清华大学自动化系教授姚丹亚：新基建战略下车路协同的机遇
2020年12月3日，由中国汽车工程研究院主办的第五届i-VISTA智能网联汽车国际研讨会隆重召开， 在5G新基建及车路协同环节，中清华大学自动化系教授姚丹亚发表了“新基建战略下车路协同的机遇”的主旨演讲。
清华大学自动化系教授姚丹亚
以下为演讲实录：
简单的再回介绍一下我自己，我是清华大学的老师一直就没离开清华，从83年在清华读书就没离开楼，中央主持文化系，就一直在这里，我们讲人多活数多死人多活，好像我们属于特别不愿意活的那么一个人，但是我觉得要有一个好处，就在一个领域里面实现，做完了以后至少就是说没什么太多的成就，但是见到的问题我觉得还是比较多的，所以这是清华是给我们发工资的改变。
另外还有一个实验室，一个交通部的农业驾驶工作组的特别顾问，另外还有中国智能网汽车创业有可能有一个VIP工作组是组长，这两个就是保障行业做一些一个复兴工作，我自己的研究从搞公共开始，现在搞工业开始，现在的话做这个系统理论基础的应用，理论的建模优化，协同环境下的交通电流不能见过，然后还有一些交通管理和安全的东西，另外值得有时候给大家说的多一点，就是我们自己做过一个开始接触坐车的协同，就是这个项目国家的一个关键项目，智能车的协同管理技术研究从立项起应该算起来应该是10年了，这个词那时候其实词比这还早一点，大概是在08年09年的时候就出来了，然后到现在正在开始做这个项目，到现在整整10年了，可是结果是在要求协同，其实还有太多没有探索性的地方，虽然方向我们一直坚定的认为这个方向是对的，但是还有太多都需要探讨的东西。
要我来做报告的时候想了想讲什么，这也是一个体会的新机电下的新机遇，社会结构的新机遇。
首先新基建其实很多人都讲很多像从中国制造到交通强国，到车联网的办事机构干掉了数字交通，然后包括住建部也在做接口，大家可能最开始咱们在15年以后怎么也开始搞试点示范，因为住建部实际上是做城市规划，里面有一个很重要的规划，所以这个都是你看大家用了很多的词，你看其他的话我没有什么结果再发展车联网了。
然后交通强度纲要里面是明确的说了，说你协同，然后数字交通发展规划上要交通或者是推动社会协同发展，然后住建部说是按照这种协同原则开展示范，实际上全部是用很多的这个信息线里面其实也已经明确的把协同作为一个发展方向，车主协同到底能做什么？
其实我觉得新永是从整个交通管理的角度去看我们协同怎么解决交通管理的一些基本问题，我经常的讲这个的时候，我把这个需求再往前推一点，就是说他车路协同最开始是为了解决什么问题，或者他能解决什么问题，然后简单的看一个我们四川应该经常有，然后今天出事了，驾驶员是不可能活下来对吧？
大家都知道这是什么，是因为大陆然后视野不够，等他看见的时候就是不可能停下来了。和可能的成长。这个也是大陆家加湿滑路面，还在调他们的一些资源。尤其是然后可能类似他说的很好。还有没有了？
接下来大家看左边，实际上就是一个弯道，对吧？这个事故倒可能不是很可能没有那么恶心，但是很难避免这种事情，即使驾驶员已经开得很慢了，向右边这个其实不是个大雾了，天气已经很好了，能见度也不错，但是仔细的看可能应该是以后地面还有一定的湿滑，但是大家可能还能看出来，这应该是一个下坡，我觉得是有一点下坡。
然后我觉得这个应该是一个行车记录仪，自己的车停下来了，行政记录仪记下来了，就是说你不能说驾驶员他没看见，但是即使看见了，他真的也已经停不下来了。一个的往上几个兵。我觉得这应该是像水一样滴。
但是近期有一个团购事件，就是早两天好像几十辆车，它的40多辆车装在一起，因为这个事情现在我们又没有拿到了，然后现在的安全大家知道汽车里面的安全做了很多年了，被动安全装好以后安全带怎么保护，安全起草怎么保护对吧？
然后主动安全，也不管是AA也好，AA也好，ACC也好，它是尽量不让你发生事故，但是这样我们刚才看到的事故，即使有我的主动安全系统，我想他也避免不了这个事情的发生。同样的事情再出现还是有用。这是我觉得它是一个现在的交通管理和交通安全技术，它没有办法去避免这种事故。
当然第二个需求阶段其实就是城市的交通拥堵，我觉得不讲太多，那个路口根据各个路口的不同方向的来车，它可以动态的调整红绿灯的美食。
换一个角度来讲，我们驾驶员开着车到了路口，红灯开着绿灯，它完全是随机的，我的车并没有参与到这个路口的控制中间去，它是一个完全从需求的角度，从控制的角度被动的去调整我的信号灯，像这是一个经典的拥堵场景，三条车道有一条车道由于事故关闭了，或者由于维护关闭了，剩下从交通理论来讲的话，应该还保留2/3的通行能力，对吧？
还有两条车道的通行能力，所有的开车的人都知道这样的情况，只要交通流量稍微提高一点，马没车的时候无所谓，这块就是一个瓶颈，交通流量非常小，因为大家要并道，然后需求太大，然后在这里的车速非常慢，远远达不到剩下的三两条车道的通行能力，这实际上是交通拥堵的情况，当然无人驾驶我们就不说了，讲得很多了，无人驾驶做到现在，实际上大家发现完全依赖自身的传感器进行环境展示，它还会存在大量的感知不到的区域和感知不到的地方，这个都是现行存在的问题，那车路协同很简单，车路协同其实最早的企业就是在车上在路侧设备上装一个通讯装置，而且通讯装置就是刚才我讲的大的通讯里面的镜头通讯装置，这是最早的写，这个的目的就是说我这个车开到某一个地方，我会把我自己的位置，我自己的状态广播出来，广播给周边三个到500点的车，然后我的路测也是这样，我会把我知道的信息，比方说我们的信息，我检测到人的信息，也广播到我周边300~500米的这样一个交通参与者中间，他拿到这个数以后能干什么？
第一，刚才我们前面看到那种大的事故，他能提前300米就知道前面撞车了，他肯定能把车停下来的，对吧？你一些盲区，你一些比方说我车开的路口，我知道行李都没进号了，我们干什么？我稍微调整一下车速，我就能做到不停车过路口，我们有很多的研究成果，在公交车装上这个东西以后，达到一定的普及路口的通行能力和公交车的水流它都会有大幅度的提升，实际上是车路协同最早希望解决的问题。
当然这里面有很多具体的东西了，他的对象是什么？是车和路，他它的核心的特点是感知和交互，首先他必须要感知到自己在哪里，自己在干什么，自己的状态是什么样，另外还要交互完了以后，当然还有一个系统功能，然后它的应用是交通安全和交通效益，然后它和传统的交通安全或者交通管理的差异，它是希望解决单独靠车或者单独靠路它不能解决的问题。
实际上它的核心焦点是它并不是说要去替代，当然它可以支撑现有的交通管理或者现有的汽车安全，但是它更希望能解决现在靠你自己还解决不了的问题。
比方说我们讲的主动安全a打死，我们如果把vs信息或者传播信息加进去以后，我们把它叫大rat它就在现有的技术上，它能解决现在车站或者说试图去解决现在还解决不了的一些安全问题，像这个实际上是很有意思的一个经典的东西，咱们看一下右边这个录视频也挺有意思的，这是长沙的一个路口，在长沙的一个桥，湘江二桥东西向东的路口，然后你一放就放，我就让你们试一遍，不给我试算了，就这样。
不放。
完了还不放了他还它是这样的，它是这个桥是方向4车道单向2车道，但是在西向东方向是有6条车道汇聚到桥的路口，如果不做控制，那个路口很难，6条车道的车往里一挤，就是交警做了一个很简单的处理，装备型的每一个方面的设计，每两个车道，这样的话它保证桥上这两条车道的通行能力能够充分应用下来，这就是一个很简单的共鸣，咱们回过头来到这里去想，这个按做肯定不行，因为我不可能说出事了赶紧抓两信号灯对吧？
往这里去放，这实际上是不现实的，当然现在有车道能控制，但实际上在车道协同里面有大量的研究在做这方面的设计，比方说他做分段车子领导，他在上游其实做限速，限速的目的就是说让它达到平均口的通行能力，这样讲会达到平均口的通行车的数量加起来，不让他突破这两条车道的能力，然后再用车道控制，让他尽量提前汇聚到这两条车道上来以后，把这个车很好的放松下去。
当然还有很多这样的控制，你比方说出入口控制高级高控制，然后收费口的现有控制，它实际上是为了让高速公路不要让它放上去，超过高速公路稳定的这种车，像这种东西在收入协同环境下，它都变成了可能在传统的没有社会协同环境下，实际上你没有这个基础和技术的支撑去支撑他去做这些事情。
像这个路口刚才说过了，可以做单车的车速引导，也可以把车速引导车作为一个变量参与控制以后，回过头来我可以重新再优化我的下单，实际上是要是真的能坐下来以后的话，路口的通行能力的提升是非常大的。
加自动驾驶我们就不说了，因为我们讲的如果说是加上车协同加上v图x共同完成环境感知，另外当车位协同装到车上以后，它可以有个协同控制，它对于无人驾驶的地方协同控制里面，车车协同可以做，车队控制是最经典的一个城市协同控制，做好了以后，最大的东西最大的好处是节油，当然也可以节省驾驶员，然后你像无信号交叉口，现在无信号交叉口完全是按照规则来控制对吧？
让你有主辅路的话，辅路让主路，没有主辅路的话是让右边的车子，让左边的车还是让右边的车换了？
不好意思，交规没选好，反正就是他有一种规则来做，但是大家有没有想象过一下，都装上了以后，我们过交叉路口大家都不用减速了，都不用大规模减速了，可能稍微调整一下车速，大家都高速的过路口。
当然这是个理想状态，也许30不知道5年10年20年慢慢来，但是他把它让存在的一种可能。
当然另外还有车路协同，车路协同有信号交叉口的，刚才我们就说到了，他可以做这个跟信号灯的优化的系统，然后在一些特殊环境可以把路测的传感器检测到的一些特殊的信息，其实通过特殊协同的通讯直接推到车上来做，提升安全，在新基建下，我不知道有时候讲的啰嗦，还有点时间星级线下的车路协同，我觉得其实你要从技术的架构上来讲，主要就是这么几块，一个它的系统应该稍微变一点了，他有交通管理子系统，有智能注册子系统，有智能车辆子系统，当然还有一个很独立的那个叫通讯系统，它的通讯系统会比较复杂，我们现在基本上应该都提到了，它有直连的平台的就是微信公开，但是还有很大的一部分可以通过微博跟中心和管理总监，但是还跟中心里面的工作设备不一定都有口基站很高的工作时间就到中心了，他也有很高的实施性能力，它系统的功能实际上跟信息系统的功能差不多，应该是感知融合、预测加决策，感知融合决策和控制，基本上信息流的模型也还就是这个样子，主要的技术内容我觉得可以分成这么几种，多种技术的融合，首先it技术、计算机世界技术、通信技术、网络安全技术最早介入这个里面，it技术是通讯，因为它要解决互联的问题，然后大家觉得要解决检测的问题，现在视觉技术用的比较多，当然突然发现联网以后有一个信息安全问题，所以it里面的基础技术在这里面用的很多。
第二个实际上我们讲的也算技术就是控制，因为控制本身是一个很细的学科，无论是车辆的交通工具，它可能是一个很实时的，也可能是一个缓慢优化的，也可能是其实我们讲最容易控制其实是工业控制系统，它的个性非常紧张非常确定。
其实交通系统是一个我们叫复杂的多变量的混合的实践的，在控制里面，如果把交通看成一个对象的话，它跟社会系统一样，它就是个社会系统，不是说跟社会系统一样，它是一个非常有控制的东西，所以这个里面可能会有很多的群控多目标优化技术在里面，当然还有很多的应用技术，本身车辆的自动化的控制或者说是服务相当多的直接在我们传统交通中间已有的各种应用技术。
另外还有一部分我觉得是跟集成有关系，你比方说智能网联汽车，实际上是一个很多的相关学科的集成系统，网车联网的话其实也是蛮大的一个节能系统的，它里面涉及的网络蛮多的，你比方说路测它肯定就有线无线对吧？然后有自组织的直连，有要烘窝的，有不要锅的，然后这里面也是相当复杂的一个系统，当然路本身它有主动交通管理系统，我们刚才讲到了，就是说我们在做交通管理的时候，它把车辆本身的控制系统里面它作为一个控制变量，所以我们把它称之为举动，交通工程不是被动的去适应，而是主动的去影响车辆的运行。
当然还有一些自动公路的话，不讲这种公路的话，实际上一直是想在交通部推，只有无人车跑的这样的公路当然很难推，现在至少能够推到的第一步是专用道，专用道也是很复杂的一件事情，我不说了。
另外还有1个思考，就是说我们在执行基金上的车路协同，它有4个维度的特征，我想第一个维度是道路的数字化，它是路网标志标线，道路的实时状态，车辆的实时状态就是说把路上的静态和动态的所有的信息把它数字化起来，这是我觉得一个维度，光光实际上要做下来就有非常多的事情要做，前面两个可能看起来好像跟地图不相关，其实我觉得如果真正按咱们测绘的方法去做的话，图上来做的话，反正有点问题，具体怎么解决其实我并没有想的很清楚，我希望还是搞图的搞他们自己来解决。
第二后面两部分实际上是一个实时信息的检测，数字化的问题，这是另外还有一个网络的互联化，它包括非实时的中心化的云端连接，准实时的中心化的云端连接和实时的车入云的连接，在互联的时候我觉得按这个实时程度，我觉得可以把它分成三级情况，然后还有一个维度的是车辆自动化，这个是21-25级汽车领域是很明确的。
另外交通的集成化就是从点到入到总行到全局，我觉得从这4个维度去想所有的东西，还要把它纵向把它组合起来，组合起来就有相当多的组合，然后去规划我们的应用和建设。
发展阶段我觉得可能是按这样一个走路法，就是非实时的交通里面是做信息管理，驾驶里面是做重新选择，如果到准实时的共享的时候，交通可以做诱导管理，驾驶可以做路径选择，到强实施的共享的时候，叫他们怎么控制驾驶的预警，安全辅助自动驾驶，这些都是在强实时共享的条件下才能往前推进的。
产业化我就不展开说了，我觉得是这样的。 V2x或者车流系统要多做，这个行业是什么？魏中威（音）一定是总经理，你反正同意做，我现在车子都塌了，躺在这情况下扔到全世界，不知道全国没有任何用处，对吧？必须我们做的东西必须大家一起来，危害的就是这些伤者。
科学家的在基础设施线上，这一直是有这样的一个问题。美国希望我们就没有立法，但是至少被他们耽误了4年，特朗普下来了，大家换了肯定是这样的，但是新的会不会做强制性的立法，我也不敢说他要做的话，我觉得肯定有点中国肯定是走悲观的。
我觉得用咱们政府的执行力，然后先建立实施，然后通过商用车安全性的，商用车带动，普通人确实不少，这是我们一直是至少我自己讲了很多次的话，我们国家可能最好的一个路径。
先入后出，先上动车后趁车。
还有一个先后前段我们先把现有存量车让它用起来，然后再把它打开。然后这是我们具体讲的，当然了核心的我觉得还是要解决真正的交通问题，而不要为无人驾驶去做无人驾驶。
因为车的核心的目的是为了把人和物从一个地方安全快捷的运到另一个地方，不要过多的去讲，我非要把那个车弄成一个智能手机，我想谁也不会在颠簸的路上去办公的，没有人群，至少我认为没有这个需求，还是老老实实把人从一个地方搬到另一个地方，把货从一个地方搬到另一个地方，我觉得这个可能是真正能够解决问题的一个方式。
当然我们不排斥it，企业里面其实我也是it的能够创造出一个新的想法，像苹果一样能够引领这个产业，我们不排除，但是我觉得至少我自己或者说是我呼吁这个行业里的人更多的还是解决现在的问题。然后具体的典型应用就不说了，因为没时间。华几句话做个小宣传。我们自己有一个产业化公司叫信息互联，可能有很多人听说过这个公司完全是我们863团队，做完863项目以后，然后去成立的公司非常聚焦，就这个公司他继续往上走往下走，我们聚焦这些跟大家的行业都希望是一个很好的合作伙伴。
它目前在国内还略有一些影响力，它的产品实际上就是三块，目测它的核心在左边，它叫路侧的单元，它可以支持各种设备的接入，做数据融合，做数据发布，分发车载。
实际上就是他也可以做数据数据获取、数据分发、数据处理，然后支撑一定的应用。
当然也有一个云平台，我们的云平台主要还是用于支撑我们自己的系统运行，并没有做大量现在的云知识的大量的工作，像因为咱们这是一个车的会，我们多讲一些，我们车实际上是一个车上有一系列的产品，有微报和微报和d2u分别对应的什么微报是中间对于接近于一个平台的东西，硬件平台它就是说各种东西都做在里面了，他拿他可以做二次开发和做研究用的， Vp报纸是我们把 v2x和T-BOX结合的一款产品，实际上是跟太阳湾合作，希望做全装的。
这个CPU实际上是个后端产品，它们两个一个是在显示屏的，现在他说特别方便，在市场后往上去，另外一个实际上你看到的但是后面那个量不多了，但是大小可能比你们差不多了，那也可以跟一个手机联盟这样一个体系的。
大概是这样一个车上的产品，然后我们也有做了很多的应用，要对我们也做一些协议，这样合作方式是多种多样的。
最后总结一下交通两大问题，事故最头疼的问题，对吧？然后堵车是最烦恼的一个问题，车路协同能干什么？首先它是下一代智能交通的基础，因为它获取的数据是每一辆车的数据，它不是传统的交通流量的机器数据，它是每辆车的数据，所以它改变了交通管理的数据基础。
这样他把被动交通控制可以由于车子参与以后变成一个主动交通，它驾驶安全它本身是从一个被动的主动安全，它可以说把驾驶安全其实到一个协同的层次。
另外无人驾驶是我觉得是长远来看肯定是一个方向，虽然我觉得它短期可能我讲的是l4l5级的无人驾驶，不是讲的辅助驾驶的无人驾驶，其实现在我们就在做了，但是这是一个很高级别的文章，时间还比较长，但是输入协同也会给高级别的文章提供很多的支持，他从环境感知和协同驾驶来讲，他能够提供足够的支持，我就讲到这里，谢谢。
非常感谢大家，而且每一次听到领导都会有一些有些城市规划的话，而且要从一个智能交通这两个问题，一是客户，二是我们的事故的角度给大家做一个介绍。而且我要再考虑一下我们的心目中，其实讯飞未来在行业内其实做了很多公益性的工作，而且是为什么产业发展从标准制定到搭建这样一个桥梁做运营示范，再到采矿工作作风的支持，我觉得产业需要改进。
注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅，仅作为参考资料，请勿转载！
