智能車路協(xié)同系統(tǒng)-(北航+王云鵬).ppt

1、國家863計劃現(xiàn)代交通技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜医M 副組長 北京航空航天大學(xué) 教授 王云鵬,車路協(xié)同技術(shù) 發(fā)展 現(xiàn)狀與展望,1,我國“十二五”展望,發(fā)展趨勢,國外研究現(xiàn)狀,綜述,車路協(xié)同,2,傳統(tǒng) ITS技術(shù),匝道信號控制,出行信息系統(tǒng),交通管控中心,Research,當(dāng)前 ITS 方案,ITS前沿技術(shù) 車路協(xié)同,綜合汽車安全系統(tǒng)IVBSS,出行輔助系統(tǒng) MSAA,一體化運輸走廊管理系統(tǒng)ICM,智能駕駛,電子認(rèn)證收費,研究熱點,車路協(xié)同是未來ITS的核心,3,車路協(xié)同系統(tǒng)：基于無線通信、傳感探測等技術(shù)進(jìn)行車路信息獲取，通過車車、車路信息交互和共享，并實現(xiàn)車輛和基礎(chǔ)設(shè)施之間智能協(xié)同與配合，達(dá)到優(yōu)化利用系統(tǒng)資源

2、、提高道路交通安全、緩解交通擁堵的目標(biāo)。,4,車輛,道路設(shè)施,通信網(wǎng)絡(luò),駕駛員,政府部門,汽車企業(yè),操作和運輸狀況信息,車輛運行狀況,車輛、交通和服務(wù)信息,個人隱私,車路協(xié)同體系架構(gòu),5,6,車路協(xié)同應(yīng)用領(lǐng)域,7,盲點警告:當(dāng)駕駛員試圖換道但盲點處有車輛時，盲點系統(tǒng)會給予駕駛員警告； 前撞預(yù)警：當(dāng)前面車輛停車或者行駛緩慢而本車沒有采取制動措施時，給予駕駛員警告； 電子緊急制動燈：當(dāng)前方車輛由于某種原因緊急制動，而后方車輛因沒有察覺而無采取制動措施時會給予駕駛員警告； 交叉口輔助駕駛：當(dāng)車輛進(jìn)入交叉口處于危險狀態(tài)時給予駕駛員以警告，如障礙物擋住駕駛員視線而無法看到對向車流； 禁行預(yù)警：在可通行區(qū)

3、域，試圖換道但對向車道有車輛行駛時給予駕駛員警告； 違反信號或停車標(biāo)志警告：車輛處于即將闖紅燈或停車線危險狀態(tài)時，駕駛員會收到車載設(shè)備發(fā)來的視覺、觸覺或者聲音警告； 彎道車速預(yù)警：當(dāng)車輛速度比彎道預(yù)設(shè)車速高時，系統(tǒng)會提示駕駛員減速或者采取避險措施；,典型應(yīng)用場景,8,道路交通狀況提示：駕駛員會實時收到有關(guān)前方道路、天氣和交通狀況的最新信息，如道路事故、道路施工、路面濕滑程度、繞路行駛、交通擁堵、天氣、停車限制和轉(zhuǎn)向限制等。 車輛作為交通數(shù)據(jù)采集終端：車載設(shè)備傳輸信息給路側(cè)設(shè)備，此信息經(jīng)路側(cè)設(shè)備處理變?yōu)橛行?、需要的?shù)據(jù)。 匝道控制：根據(jù)主路和匝道的交通時變狀況實時采集、傳輸數(shù)據(jù)來優(yōu)化匝道控制。

4、信號配時：收集并分析交叉口車輛實際行駛速度及停車起步數(shù)據(jù)，使信號的實時控制更加有效。如果將實時數(shù)據(jù)處理時間提高10%，每年延誤時間可減少170萬小時，節(jié)省110萬加侖汽油以及減少9600噸CO2排放。 專用通道管理：通過使用附近的或平行車道可平衡交通需求，也可使用控制策略，如當(dāng)前方發(fā)生事故時可選擇換向行駛；改變匝道配時方案；利用信息情報板發(fā)布信息，誘導(dǎo)駕駛員選擇不同的路徑。 交通系統(tǒng)狀況預(yù)測：實時監(jiān)測交通運輸系統(tǒng)運行狀況，為交通系統(tǒng)有效運行提供預(yù)測數(shù)據(jù)，包括旅行時間、停車時間、延誤時間等；提供交通狀況信息，包括道路控制信息、道路粗糙度、降雨預(yù)測、能見度和空氣質(zhì)量；提供交通需求信息，如車流量等。

5、,車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù),車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù),多通道交通流量檢測,多通道交通狀態(tài)信息辨識與采集,路面濕滑狀態(tài)信息采集,交叉口行人信息采集,道路異物侵入信息采集,密集人群信息采集,突發(fā)事件快速識別與定位,車車/車路通信技術(shù),通信模式,蜂窩-3G,無線局域網(wǎng),無線廣域網(wǎng),專用短程通信,自組織網(wǎng)絡(luò),傳感器網(wǎng)絡(luò),密集車輛場景下公平高效的多信道接入控制技術(shù),稀疏車輛場景下可信可靠的信息融合技術(shù),高速車輛環(huán)境下穩(wěn)定高效的切換及路由技術(shù),路側(cè)通信設(shè)備的位置優(yōu)化技術(shù),兼容各種無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的多模式連接技術(shù),高速移動狀態(tài)下的多信道、高可信、高可靠的車路/車車信息交互與融合,車輛動態(tài)分簇融合技術(shù),車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù),車車/車

6、路控制技術(shù),面向效率,面向安全,交通控制與交通誘導(dǎo)協(xié)同優(yōu)化技術(shù),動態(tài)協(xié)同專用車道技術(shù),精確停車控制技術(shù),智能車速預(yù)警與控制,彎道側(cè)滑/側(cè)翻事故預(yù)警,無分隔帶彎道安全會車,車間距離預(yù)警與控制,臨時性障礙預(yù)警等,基于車路協(xié)同信息的 集群誘導(dǎo)技術(shù),基于車路協(xié)同信息的 交叉口智能控制技術(shù),車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù),我國“十二五”展望,發(fā)展趨勢,國外研究現(xiàn)狀,綜述,車路協(xié)同,13,美國發(fā)展路線圖,路線1 事故場景框架定義,路線2 互通性,路線3 性能效益評估,路線4 應(yīng)用開發(fā),路線5 駕駛員相關(guān)問題,路線6 政策問題,完成事故場景及相關(guān)性能的定義,完成通信協(xié)議的測試、隱私安全標(biāo)準(zhǔn)的制定,完成目標(biāo)性能的測試、安全

7、效益的評估,完成各種原型車及環(huán)境系統(tǒng)的建設(shè),完成與駕駛員操作相關(guān)的各種警報、接口、工作量、接受程度的測試,各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、商業(yè)模式的完善,15,重點項目：交叉口避碰系統(tǒng) (CICAS),系統(tǒng)架構(gòu),16,CICAS應(yīng)用場景,17,重點項目：營運車輛信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò) (CVISN),提高機(jī)動車運輸工具、商業(yè)運輸車輛和駕駛員的安全性 通過強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的實施提升營運車輛安全標(biāo)準(zhǔn)的實施效能 實現(xiàn)各州之間營運車輛的數(shù)據(jù)共享 降低國家和企業(yè)管理費用,目標(biāo),18,已制定車路協(xié)同相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),3,2,4,1,用于車路環(huán)境無線通信的IEEE1609系列試驗用標(biāo)準(zhǔn),用車路短程通信的IEEE 802.11P標(biāo)準(zhǔn),SAE J273

8、5專用短程通信標(biāo)準(zhǔn),5.9GHz專用短程通信標(biāo)準(zhǔn),19,歐洲發(fā)展路線圖,20,重點項目：基于合作的智能安全道路 (COOPERS),系統(tǒng)架構(gòu),21,重點項目：智能安全車路系統(tǒng) (SAFESPOT),系統(tǒng)架構(gòu),22,重點項目：基于合作的車路系統(tǒng) (CVIS),系統(tǒng)架構(gòu),交通管理 系統(tǒng),路邊 網(wǎng)關(guān),IPv6,本地管理 中心,交通管理者,供應(yīng)商,服務(wù)提供方,駕駛員,車輛 網(wǎng)關(guān),23,三個項目側(cè)重點比較,COOPERS,CVIS,SAFESPOT,COOPERS,側(cè)重于路車通信及交通安全信息方面的研究,CVIS,側(cè)重于自動控制相關(guān)的研究,SAFESPOT,側(cè)重于車載一體化集成方面的研究,24,日本發(fā)展

9、路線圖,25,26,先進(jìn)安全車輛ASV 智能型公路系統(tǒng)AHS,日本重點發(fā)展的兩個項目,27,重點項目：先進(jìn)安全車輛 (ASV),28,車載單元,路側(cè)單元,車載導(dǎo)航,動態(tài)地圖,基本應(yīng)用接口,車路通信功能,車路通信功能,車路通信,基本應(yīng)用接口,基本應(yīng)用,重點項目：智能型公路系統(tǒng) (AHS),日本車路協(xié)同相關(guān)的研究組織,私人機(jī)構(gòu)與政府部門聯(lián)合研究,MLIT,NILIM,私人公司,國土設(shè)施及運輸部,國土及基礎(chǔ)設(shè)施管理 國家研究所,23家企業(yè),ITS JAPAN,ITS(智能交通系統(tǒng))日本,AHSRA,先進(jìn)高速公路巡航輔助 系統(tǒng)研究會,日本 DSRC 論壇,JAMA,日本汽車生產(chǎn)制造協(xié)會,ASV,具有先

10、進(jìn)安全性能的車輛,日本電子信息技術(shù)工業(yè)協(xié)會,JEITA,29,1,車路協(xié)同系統(tǒng)應(yīng)用場景 以美國、歐盟和日本為代表的發(fā)達(dá)國家對車路協(xié)同系統(tǒng)的應(yīng)用場景基本定義完畢，不同組織對應(yīng)用場景的定義基本一致。,2,車路協(xié)同系統(tǒng)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化 美國和歐盟分別定義了車-車，車-路通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，目前美國的Dedicated Short Range Communication (DSRC) 協(xié)議在學(xué)術(shù)和企業(yè)界比較普及，同時IEEE也定義了802.11P通信協(xié)議用于車-車及車-路通信。,主要進(jìn)展,3,車路協(xié)同系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)展 仍然處于相關(guān)技術(shù)的探討、實驗和測試階段，尚未大規(guī)模推廣和應(yīng)用。,4,兩種推進(jìn)方式 美國模式政府主

11、導(dǎo)、科研機(jī)構(gòu)積極參與； 日本模式工業(yè)企業(yè)積極參與，政府協(xié)調(diào),主要進(jìn)展,我國“十二五”展望,發(fā)展趨勢,國外研究現(xiàn)狀,綜述,車路協(xié)同,32,33,數(shù)據(jù)采集,電子支付,信號控制,實時交通數(shù)據(jù)信息,實時調(diào)控處置,各種新型技術(shù)和應(yīng)用,安全信息,互聯(lián)網(wǎng),車路協(xié)同發(fā)展趨勢,美國預(yù)計的裝備DSRC的車輛總數(shù)、接入率等指標(biāo),34,35,重點技術(shù),旅行和交通管理 公共運輸管理 商業(yè)車輛管理 先進(jìn)的車輛安全系統(tǒng),輔助決策支持 電子付款 應(yīng)急管理 信息管理,36,潛在的新技術(shù),低碳綠色的出行誘導(dǎo)技術(shù),富信息環(huán)境下的優(yōu)化管理技術(shù),交通流信息 運輸狀態(tài)信息 停車場信息 環(huán)境氣象信息,排放最小化的行駛路線 便捷、綠色的出行

12、方式 基于污染狀態(tài)的交通疏導(dǎo),我國“十二五”展望,發(fā)展趨勢,國外研究現(xiàn)狀,綜述,車路協(xié)同,37,安全與效率已經(jīng)成為制約我國交通運輸發(fā)展的關(guān)鍵問題，亟需通過車路協(xié)同等新技術(shù)的突破來推動安全改善與效率提升。,突破車路協(xié)同智能控制關(guān)鍵技術(shù)，搶占智能交通前沿技術(shù)制高點，是未來我國能否形成智能交通產(chǎn)業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵。,1,2,3,4,多模式車路/車車通信 從單一模式走向多種通信手段的互補與融合,車載終端的一體化 從單目標(biāo)控制向多目標(biāo)控制集成轉(zhuǎn)變,通過典型場景的應(yīng)用帶動技術(shù)創(chuàng)新 以典型場景形成相關(guān)的技術(shù)體系,建立車路協(xié)作系統(tǒng)的體系框架 從特例實驗走向應(yīng)用場景和通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)制定,發(fā)展路線圖,39,40,項目戰(zhàn)略目標(biāo)和具體任務(wù)指標(biāo),初步建立我國車路協(xié)同技術(shù)框架體系，搶占智能車路協(xié)同前沿技術(shù)制高點，為智能交通系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級提供技術(shù)保障。,實現(xiàn)智能車路協(xié)同的交通信息采集、車車/車路信息交互，集成智能車載、路側(cè)設(shè)備和系統(tǒng)。,建立智能車路協(xié)同系統(tǒng)測試驗證環(huán)境，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)的仿真測試驗證。,1,2,3,戰(zhàn)略目 標(biāo),41,項目戰(zhàn)略目標(biāo)和具體任務(wù)指標(biāo),具備精確定位、車輛-駕駛員-環(huán)