自動駕駛對公路基礎(chǔ)設(shè)施有何深刻影響？（下）| 自動駕駛系列

FHWA（Federal HighWay Administration，美國聯(lián)邦公路局）在2021年3月發(fā)布《自動駕駛對公路基礎(chǔ)設(shè)施的影響》報告，詳細分析了自動駕駛對公路物理基礎(chǔ)設(shè)施、交通控制設(shè)備（TCD）、運輸管理和運營系統(tǒng)（TSMO）、多式聯(lián)運基礎(chǔ)設(shè)施的影響。本文分上下兩篇介紹相關(guān)內(nèi)容，《上篇》介紹自動駕駛對公路基礎(chǔ)設(shè)施的影響、自動駕駛準備就緒的各類道路要求；本篇介紹自動駕駛對公路基礎(chǔ)設(shè)施影響的關(guān)鍵因素、路面標線對自動駕駛的作用。

03、自動駕駛對公路基礎(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)計和性能的快速變化，以及傳感器類型（相機、雷達、激光雷達）組合的變化，使得預(yù)測10年或更長時間內(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，特別是車道標記支持AVs。

（2）商業(yè)模式對早期AV部署路徑和公眾感知的影響：商業(yè)車隊將是SAE 4級AVs的重要早期應(yīng)用，并將在車隊運營商和IOO（Infrastructure Owner-Operator，基礎(chǔ)設(shè)施所有者運營商）之間提供短期和非傳統(tǒng)合作機會，而早期消費者AVs將在SAE 2級基礎(chǔ)上逐步開展。城市MOD（Mobility on Demand，按需出行）車隊預(yù)計會對基礎(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操作的一個重要方面是統(tǒng)一車道標線和交通標志，修補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。清晰的車道標線、照明和交通標志至關(guān)重要；需要增加交通標志的反射；缺乏路面標線是一個問題，標線的質(zhì)量至關(guān)重要；在具有V2X、清晰標線和清晰標志的城市，可以接受高水平AVs。

（4）數(shù)字信息標準：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相關(guān)的標準化數(shù)據(jù)。IOO可以通過基礎(chǔ)地圖提供慢速移動數(shù)據(jù)，或使用云平臺上的車道分配、道路作業(yè)和路況數(shù)據(jù)，從而有助于AV的推出?；A(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）是一個重要步驟，ISAC為合作者提供了一個可以共享和分析安全漏洞場景的領(lǐng)域。

（5）ODDs：無論IOO行動如何，原始設(shè)備制造商（OEM）負責定義車輛ODD，并承擔ODD內(nèi)安全操作的責任。

（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)，如信號配時、車道分配、道路作業(yè)和人員在場等都有明確作用。高峰時間重新分配車道和限制轉(zhuǎn)彎需要V2I；需要使用帶有SPaT的信號來協(xié)助AV操作；AV-to-AV通信有望在未來實現(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V2V和V2I揮之不去的熱情，聯(lián)邦汽車對車輛（V2V）立法缺乏進展，導(dǎo)致業(yè)界考慮其他無線技術(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）運輸系統(tǒng)管理和運營的作用：AVs可能會在短期內(nèi)加劇擁堵，因此IOO實施先進的TSMO（Transportation Systems Management and Operations，運輸管理和運營系統(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，因為部署了更多ADS車輛，且最初的自動駕駛脫離情況較高。隨著ADS車輛在交通流中不斷提高，移動性可以提高，但行業(yè)希望IOO實施運營戰(zhàn)略，以提高ADS和傳統(tǒng)車輛的移動性和安全。

（8）貨運調(diào)配：貨運被視為AVs跨行業(yè)的重要商業(yè)模式。在短期內(nèi)，貨運業(yè)預(yù)計將采用駕駛員輔助和安全功能，而全自動化則將進一步發(fā)展。IOO可以在短期內(nèi)實施運營戰(zhàn)略，以支持具有低水平自動化能力的貨運車輛。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，這將為專用動力系統(tǒng)鋪平道路，在高運量貨運路線上以更高的速度無人駕駛運行?？ㄜ囀且环N商業(yè)交易，其中支付了安全功能費用，因此IOO更容易監(jiān)管。與消費者應(yīng)用一樣，業(yè)界預(yù)計貨運AV系統(tǒng)將逐步建立在L1級和L2級駕駛員輔助和安全應(yīng)用（如自動制動和防撞）上，而不是像城市RoboTaxi車隊那樣直接躍進到L4級無人駕駛。AV行業(yè)認為這些輔助和安全應(yīng)用受到公眾和車輛運營商的歡迎。這種漸進式方法預(yù)計適用于業(yè)主運營的重型卡車和機動運輸車隊。公路上的卡車，尤其是編隊卡車，要求采用漸進式方法，因為“任何錯誤都會使自動駕駛卡車推廣和普及停止”。從這個角度來看，支持機動性和駕駛員的輕微自動化風(fēng)險較小。然而，公眾認知和基礎(chǔ)設(shè)施隨著ADS車輛的普及而發(fā)展，全自動無人駕駛商用汽車有朝一日可能會被廣泛采用。IOO近期有幾個機會部署技術(shù)，以幫助配備低水平自動化能力的貨運車輛。①許多短期行動側(cè)重于運營支持，而不是對物理基礎(chǔ)設(shè)施的全面改變，包括在運輸系統(tǒng)中廣播運營條件，通過使用傳感、數(shù)據(jù)和預(yù)測分析向貨運運營商提供態(tài)勢感知。②通過V2X頻道廣播匝道和互通式立交即將發(fā)生的危險或擁堵情況也被視為支持貨運運營。③重型卡車的信號優(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步驟。

（9）政府和機構(gòu)問題：IOO需要以合作的方式與AV行業(yè)互動，主要是在交通、數(shù)據(jù)、連接、車隊和城市運營方面。聯(lián)邦政府應(yīng)就與AV部署相關(guān)的安全問題提供指導(dǎo)。需要關(guān)于車隊部署情況和地方管轄區(qū)統(tǒng)一性的明確指導(dǎo)。IOO負責在系統(tǒng)級別創(chuàng)建和實施風(fēng)險管理計劃，以促進AV部署。AV需要在更大范圍內(nèi)進行評估，為了滿足NHTSA避免90%以上碰撞的愿景，AVs需要正確設(shè)計。目前，如果OEM、IOO和其他AV利益相關(guān)者之間沒有實質(zhì)性的、以技術(shù)為導(dǎo)向的交流，很難評估如何在智能基礎(chǔ)設(shè)施方面進行重大投資。

04、路面標線對自動駕駛的作用

路面標線是IOO支持AV部署的首要基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)先事項。在ADAS功能系列中，被稱為LDP（Lane-Departure Prevention，車道偏離預(yù)防）的廣泛功能類別需要路面標線，可包括LDW、LKA和車道居中控制等。

一致性、設(shè)計和維護被確定為路面標記在優(yōu)化當前配備ADAS車輛的LDP有效性時予以考慮。（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)施的問題是“美國（以及全世界）缺乏統(tǒng)一性”。雖然美國公路機構(gòu)通常遵守國家MUTCD（Manual on Uniform Traffic Control Devices，統(tǒng)一交通控制設(shè)備手冊），但MUTCD具有很大的靈活性，允許不同的實際應(yīng)用。NCUTCD（National Committee on Uniform Traffic Control Devices，全國統(tǒng)一交通管制設(shè)備委員會）最近批準了MUTCD的一些變更建議，專門要求在全國范圍內(nèi)加強路面標線的一致性。

（2）設(shè)計路面標線需要設(shè)計為在白天和夜間條件以及干燥和潮濕條件下可見和可檢測。在理想條件下，如晴朗干燥的條件下，如果存在路面標記，則通常認為路面標記的可見性足夠。然而，在晴朗白天條件下，干濕路面標線的LDP檢測可能特別具有挑戰(zhàn)性，這取決于眩光和與路面標線相鄰的路面表面對比度。標記的可見性和檢測能力日夜不一；在小雨與大雨以及無雨的潮濕道路上，它們也有所不同；陽光明媚的日子里，太陽的角度可能會改變標記的性能，因此標記在一天中的某些時候可能無法檢測到；路面標線的使用壽命是所有實際道路基礎(chǔ)設(shè)施要素中最短的，路面標線一經(jīng)安裝，就處于不斷衰減的狀態(tài)。在美國的一些地區(qū)，如內(nèi)華達州拉斯維加斯，酷熱少雨，由于瀝青油的痕跡，標記會很快失去白色。在經(jīng)常降雪的州，冬季維護活動可能會嚴重損壞路面標線，以至于需要每年進行維護。

（3）維修目前正在制定路面標線的最低反光標準。這些標準旨在為人類駕駛的車輛提供最低能見度標準，但并非專門針對ADAS LDP技術(shù)或未來ADS道路感知技術(shù)需求而設(shè)計。歐盟道路聯(lián)合會建議LDP檢測路面標線的最低維護標準。標準包括將干回復(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英寸寬的縱向標記。

參考文獻：[1] Federal HighWay Administration. Impacts of Automated Vehicles on Highway Infrastructure. 2021,3.

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吳冬升?主編

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