(tài)勢感知與決策系統

3 代表性及推廣價(jià)值

3.1 應用效果分析

據相關(guān)數據分析，智慧交通可使車(chē)輛安全事故率降低20%以上，交通堵塞減少約60%，短途運輸效率提高近70%，現有道路網(wǎng)的通行能力提高2~3倍。

隨著(zhù)中國經(jīng)濟發(fā)展，城鎮化推進(jìn)，中國公路里程及汽車(chē)保有量仍將保持增長(cháng)趨勢。初步測算到2030年，中國公路里程達到615萬(wàn)公里，汽車(chē)保有量達到3.8億輛。假設每公里公路需要路側單元2個(gè)，每50公里需要設置邊緣計算單元一個(gè)，到2030年，中國路側單元RSU應用滲透率為30%，汽車(chē)搭載OBU（集成ADAS）、高清地圖滲透率為5%，對應的車(chē)路協(xié)同主要IT設備投資規模（累計值）如下：2025年，中國車(chē)路協(xié)同主要IT設備（RSU、OBU、高精地圖、邊緣計算單元）累計投資規模為912億元，到2030年，車(chē)路協(xié)同主要IT設備累計投資規模達到2834億元。

3.2 社會(huì )價(jià)值

（1）降低事故：和太平洋保險合作，在保費優(yōu)惠的情況下，在深圳全市范圍內推廣鷹駕環(huán)視ADAS。深圳自卸車(chē)協(xié)會(huì )目前按照四級來(lái)區分各建筑工程公司，A+、A、B、C類(lèi)，如果出現致人死亡事故，直接給C類(lèi)評級，每年每輛車(chē)保費至少提高2萬(wàn)左右。原有的自卸車(chē)智慧終端系統不能有效解決盲區問(wèn)題，2020上半年出現30起重大交通事故，造成32人死亡。鷹駕360環(huán)視首先在國平通建筑公司全面安裝，事故降低90%，得到交警和交委高度好評。到目前為止，深圳渣土車(chē)總共安裝近千輛，同比平均事故下降86%。僅深圳當前市場(chǎng)存量就有1.5萬(wàn)輛。如果向全國推廣，數量更加龐大。目前是單機版360ADAS，如果加入車(chē)路協(xié)同和智能駕駛輔助，零事故指日可待。

（2）提高效率：有效減少偷料、偷油、不按照路線(xiàn)行駛等問(wèn)題，減輕駕駛者的勞動(dòng)強度，提高管理效率。例如：廣西中石化車(chē)隊全部安裝鷹駕360車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統后，達到零事故、零偷油的顯著(zhù)效果。深圳消防支隊和廣西消防總隊全部安裝，工作效率也大幅提高。

（3）促進(jìn)就業(yè)：設備的生產(chǎn)、安裝和維護都需要大量的技術(shù)工人，以存量市場(chǎng)為例，每安裝一輛特種車(chē)需要2~3個(gè)技術(shù)工人工作3~4個(gè)小時(shí)，2000萬(wàn)輛特種車(chē)輛需要數十萬(wàn)技術(shù)工人的加入。加上車(chē)路協(xié)同的安裝養護，可增加就業(yè)上百萬(wàn)。

（4）增加稅收：萬(wàn)億級市場(chǎng)規模，會(huì )增加幾百億稅收。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年7月刊