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“新城建”优秀案例:黄埔区面向自动驾驶与车路协同的新型基础设施建设的探索与实践
来源: 本网广州市住房城乡建设行业监测与研究中心 发布时间:2023-02-28 15:31 浏览次数:- [字体:]

  案例单位:黄埔区人民政府

  根据《住房和城乡建设部 中央网信办 科技部 工业和信息化部 人力资源社会保障部 商务部 银保监会关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见》(建改发〔2020〕73号)文件精神,广州贯彻落实加强新基建和新型城镇化建设的决策部署。成为第一批新城建试点城市后,市政府印发《关于加快推进广州市新型城市基础设施建设的实施方案通知》(穗府办函〔2020〕99号),要求推动市政基础设施智慧化,突出项目建设成效。

  黄埔区高度重视,启动“广州市黄埔区广州开发区面向自动驾驶与车路协同的智慧交通‘新基建’项目”建设,着力打造智慧城市、智能网联汽车协同发展的创新应用,探索数据产业化和自动驾驶出行商业化等实践。经过近一年建设,基本建成了车路协同的城市道路融合感知体系(“智慧的路”),部署了“聪明的车”,初步构建了“车城网”平台雏形,在交通数字孪生云控平台、智能路口、车联网、商用车管理及无人车智慧出行等应用方面开展了大量有益探索。

  一、建设背景

  习近平总书记在党的十九大报告中指出,要突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新,为建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国、智慧社会提供有力支撑。其中大力发展智能网联汽车,不仅是解决汽车社会面临交通安全、道路拥堵、能源消耗、污染排放等问题的重要手段,也是构建智慧出行服务新型产业生态的核心要素,更是推进交通强国、数字中国、智慧社会建设的重要载体,已成为新时代汽车产业转型升级的重要突破口、全球汽车产业技术变革的战略制高点。

  2018年3月~4月,工信部接连发布《2018年智能网联汽车标准化工作要点》和《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》指导行业标准化落地实施。当年7月,住房和城乡建设部下发《关于开展城市智慧汽车基础设施和机制建设试点工作的函》,广州市成为第二批试点城市。2019年9月,党中央、国务院印发《交通强国建设纲要》明确提出,加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)研发,形成自主可控完整的产业链。此外,工业和信息化部、发展改革委、科技部等相关政府部门先后安排专项资金组织实施了多项国家科技重大专项、产业化专项及“中国政府计划”项目等,支持智能网联汽车关键技术研发、应用和示范推广。2020年2月,国家发改委等十一部委联合下发《智能汽车创新发展战略》,以中国标准智能汽车为发展方向,以智能汽车强国为建设目标,围绕构建智能汽车技术创新体系、产业生态体系、基础设施体系、法规标准体系、产品监管体系、网络安全体系等六大方面进行了任务部署。当年4月,交通运输部公路局发布的《公路工程适应自动驾驶附属设施总体技术规范(征求意见稿)》提出,我国自动驾驶已经进入产业化前期,制定专门针对自动驾驶公路设施方面的技术规范,支撑车辆的自动驾驶。

  2020年初疫情暴发,社会各界在研究应对疫情对经济发展的冲击之时,新型基础设施建设(以下简称“新基建”)已成媒体的流行词。当年4月20日,国家发改委首次明确 “新基建”的范围,主要包括新型基础设施主要包括信息基础设施、融合基础设施以及创新基础设施等三大方面。其中融合基础设施主要指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术,支撑传统基础设施转型升级,进而形成的融合基础设施,比如智能交通基础设施、智慧能源基础设施等。

  在此背景下,为激发更多新需求,创造更多新业态,促进经济稳定增长,实现产业升级转型,黄埔区在广州市智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展试点工作整体要求下,启动了“黄埔区广州开发区面向自动驾驶与车路协同的智慧交通‘新基建’项目,探索新型道路基础设施与智能网联汽车底座平台能力构建方式及城市级复用运营模式,推动双智试点工作取得落地实质性进展与显著成效。

  二、主要做法

  积极探索智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展的路径,以“车-路-云-图”为基础、以自动驾驶和车路协同等人工智能技术为引擎、以传感数据为燃料、以通信网络为纽带、以产品服务为应用的新一代智能交通融合技术,通过对黄埔区基础设施、运输装备与运行管控的建设,构建开放式的“车路智行的生态系统”。

  (一)建设“智慧的路”,实现城市道路数字化、全息化、智能化。

  在广州市黄埔区广州开发区“双城一岛”(即:科学城、知识城、生物岛)区域范围内133公里城市开放道路的102个路口和路段,规模化部署了1318个AI感知设备、89个V2X路侧通信单元等智慧交通新型基础设施,支持对城市道路的标识标线、车辆通行等进行全息感知,在覆盖区域内通过百度地图APP实现黄埔特色的围栏播报、信号灯态读秒以及拥堵点的视屏查看等服务。另外,在支撑智能网联汽车高效通行的同时,将数字底座所感知的交通、道路等多类城市数据通过信息化系统对接体系输出至各有关部门,助力提升各有关部门的数字化感知基础能力,为下一步建设“车城网”平台打下了良好基础。

  目前,在科学城、知识城的项目范围内建设自适应路口数量占比达81%,路口车均延误下降约20%;开泰大道、开创大道等6条主干道实现了路口不停车的“绿波通行”,平均行程时间下降25%;有轨电车1号线路段实现了信号智能优先,使有轨电车到路口即可绿灯通行,每趟次行程时间节省约28%;科学大道设置了潮汐车道,缓解早高峰期间车流过大引发的交通拥堵。

  针对商用车辆专项管理需求,基于建设的“智慧的路”,实现对泥头车超速、逆行等路上行为以及驾驶员闭眼、抽烟、玩手机等危险驾驶行为与违章事件等实时感知,检查并智能上报至住建交通、城管、交警等部门,替代人工检查、弥补查处盲点,形成闭环管理。截至2022年8月,周均监测交通违法行为50余起,周均监测司机危险驾驶行为40余起。

  (二)部署“聪明的车”,提高市民出行智慧化水平,助力城市巡检效率。

  1、打造多车型自动驾驶MaaS平台。2021年2月9日,黄埔区打造了“全球首个服务多元出行的自动驾驶MaaS平台”,开放无人驾驶出租车、无人驾驶公交车、微循环无人驾驶小巴、无人驾驶巡检车、新物种5种自动驾驶车型,结合疫情防控要求提供预约出行服务,在为市民提供智能网联带来的全新服务与便利体验的同时,达到减少人员聚集、提供更多无接触服务的效果。

  截至2022年8月,自动驾驶公交车、自动驾驶出租车在知识城、科学城、生物岛区域实现了常态化运营,市民可通过导航地图预约出行服务,合计有5条公交环线路线、约300个接驳站点,周均接待3600人次。

  2、实现自动驾驶巡检。黄埔区现已投入4辆自动驾驶巡检车用于道路巡查监测,日均巡检里程近300公里,可有效覆盖区内主要道路。巡检车具备激光雷达、摄像头以及高算力的核心计算单元。首先,借助高精地图采集,形成道路交通标志变线、信号灯、电警监控设备等要素的设施资产库。另外,通过大量的数据样本训练以及与设施资产库的对比研判,巡检车可识别交通红绿灯故障、标志标线不清晰、标志标牌损坏、设备异常拆除等事件。

  截至2022年8月,自动驾驶巡检车35.1万公里,识别信号灯故障、道路抛洒物以及违法停车等各类交通/市政类事件超49.4万起,全部已提交至交警系统,大幅降低交管营运压力,有效提升交管管理效率。

  (三)打造智慧城市云控平台样板,支撑建设大湾区智慧城市数据中枢。

  项目建设了智慧交通数字孪生云控平台,实现对智能汽车、基础设施以及交通信控等“车-路-云-图”全域数据进行精细化管理,通过“兼容当下、面向未来、持续开放”的公共数字底座,为广州市、大湾区智慧城市应用发展提供共性的能力支持,通过数据对接、能力开放、生态联动等方式,扩大云控平台覆盖范围,扩充平台能力,丰富智能应用生态,逐步打造成为广州市乃至大湾区新型智慧城市数据中枢。

  云控平台是一个标准化的网联通信平台,将建立一套标准化的信息交互协议。云控基础平台将设计一套标准化网关接口定义与通信协议,包括车载的接口形式、引脚定义、通信频率、通信方式、通信模式等,打通平台与车辆自身总线信息之间的联系,在外界信息与车辆信息之间建立一套标准化传输机制,保证车辆与平台之间信息互联的高安全性,符合车辆驾驶过程中对时延和可靠性的要求。平台将建立一套面向行业多平台之间互联互通的标准化通信协议,贯通整个产业的管理、服务、应用链条,提供面向智能驾驶生态的基础数据服务。

  云控平台是一个面向公共服务的基础平台,将提供基础数据服务与基础共性应用服务。依托市新能源智能汽车大数据监测平台,云控基础平台在掌握海量基础数据的情况下,针对诸如安全、节能、高效与舒适等智能驾驶的核心需求,提供不同类型的基础共性应用模块。

  (四)探索成立全国第一个城市数字交通运营商新模式,打造数据赋能的营商环境4.0。

  项目探索走出了一条“政府出资-国企建设-科技赋能-新业务孵化-政府购买服务”的新路径。2021年6月中旬,黄埔区属国企科学城集团与百度公司联合成立了城市数字运营商实体公司——车城网(广州)智能科技有限公司,依托标准、开放的城市公共数字底座开展商业化运营业务,“筑巢引凤”,打造数据赋能的营商环境4.0。

  城市数字运营商实体公司作为一体化“车城网服务运营商”,负责“车-路-云-图”数字底座、市政设施等基础设施的统一规划和建设,将推动交通管理及城市管理由追求速度规模向更加注重质量效益转变,由各种交通方式相对独立发展向更加注重一体化融合发展转变,由依靠传统要素驱动向更加注重创新驱动转变,车路智行、车城互联将逐步破除“分散投资、重复投资、数据割裂、联网率低”等障碍;坚持“一次投资、长期受益、面向未来、向下兼容”的原则,通过对新基建V2X资产运营、自动驾驶车辆运营、数据服务运营,进而实现道路、出行、运输等上层应用的精细化、智能化和智慧化,助力城市治理体系和治理能力的现代化。

  (五)树立政府投资培育数字经济新样板,吸引和带动区内智能网联汽车产业生态发展。

  通过规模化建设“智慧的路”、部署“聪明的车”,吸引超3000人次各地政府及行业专家到黄埔区考场调研,引入200多家企业到黄埔交流智慧交通发展理念,带动6家自动驾驶产业链相关企业落户黄埔。2021年10月,车城网(广州)智能科技有限公司已与福特、奥迪、上海通用等主流车企达成国内首项V2X数据应用商业合作,为车企提供红绿灯、27项交通事件数据、27项交通流指标数据等数据产品。

  三、经验总结

  (一)智能网联汽车是城市交通问题的重要解决手段。

  交通问题是现代化城市发展的最主要的城市“病症”,交通拥堵、交通事故给城市带来了极大的负面效应。汽车,是交通主要落地的具体承载对象,在车路协同完善后,车辆与车辆之间能够通过道路设备进行沟通,城市交通系统开始从个体最优决策向群体最优决策转变,彻底的改变了交通系统混乱自组织的无序性,车辆行驶速度、距离的协同,使得道路使用效率将得到大幅提升。发展智能网联汽车不仅是解决汽车社会面临交通安全、道路拥堵、能源消耗、污染排放等问题的重要手段,也是构建智慧出行服务新型产业生态的核心要素。

  (二)发展车路协同自动驾驶需要高等级智能道路。

  基于单车智能的自动驾驶始终制约于单车视角的限制,系统可靠性与非常规交通场景的能力仍十分不足,因单车场景所获取的信息局限性所可能导致的失效情况、预测能力不足所导致的决策超时等问题仍尚未解决。车路协同自动驾驶通过引入了“路”这一要素,基于道路的感知功能为车辆提供自动驾驶支撑作用,并综合考虑车辆与道路之间协同优化问题,在扩大了感知范围的同时,也避免了由个体决策所导致的局部最优解,实现了全域整体优化和协同。同时在车路协同中,车路统一整体的冗余由路侧设备集成,所有信息充分共享,通过剥离各个单体的冗余消耗,整体宏观降低了系统的总成本。

  (三)车路协同数字底座具备城市级复用能力。

  交通是城市中最核心的组成部分,通过车路协同系统的建设,车与路的关系被重新定义,交通场景环境被彻底重构,呈现出数字化、集成化、综合化的新交通系统样态。从车路协同系统对于新基建的依赖关系可以发现,车路协同是城市新基建在交通行业领域的落地应用范例。通过城市新型基础设施的建设,为全体车辆提供通用化平台型支撑服务,形成行业应用的底层设施数字平台,并基于云端数据资源的调配,形成综合统一的城市/区域级的车联网开放数据公共服务平台和云控平台,并能在市政管理、应急抢险等其他城市应用领域予以复用,同时具有“面向未来,兼容当下”的特性。

  (四)双智结合是未来城市发展的必然趋势。

  “智慧城市”的建设主要涉及城市基础设施、资源环境、社会民生、经济产业、市政管理五大核心领域。交通智能化管理是“智慧城市”的市政管理中的重要手段之一。“智能交通”是对城市人流、车流与物流进行规范化、精准化和智能化的高效协调管理,其融入了大量高端科技,如信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、卫星导航与定位技术、电子控制技术以及计算机处理技术等,将这些技术进行科学的整合,运用于城市交通系统。智能化的交通体系优势明显,实现了全方位、精准、有效、即时的管理。不但提高了交通运输效率,改变了人们的出行意识,尽量避免了交通事故和道路拥堵现象的发生,便捷了出行,间接减少了尾气排放和能源消耗,对构建智慧城市具有重大的作用。

  四、未来展望

  未来,广州黄埔区将紧跟国家加快推进智能网联汽车与智慧城市协同发展的战略部署,紧扣粤港澳大湾区创新中心核心枢纽的战略定位,在智能交通项目的建设成效基础上,扩充建设范围、连点成片,规模化部署城市道路、建筑、市政设施融合感知体系,搭建新型基础设施安全防护体系,聚合智慧市政基础设施、智能网联汽车、城市建筑等多类城市数据,支撑、打造协同智慧城市与智慧交通的创新型应用,打造全域智能网联“新城建”之城,建成车城互联的“智慧+”车城网体系。主要建设思路如下:

  (一)贯通“黄埔数字底座”,实现黄埔区主要区域“新城建”全覆盖。

  在已有基础上,进一步扩大智能交通基础设施的路口、道路里程等覆盖范围,融合住建、交通、城管、交警、街道的相关系统和数据,建成全国面积最大、路口覆盖最广、车辆数最多、场景最丰富的车城协同“数字底座”,实现从“车路协同”到“车城互联”的跨越升级,通过公共统一的数字底座支撑上层生态应用,实现部门间、系统间高效协作。

  (二)建设“车城网”应用体系,打造“车-路-人-城”多维立体互联的车城网应用。

  以推进城市治理能力现代化为目标,一是以车辆管理为切入点建设重点车监测、车辆轨迹分析相关的“智车精管”应用体系,二是以市政管理为切入点建设古树名木监测、隧道数字孪生相关的“智城联动”应用体系。通过协同区“有呼必应”指挥系统,提升工单的响应率与办结率。

  在“智车精管应用方面,交通治理得到根本性提升,建成全国最优的智能交通创新应用综合示范区。打造10条动态绿波线路,覆盖科学城开源大道、开创大道、科学大道、永顺大道等重点路段;完成科学大道、科丰路、开创大道等6处道路潮汐车道设计;推进有轨电车1号线所有路段实现智能优先通行,实现路口通行效率在现有基础上提升20%以上。

  在“智城联动应用方面,政府指挥调度系统得到有效赋能,建成全国最全的智慧城市闭环式管理创新区。完成37项市政资产普查,形成动态管理的城市数据台账;对全区5288棵古树名木实时保护,实现全区古树名木“树地图”一图统管;开展城市智能巡检应用,实现全区道路施工、标识标线、井盖丢失、违停、非机动车闯入等10余种场景智能识别;开展全区市政事件管理处置,实现汇星路隧道、开源隧道、香雪二路隧道等20处重点隧道积水场景智能联动控制,接入地下管网数据,实现道路施工风险及通行监管。

  (三)提升“新城建”运营能力。

  依托项目建设的城市交通数据运营商服务平台,提供开源技术工具,助力高新兴、荣文等生态企业在平台上进行数据增值应用开发。联合北京、重庆等“双智”试点城市,建立以黄埔区为核心的智能交通运营商联盟,与各地建立数据共享机制,形成面向智能网联汽车使用的数据运营规模效应,共同培育智能交通商业化模式。


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