[首發(fā)于智駕最前沿微信公眾號(hào)]車路協(xié)同(通常指車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信與協(xié)同,也包含車與車、車與云、車與行人的信息交互)在前幾年被很多人認(rèn)為是自動(dòng)駕駛落地的最佳方案,車輛可以借助路側(cè)感知、交通信號(hào)、云端算力和高精地圖來(lái)補(bǔ)強(qiáng)自身的盲區(qū),提高通行效率與安全性。在很多小規(guī)模試點(diǎn)車路協(xié)同都展示了很驚艷的效果,但從“試點(diǎn)”到“大規(guī)模普及”之間,車路協(xié)同方案始終隔著一道厚厚的現(xiàn)實(shí)墻,為什么車路協(xié)同如此難推行?。

為什么要做車路協(xié)同?
車路協(xié)同的核心價(jià)值在于把單車感知的“局限性”用外部信息補(bǔ)齊。單輛車主要靠車載攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)進(jìn)行感知,這些傳感器受遮擋、視角、光照和氣候影響,面對(duì)復(fù)雜交叉口、行人盲區(qū)、突發(fā)障礙物時(shí)依然會(huì)有感知或預(yù)測(cè)誤差。路側(cè)單元(RSU)可以放置在十字路口、隧道口、危險(xiǎn)路段,擁有不同視角的傳感器以及固定供電和算力,能補(bǔ)充車輛短時(shí)無(wú)法獲得的信息。再把這些信息通過(guò)低延時(shí)通信分發(fā)給過(guò)往車輛或云端,就能在理論上顯著提升預(yù)警能力、協(xié)同路徑規(guī)劃和流量組織效率,尤其在擁堵緩解、盲區(qū)預(yù)警、協(xié)同變道與復(fù)雜交叉口通行方面潛力明顯。這些好處很直觀,但也正因?yàn)闋可娴健鞍讯鄠€(gè)參與方的系統(tǒng)連起來(lái)”,它不是單個(gè)廠家把一個(gè)零部件換掉就能完成的改造——這就是問(wèn)題的起點(diǎn)。

技術(shù)層面的難點(diǎn):通信、時(shí)延、同步與融合都不是小問(wèn)題
把路側(cè)感知的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時(shí)地用到車端決策里,必須滿足嚴(yán)格的性能指標(biāo),而實(shí)現(xiàn)這些指標(biāo)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中并不容易。其中最主要的就是通信技術(shù)本身。車路協(xié)同依賴的低延時(shí)、高可靠鏈路有多種實(shí)現(xiàn)路徑,其中包括基于專用短程通信(DSRC)與蜂窩車聯(lián)網(wǎng)(C-V2X,包括PC5直連與Uu通過(guò)基站兩種模式)等。不同技術(shù)在覆蓋、延遲、穿透與部署成本上各有利弊,且在全球多地并沒(méi)有統(tǒng)一選擇。網(wǎng)絡(luò)的分散導(dǎo)致設(shè)備兼容性差、運(yùn)維復(fù)雜,并且在城市高樓密集區(qū)、地下隧道或天氣惡劣時(shí),鏈路質(zhì)量波動(dòng)對(duì)安全關(guān)鍵信息的可用性影響極大。
再有就是時(shí)延與同步問(wèn)題。許多車路協(xié)同應(yīng)用要求端到端時(shí)延在幾十毫秒量級(jí),并且數(shù)據(jù)來(lái)自多源(路側(cè)傳感器、車輛自身傳感器、高精地圖、云端預(yù)測(cè)模型),這些數(shù)據(jù)需要精確對(duì)齊才能進(jìn)行可靠的多傳感器融合。時(shí)間戳漂移、網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)和處理鏈路中的緩沖都會(huì)導(dǎo)致實(shí)際可用信息的時(shí)效性下降,從而把安全邊際壓縮。要做到子百毫秒級(jí)的確定性通信與端到端可驗(yàn)證延遲,需要在網(wǎng)絡(luò)、終端和云端之間建立統(tǒng)一的同步機(jī)制和延遲預(yù)算,這在實(shí)際跨運(yùn)營(yíng)商、跨廠商的生態(tài)中非常難以強(qiáng)制執(zhí)行。
再說(shuō)數(shù)據(jù)融合與語(yǔ)義一致性。即便路側(cè)把目標(biāo)檢測(cè)、軌跡預(yù)測(cè)發(fā)給車輛,車輛也要把這些外來(lái)信息與本地傳感器結(jié)果進(jìn)行融合。不同廠家的感知輸出格式、目標(biāo)ID定義、置信度含義都可能不同,若沒(méi)有統(tǒng)一的語(yǔ)義標(biāo)準(zhǔn)或轉(zhuǎn)換機(jī)制,融合容易產(chǎn)生沖突、重復(fù)或丟失關(guān)鍵信息。此外,路側(cè)檢測(cè)的誤報(bào)和漏報(bào)問(wèn)題若不能被明確標(biāo)注和度量,會(huì)對(duì)車輛的決策邏輯產(chǎn)生誤導(dǎo)。高階的協(xié)同功能(比如交叉口協(xié)同通行排序)還需要共識(shí)機(jī)制,多輛車在接收到不同版本的路側(cè)數(shù)據(jù)時(shí)如何達(dá)成一致決策,這是分布式系統(tǒng)中的一致性與容錯(cuò)難題。
最后是定位與高精地圖的準(zhǔn)確性。車路協(xié)同通常假設(shè)參與車輛能在厘米級(jí)或幾十厘米內(nèi)與路側(cè)設(shè)施坐標(biāo)對(duì)齊,但現(xiàn)實(shí)中的GNSS遮擋、多路徑誤差以及地圖版本不一致都會(huì)導(dǎo)致定位偏差,從而使得路側(cè)下發(fā)的“某行人位于車道X,距離Y米”的信息與車輛本地感知不匹配。實(shí)現(xiàn)可靠的位姿對(duì)齊并在系統(tǒng)內(nèi)傳播其不確定度信息,是把信息安全地用于決策的前提,但這一步在大規(guī)模應(yīng)用中經(jīng)常被低估。

非技術(shù)與組織層面的阻礙:誰(shuí)出錢、誰(shuí)維護(hù)、誰(shuí)負(fù)責(zé)?
技術(shù)問(wèn)題可以逐步攻關(guān),但車路協(xié)同更大的現(xiàn)實(shí)障礙往往是體制與利益分配。路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施傳統(tǒng)上由政府或城市交通部門負(fù)責(zé),設(shè)備采購(gòu)、建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的預(yù)算來(lái)自公共財(cái)政或交通專項(xiàng)資金,而車輛廠商和網(wǎng)約車公司則是潛在的主要受益者。如何把公共投資與私有收益對(duì)齊是需要著重考慮的問(wèn)題,城市是否愿意獨(dú)立承擔(dān)全部成本而得不到直接回報(bào)?廠商是否愿意為不確定的公共基礎(chǔ)設(shè)施投入大量資金?只有把這些問(wèn)題厘清,才能進(jìn)行車路協(xié)同的下一步動(dòng)作。
責(zé)任與法律問(wèn)題進(jìn)一步復(fù)雜了車路協(xié)同的實(shí)施。車路協(xié)同把更多決策依據(jù)交給了外部系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生事故時(shí),很難劃清車輛制造商、軟件提供方、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方和路側(cè)設(shè)備運(yùn)維方之間的責(zé)任邊界。現(xiàn)有法律框架和事故鑒定流程多數(shù)基于車輛行為與車載系統(tǒng)的可追溯性,加入第三方路側(cè)輸入后,取證鏈條和責(zé)任認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)需要重新制定,這種不確定性讓許多商業(yè)公司在沒(méi)有明確法律保護(hù)前對(duì)車路協(xié)同保持謹(jǐn)慎。
為了推動(dòng)車路協(xié)同,還需要考慮運(yùn)營(yíng)與維護(hù)的長(zhǎng)期成本。路側(cè)感知設(shè)備不像一條路燈那樣“裝好就算”,傳感器需要定期標(biāo)定、清潔與軟件更新,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要打補(bǔ)丁,整個(gè)體系需要穩(wěn)定的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)和預(yù)算保障。很多試點(diǎn)項(xiàng)目可以拿到資金測(cè)試功能,但想要全面鋪開(kāi),其成本之大,且難以持續(xù)投入,設(shè)備漸漸老化,數(shù)據(jù)接口停更,易導(dǎo)致早期投入的價(jià)值流失。
標(biāo)準(zhǔn)化和生態(tài)構(gòu)建也是車路協(xié)同全面鋪開(kāi)需要面對(duì)的難題。雖有一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范在推進(jìn),但廠商之間對(duì)接口、數(shù)據(jù)格式、安全認(rèn)證流程的實(shí)現(xiàn)各不相同,缺乏一個(gè)能在全國(guó)范圍內(nèi)部署的統(tǒng)一方案。沒(méi)有大規(guī)模互操作性的生態(tài),應(yīng)用就只能停留在封閉園區(qū)或少數(shù)城市的孤島式部署,難以形成規(guī)模化的商業(yè)模式。

安全、隱私與網(wǎng)絡(luò)攻防:網(wǎng)絡(luò)安全是車路協(xié)同不可避免的話題
把車輛關(guān)鍵感知和部分決策鏈路開(kāi)放出來(lái),一方面提高了能力,另一方面也放大了被攻擊的可能。惡意篡改路側(cè)數(shù)據(jù)、偽造信號(hào)、阻斷通信或發(fā)起拒絕服務(wù)攻擊都可能直接影響交通安全。防護(hù)不是簡(jiǎn)單的“加個(gè)證書”,而是要建立從硬件到應(yīng)用層的多重可信機(jī)制,這其中就要包括設(shè)備身份認(rèn)證、鏈路加密、異常檢測(cè)、回退策略以及對(duì)信息可信度的量化評(píng)估。如果在出問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有安全的降級(jí)或“本地優(yōu)先”的策略,一旦外部信息失真,車輛仍然可能按錯(cuò)誤指令行為,帶來(lái)更大的風(fēng)險(xiǎn)。
此外,隱私問(wèn)題也必須考慮。路側(cè)感知可能會(huì)記錄車牌、人臉或行人流動(dòng)軌跡,這些數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與使用需要合規(guī)框架與最小化原則。若沒(méi)有透明且受監(jiān)管的數(shù)據(jù)管理機(jī)制,公眾對(duì)這類系統(tǒng)的接受度會(huì)很低,進(jìn)而影響推廣。

場(chǎng)景與規(guī)模:小范圍能做大范圍難在哪兒
很多車路協(xié)同的成功展示來(lái)自封閉園區(qū)、產(chǎn)業(yè)園或特定路段,這些場(chǎng)景的共同點(diǎn)是參與方少、環(huán)境可控、設(shè)備集中管理且流量可預(yù)測(cè)。把同樣的方案放到開(kāi)放城市交通環(huán)境,就會(huì)遇到更多如各種車型混行、摩托車和非機(jī)動(dòng)車的行為不可預(yù)測(cè)、臨時(shí)施工、活動(dòng)管制、惡劣天氣、信號(hào)故障、以及數(shù)以萬(wàn)計(jì)接入設(shè)備的認(rèn)證與并發(fā)問(wèn)題等異構(gòu)問(wèn)題。系統(tǒng)在小規(guī)模下表現(xiàn)良好,但在城市級(jí)別的系統(tǒng)工程中,互操作性、可擴(kuò)展性與容錯(cuò)性都會(huì)被放大檢驗(yàn)。很多技術(shù)在被放大后將暴露出新的邊際效應(yīng)問(wèn)題,使得原本可行的算法或協(xié)議需要重新設(shè)計(jì)。
車路協(xié)同并不是一夜之間普及,而是需要分階段、分場(chǎng)景、重運(yùn)維與閉環(huán)相結(jié)合,想讓車路協(xié)同真正落地并起效,不能只靠一次性技術(shù)集成或漂亮的演示。一個(gè)務(wù)實(shí)的推進(jìn)路徑應(yīng)從需求最清晰、回報(bào)最直接的場(chǎng)景切入,比如在高速匝道管理、隧道預(yù)警、臨時(shí)施工區(qū)管控和繁忙交叉口先行試點(diǎn)。在這些場(chǎng)景里,路側(cè)信息的邊際價(jià)值高,且便于評(píng)估效果與經(jīng)濟(jì)回報(bào),從而更容易形成持續(xù)的財(cái)政或商業(yè)投入。
在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上,需要把重點(diǎn)放在“可驗(yàn)證的可靠性”與“退化優(yōu)先策略”上。也就是說(shuō),在設(shè)計(jì)任何協(xié)同服務(wù)時(shí),同時(shí)要定義當(dāng)外部信息不可用或被判定為不可信時(shí)車輛的安全降級(jí)方案。建立跨廠商的基線接口與語(yǔ)義定義,至少要在一個(gè)城市或區(qū)域內(nèi)達(dá)成一致。時(shí)間同步、定位誤差傳播與信息不確定度的表達(dá)也應(yīng)成為協(xié)議的一部分,讓融合層能以概率而不是絕對(duì)判斷來(lái)處理路側(cè)輸入。
在制度設(shè)計(jì)上,更應(yīng)推動(dòng)“公私合營(yíng)”的投資與運(yùn)維模式。城市可以承擔(dān)基礎(chǔ)設(shè)施的初始建設(shè)與長(zhǎng)期維護(hù),而車輛廠商或出行平臺(tái)則可以通過(guò)服務(wù)訂閱或按使用付費(fèi)的模式分?jǐn)偝杀尽U枰o出明確的責(zé)任分?jǐn)偱c事故處理指引,從法律層面進(jìn)行明確將顯著提高私營(yíng)部門的參與意愿。此外,試點(diǎn)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)在早期就納入獨(dú)立的安全評(píng)估與第三方審計(jì),通過(guò)公開(kāi)的數(shù)據(jù)和安全報(bào)告來(lái)提升透明度與公眾信任。
最后就是生態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)推進(jìn)。政府與行業(yè)組織應(yīng)牽頭制定可操作的互操作性規(guī)范、數(shù)據(jù)隱私保護(hù)框架、以及設(shè)備認(rèn)證流程,推動(dòng)通過(guò)合格供應(yīng)商清單、統(tǒng)一接口規(guī)范和開(kāi)源參考實(shí)現(xiàn)來(lái)降低采用門檻。對(duì)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備廠商也要設(shè)計(jì)合理的激勵(lì)和問(wèn)責(zé)機(jī)制,確保設(shè)備生命周期內(nèi)的更新和維護(hù)不被忽視。

最后的話
車路協(xié)同是提升交通安全和效率的有效工具,但它不是某個(gè)算法或單一產(chǎn)品可以解決的問(wèn)題,而是技術(shù)、組織、法律和經(jīng)濟(jì)多方面協(xié)同的系統(tǒng)工程。短期內(nèi)我們會(huì)看到更多分布式的小規(guī)模成功案例,也會(huì)看到若干因?yàn)檫\(yùn)維或兼容性問(wèn)題而失敗的試點(diǎn)。想把這種技術(shù)從“試驗(yàn)場(chǎng)的亮點(diǎn)”推進(jìn)到“城市的日常服務(wù)”,需要時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)、合適的商業(yè)模式和對(duì)安全與隱私的嚴(yán)謹(jǐn)治理。務(wù)實(shí)推進(jìn)、先解決能驗(yàn)證效果的小場(chǎng)景、做好退化邏輯與運(yùn)維保障,往往比追求一夜鋪開(kāi)的宏大計(jì)劃更能帶來(lái)長(zhǎng)期價(jià)值。
審核編輯 黃宇
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