中國智慧公交示范現(xiàn)狀分析及展望

張亦弛　趙鵬超　謝卉瑜

摘 要：智慧公交示范屬于智能網(wǎng)聯(lián)示范中的特色應(yīng)用場景，也是智能網(wǎng)聯(lián)開放道路示范的先行力量。本文梳理了我國現(xiàn)有典型智慧公交示范情況，分析其共性特點及存在問題，并對未來發(fā)展進(jìn)行了展望。旨在從智慧公交視角窺見整體智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車從封閉走向開放、從示范應(yīng)用走向商業(yè)化推廣。

關(guān)鍵詞：智慧公交示范 智能網(wǎng)聯(lián)汽車 車路協(xié)同

1 前言

1.1 概述

2015年，國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》，工信部據(jù)此首次提出智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念。2018年，工信部印發(fā)《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》[1]，明確提出促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)示范應(yīng)用。目前，我國國家、地方政府和企業(yè)都在大力推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極布局智能網(wǎng)聯(lián)示范應(yīng)用。我國現(xiàn)有國家級智能網(wǎng)聯(lián)測試示范區(qū)20余家，地方級智能網(wǎng)聯(lián)測試示范區(qū)30余家，企業(yè)級及特色場景示范區(qū)近10家。

智慧公交示范屬于智能網(wǎng)聯(lián)特色場景示范的一種，還包括港口、園區(qū)、礦山、高速等特色場景。相較于其他場景，智慧公交擁有相對開放的道路環(huán)境、數(shù)量較多的人員接觸和示范時相對可控的安全條件，能夠為智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)推廣充當(dāng)先行者，探索安全、高效、智能、共享的公共交通體系。

1.2 智慧公交應(yīng)用場景[2]

（1）交通信號燈相位提醒

定義：當(dāng)車輛行駛至距紅綠燈一定距離時，交通信號燈相位提醒應(yīng)用會將前方紅綠燈狀態(tài)告知本車及后方車輛司機(jī)，輔助司機(jī)駕駛，降低安全隱患。

適用環(huán)境：本場景適用于車輛前方存在遮擋或者能見度較低、用肉眼或車載攝像頭難以準(zhǔn)確識別前方信號燈的情況。

（2）公交車車速智能引導(dǎo)

定義：當(dāng)公交車輛駛向信號燈控制交叉路口時，收到由路側(cè)單元發(fā)來的信號燈狀態(tài)、倒計時等信息，公交車車速智能引導(dǎo)應(yīng)用會根據(jù)公交車狀態(tài)給駕駛員提供建議車速，協(xié)助車輛經(jīng)濟(jì)高效通過路口。

適用環(huán)境：本場景適用于信號燈控制路口。

（3）公交車信號優(yōu)先通行

定義：當(dāng)公交車經(jīng)過信號燈控制交叉路口時，公交車信號優(yōu)先通行應(yīng)用會發(fā)送優(yōu)先通行請求，獲得優(yōu)先通行權(quán)，信號燈主動調(diào)整，幫助車輛便捷通行。

適用環(huán)境：本場景適用于信號燈控制路口。

（4）行人檢測與安全預(yù)警

定義： 當(dāng)行人或非機(jī)動車闖入公交車道、存在碰撞危險時，行人檢測與安全預(yù)警應(yīng)用會將安全預(yù)警信息反饋給車輛駕駛員，提示減速或避讓，避免事故發(fā)生。

適用環(huán)境：本場景主要適用于人流較大、有過街需求的地點。

（5）車輛檢測與防碰撞預(yù)警

定義：當(dāng)有車輛出現(xiàn)在公交車盲區(qū)時，車輛檢測與防碰撞預(yù)警應(yīng)用會將碰撞預(yù)警及超車信息交互給公交車，提高行駛安全。

適用環(huán)境：本場景適用于匝道、彎道或出入口等復(fù)雜交通環(huán)境。

（6）橋隧水浸監(jiān)測與危險預(yù)警

定義：當(dāng)公交車輛駛向橋隧水浸路段時，橋隧水浸監(jiān)測與危險預(yù)警應(yīng)用會將路段的預(yù)警信息發(fā)送給公交車和云端，提醒駕駛員謹(jǐn)慎行駛。

適用環(huán)境：本場景適用于橋隧路段。

（7）公交車進(jìn)出場站聯(lián)動管理

定義：當(dāng)公交車經(jīng)過停車場出入口時，公交車進(jìn)出場站聯(lián)動管理應(yīng)用會自行監(jiān)測記錄公交車信息，判斷出入權(quán)限，自動控制出入口閘道是否放行。

適用環(huán)境：本場景適用于停車場出入口處。

（8）站臺泊位引導(dǎo)與信息服務(wù)

定義：當(dāng)公交車行駛至距站臺一定距離時，站臺泊位引導(dǎo)與信息服務(wù)應(yīng)用會提前為公交車指定站臺停車位置并將泊車信息展示給站臺的乘客，優(yōu)化乘客上下車程序，減少站臺擁擠。

適用環(huán)境：本場景適用于公交車站。

（9）公交營運調(diào)度與輔助安全

定義：在車路協(xié)同技術(shù)的支持下，所有道路、人、車等信息都實時展示在調(diào)度系統(tǒng)后臺，方便對公交車輛進(jìn)行調(diào)度管理，提高效率。

適用環(huán)境：本場景適用于公交調(diào)度指揮中心。

（10）數(shù)字化交通標(biāo)志標(biāo)線

定義：將交通標(biāo)志標(biāo)線展示的交通規(guī)則、道路狀態(tài)等信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，進(jìn)行發(fā)布傳輸，提升交通標(biāo)志標(biāo)線的辨識度。

適用環(huán)境：本場景適用于帶有交通標(biāo)志標(biāo)線道路。

2 我國現(xiàn)有智慧公交示范

2.1 阿爾法巴（Alphabus）深圳福田保稅區(qū)示范

阿爾法巴智能公交系統(tǒng)由中國未來新能源與智能公交系統(tǒng)示范項目打造，發(fā)起方為深圳巴士和國家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心。2017年12月，阿爾法巴正式在深圳福田保稅區(qū)開展試運行。這也是中國首次、全球首例在開放道路上進(jìn)行無人駕駛公交試運行[3]。

阿爾法巴在深圳的示范主要體現(xiàn)車的高級別自動駕駛程度。車上裝有攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等感知設(shè)備，收集環(huán)境信息，反饋給決策和執(zhí)行層面，為乘客打造安全高效的乘坐體驗。阿爾法巴的試運行目的在于收集道路數(shù)據(jù)、乘客數(shù)據(jù)和行駛數(shù)據(jù)等，為完善和豐富智能駕駛公交服務(wù)奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 湖南湘江新區(qū)智慧公交示范

湖南湘江新區(qū)智慧公交示范線于2018年12月28日開始試運行。示范線以國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車（長沙）測試區(qū)為依托，打造全程7.8公里、途徑11個站點的開放式“聰明的路”。路上實現(xiàn)5G信號全覆蓋和基礎(chǔ)設(shè)施的智能化改造，保障4輛智能化公交車的網(wǎng)聯(lián)功能應(yīng)用。

在此基礎(chǔ)上，長沙315線智慧公交于2020年4月正式面向市民開放運營。該示范線以原315線為基礎(chǔ)，進(jìn)行道路的智能網(wǎng)聯(lián)化升級改造和公交車輛的車載設(shè)備升級，并建立公交車輛運營服務(wù)平臺。真正讓市民體會到車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的高安全性和高效率，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的普及奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.3 廈門BRT 5G公交示范

基于BRT專屬線路的獨立性和相對封閉性，廈門建立了BRT 5G公交站系統(tǒng)。2019年面向公眾展示的BRT公交線路以華僑大學(xué)站為起點，共5站，全程站點和線路均實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋。在5G車路協(xié)同技術(shù)的支持下，車輛實現(xiàn)了超視距防碰撞、自控車速、實時車路協(xié)同等多項功能。乘客在公交站臺可以感受車輛實時路況信息、了解班次現(xiàn)狀。

廈門BRT 5G公交站系統(tǒng)計劃應(yīng)用到更智能站點和智能BRT線路上，未來還將拓展至普通公交專用車道上，逐步豐富車路協(xié)同實際應(yīng)用場景，提高復(fù)雜路況車路協(xié)同的安全可靠性。

2.4 鄭州市鄭東新區(qū)智慧島5G公交示范

鄭州市鄭東新區(qū)智慧島5G公交示范線由宇通客車打造，一期試運行路線1.53公里，在全程3個站點路線上投放4輛公交。宇通團(tuán)隊研發(fā)的自動駕駛巴士擁有自主感知、決策和執(zhí)行能力，達(dá)到L4級別自動駕駛水平。公交示范線在智慧島環(huán)形開放道路上劃取自動駕駛公交專用道，路側(cè)設(shè)有V2X設(shè)施，智慧島區(qū)域覆蓋5G信號，實現(xiàn)“車路網(wǎng)云”的實時互動交流。公交站臺覆蓋免費WIFI，配備站內(nèi)漸測、公交車道監(jiān)測等設(shè)備，實時反饋道路及車輛信息，根據(jù)站臺乘客數(shù)量機(jī)動調(diào)派公交車輛，提高利用效率。

2.5 杭州蕭山5G智能網(wǎng)聯(lián)公交示范

杭州蕭山5G智能網(wǎng)聯(lián)公交示范是蕭山區(qū)5G智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)項目應(yīng)用場景之一，項目由中國信科、大唐移動和大唐信通合作打造，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車方面，該項目不僅起到示范作用，更有效推進(jìn)商業(yè)化應(yīng)用。

示范道路往返7公里路程，途中經(jīng)過7個路口和2個站臺。道路的改造涵蓋路口的路側(cè)設(shè)施部署、站臺的智能升級及便民設(shè)施的增加。另外，5G通信的覆蓋為車路、車人、車車、車云的互聯(lián)互通提供了高可靠、低時延的保證。命名為“何方”的5G智能公交車首期投入3輛，車輛裝有智能感知設(shè)備，實現(xiàn)綠波引導(dǎo)、智能感知等六大功能。

綜上，國家及地方政府對智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的重視程度不斷上升，建設(shè)步伐逐漸加快[4]。作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車重要應(yīng)用方向，智慧公交的示范應(yīng)用也在各地方積極推廣。充分利用地方優(yōu)勢資源，打造地方特色示范，更加注重跨界合作，形成優(yōu)勢互補(bǔ)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展探索道路。但同時智慧公交的示范也面臨一些問題。

3 現(xiàn)狀分析

表1展示了我國現(xiàn)有5個典型智慧公交示范情況，通過對比建設(shè)主體、路線長度、投放車輛等因素，對我國智慧公交示范現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理分析，其中包括對現(xiàn)狀的客觀總結(jié)和問題整理。具體如下：

建設(shè)/運營主體不同，示范側(cè)重點各有差異。我國大部分的智慧公交示范都以當(dāng)?shù)匾延谢A(chǔ)設(shè)施或產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r作為基礎(chǔ)，例如基于智能網(wǎng)聯(lián)測試示范區(qū)建設(shè)、基于地方支柱汽車企業(yè)、基于特色BRT城市快速公交系統(tǒng)等，以不同基礎(chǔ)、不同主體、不同側(cè)重點打造智慧公交示范線。和測試示范區(qū)相同運營主體的智慧公交示范目的是建設(shè)封閉測試場和開放道路之間的橋梁，以智慧公交為契機(jī)，探索示范區(qū)擴(kuò)展機(jī)制，積累示范區(qū)建設(shè)經(jīng)驗;以汽車企業(yè)作為運營主體的智慧公交示范主要側(cè)重于自動駕駛車輛的研發(fā)和應(yīng)用方面，借助已搭建的智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)環(huán)境，不斷完善和提高車輛自動駕駛水平。運營主體和參與單位對于智慧公交示范的發(fā)展具有導(dǎo)向性，未來期待更多不同單位加入其中，為智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)業(yè)建設(shè)添磚加瓦。

技術(shù)方向發(fā)生改變，技術(shù)水平逐年提升。我國首次開放道路無人駕駛公交阿爾法巴試運行開始在2017年12月，阿爾法巴的示范重點關(guān)注高級別自動駕駛技術(shù)水平，也即單車智能方向。主要依靠車輛自身的感知、決策、執(zhí)行能力實現(xiàn)避讓、變道、停靠站等基本功能。隨著時間的推移，智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐漸由單車智能轉(zhuǎn)向車路協(xié)同路線，不僅關(guān)注于智能駕駛車的研發(fā)，更注重智慧道路的建設(shè)。基于5G的C-V2X技術(shù)也在不斷提高水平，5G的加入，更是賦予智能網(wǎng)聯(lián)汽車更多功能[5]。

應(yīng)用場景實現(xiàn)有限，功能需全面覆蓋。如1.1所述，智慧公交應(yīng)用場景現(xiàn)有10種，每種場景的功能實現(xiàn)都需要示范路線提供巨大支撐。目前我國現(xiàn)有的智慧公交示范線能夠?qū)崿F(xiàn)的場景比較有限，主要集中在幾個安全類應(yīng)用場景（如行人、車輛檢測安全預(yù)警等）和效率類應(yīng)用場景上（如自動停靠、泊車引導(dǎo)等），在公交車信號優(yōu)先通行、車輛整體營運調(diào)度等功能實現(xiàn)上還需努力推進(jìn)，爭取每一個智慧公交示范線早日實現(xiàn)全應(yīng)用場景、多功能的覆蓋。

示范路線長度較短，大規(guī)模商用待推進(jìn)。由于智慧公交示范建設(shè)不僅涉及道路的智能化改造，更涉及公交站臺的全面升級，改造和建設(shè)需要大規(guī)模的資金投入，因此我國智慧公交示范線普遍較短。示范線路程短雖然對駕駛車輛的可控性更有把握，能夠降低路上行駛風(fēng)險，但是短則不全，為大規(guī)模推廣提供的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗有限。另外，目前我國智慧公交僅在獨立相對封閉道路上的運行較為成熟，在某些封閉旅游園區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，但在開放道路的商業(yè)推廣還有較長的路需要走。

4 發(fā)展展望

隨著國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)政策的大力推進(jìn)，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的不斷提高，以及智能網(wǎng)聯(lián)測試示范區(qū)的大規(guī)模建設(shè)，智慧公交測試示范將高速發(fā)展，逐漸將智慧交通帶入人們生活當(dāng)中。

智能基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)范圍將得到擴(kuò)展，建設(shè)內(nèi)容將更加便民。隨著智慧公交示范應(yīng)用的逐漸推進(jìn)，高級別智慧公交的發(fā)展對路況復(fù)雜程度、數(shù)據(jù)收集量和應(yīng)用場景將提出更高更多的需求，這促使道路建設(shè)逐步擴(kuò)大范圍、延長示范路線。除此之外，智慧公交示范拉近了高端技術(shù)與普通民眾之間的關(guān)系，有助于聽取民聲、征求民意，真正做到科技為民、服務(wù)為民。

智能示范道路的應(yīng)用對象將更加多元，智慧交通將更快實現(xiàn)。隨著示范道路的智能化程度逐漸提高，除了公交車以外，出租車、共享汽車、私家車、貨運汽車等各類型[2]智能車輛均會出現(xiàn)在示范道路上，充分利用路側(cè)設(shè)施、通信網(wǎng)絡(luò)、云控平臺以及先進(jìn)的V2X技術(shù)，建立車路協(xié)同的新型城市智慧交通系統(tǒng)，打造安全高效的智慧城市。

參考文獻(xiàn)：

[1]工業(yè)和信息化部印發(fā)《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》[J].智能制造，2019（Z1）：6.

[2]常振廷，謝振東，董志國.面向公交營運管理的車路協(xié)同應(yīng)用場景研究[J].智能網(wǎng)聯(lián)汽車，2020（03）：93-96.

[3]“阿爾法巴”來了！“無人駕駛”智能公交系統(tǒng)深圳試運行[J].運輸經(jīng)理世界，2017（12）：16-17.

[4]陳桂華，于勝波，李喬，公維潔.中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范區(qū)發(fā)展調(diào)查研究[J].汽車工程學(xué)報，2020，10（02）：79-87.

[5]韓愛青.5G時代已經(jīng)來臨? 車聯(lián)網(wǎng)只是開始[J].高科技與產(chǎn)業(yè)化，2019（12）：38-40.