芯耀
429
FHWA（Federal HighWay Administration，美國(guó)聯(lián)邦公路局）在2021年3月發(fā)布《自動(dòng)駕駛對(duì)公路基礎(chǔ)設(shè)施的影響》報(bào)告，詳細(xì)分析了自動(dòng)駕駛對(duì)公路物理基礎(chǔ)設(shè)施、交通控制設(shè)備（TCD）、運(yùn)輸管理和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)（TSMO）、多式聯(lián)運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施的影響。本文分上下兩篇介紹相關(guān)內(nèi)容，《上篇》介紹自動(dòng)駕駛對(duì)公路基礎(chǔ)設(shè)施的影響、自動(dòng)駕駛準(zhǔn)備就緒的各類道路要求；本篇介紹自動(dòng)駕駛對(duì)公路基礎(chǔ)設(shè)施影響的關(guān)鍵因素、路面標(biāo)線對(duì)自動(dòng)駕駛的作用。
03、自動(dòng)駕駛對(duì)公路基礎(chǔ)設(shè)施影響的關(guān)鍵因素
（1）傳感器演變的影響：傳感器設(shè)計(jì)和性能的快速變化，以及傳感器類型（相機(jī)、雷達(dá)、激光雷達(dá)）組合的變化，使得預(yù)測(cè)10年或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施需求變得困難?；A(chǔ)設(shè)施工程中沒(méi)有妙招可以顯著提升AVs，但支持ADS需要基礎(chǔ)設(shè)施的一致性和質(zhì)量，特別是車道標(biāo)記支持AVs。
（2）商業(yè)模式對(duì)早期AV部署路徑和公眾感知的影響：商業(yè)車隊(duì)將是SAE 4級(jí)AVs的重要早期應(yīng)用，并將在車隊(duì)運(yùn)營(yíng)商和IOO（Infrastructure Owner-Operator，基礎(chǔ)設(shè)施所有者運(yùn)營(yíng)商）之間提供短期和非傳統(tǒng)合作機(jī)會(huì)，而早期消費(fèi)者AVs將在SAE 2級(jí)基礎(chǔ)上逐步開(kāi)展。城市MOD（Mobility on Demand，按需出行）車隊(duì)預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施造成變化，特別是在停車和路邊管理方面。
（3）物理基礎(chǔ)設(shè)施的質(zhì)量和一致性：IOO不應(yīng)將AVs視為對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施有特定新需求的單一類別的載體。安全AV操作的一個(gè)重要方面是統(tǒng)一車道標(biāo)線和交通標(biāo)志，修補(bǔ)路面上的坑洼和其它結(jié)構(gòu)缺陷也很重要。IOO提供高質(zhì)量、一致的交通控制和地面物理基礎(chǔ)設(shè)施的能力也有助于AV安全。清晰的車道標(biāo)線、照明和交通標(biāo)志至關(guān)重要；需要增加交通標(biāo)志的反射；缺乏路面標(biāo)線是一個(gè)問(wèn)題，標(biāo)線的質(zhì)量至關(guān)重要；在具有V2X、清晰標(biāo)線和清晰標(biāo)志的城市，可以接受高水平AVs。
（4）數(shù)字信息標(biāo)準(zhǔn)：IOO需要與ITS和交通控制公司合作，向原始設(shè)備制造商提供行人、騎自行車者和道路工人檢測(cè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。IOO可以通過(guò)基礎(chǔ)地圖提供慢速移動(dòng)數(shù)據(jù)，或使用云平臺(tái)上的車道分配、道路作業(yè)和路況數(shù)據(jù)，從而有助于AV的推出。基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)安全必須與汽車行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全相稱，使用信息共享和分析中心（ISAC）是一個(gè)重要步驟，ISAC為合作者提供了一個(gè)可以共享和分析安全漏洞場(chǎng)景的領(lǐng)域。
（5）ODDs：無(wú)論IOO行動(dòng)如何，原始設(shè)備制造商（OEM）負(fù)責(zé)定義車輛ODD，并承擔(dān)ODD內(nèi)安全操作的責(zé)任。
（6）車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的連接：非視距信息，以及有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)的數(shù)據(jù)，如信號(hào)配時(shí)、車道分配、道路作業(yè)和人員在場(chǎng)等都有明確作用。高峰時(shí)間重新分配車道和限制轉(zhuǎn)彎需要V2I；需要使用帶有SPaT的信號(hào)來(lái)協(xié)助AV操作；AV-to-AV通信有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)，即使是少數(shù)配備V2V的車輛也將有助于交通流量。盡管對(duì)V2V和V2I揮之不去的熱情，聯(lián)邦汽車對(duì)車輛（V2V）立法缺乏進(jìn)展，導(dǎo)致業(yè)界考慮其他無(wú)線技術(shù)和商業(yè)模式作為可行的替代品，車輛將需要集成的多模式通信系統(tǒng)。
（7）運(yùn)輸系統(tǒng)管理和運(yùn)營(yíng)的作用：AVs可能會(huì)在短期內(nèi)加劇擁堵，因此IOO實(shí)施先進(jìn)的TSMO（Transportation Systems Management and Operations，運(yùn)輸管理和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)）策略非常重要。ADS車輛在交通流中的順利整合是OEMs早期面臨的主要挑戰(zhàn)。IOO應(yīng)關(guān)注更多車輛和更大交通延誤，因?yàn)椴渴鹆烁郃DS車輛，且最初的自動(dòng)駕駛脫離情況較高。隨著ADS車輛在交通流中不斷提高，移動(dòng)性可以提高，但行業(yè)希望IOO實(shí)施運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略，以提高ADS和傳統(tǒng)車輛的移動(dòng)性和安全。
（8）貨運(yùn)調(diào)配：貨運(yùn)被視為AVs跨行業(yè)的重要商業(yè)模式。在短期內(nèi)，貨運(yùn)業(yè)預(yù)計(jì)將采用駕駛員輔助和安全功能，而全自動(dòng)化則將進(jìn)一步發(fā)展。IOO可以在短期內(nèi)實(shí)施運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略，以支持具有低水平自動(dòng)化能力的貨運(yùn)車輛。全面發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施將擁有專用車道，包括重型卡車專用車道，這將為專用動(dòng)力系統(tǒng)鋪平道路，在高運(yùn)量貨運(yùn)路線上以更高的速度無(wú)人駕駛運(yùn)行。卡車是一種商業(yè)交易，其中支付了安全功能費(fèi)用，因此IOO更容易監(jiān)管。與消費(fèi)者應(yīng)用一樣，業(yè)界預(yù)計(jì)貨運(yùn)AV系統(tǒng)將逐步建立在L1級(jí)和L2級(jí)駕駛員輔助和安全應(yīng)用（如自動(dòng)制動(dòng)和防撞）上，而不是像城市RoboTaxi車隊(duì)那樣直接躍進(jìn)到L4級(jí)無(wú)人駕駛。AV行業(yè)認(rèn)為這些輔助和安全應(yīng)用受到公眾和車輛運(yùn)營(yíng)商的歡迎。這種漸進(jìn)式方法預(yù)計(jì)適用于業(yè)主運(yùn)營(yíng)的重型卡車和機(jī)動(dòng)運(yùn)輸車隊(duì)。公路上的卡車，尤其是編隊(duì)卡車，要求采用漸進(jìn)式方法，因?yàn)椤叭魏五e(cuò)誤都會(huì)使自動(dòng)駕駛卡車推廣和普及停止”。從這個(gè)角度來(lái)看，支持機(jī)動(dòng)性和駕駛員的輕微自動(dòng)化風(fēng)險(xiǎn)較小。然而，公眾認(rèn)知和基礎(chǔ)設(shè)施隨著ADS車輛的普及而發(fā)展，全自動(dòng)無(wú)人駕駛商用汽車有朝一日可能會(huì)被廣泛采用。IOO近期有幾個(gè)機(jī)會(huì)部署技術(shù)，以幫助配備低水平自動(dòng)化能力的貨運(yùn)車輛。①許多短期行動(dòng)側(cè)重于運(yùn)營(yíng)支持，而不是對(duì)物理基礎(chǔ)設(shè)施的全面改變，包括在運(yùn)輸系統(tǒng)中廣播運(yùn)營(yíng)條件，通過(guò)使用傳感、數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)分析向貨運(yùn)運(yùn)營(yíng)商提供態(tài)勢(shì)感知。②通過(guò)V2X頻道廣播匝道和互通式立交即將發(fā)生的危險(xiǎn)或擁堵情況也被視為支持貨運(yùn)運(yùn)營(yíng)。③重型卡車的信號(hào)優(yōu)先權(quán)是IOO為改善重型卡車和轎車的交通流量而可采取的另一個(gè)步驟。
（9）政府和機(jī)構(gòu)問(wèn)題：IOO需要以合作的方式與AV行業(yè)互動(dòng)，主要是在交通、數(shù)據(jù)、連接、車隊(duì)和城市運(yùn)營(yíng)方面。聯(lián)邦政府應(yīng)就與AV部署相關(guān)的安全問(wèn)題提供指導(dǎo)。需要關(guān)于車隊(duì)部署情況和地方管轄區(qū)統(tǒng)一性的明確指導(dǎo)。IOO負(fù)責(zé)在系統(tǒng)級(jí)別創(chuàng)建和實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃，以促進(jìn)AV部署。AV需要在更大范圍內(nèi)進(jìn)行評(píng)估，為了滿足NHTSA避免90%以上碰撞的愿景，AVs需要正確設(shè)計(jì)。目前，如果OEM、IOO和其他AV利益相關(guān)者之間沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的、以技術(shù)為導(dǎo)向的交流，很難評(píng)估如何在智能基礎(chǔ)設(shè)施方面進(jìn)行重大投資。
04、路面標(biāo)線對(duì)自動(dòng)駕駛的作用
路面標(biāo)線是IOO支持AV部署的首要基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)先事項(xiàng)。在ADAS功能系列中，被稱為L(zhǎng)DP（Lane-Departure Prevention，車道偏離預(yù)防）的廣泛功能類別需要路面標(biāo)線，可包括LDW、LKA和車道居中控制等。
一致性、設(shè)計(jì)和維護(hù)被確定為路面標(biāo)記在優(yōu)化當(dāng)前配備ADAS車輛的LDP有效性時(shí)予以考慮。（1）一致性AV行業(yè)最常提到的關(guān)于支持AV部署的道路基礎(chǔ)設(shè)施的問(wèn)題是“美國(guó)（以及全世界）缺乏統(tǒng)一性”。雖然美國(guó)公路機(jī)構(gòu)通常遵守國(guó)家MUTCD（Manual on Uniform Traffic Control Devices，統(tǒng)一交通控制設(shè)備手冊(cè)），但MUTCD具有很大的靈活性，允許不同的實(shí)際應(yīng)用。NCUTCD（National Committee on Uniform Traffic Control Devices，全國(guó)統(tǒng)一交通管制設(shè)備委員會(huì)）最近批準(zhǔn)了MUTCD的一些變更建議，專門(mén)要求在全國(guó)范圍內(nèi)加強(qiáng)路面標(biāo)線的一致性。
（2）設(shè)計(jì)路面標(biāo)線需要設(shè)計(jì)為在白天和夜間條件以及干燥和潮濕條件下可見(jiàn)和可檢測(cè)。在理想條件下，如晴朗干燥的條件下，如果存在路面標(biāo)記，則通常認(rèn)為路面標(biāo)記的可見(jiàn)性足夠。然而，在晴朗白天條件下，干濕路面標(biāo)線的LDP檢測(cè)可能特別具有挑戰(zhàn)性，這取決于眩光和與路面標(biāo)線相鄰的路面表面對(duì)比度。標(biāo)記的可見(jiàn)性和檢測(cè)能力日夜不一；在小雨與大雨以及無(wú)雨的潮濕道路上，它們也有所不同；陽(yáng)光明媚的日子里，太陽(yáng)的角度可能會(huì)改變標(biāo)記的性能，因此標(biāo)記在一天中的某些時(shí)候可能無(wú)法檢測(cè)到；路面標(biāo)線的使用壽命是所有實(shí)際道路基礎(chǔ)設(shè)施要素中最短的，路面標(biāo)線一經(jīng)安裝，就處于不斷衰減的狀態(tài)。在美國(guó)的一些地區(qū)，如內(nèi)華達(dá)州拉斯維加斯，酷熱少雨，由于瀝青油的痕跡，標(biāo)記會(huì)很快失去白色。在經(jīng)常降雪的州，冬季維護(hù)活動(dòng)可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞路面標(biāo)線，以至于需要每年進(jìn)行維護(hù)。
（3）維修目前正在制定路面標(biāo)線的最低反光標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)旨在為人類駕駛的車輛提供最低能見(jiàn)度標(biāo)準(zhǔn)，但并非專門(mén)針對(duì)ADAS LDP技術(shù)或未來(lái)ADS道路感知技術(shù)需求而設(shè)計(jì)。歐盟道路聯(lián)合會(huì)建議LDP檢測(cè)路面標(biāo)線的最低維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)包括將干回復(fù)反射率保持在150毫坎德拉/平方米/勒克斯（mcd/m2/lx）的最低水平，將濕回復(fù)反射率保持在35毫坎德拉/平方米/勒克斯的最低水平，將對(duì)比度保持在3到1的最低水平，首選水平為4到1，并使用至少6英寸寬的縱向標(biāo)記。
參考文獻(xiàn)：[1] Federal HighWay Administration. Impacts of Automated Vehicles on Highway Infrastructure. 2021,3.
▎好書(shū)推薦
吳冬升?主編
書(shū)籍簡(jiǎn)介：本書(shū)系統(tǒng)剖析5G車聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)、體系標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)、典型業(yè)務(wù)及應(yīng)用場(chǎng)景等，對(duì)全球及國(guó)內(nèi)車聯(lián)網(wǎng)最新進(jìn)展做了全面的掃描和分析，并對(duì)5G車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展前景進(jìn)行展望和預(yù)測(cè)，對(duì)于致力于5G及車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究、標(biāo)準(zhǔn)化及相關(guān)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的廣大從業(yè)者具有參考價(jià)值。
「5G行業(yè)應(yīng)用」是聚集TMT行業(yè)資深專家的研究咨詢平臺(tái)，致力于在5G時(shí)代為企業(yè)和個(gè)人提供客觀、深入和極具商業(yè)價(jià)值的市場(chǎng)研究和咨詢服務(wù)，幫助企業(yè)利用5G實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和業(yè)務(wù)重構(gòu)。本公眾號(hào)專注提供5G行業(yè)最新動(dòng)態(tài)及深度分析，覆蓋通信、媒體、金融、汽車、交通、工業(yè)等領(lǐng)域。
