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中南大學(xué)國際教育學(xué)院院長、中南大學(xué)城市交通研究中心主任 黃合來
非常感謝王教授的介紹,也非常感謝有機會參加這次會議!
我今天帶來的報告題目是《智能網(wǎng)聯(lián)交通安全與事故深度調(diào)查》。剛才肖主任講了安全和事故一直在博弈,我們也在做這個工作,但是我們的重點在于“路”,我學(xué)的是交通學(xué)科,所以關(guān)于安全,我們考慮的是怎樣把路修好,然后基于事故展開研究。我之前在新加坡待了5年,在美國待了2年,接觸了各類交通事故。但是真正的調(diào)查,相對來講,在“路”這個板塊還沒有這么深,但是有更多機會讓路和車協(xié)同起來,人在車?yán)镒饔脮絹碓叫?,更多強調(diào)的是系統(tǒng)性、可控制性和協(xié)調(diào)性。所以路與車的關(guān)系越來越好,越來越緊密。我今天給大家講三個方面的內(nèi)容。
一、長沙智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)建設(shè)進展
首先給大家簡單介紹一下長沙的情況,長沙在2018年拿到“國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(長沙)測試區(qū)”的牌照,今年晉升國家級車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū),投入非常大,我們學(xué)校作為長沙的高校非常激動。尤其作為學(xué)者來講,這就是我們的戰(zhàn)場,因為原來沒有機會,現(xiàn)在有這個機會了,我們從最開始就一直參與到它的建設(shè)、規(guī)劃、技術(shù)研發(fā)中。這是著名的“雙百工程”,在長沙打造了100公里智慧高速,就是長沙到益陽和長沙西北和西南的兩條繞城高速公路,打造國內(nèi)首個支持開放式車路協(xié)同高速公路環(huán)境,全程93公里。第二個“100”指的是長沙河西圍繞著湘江新區(qū)區(qū)域打造的100公里核心城區(qū)測試道路。
另外,在公交交通方面做了很多工作,尤其是公交今年開始主要發(fā)力。2018年就開通了315條線,同時在不斷改進,現(xiàn)在計劃啟動149個路口路測設(shè)備布設(shè),以及2千多臺公交車全面的車載布設(shè)。包括云控大數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)的內(nèi)容,還有牌照累計發(fā)放有55張。昨天百度的老總也講了這個事情,相關(guān)測試的法規(guī),開放道路示范區(qū)的啟用等。這是各類的應(yīng)用場景應(yīng)用體系構(gòu)建,就不多講。
我們提出,未來通過3年努力,支撐長沙打造全國規(guī)模最大、應(yīng)用最廣泛、配套完善交通強國示范區(qū)、國家車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)。為此啟動了兩個計劃,一個是火炬計劃,一個是頭羊計劃。在長沙幾乎所有投入都是來自政府的財政投入,從去年就開始研究如何把智能汽車和智慧交通融合,讓我們智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)走向應(yīng)用,所以就啟動了這兩個計劃,重點支持一批相關(guān)企業(yè)?,F(xiàn)在在積極籌建智能網(wǎng)聯(lián)汽車質(zhì)量監(jiān)管中心,來支撐我們交通強國示范區(qū)和國家車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)建設(shè)。
二、智能網(wǎng)聯(lián)交通安全技術(shù)發(fā)展思考
我長期從事交通安全研究,剛才主要是從交通工程的角度說的,我把交通安全研究分為四個階段:一是被動安全,這里的被動安全和主動安全與汽車領(lǐng)域的被動安全和主動安全是有差別的。這里的被動安全是說哪里的路上經(jīng)常發(fā)生事故,我們稱之為黑點,我們就會去重新設(shè)計,去做評價,去改善道路安全的性能,這樣被動安全走到最高潮的標(biāo)志是美國道路安全首測發(fā)布。第二個階段是主動安全,提出我們?nèi)姘呀煌ò踩u價標(biāo)準(zhǔn)融入到整個路網(wǎng)規(guī)劃道路設(shè)施規(guī)劃當(dāng)中去,同時在實時交通流的層面上,要更加關(guān)注速度和安全的關(guān)系。比如交通流的組成與安全的關(guān)系,與事故風(fēng)險的關(guān)系,更加強調(diào)實時的交通流管控來降低事故發(fā)生的風(fēng)險,這個是所謂的主動安全的預(yù)防,其實這一塊研究大概從2008-2010年就開始大量開展各種研究。第三個是交互安全協(xié)同,我們更強調(diào)人機共駕或者在比較強的駕駛輔助基礎(chǔ)上,很多車載信息提供的情況下如何保障安全性,這個時候路測能提供的信息,駕駛員的眼睛、感官能夠感受到的信息以及其他東西,交互安全就是我們現(xiàn)在提的最多的東西。第四個是自動安全系統(tǒng),就是今天大會很多專家學(xué)者談到的智能網(wǎng)聯(lián)時代走向未來全自動駕駛或者是高度自動駕駛的階段,可能更多是系統(tǒng)工程相關(guān)的內(nèi)容。我們也在反思,原來的學(xué)科體系到未來面向新一輪交通變化需要做什么儲備。
從這四個階段來看,最重要的一點就是越來越走向高度的組織化,計劃性越來越強,控制性越來越強。坦白說汽車這一塊,原來沒有考慮太多事故發(fā)生之前的事情,在交通設(shè)施這一塊,做交通工程,做設(shè)計,可能很少考慮車本身的性能的東西。所以走向未來交互安全和自動安全這一塊,我們肯定會攜手,我們必須走到一起才有可能構(gòu)建這樣一個系統(tǒng)。
涉及到智能網(wǎng)聯(lián)做了很多嘗試,其實做交通沖突、交通事故分析,事故發(fā)生是隨機的、零星的、稀少的,希望通過基于交通沖突的觀察去理解交通事故發(fā)生的規(guī)律和特點?,F(xiàn)在回頭站在重新構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)的角度,我們認(rèn)為需要采用一種自上而下的技術(shù)路線,也是在這個會上很多演講者在談的問題,即:在智能網(wǎng)聯(lián)大的背景下,如何基于交通事故的調(diào)查,如何基于對交通事故深度的理解去重新構(gòu)造車,重新構(gòu)造交通系統(tǒng)。這也是為什么我們團隊原本是做交通設(shè)計,現(xiàn)在又來做這樣一項主動的交通事故深度調(diào)查的原因。
關(guān)于技術(shù)發(fā)展方面,首先是從現(xiàn)實事故到CAV技術(shù)。從現(xiàn)實事故怎樣走向CAV技術(shù),也就是肖主任講的做各種深度調(diào)查最后一公里怎么走通的問題。如何用交通事故數(shù)據(jù)指導(dǎo)智能汽車的決策、算法、場景庫構(gòu)建,這是全世界現(xiàn)在都沒有辦法回答的問題。智能汽車,尤其是自動駕駛汽車,很多可能來自于互聯(lián)網(wǎng)公司或者是非交通和汽車領(lǐng)域的公司和團體,有非常厲害的環(huán)境感知,具備千里眼,具備順風(fēng)耳。但是僅僅具備千里眼、順風(fēng)耳是不夠的,我們要理解交通系統(tǒng)的復(fù)雜性,理解它的規(guī)律性,這個時候才能判定風(fēng)險。在智能判定以后,再到車輛響應(yīng)方面,我經(jīng)常和從事汽車研究的同事們交流,可能因為我不了解,就是在智能網(wǎng)聯(lián)時代汽車主體結(jié)構(gòu)如何變化。我問同事們什么時候能夠?qū)崿F(xiàn)幫我把安全帶解開,實現(xiàn)把安全帶解開就是一次革命。之前不是說要在車?yán)锖瓤Х葐??連安全帶都不能解開還談什么自動駕駛。我們將來要做擎天柱,因為將來感知更深,決策更快,看得更遠,這都是所有智能機器智能感知超越人的地方。這個時候車在干什么?車能不能響應(yīng)它,我覺得這是汽車領(lǐng)域需要考慮的問題。
如何把年審和年檢考慮在一起,從無限場景到有限場景的測試,到底怎么做?現(xiàn)在所看到的測試場景都是基于最基礎(chǔ)的交通規(guī)則所制定的,而并不是真正的深度理解交通事故發(fā)展的規(guī)律,基于真正的交通復(fù)雜場景來構(gòu)建的產(chǎn)品庫。
我們和中山大學(xué)拿到的國家重點研發(fā)項目非常有意思,就是自主式交通系統(tǒng)。未來交通系統(tǒng)應(yīng)該長什么樣我們都不知道,如果我們單方面去做單車智能或者在現(xiàn)在的情況下做車路協(xié)同,我認(rèn)為現(xiàn)在的努力都是在做鋪墊和技術(shù)探索。未來的交通系統(tǒng)該怎么構(gòu)建,是一個什么樣的出行模式,這個系統(tǒng)是需要重新構(gòu)建的,也是我們需要研究的。
我認(rèn)為這幾個領(lǐng)域是站在智能網(wǎng)聯(lián)交通安全的角度去深度考慮的,需要來自各個方面的努力。我舉一個例子,我們之前設(shè)計了一條高速公路,其中智慧這方面是我在主持,現(xiàn)在大家都知道所有新修的高速公路不談一談無人駕駛都不好意思跟領(lǐng)導(dǎo)匯報。最后我們企業(yè)給出很多方案,比如說“100米一個攝像頭”,可是不知道給誰用,包括長沙,包括很多其他我所參與的評審會、論證會等都是這樣的情況。我們提出了一些概念,認(rèn)為真正的智能交通管控系統(tǒng)還在1.0階段,可是車路協(xié)同和智能網(wǎng)聯(lián)已經(jīng)到了3.0階段,我們?nèi)绷艘粋€2.0的階段。一直以來都沒有走到2.0,可是突然要求做到3.0,這個時候是做不到,投入也會非常大。所以現(xiàn)在提出了一個所謂的“代際協(xié)同”概念,在1.0的基礎(chǔ)上采用3.0的更高精感知、更高精通訊、邊緣計算等服務(wù)于更好的2.0業(yè)務(wù)體系。比如交通流管控,形成時間預(yù)測,實時交通流事故風(fēng)險的判定,但沒有到微觀這個層面上,只是在有限的場景下,有條件的情況下實現(xiàn)3.0特征。
我是事故分析預(yù)防期刊的主編,2020年發(fā)表了一篇文章。把過去1969年創(chuàng)刊以來所有的文章做了一次分析,寫了一篇文章,總結(jié)了交通安全、交通故分析的歷程和主要熱點,最后總結(jié)出來一張表,試圖提出一個新的交通安全研究框架。把人、車、裝備,包含軟件和硬件,包括信息網(wǎng)絡(luò)、通訊網(wǎng)絡(luò)、交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、社會環(huán)境,在智能網(wǎng)聯(lián)到未來自動駕駛過程當(dāng)中,我們認(rèn)為在交通安全上面需要研究的東西提了出來,有興趣的同行可以去找文章讀一讀。
三、中南大學(xué)事故深度調(diào)查實踐
我是2010年回國的,到現(xiàn)在剛好是10年,與NAIS年齡一樣大。坦白說中南大學(xué)既不是傳統(tǒng)做汽車的,也不是傳統(tǒng)做交通工程的,我們是做高速鐵路的。我們是一個新的團隊,大概十來個人組成,一幫年輕的博士,從2016年開始做項目,即中國出行安全深度研究交通事故版塊,由于交通專業(yè)和交警聯(lián)系緊密,所以可以便利地獲取交通事故數(shù)據(jù)、第一現(xiàn)場。利用這樣的便利,開展了這個項目,到現(xiàn)在歷時將近4年時間,選了一些區(qū)域,包括毛澤東的家鄉(xiāng)湘潭縣這樣一個非常典型的傳統(tǒng)縣城,對其進行全面的覆蓋。另外,還找了一些高速公路,有山區(qū)、有平原的公路,最近又把長沙的縣納入進來,我們的特色是有城區(qū)、有高速、有農(nóng)村,路網(wǎng)密度大,監(jiān)控設(shè)備密集,我們要的數(shù)據(jù)全部都必須帶監(jiān)控。我們的調(diào)查準(zhǔn)則是不限制是否有人受傷,至少有一輛車參與,有監(jiān)控視頻和行車記錄儀優(yōu)先。我們制訂了和交警協(xié)調(diào)調(diào)查工作流程和聯(lián)動機制,保證了原始數(shù)據(jù)的精確性,構(gòu)建了調(diào)查數(shù)據(jù)分析應(yīng)用數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)鏈。我們做這個項目就是面向智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng),設(shè)計這一套東西的目的就是為了這一套數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。所以我們很重視事故重現(xiàn)還原,事故前5秒、10秒車輛的運動以及周邊所有交通環(huán)境的因素,去系統(tǒng)還原、理解這個交通事故整個過程。
這里有一個例子,在湘潭縣107國道,有一輛大貨車在前面想借道右走,后面跟著一輛藍色的貨車和這輛黑色的轎車對向相撞,就這么一起事故,里面存在很多問題。這屬于交通設(shè)計的問題,從交通工程角度進行改善,整個工程調(diào)查做得非常精細(xì)。我們將一場非常嚴(yán)重的事故進行還原,包括其他涉及到的車輛,轎車時速大概是65公里,從交通流層面上進行了重建。這個項目我們現(xiàn)在做了大概有500起,大概每年200到300起的增長速度,主要的工作不在于量,我們希望從交通沖突角度去理解技術(shù)路線,所以我們針對這一塊事故場景庫構(gòu)建做了一系列研究,我們建立了整個的汽車路線來構(gòu)建汽車測試的場景庫。
我們再看一個例子,是關(guān)于事故場景應(yīng)用的。有這樣一起事故,也是在湘潭縣街上,是一個黑夜,一個人倒完垃圾從斑馬線上走回來,被一臺車撞了,造成這個人多處骨折重傷。在對這個事故的重建時我們做了一些技術(shù)工作,比如說無人機的航拍,道路區(qū)劃信息誤差最小,按照真實的比例還原,高度還原道路使用者在碰撞前后運動學(xué)過程以及周邊交通環(huán)境的重建,就是其他的車輛完完整整的重建。我們認(rèn)為這可能是在將來智能網(wǎng)聯(lián)場景庫構(gòu)建里面所需要的元素,我們是這樣考量的。
我們做了這樣一個仿真,如果裝配AEB,這個事故發(fā)生時到底是什么情況?,F(xiàn)在是51公里/小時,當(dāng)它發(fā)現(xiàn)這個人出來的時候,它看到了這個人,在中間下面這個視角就是車輛的視角,能夠看到這個人走過來,通過它的雷達和視頻做出相應(yīng)的反應(yīng)。這個時候我們可以明顯看到速度在自動下降,從51到49,此時輔助剎車。如果裝配AEB,這個車輛速度會下降到22公里每小時,原來我們重建的事故碰撞速度是37公里,這是一個場景。
我剛才舉了兩個例子,這樣的例子有幾百起,我們把這些例子的元素、工況、場景都分門別類進行標(biāo)注,希望做一整套智能網(wǎng)聯(lián)的安全測試平臺,尤其是結(jié)合我前面所介紹的長沙的封閉測試場,開放道路的測試場,百度的合作平臺。希望我們一起合作走向未來技術(shù)體系,為這個體系能夠做出關(guān)鍵性的工作。
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