★鹰驾科技（深圳）有限公司

1 方案目标和概述

1.1 行业痛点

城市特种车辆运行过程中，存在大量严重的安全隐患，如驾驶盲区、疲劳驾驶、管理松散、调度不利等问题。仅在深圳市，就有超过1.5万辆渣土车、3000辆搅拌车，根据交通管理部门的数据，深圳市的交通安全事故率已经接近新加坡水平，其他车辆比如乘用车事故率大幅下降，工程车辆的事故率反而连年上升，主要是由驾驶盲区、疲劳、分神、超速、车辆状况等原因造成。

利用5G-V2X车路协同实现特种车辆的智能网联体系，提升特种车辆运行的安全性、高效性和精准性，从而建立一道特种车辆“护航通道”，助力智慧交通的建设，推动智慧城市的快速发展。

5G-V2X特种车辆智能网联，是基于5G无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，并通过车车、车路信息交互和共享，实现车辆和基础设施之间智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标。车路协同涵盖智能网联汽车与智能网联道路，能够提升驾驶安全、提高交通效率，加速自动驾驶落地，并加强监控管理。

（1）提升驾驶安全，车路协同可以感知范围内全部交通参与方，没有视觉和视线的局限。

（2）提高交通效率。单车智能到车路协同，整个交通系统从单挑最优转向系统最优。车路协同优化道路资源分配，建立车车、车路实时信息交互渠道，实现路口协助交通，全域交通优化调控等，极大地提高车辆与道路使用效率。

（3）加速自动驾驶落地。路侧单元对整体道路流量、交通事件、路况进行预判，作为安全冗余，降低车辆配置。

（4）加强监控管理。特种车辆实时监控，实现车辆安全使用、车辆调度和人员有效管理。

同时通过5G-V2X智能网联特种车辆的项目示范应用，可解决的行业痛点包括以下几个方面：

（1）驾驶安全问题。特种车辆，如渣土车、搅拌车，由于驾驶员劳动强度大，驾驶素质不高等，经常容易造成交通事故。

（2）道路监控问题。道路建设方面缺乏有效的监控和配套的措施，受道路环境影响，如风、雨、雾天或阴天视线不清、道路狭窄、弯道影响视线、路面积水、积冰雪、转弯半径小、道路坡度大等，存在交通安全隐患。

（3）交通堵塞问题。社会车辆使用率增加，道路交通堵塞给人们造成非常大的不便和困扰。影响出行心情，造成驾驶员烦躁，就会出现违规行驶，增加交通安全事故的发生几率。

针对以上问题，本项目通过示范运营，为特种车辆建立完善的5G车路协同运行体系。

（1）通过5G智能车载终端，监控驾驶员违规驾驶，检测车辆周围盲区、行人和道路状况，及时进行报警提醒司机行人注意安全。

（2）通过5G路侧单元和边缘计算平台，实时地监控道路车辆、行人、路况信息，及时排除道路造成的交通安全隐患。

（3）通过5G大数据分析平台，精准预测道路交通状况及态势，实施智能交通疏导、交通管制。出现交通事件，智能上报出警，提升执法效率。

2 方案详细介绍

2.1 主要功能

（1）特种车辆终端智能系统：360°全景提供车辆盲区图像信息；疲劳驾驶检测，检测司机驾驶状态；高级驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistance System，ADAS）检测司机驾驶行为；盲区监视系统（Blind Spot Detection，BSD）检测行人和电动车；智能交互系统实现车路网之间的信息交互等功能。

（2）5G-V2X边缘计算系统：检测道路车辆堵塞、交通事件等状态，探测路面信息（积水、冰冻或积雪）；交通信标发布道路状态信息，实现交通诱导，交通信号灯控制调度等功能。

（3）云端大数据分析与决策系统：提供高精定位地图，模拟道路虚拟场景，统计车路状态数据，实现交通事件报警、车企管理等功能。

5G-V2X特种车辆智能联网功能框架图如图1所示。

图1 5G-V2X特种车辆智能联网功能框架图

2.2 设计理念

（1）创新理念

· 提出特种车辆全场景感知与辅助决策机制：驾驶员疲劳检测，实时记录反馈驾驶员精神状态；全景拼接无盲区，车辆无视野死角；车道、车辆、行人、交通标识检测，辅助驾驶决策，快速响应，降低事故发生率。

· 提出5G-V2X特种车辆边缘计算与协同优化策略：对道路和车辆的数据进行实时处理和收集，而不必再传送到云计算中心进行相应操作，提升城市公交行车安全和运行效率，驾驶更安全、更高效、更经济、更便捷。

· 构建面向特种车辆的海量数据挖掘与态势分析体系：搭建起全方位感知平台系统，实现对车辆、道路的全面信息管理，展示车辆运行状态及公交线路况信息等。

（2）设计框架（如图2所示）

图2 5G-V2X特种车辆智能联网设计框架

2.3 项目方案

（1）开发策略

围绕特种车辆安全主题，以“车-路-网”协同为主要开发策略，由点带面，为特种车辆保驾护航。

根据不同的特种车辆在不同道路或场景应用的需求，自主研发或联合开发车辆智能终端系统。对于工程机械车辆，配合5G终端设备，实现可靠性高、网络速度快、延时低的远程无人遥控或无人驾驶操作。对于消防车车辆，通过5G-V2X车路协同，实现消防出警、救灾现场、作战中心和保障工作等各种终端融合，构建情报信息畅通、技术手段先进、反应快速灵敏、高效的全局最高指挥调度系统。对于渣土车等车辆，通过车辆周围视野盲区准确检测周边行人和车辆，同时检测司机驾驶疲劳，解决车辆安全事故问题。如图3所示。

图3 5G-V2X特种车辆智能联网示范场景

（2）项目设计

特种车辆终端智能系统，通过在特种车辆上安装先进的摄像头或雷达等传感器、控制器、执行器等装置，对车辆周围信息，包括车辆前方、后方、左右邻道信息，以及行人、交通标识牌等道路信息进行检测采集，把采集信息与车辆行驶状态（位置、速度、加速度、刹车、方向盘转角、左右转向灯、故障信息等）及行为识别信息进行识别、分析、对比，计算距离时间形成预判告警。通过车载通信系统和车载人机信息交互终端，实现与人、车、路等的智能信息交换，使车辆具备智能的环境感知能力，能够自动分析车辆行驶的安全及危险状态，保证车辆在各种复杂的情况下稳定、安全行驶。如图4所示。

图4 5G特种车辆智能车载系统框架

5G-V2X边缘计算系统，采用多学科交叉与融合，采用无线通信、传感探测等先进技术手段，实现对人、车、路的信息的全面感知和车辆与基础设施之间、车辆与车辆之间的智能协同和配合，通过边缘计算中心的分析决策，优化并利用系统资源、提高道路交通安全和效率、缓解道路交通拥挤的目标，将控制指挥与道路交通条件的需求相匹配，从而实现交通的安全、环保、高效。如图5所示。

图5 5G特种车辆边缘计算系统框架

云端大数据分析与决策系统，通过高精度定位导航数据，结合V2X边缘计算系统采集路况信息，融合搭建起全方位感知平台系统，可以完成障碍物识别、分类，车道线检测，红绿灯及道路指示标牌的识别等操作。对超视野距离的车辆及路况进行数据交互，同时可实现对车辆的全面信息管理，并实时展示车辆运行状态及公交线路况信息等。5G通信平台负责提供车-车、车-路间实时传输的信息管道，通过低延时、高可靠、快速接入的网络环境，保障车端与路侧端的信息实时交互。如图6所示。

图6 5G特种车辆云端大数据系统框架

（3）体制机制

形成政校企产学研一体的运行机制，充分发挥学校的科研力量及人才体系，充分利用行业政策导向，充分开展企业试点示范运营。将前沿技术快速转化，推向市场，带动产业演进。

（4）工作方法

以特种车辆主动安全为宗旨，以“车-路-网”协同感知为手段，全面开展特种车辆示范应用，带动行业转型，形成行业标准。

（5）迭代方案

第一代：特种车辆ADAS主动安全系统

第二代：特种车辆V2X远程交互系统

第三代：特种车辆5G-V2X车路协同系统

第四代：特种车辆智能网联全场景态势感知与决策系统

3 代表性及推广价值

3.1 应用效果分析

据相关数据分析，智慧交通可使车辆安全事故率降低20%以上，交通堵塞减少约60%，短途运输效率提高近70%，现有道路网的通行能力提高2~3倍。

随着中国经济发展，城镇化推进，中国公路里程及汽车保有量仍将保持增长趋势。初步测算到2030年，中国公路里程达到615万公里，汽车保有量达到3.8亿辆。假设每公里公路需要路侧单元2个，每50公里需要设置边缘计算单元一个，到2030年，中国路侧单元RSU应用渗透率为30%，汽车搭载OBU（集成ADAS）、高清地图渗透率为5%，对应的车路协同主要IT设备投资规模（累计值）如下：2025年，中国车路协同主要IT设备（RSU、OBU、高精地图、边缘计算单元）累计投资规模为912亿元，到2030年，车路协同主要IT设备累计投资规模达到2834亿元。

3.2 社会价值

（1）降低事故：和太平洋保险合作，在保费优惠的情况下，在深圳全市范围内推广鹰驾环视ADAS。深圳自卸车协会目前按照四级来区分各建筑工程公司，A+、A、B、C类，如果出现致人死亡事故，直接给C类评级，每年每辆车保费至少提高2万左右。原有的自卸车智慧终端系统不能有效解决盲区问题，2020上半年出现30起重大交通事故，造成32人死亡。鹰驾360环视首先在国平通建筑公司全面安装，事故降低90%，得到交警和交委高度好评。到目前为止，深圳渣土车总共安装近千辆，同比平均事故下降86%。仅深圳当前市场存量就有1.5万辆。如果向全国推广，数量更加庞大。目前是单机版360ADAS，如果加入车路协同和智能驾驶辅助，零事故指日可待。

（2）提高效率：有效减少偷料、偷油、不按照路线行驶等问题，减轻驾驶者的劳动强度，提高管理效率。例如：广西中石化车队全部安装鹰驾360车联网系统后，达到零事故、零偷油的显著效果。深圳消防支队和广西消防总队全部安装，工作效率也大幅提高。

（3）促进就业：设备的生产、安装和维护都需要大量的技术工人，以存量市场为例，每安装一辆特种车需要2~3个技术工人工作3~4个小时，2000万辆特种车辆需要数十万技术工人的加入。加上车路协同的安装养护，可增加就业上百万。

（4）增加税收：万亿级市场规模，会增加几百亿税收。

摘自《自动化博览》2022年7月刊