无人驾驶“点亮”智慧冬奥

访谈人物

张涌（左），中国联通中讯邮电咨询设计院有限公司高级工程师，执行董事、总经理，国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项——面向冬奥的高效、智能车联网技术研究及示范项目负责人，负责项目总体设计和技术指导。

夏俊杰（右），中国联通智能城市研究院副院长，教授级高工，享受国务院政府特殊津贴，国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项——面向冬奥的高效、智能车联网技术研究及示范项目技术专家。

无人驾驶，是一种科技感十足的交通方式。在北京2022年冬奥会期间，首钢园区将迎来无人驾驶车辆的正式运行。然而作为“智慧冬奥”的现实场景，在人流密集、车流穿梭的园区真正实现无人驾驶并非易事，一方面对高可靠、低延时的安全通信提出要求，另一方面对车路协同感知技术提出考验。此外，实现车辆的自主安全驾驶、安全高效地到达目的地，看似习以为常的动作，其实处处充满挑战。

日前，国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项——面向冬奥的高效、智能车联网技术研究及示范项目负责人、中国联通中讯邮电咨询设计院院长张涌，以及项目技术专家、中国联通智能城市研究院副院长夏俊杰，解密应用于北京首钢园区的高效、智能车联网技术。

 冬奥历史上首次应用L4级别无人驾驶

问：无人驾驶并非新鲜事物，但是在北京冬奥会期间应用L4级别的无人驾驶尚属首次，请介绍一下无人驾驶。

张涌：无人驾驶分成多个级别，最低为L0。L0实际就是现在的有人驾驶，从L1开始逐步引入机器的自主行为，到了L4级别，就是通常所说的无人驾驶。L2和L3级别还只能说是自动驾驶，在自动驾驶状态下，驾驶员还需要进行部分干预。到了L4级别，理论上除了紧急情况处理，驾驶全程全部由车辆自主完成。本次项目是在冬奥历史上，第一次把L4级别的无人驾驶引入冬奥交通服务当中。

问：能否详细介绍无人驾驶与自动驾驶的区别是什么？

张涌：无人驾驶，就是所有对路况的判断和车辆相应的反应，都是由车载计算机在联网情况下，基于云端加车端的计算服务，通过这样的服务能够判断路况和车辆的基本情况。基于这样的判断，决定车辆的驾驶动作。整个过程中，驾驶员可以不用参与。

L2和L3级别不是全过程无人驾驶，其中某些环节仍需要人工干预。到了L4级别，就实现了端到端全部无人的状态，从车辆启动到抵达目的地停下来，全程都无人操控。不管遇到红绿灯还是有行人过马路，所有状态下，车辆都会自主判断、自主动作，全程都不用驾驶员参与。

问：无人驾驶最大的挑战就是安全，在北京冬奥会期间，首钢园区L4级别的无人驾驶如何确保安全运行？

张涌：安全是影响无人驾驶技术发展和推广最重要的因素。这次科技冬奥项目中，我们在首钢园区采取了多种技术验证L4级别无人驾驶的安全问题。具体来说，通过部署5G基站和路侧单元（RSU）以及边缘计算服务器，对园区交通运行情况进行采集，将采集的数据和车辆自主采集（车身上的雷达和摄像头采集）的数据进行融合，在云端计算之后，控制车辆运行。通过这种方法，有效避免了车辆自身摄像头存在的一些弊端。

如果车辆通过摄像头去判断红绿灯，需要经过复杂的计算。我们把红绿灯信号通过云端直接传送给车辆，它就不用自己再去判断了，这样准确性和效率都大为提高。

这次项目还根据冬奥的特点，特别针对低温和雨雪天气，对无人驾驶系统进行了加强。具体来说，就是通过对摄像头算法的增强，使其能在雨雪天气下更好感知人员和车辆的行为；通过对设备的加强，使其可以抵御低温环境，在零下45摄氏度照样能够正常运转。

 5G技术为无人驾驶“护航”

问：无人驾驶要求人、车、路、环境全面交通态势的感知与协同，它对网络通信提出了哪些要求？5G技术又是如何应用和保障无人驾驶的？

张涌：要实现无人驾驶，最重要的指标就是时延。车辆高速运行，对于态势的感知和决策必须快速作出。这次项目，实现了车端和云端的数据交互。基于数据交互进行决策，要求交互时间必须足够短，这就用到了5G关键技术——低时延。基于5G，我们可以实现10毫秒以下车端和云端的交互，这样的低时延能够使车辆快速作出反应，保证车辆安全。

在无人驾驶状态下，路面上多个车辆间的交互如果通过5G基站转发，必然会增大时延。所以，我们又用到另外一个关键技术，5G的C-V2X（蜂窝车联网通讯）车联网技术。在每辆车上，都安装了一个小盒子，基于这个小盒子，可以直接进行信息交互。就像两台手机都打开了蓝牙，就可以直接传数据，而不用通过基站了。通过这种方式，车辆间进行前后车定位和交互时，信息传递最高效，安全也能得到保证。

在数据交互中，如果发生数据泄露或者被黑客入侵怎么办？为了保证车辆运行安全，我们在数据传输中引入加密技术，传输数据全程进行加密，最大限度保证了车辆运行安全。

这个项目是冬奥示范项目，我们联合了高校、汽车制造厂、软件开发商等多家单位，示范目的是推广自动驾驶技术，使其在园区、公路上有更多应用。目前，已经在国内多个园区进行智慧园区交通项目洽谈，预计未来将有项目实现落地。这些项目将推动交通、通信和软件技术等相关产业的发展。

问：有人驾驶车辆通常是靠人或者导航软件确定行驶路线，但是自动驾驶时，车辆可以实现自己“精准停靠”“智慧泊车”。请问这是通过哪些技术实现的？

夏俊杰：无人驾驶，主要是通过北斗卫星导航信号结合车辆传感数据，进行综合计算，获得车辆实时位置来实现的。通过实时位置的获取，车辆可以做精准的路径规划，从而精准导航。

但是卫星信号传播的时候是有遮挡的，比如首钢园区的工业遗存钢炉，以及地下空间、桥梁、隧道等，在这些地方，卫星信号是无法接收的，或者信号很弱。中国联通是课题组的牵头单位，针对这种情况，设计并采用了5G加北斗卫星、再加车辆传感数据等多元数据融合的高精度定位解决方案。

在首钢园区，部署了一些北斗地基正常站，这种基站可以大大提升北斗信号的定位精度。在这个项目中，我们研发了综合位置服务平台，可以把5G基站定位数据和卫星定位数据结合在一起，通过定位算法，把定位精度做到厘米级，静态情况下，甚至可以达到毫米级。

因此，首钢园区内行驶的自动驾驶车辆，可以通过动车单元ICU设备，从综合位置服务平台获取位置信息，结合高精度地图导航软件，实现自主路径规划和自动驾驶。

问：车辆从地上空间进入地下停车场，如何实现技术上的无缝衔接？

夏俊杰：在首钢园区的地下停车场，我们设计了一个自主泊车系统。因为车辆进入地下，无法接收卫星信号，所以我们采用了5G+UWB技术，即超宽带技术。同时，结合车辆自身传感数据，我们设计了地下空间高精度定位系统。这样，车辆进入地下停车场之后，通过综合位置服务平台，实时把位置信息传递给车辆，车辆结合自身传感数据，就可以知道自己当前所在位置。这样一来，车辆就可以很好地规划停车路线，实现自主泊车。

在室外空间，我们可以运用5G+北斗的高精度定位解决方案。在地下空间或者一些因遮挡导致信号不好的地方，我们可以通过5G、加UWB、加蓝牙、加车载传感数据等方式，实现多元融合的定位解决方案。通过这种方式，可以避免车辆在行驶过程中，由于定位信号中断导致运行故障，从而实现连续稳定运行。

 在首钢园区示范具有深意

问：这次项目为冬奥会的应用示范做了哪些准备？为什么选择在首钢园区？

夏俊杰：中国联通作为冬奥唯一官方通信合作伙伴，在承接项目的时候，就是按照在冬奥正式比赛中使用的标准开发设计的。我们研发了一套5G智能车联网系统。简单来说，就是一套平台、两套网络，可以支持4种以上车辆在冬奥场景下实现10种示范场景。

一套平台，就是智能车联网的综合业务管理平台，这套平台可以把智能车联网相关的设备、车辆协同起来，共同支撑智能车联网业务。平台包括三个模块：智能驾驶模块、人车路协同模块、高精度定位模块。两套网络，一套是5G+C-V2X的车联网通信网络，另一套是5G+北斗的高精度定位网络。

通过一套平台、两套网络，可以支撑小汽车、巴士、物流车、零售车进行无人接驳、无人配送、无人零售等业务。

之所以选择首钢园区，是因为首钢园区非常重要。它不仅是冬奥会和冬残奥会组委会所在地，也是冬奥会单板滑雪大跳台项目的比赛场地，还有短道速滑等训练场馆设在其中。在首钢园区开展应用示范，具有良好的示范效应。

同时，中国联通2018年10月就和首钢集团签署了战略合作协议，双方在5G智能车联网的应用方面开展了多项战略合作。在园区，已经部署5G基站、MIC设备、路侧单元（RSU）等诸多跟智能车联网相关的基础设施。首钢园区方面，北区有30多条市政道路，全长约20公里，包括城市主干道、次干道和封闭道路，不同道路形态对于智能车联网的应用示范是非常好的场景。

问：请问这个项目的意义有哪些？

张涌：冬奥会不仅是全球的体育盛会，也是东道国展示自身科技实力的绝佳舞台。当前中国5G网络已全面覆盖，在冬奥场景下进行智慧交通的示范研究，对于促进中国智慧交通产业的发展将是极好的机会。

夏俊杰：虽然L4级别的自动驾驶目前在全球属于比较前瞻性的领域，但是在封闭道路或者半封闭园区开展自动驾驶是相对成熟的。为了确保冬奥应用安全可靠，项目组已经在首钢园区开展一年多实际道路测试，积累了丰富的实际运营数据。我们期待在北京2022年冬奥会的正式场景中，为运动员、观众以及办赛者提供基于5G智能车联网的L4级别的自动驾驶服务。我们希望所有人都能体验到绿色、高效、安全的出行服务。