智能網(wǎng)聯(lián)下的平行駕駛與平行交通

導(dǎo)讀：平行駕駛越來越受到各大科研機(jī)構(gòu)和公司的重視，這也預(yù)示“平行駕駛”將引發(fā)新一輪熱潮。

自動(dòng)駕駛發(fā)展到這個(gè)階段，目前面臨最大的挑戰(zhàn)就是上路問題了。而加州交管局DMV在今年三月份出臺(tái)的一項(xiàng)新規(guī)定“允許無人駕駛汽車在車內(nèi)無駕駛員、安全員或測(cè)試員的情況下在公路上行駛，但需要車輛能夠遠(yuǎn)程管控”，為解決這一難題提出了新的思路。這意味著無人駕駛汽車能夠由操作人員遠(yuǎn)程監(jiān)管并控制，實(shí)現(xiàn)真正意義上的「無人駕駛」。

遠(yuǎn)程駕駛技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)通信的方式，把車端的感知數(shù)據(jù)傳輸給云端控制器，由人類駕駛員來遠(yuǎn)程控制，如果汽車內(nèi)部底層自動(dòng)駕駛系統(tǒng)遇到問題，該技術(shù)將允許遠(yuǎn)程操作人員接管車輛，可有效解決在業(yè)內(nèi)被稱為機(jī)器 “邊緣”情況的難題。目前國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)慧拓智能機(jī)器公司已經(jīng)在中國智能車研發(fā)與測(cè)試中心（常熟）真實(shí)道路演示了由其自主研發(fā)的第三代平行駕駛系統(tǒng)，通過構(gòu)建的平行駕駛管控中心能實(shí)時(shí)監(jiān)控三臺(tái)無人駕駛汽車的行駛狀態(tài)。

▲慧拓搭載第三代平行駕駛系統(tǒng)的測(cè)試車

在6月26日開幕的第29屆國際智能車大會(huì)（IEEE IV 2018）上，慧拓智能機(jī)器公司CEO陳龍發(fā)表主題演講，詳細(xì)介紹了平行駕駛的框架、理論發(fā)展及應(yīng)用?；弁刈鳛橹锌圃鹤詣?dòng)化研究所王飛躍教授提出的平行駕駛理念的實(shí)踐者，以平行理論為基礎(chǔ)，主要進(jìn)行的是新一代云端化智能網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

智能網(wǎng)聯(lián)下的平行駕駛與平行交通

據(jù)了解，慧拓的平行駕駛系統(tǒng)是中科院自動(dòng)化研究所王飛躍教授提出的平行駕駛理念的產(chǎn)業(yè)化嘗試與應(yīng)用，目前在物流、礦山等限定場(chǎng)景開始初步測(cè)試應(yīng)用。王教授在21世紀(jì)初提出了“平行駕駛”的框架，目的是為自動(dòng)駕駛技術(shù)的落地提供一種安全、可靠、高效的實(shí)施方案，同時(shí)為自動(dòng)駕駛中的車輛提供運(yùn)營管理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及應(yīng)急遠(yuǎn)程接管等服務(wù)。

▲中科院自動(dòng)化研究所王飛躍教授

在CPSS（Cyber-Physical-Social Systems）的理論框架下，王教授將駕駛員、車輛、信息這幾個(gè)組成部分，擴(kuò)展對(duì)應(yīng)到通過物理空間和信息空間耦合交互的三個(gè)世界：物理世界、心理世界和人工世界，形成了基于CPSS理論的“平行駕駛”。

他認(rèn)為，未來物理的車將和軟件定義的汽車平行起來，物理的公路將和軟件定義的公路平行起來，以后車不是開在物理世界，而是開在物理世界、心理世界、人工世界三個(gè)世界里，實(shí)現(xiàn)的是知識(shí)自動(dòng)化。我們靠知識(shí)自動(dòng)化走向智能汽車，走向智能社會(huì)，走向智能產(chǎn)業(yè)。

在王教授構(gòu)想的平行駕駛理論中，當(dāng)人類司機(jī)駕著真實(shí)車奔馳時(shí)，作為“軟件機(jī)器人”的智能代理也開著對(duì)應(yīng)的“虛擬車”同時(shí)在虛擬世界中奔馳。這種虛擬車，學(xué)術(shù)上稱為“人工車”或“軟件定義的車”，根據(jù)不同的要求在不同的程度上與真實(shí)車一一對(duì)應(yīng)。而且，一部真實(shí)車可以有多部虛擬車與之相伴，有的隨車而行，有的存于家中、辦公室、服務(wù)中心、廠家或政府的檔案機(jī)構(gòu)，或者各式各樣的網(wǎng)絡(luò)云端服務(wù)平臺(tái)之中。

利用這種方式，虛擬車可以用可視化的形式提供真實(shí)車的本體知識(shí)、歷史情況和實(shí)時(shí)信息；同時(shí)提供預(yù)測(cè)未來狀態(tài)和情境的計(jì)算能力或檢查事故原因的回溯計(jì)算功能；最終，還可以虛實(shí)互動(dòng)，提供監(jiān)視、控制、管理、服務(wù)真實(shí)車的各類功能。顯然，這種智能汽車技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景幾乎是無限的。

在王飛躍教授看來，未來從L0-L5六個(gè)自動(dòng)駕駛階段共存的場(chǎng)景中，需要一個(gè)無限安全的性能要求，需要去預(yù)測(cè)車輛行為，而這將涉及龐大的計(jì)算量?，F(xiàn)有的本地計(jì)算能力仍十分有限，需要在云端進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算，同時(shí)還要在云端進(jìn)行學(xué)習(xí)。有些車開得好，有些智能車做得比較差，就會(huì)在云端以好的方式讓差的無人車進(jìn)行學(xué)習(xí)，最后達(dá)到比較安全、比較智能的一種出行方式。

從理論到實(shí)踐，“平行駕駛”理想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

當(dāng)然，這種平行駕駛的構(gòu)想并沒有只停留在概念上。從2007年開始，王飛躍教授正式組織團(tuán)隊(duì)開始了平行駕駛相關(guān)研究，而成立于2014年10月的青島慧拓智能機(jī)器有限公司是王教授平行駕駛理論的實(shí)踐者。

這家成立四年不到的初創(chuàng)公司以ACP平行理論為基礎(chǔ)，主要進(jìn)行的是新一代云端化智能網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。目前慧拓的優(yōu)勢(shì)在于平行感知、平行學(xué)習(xí)和智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)領(lǐng)域，產(chǎn)品集中在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、平行駕駛管控機(jī)柜和平行應(yīng)急系統(tǒng)，能夠進(jìn)行無人駕駛、場(chǎng)景方案設(shè)計(jì)以及測(cè)評(píng)體系的搭建。

在今年的3月18日，慧拓智能發(fā)布了平行駕駛3.0系統(tǒng)。它的主要功能是“車端感知+云端管控”，是一套能夠遠(yuǎn)程遙控?zé)o人駕駛車輛進(jìn)行駕駛的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)一名遠(yuǎn)程人工操作員控制數(shù)英里之外的多輛自動(dòng)駕駛汽車，這一解決方案有望加速推動(dòng)未來無人車商業(yè)化落地。

▲在常熟智能車中心演示平行駕駛技術(shù)的其中一輛測(cè)試無人車

而針對(duì)國際上首次提出的自動(dòng)駕駛數(shù)字四胞胎的概念，即如何實(shí)現(xiàn)道路上混合車輛系統(tǒng)（有人駕駛、自動(dòng)駕駛、無人駕駛）的安全平穩(wěn)智能管理運(yùn)行?；弁匾矊⒋烁拍钊谌肓似叫旭{駛系統(tǒng)的開發(fā)中。

據(jù)了解，這套平行駕駛系統(tǒng)共分為平行駕駛管控系統(tǒng)、遙控駕駛系統(tǒng)（駕駛員模擬器）、無人駕駛系統(tǒng)（無人車）三部分。如圖所示，平行駕駛管控中心（C端）負(fù)責(zé)監(jiān)控和引導(dǎo)無人車（A端）的運(yùn)行，駕駛模擬器（B端）負(fù)責(zé)在請(qǐng)求或緊急情況下接管無人車（A端）。

▲平行駕駛系統(tǒng)組成

平行遙控?zé)o人駕駛的優(yōu)點(diǎn)在于，管控中心可以同時(shí)監(jiān)管多輛無人車，車載HMI也將同步顯示無人車與調(diào)度中心的通信連接狀態(tài)。無人車在路上行駛時(shí)，車內(nèi)傳感器數(shù)據(jù)、無人車的位置信息以及多角度視頻數(shù)據(jù)會(huì)即時(shí)反饋給平行駕駛管控中心，由這個(gè)“云端大腦”來監(jiān)控車輛的運(yùn)行狀態(tài)。

慧拓CEO陳龍教授在演講中透露稱，在“平行遙控駕駛”下階段的演示中，慧拓將增加平行駕駛管控中心對(duì)無人車的引導(dǎo)功能演示。屆時(shí)，平行駕駛管控中心既能實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)o人車狀態(tài)，又能同時(shí)進(jìn)行“無人車決策”計(jì)算實(shí)驗(yàn)，并將最優(yōu)決策方案發(fā)送至無人車。未來一段時(shí)期會(huì)逐步完善優(yōu)化平行駕駛系統(tǒng)，重點(diǎn)攻關(guān)整體系統(tǒng)功能安全的開發(fā)與測(cè)試，保證系統(tǒng)安全與可靠性。

在慧拓看來，第三代平行駕駛系統(tǒng)短期內(nèi)首先能夠?qū)崿F(xiàn)快速落地的場(chǎng)景在公交、物流、礦山、園區(qū)、停車場(chǎng)等區(qū)域。目前，北京、上海、重慶等地相繼出臺(tái)了關(guān)于自動(dòng)駕駛車輛道路測(cè)試的試行辦法，杭州、長春、青島等地也在為自動(dòng)駕駛汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車建設(shè)測(cè)試道路和研發(fā)基地，大環(huán)境下良好的政策支持有望成為該系統(tǒng)展開大規(guī)模測(cè)試的機(jī)會(huì)。

美國麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室去年提出用平行技術(shù)實(shí)現(xiàn)駕駛自動(dòng)化；今年5月份，英特爾也新設(shè)研究中心與中科院自動(dòng)化研究所、清華大學(xué)共研車聯(lián)網(wǎng)、平行駕駛。平行駕駛越來越受到各大科研機(jī)構(gòu)和公司的重視，這也預(yù)示“平行駕駛”將引發(fā)新一輪熱潮。

不過這種技術(shù)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬、延時(shí)等要求很高，隨著5G技術(shù)商用方案的落地，平行駕駛系統(tǒng)有望得到廣泛應(yīng)用，但如何降低整個(gè)系統(tǒng)的搭建成本，這也是可能制約該技術(shù)量產(chǎn)的一方面原因。陳龍教授表示，目前選擇礦山、物流等限定區(qū)域進(jìn)行試點(diǎn)，主要也是考慮到這些場(chǎng)景相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上大幅提升工作效率。