专家访谈 | 赵祥模：实现车路协同的规模化应用，需对症下药

嘉宾介绍：

赵祥模教授，长安大学副校长，中国公路学会自动驾驶工作委员会副主任委员、交通工程与信息化分会副理事长。主要从事智能网联交通系统、自动驾驶汽车测试、车联网核心理论与技术等领域的研究工作。国务院交通运输工程学科评议组成员，全国“五一”劳动奖章获得者，“新世纪百千万人才工程”国家级人选，“车联网与智能汽车测试技术创新联盟”理事长，交通运输部认定“自动驾驶封闭场地测试基地”负责人。先后主持完成国家级、省部级与横向科研项目30多项，获国家科学技术进步二等奖2项，国家行业学会科学技术一等奖1项等。获得国家发明专利43项，发表学术论文150多篇，出版著作和教材7部。

科研

记者：

长安大学在车路协同方面做了很多的前瞻性研究工作，请您简单介绍一下近年来所取得的成果和应用情况，以及下一步重点研究方向。

赵祥模：

自2009年起，我和我的研究团队围绕车路协同与智能网联汽车技术体系与测试领域，先后承担了国家自然科学基金汽车联合基金项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目、陕西省重点产业创新链项目以及重大横向合作项目40余项，完成了从体系架构设计、关键技术突破、原型测试系统搭建到产品研发的全面工作。研究成果获得国家科学技术进步二等奖和国家教学成果奖2项、陕西省科学技术一等奖4项、行业协会奖励近10项、美国发明专利2项、中国发明专利30余项。研究成果已在交通运输部认定的自动驾驶封闭测试基地、山东高速集团、陕汽集团、中航电测、万集科技等行业企业到应用。

团队先后提出了基于泛在交通信息服务概念的车路协同系统架构和技术体系，将先进的协同感知、泛在网络、云计算、大数据、人工智能等技术综合运用于交通信息服务领域，实现交通信息与物理系统的深度融合。主持研发的“车载智能终端网联感知与接入关键技术”在危化品运输、营运车辆监管、基于ETC的车辆管理等领域得到广泛应用。

建立了基于多层次金字塔模型的车路协同与智能汽车测试方法体系；主持设计并建设了我国“测试里程最长、测试场景最丰富、测试环境最真实”的高速公路车路协同系统全尺度测试基地。主持开发了世界首台基于虚实结合和整车在环的自动驾驶汽车室内快速测试大型装备，攻克了高覆盖度的典型及极限虚拟测试场景快速构建、虚拟场景中传感器感知数据高保真模拟、基于场景的自动驾驶汽车功能测试评价等关键技术；团队建成了交通运输部自动驾驶封闭场地测试基地（西安）、车联网教育部-中国移动联合实验室（长安大学）、“车-路信息感知与智能交通系统”111学科创新引智基地等6个重点科研平台；构建了基于数字孪生技术的车联网与智能汽车柔性测试场，解决了在有限时空域内完成智能汽车海量典型及危险场景加速测试的工程科技难题。

未来研究团队将以国务院“交通强国建设纲要”、国家工信部“车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划”、国家交通运输部“关于促进道路交通自动驾驶技术发展和应用的指导意见”等国家和行业发展战略为指引，在车路协同与智能汽车测试基础理论及交叉创新技术这一方向大力开展协同创新。围绕车路协同一体化架构与数字孪生技术、自动驾驶仿真测试、车路协同与智能汽车加速测试理论、测试装备与测试工具链研发、智能网联交通系统故障诊断与全寿命健康管理、智能网联交通系统运行风险演化机理与预测评估、智能网联交通系统整车交通在环系统研制、国产化智能网联汽车虚拟测试软件平台研发等方面开展科技攻关，攻克车路协同与智能汽车数字化虚拟传感器、大型高真实度高并发数字孪生测试平台、车路协同与智能汽车整车在环快速测试平台等核心关键技术难题，培养一批具有重要国际影响力的高水平研究人才，产出一批具有世界影响的标志性科研成果。同时，加大科技成果转移转化力度，为交通运输行业科技进步和产业发展做出更大的贡献。

关于车路协同

记者：

对车路协同在提升道路通行、服务能力方面，您的看法是怎样的？

赵祥模：

安全、效率、环保是道路交通永远追求的主题。随着我国经济的飞速发展，我国汽车产销量已经连续多年居世界第一，导致我国城市交通拥堵日趋严重、道路交通事故居高不下、汽车能源消耗与污染排放问题突出。

为解决以上问题，车路协同技术应运而生。车路协同将感知、计算、通信、控制等技术进行一体化融合，通过车-车/车-路通信将所有车辆、道路设施甚至行人等整合到一张网中，通过声光预警干预驾驶人行为，避免潜在碰撞风险，从而降低事故的发生概率或减轻事故后的不利影响。车路协同还通过精细化的交通流管控实现交通时空资源的最优分配，在不增加道路资源的前提下，实现道路通行能力的最大程度利用。同时车路协同基于人工智能技术可根据交通场景的变化，为交通管理部门、基础设施运营部门和出行者等不同层次的用户提供个性化的服务，极大地增强用户体验。

记者：

目前车路协同以试点或示范的方式在一些道路实现，但还未形成规模化应用，对于车路协同建设有什么好的建议？

赵祥模：

目前车路协同以试点或示范的方式在一些道路实现，是因为车路协同在落地应用时受到许多关键因素的制约，所以要想实现车路协同的规模化应用就要对症下药。

首先，车路协同技术需要构建一个统一的系统架构。随着云计算、大数据、移动互联等技术的发展，为车路协同技术带来了很多重要的发展机遇，使我们在高精度定位、精细化信息服务和新一代传感网络构建等方面，都有了更加可靠的技术保证，但这些技术的发展没有一个统一的系统架构会反过来制约车路协同的发展。发达国家基本建立了车路协同系统的体系框架，定义了一系列应用场景，开展了一些试验和应用，但是我国的车路协同系统架构暂时还未建立起来，因此需要跨界融合建立一个统一的车路协同系统架构从而促进车路协同的规模化应用。

其次，车路协同技术需要构建一个统一的标准体系。车路协同技术诞生之初就是一个开放的体系架构，只有构建统一的标准体系，才能实现车路协同感知、计算、通信、服务、应用各个层级之间以及同一层级不同模块之间的信息互联互通。目前车路协同相关企业和研究机构的技术发展很快，但是标准体系建设相对滞后，不同企业的产品之间很难实现互联互通。没有统一的标准体系，很难实现车路协同技术的大规模商业化应用。

再次，车路协同技术需要一批持续性的相关政策。车路协同涉及到车载终端、汽车辅助驾驶系统、智能路侧系统、车联网通信系统、边缘计算、云控平台等多个子系统的开发和商业化部署，任何政策的调整都可能会对企业前期大量的研发投入带来风险。例如：前几年我国基本明确采用LTE-V技术作为车联网的主流标准，之前大量的选择DSRC作为车联网标准的企业则必须面对无法收回前期投资和面临转产的风险，而随着5G/6G技术的快速演进，LTE-V技术也可能面临淘汰。不连续的产业政策，降低了相关企业的投资意愿，使他们长期持观望态度，自然而然就限制了车路协同技术的大规模商业化应用。因此，对于车路协同技术发展，我国政产学研用多方应该尽快达成共识，出台较为明确的技术路线图，形成可持续化的产业政策，从而为车路协同应用保驾护航。

最后，车路协同技术需要建立一个示范特区。目前车路协同的相关测试大都是基于封闭试验场或者指定的开放道路进行开展。相关研究表明，在车路协同车载终端（OBU）安装率（又称“渗透率”）不高的情况下，车路协同技术很难发挥出规模效应。只有基础设施大规模实现数字化，且OBU渗透率较高的情况下，车路协同技术才能在提升道路通行能力和用户出行体验方面发挥最大功效，这就要求必须对车路协同进行系统化的应用。对于车路协同的规模化应用可以参考ETC当年的发展历程，在有条件的省市、自治区等开展系统化的示范应用。我国可以尝试建立车路协同的示范特区开展先行先试，大力提升特区内智能路侧设备、交通信号灯、交通标志标线等基础设施的数字化和网联化率以及车路协同车载终端安装率，充分发挥车路协同的规模和集群效应，并在相当长一段时间内保持产业政策的持续性。在示范应用一段时间后，通过大数据和人工智能技术对车路协同集成系统的效能进行全面评估，根据评估结果对存在的问题进行系统化的整改和优化，促进感知、计算、通信、服务、应用各个层级的产品和技术升级、迭代和优化，从而形成体系化的车路应用标准，最终将成功经验在全国进行大规模推广部署。

记者：

目前公路企业、互联网企业、高校都在做车路协同，且各具优势，您是怎么看待不同企业在车路协同发展路径？

赵祥模：

目前公路企业、互联网企业和高校都在做车路协同方面的研究与技术开发工作，但是又各有侧重。公路企业主要围绕基础设施建设和营运的数字化、网联化、智慧化工作进行开展，互联网企业则聚焦在车路协同软硬件平台研发以及交通+互联网拓展应用方面，而高校则更偏向于车路协同基础理论、关键技术、原型系统的研究和开发，系统架构和标准体系制定、专业化人才培养等工作。

我对不同领域和企业在车路协同发展路径的期待是，既要“勇于跨界”，也要“守土有责”。因为车路协同涉及到汽车、交通、通信、电子、计算机、人因工程、管理等多个学科，是典型的交叉技术衍生的新型交通系统，只有实现跨界融合，才能将各自领域的优势技术嵌入进整个交通运输行业中。“守土有责”意味车路协同企业一定要结合自身优势和长期技术沉淀，选准方向和合适的领域进行深耕，因为车路协同既是一个庞大的技术体系，又涉及一个庞大的产业集群，任何一个企业或单位都不可能同时在多个领域取得压倒性的优势。

记者：

目前公路投资和建设运营单位对于车路协同实施的经济效益普遍存疑，作为高校科研方，您认为对于推动车路协同该做哪些储备来推动行业的发展？

赵祥模：

车路协同是通过信息化的手段提升道路通行效率和用户体验，并降低交通事故风险，其产生的社会效益要远远大于其提升道路通行量带来的直接收费效益，公路投资和建设运营单位对其经济效益有所质疑在所难免。但是公路投资和建设运营单位需要高度的战略思维和社会责任感。当前我国已进入以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展阶段，车路协同可以带动基础设施、物流、电子、通信、传感器、计算机等相关产业的应用场景对接和技术升级转型，帮助相关企业快速突破和掌握核心技术，从而推动我国《智能制造2025》和《交通强国建设纲要》等国家重大战略目标的实现，最终实现整个行业大发展、大繁荣，公路投资和建设运营单位必将是最终的受益者。

作为高校科研方，我认为对于推动车路协同我们应该在以下三个方面做好储备，从而推动行业发展。首先是信息储备，我们要积极跟踪国外发达国家有关车路协同的最新前沿研究成果与技术应用进展，善于从国外吸取成功经验和总结失败教训，同时我们也要实时了解国内车路协同行业的发展动态、最新成果和存在的问题，做到对国内外前沿技术发展和应用动态尽在掌握中；其次是技术储备，我们要在车路协同端边云顶层架构设计、智能路侧与车载核心装备开发、车联网通信技术体系、云控平台、车路协同操作系统与组件化软件平台、应用场景核心算法、测试理论与工具链、芯片研发等方面形成一批具有自主知识产权的核心技术储备，防止国内车路协同技术发展的空心化和同质化；最后是人才储备，我们应该培养一批由行业领军人才、研发骨干、技术能手组成的多层次人才队伍，从而满足行业的智力支撑和用人需求。

关于十佳优秀科技工作者

记者：

2020年您获得了中国公路学会第四届 “十佳优秀科技工作者”称号，请问您对年轻一代从事交通运输信息化、智能交通工程的科技工作者有什么建议可以分享？

赵祥模：

交通运输工程学科是一个多学科交叉、与国民经济发展紧密相关的应用型学科，交通运输信息化、智能交通工程属于交通运输工程学科的内涵范畴。随着以物联网、大数据、云计算、移动互联、5G、人工智能等为代表的新一代信息技术的迅猛发展及其与交通运输的深度融合，从事交通运输信息化、智能交通工程领域的科技工作者将大有可为。希望他们要抓住机遇，乘势而上，工作中勤于思考，善于分析，基于长期的科研工作积累，不断总结凝练出制约行业发展的共性技术难题，并寻求解决方案。尤其是要瞄准国家交通运输信息技术领域的重大需求和国际交通信息科技前沿，研究真问题，真研究问题，扎根科研与技术开发第一线，勇于攻克“卡脖子”技术难题，努力做到“板凳宁坐十年冷，文章不写半句空”，取得实实在在的科技成果。要更加注重科技成果转化，把论文写在祖国的大地上，积极推动交通信息科技成果造福行业、造福社会、造福人类，为国家科技自立自强、国民经济发展和交通强国建设做出应有的贡献。