2020中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)暨展覽會(huì)（SAECCE 2020）于2020年10月27-29日在嘉定上海國際汽車城-上海汽車會(huì)展中心舉辦，匯聚汽車及相關(guān)行業(yè)的企業(yè)高層、技術(shù)領(lǐng)軍人物、資深專家學(xué)者、廣大科技工作者。10月28日，北京萬集科技股份有限公司北京研究研究院副院長兼V2X首席執(zhí)行官周浩在本次大會(huì)上發(fā)表了主旨演講。

以下為演講實(shí)錄：

大家下午好！萬集科技從2016年開始在這方面投入了大量的研發(fā)力量，我們?nèi)f集在智能網(wǎng)聯(lián)方面目標(biāo)是成為全球領(lǐng)先的智能交通生態(tài)綜合服務(wù)提供商，四年以來我們一年一個(gè)腳步取得了豐碩的成果，在2017年推出了全國首批的LTE  V2X終端，通過賦予道路聽和說的能力去形成了車路實(shí)時(shí)互聯(lián)的解決方案，在2018年我們推出了全球首款路側(cè)專用全象激光雷達(dá)，通過賦予道路像眼睛去觀察的能力，去形成了路側(cè)精確的感知能力，2019年通過引入邊緣計(jì)算和云平臺(tái)賦予了道路計(jì)算和思考的能力，形成了我們的決策和控制的解決方案。在今年完成了V2X的車載終端、路側(cè)終端、云控平臺(tái)等一系列產(chǎn)品的產(chǎn)品化，并且完成了產(chǎn)品的整合，可以把這些形成完整的解決方案，這就是面向智能網(wǎng)聯(lián)服務(wù)的數(shù)字孿生交通系統(tǒng)，希望構(gòu)建這樣一個(gè)系統(tǒng)去為自動(dòng)駕駛?cè)ヌ峁┤轿坏牡缆沸畔?，去提供全方位的引?dǎo)和控制，這就是我今天要匯報(bào)的內(nèi)容。

主要有四個(gè)方面，分別是數(shù)字孿生交通系統(tǒng)的理念與架構(gòu)，第二方面分享如何構(gòu)建數(shù)字孿生交通系統(tǒng)，第三方面是講的系統(tǒng)對(duì)于自動(dòng)駕駛的服務(wù)它的能力以及它的服務(wù)特色，最后是做一個(gè)簡短的總結(jié)。

首先，數(shù)字孿生就是需要用一系列科學(xué)技術(shù)的手段在虛擬空間中完成對(duì)物理實(shí)體的映射，從而反映物體實(shí)體的全生命周期過程。通過采集一些物理實(shí)體的特征數(shù)據(jù)，在虛擬平臺(tái)里去做數(shù)據(jù)的重構(gòu)，構(gòu)建一個(gè)和物理實(shí)體一模一樣的數(shù)字存在，通過觀察數(shù)字虛體來了解物理實(shí)體，可以在軟件平臺(tái)里面去加速時(shí)間流轉(zhuǎn)，預(yù)測數(shù)字實(shí)體未來會(huì)怎么樣，對(duì)數(shù)字實(shí)體未來的表現(xiàn)進(jìn)行預(yù)測并且干預(yù)，因此數(shù)字孿生是一種理論方法，可以用它廣泛指導(dǎo)工廠、城市、汽車以及醫(yī)療等等方面的系統(tǒng)構(gòu)建。

目前有一些成熟的數(shù)字孿生的交通系統(tǒng)，基于交通大數(shù)據(jù)，可以對(duì)交通的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，也有交通仿真軟件，可以用交通流的數(shù)據(jù)去預(yù)測交通流未來的狀態(tài)，也可以無人駕駛的軟件可以對(duì)自動(dòng)駕駛的工況數(shù)據(jù)去進(jìn)行仿真，去判斷自動(dòng)駕駛的算法以及他們的總體系統(tǒng)的優(yōu)越性。但是我們希望有一個(gè)系統(tǒng)他能夠從微觀、中觀、宏觀不同的空間尺度，從過去到現(xiàn)在以至于未來不同的時(shí)間維度，從實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)不同的時(shí)間力度為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供全方位的支撐，促進(jìn)自動(dòng)駕駛的快速落地。因此我們也用到了數(shù)字孿生的概念，用兩大孿生空間、三大技術(shù)要素和四大功能等級(jí)來定義這個(gè)系統(tǒng)。

對(duì)面向智能網(wǎng)聯(lián)服務(wù)的數(shù)字孿生系統(tǒng)來講我們認(rèn)為具有兩大空間，首先是物理空間，要描述的就是道路交通系統(tǒng)，它的構(gòu)成是指道路及基礎(chǔ)設(shè)施、交通氣象環(huán)境以及交通參與者，這些是物理實(shí)體，由原子構(gòu)成，有物理邏輯驅(qū)動(dòng)。但是在數(shù)字空間里面我們希望用軟件平臺(tái)去對(duì)道路交通系統(tǒng)做完整的描述，我們希望用比特去實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體的虛擬重構(gòu)，用這個(gè)平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件的重建。

先說一下這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該具備的功能，對(duì)數(shù)字孿生來講具備描述、診斷、預(yù)測和決策四個(gè)階段的功能，對(duì)我們來講需要對(duì)道路交通系統(tǒng)各方面的物理實(shí)體進(jìn)行精準(zhǔn)實(shí)時(shí)的描述，能夠?qū)Φ缆返倪\(yùn)行狀態(tài)去診斷，能夠通過一系列的模型去預(yù)測系統(tǒng)未來的狀態(tài)，最后在診斷和決策的基礎(chǔ)上去對(duì)系統(tǒng)做一些反饋和控制。 

我們?cè)跇?gòu)建這個(gè)系統(tǒng)的從三個(gè)方面去考慮，首先數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，我們需要用一系列的精確、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)對(duì)這些物理實(shí)體進(jìn)行完整的描述，對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)來講更重要的是它的微觀的數(shù)據(jù)，比如說每一個(gè)交通參與者不管是行人、機(jī)動(dòng)車還是非機(jī)動(dòng)車都需要精準(zhǔn)知道這個(gè)目標(biāo)的類型，它的長寬高尺寸，它的精度、維度、海拔，位置以及速度航向角等等各方面的狀態(tài)，通過這樣才能夠?qū)Φ缆飞系膭?dòng)態(tài)信息做一個(gè)完整的描述，而模型是核心，需要用模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)空間中的運(yùn)轉(zhuǎn)，去實(shí)現(xiàn)對(duì)描述數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和自我診斷。而軟件是載體，是對(duì)決策控制以及描述診斷這些功能的一個(gè)實(shí)體

因此可以對(duì)面向智能網(wǎng)聯(lián)服務(wù)的數(shù)字孿生交通系統(tǒng)做一個(gè)定義，通過對(duì)道路及基礎(chǔ)設(shè)施、交通氣象環(huán)境、交通參與者等物理實(shí)體進(jìn)行狀態(tài)的精準(zhǔn)感知，信息的實(shí)時(shí)傳輸，數(shù)據(jù)高效計(jì)算，模型科學(xué)預(yù)測，軟件精準(zhǔn)執(zhí)行，去構(gòu)建一個(gè)數(shù)字孿生的交通系統(tǒng)，去提供基于描述診斷預(yù)測和決策的交通管理與服務(wù)，解決之汽車在運(yùn)行過程中的復(fù)雜性和不確定性的問題，全面提升道路的智能化水平和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的智能化水平。通過這個(gè)邏輯架構(gòu)可以更加清晰了解整個(gè)系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)。

首先我們認(rèn)為中國方案的智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展思路對(duì)我們整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)建提供了總體思想，希望將智能網(wǎng)聯(lián)汽車與通信設(shè)施與云控平臺(tái)、路則基礎(chǔ)設(shè)施做融合，形成符合中國一系列標(biāo)準(zhǔn)以及體系的這種道路系統(tǒng)，通過聰明的路服務(wù)智慧的車實(shí)現(xiàn)高等級(jí)自動(dòng)駕駛的快速落地。

數(shù)字孿生與車路云一體化，它們之間的關(guān)系在于數(shù)字孿生是一個(gè)方法論，提供的是一種理論框架，而車路云一體化則是道路交通系統(tǒng)在以數(shù)字孿生的概念去進(jìn)行實(shí)際落地的一個(gè)技術(shù)方法，一個(gè)實(shí)施方案。對(duì)于我們來講，我們基于車路云一體化的協(xié)同方案，我們將整體系統(tǒng)從三個(gè)維度做分析，分別是車輛自動(dòng)化、道路智能化以及平臺(tái)的集成化，這是我們的構(gòu)建思路。對(duì)于車輛自動(dòng)化這五個(gè)階段的劃分有很多的研究成果，不再做描述。對(duì)道路智能化，每個(gè)企業(yè)對(duì)道路智能化的劃分有不同的想法，我們認(rèn)為在基礎(chǔ)道路、信息化道路的基礎(chǔ)上，分別賦予道路通信的能力，感知的能力，以及決策控制的能力，可以分別進(jìn)入到網(wǎng)聯(lián)化道路、協(xié)同化道路以及智能決策控制道路的階段。而在平臺(tái)集成化方面同樣也可以分為單點(diǎn)、多點(diǎn)、區(qū)域和全域，我們可以通過服務(wù)不同空間范圍的平臺(tái)的構(gòu)建去提供不同的服務(wù)。

這是對(duì)于道路智能化分階段建設(shè)的構(gòu)想，首先我們認(rèn)為網(wǎng)聯(lián)化道路的典型特征是道路具備通信能力，可以實(shí)現(xiàn)車、路、人、云的實(shí)時(shí)的通信互聯(lián)，在協(xié)同化階段道路需要具有感知能力，需要能夠把道路的完整的信息通過與V2X通信與5G通信融合起來實(shí)現(xiàn)車路信息的協(xié)同，在決策控制階段我們認(rèn)為道路需要有計(jì)算和決策宏觀的能力，希望基于感知的結(jié)果去做決策，去影響道路上的交通參與者的運(yùn)行。

對(duì)于平臺(tái)構(gòu)成來講，對(duì)于單點(diǎn)和邊緣云，邊緣云是最終的一種可落地的實(shí)現(xiàn)方案，單點(diǎn)和邊緣云是精確實(shí)時(shí)的系統(tǒng)，對(duì)于區(qū)域和中心是一種非實(shí)時(shí)的。

在分階段的思路下，我們構(gòu)建了車路云一體化的協(xié)同的智能網(wǎng)聯(lián)總體架構(gòu)，更加關(guān)注道路動(dòng)態(tài)信息的采集以及應(yīng)用，分別為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生系統(tǒng)的構(gòu)建，在感知、通信、計(jì)算以及決策這方面分別提出了四個(gè)方面的解決方案，包括基于全息感知技術(shù)的物理世界的數(shù)據(jù)精細(xì)采集，這是我們感知方案，基于實(shí)時(shí)通信技術(shù)的信息同步匯聚與分發(fā)，這是我們的通信方案，基于邊緣計(jì)算的數(shù)據(jù)融合與特征提取，這是我們的計(jì)算方案，然后是基于大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)技術(shù)的虛擬世界重構(gòu)，這是我們的平臺(tái)解決方案。

在采集數(shù)據(jù)之前首先需要明確一個(gè)問題，對(duì)道路交通系統(tǒng)里面的道路及基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)，交通參與者、交通流、交通事件以及氣象狀態(tài)，我們?cè)谶@里面像其他的一些信息都有一定的解決方法，但是對(duì)于交通參與者的感知，我們認(rèn)為對(duì)自動(dòng)駕駛來講是至關(guān)重要的，我們現(xiàn)在在車上裝了非常多的傳感器，像激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)就是為了去解決這些交通參與者實(shí)時(shí)精準(zhǔn)位置的識(shí)別，為了解決這個(gè)問題我們從感知，從傳感器的局限以及面向道路協(xié)同需求提供了三個(gè)方面的解決方案。這是我們提出的路側(cè)激光雷達(dá)的解決方案，我們?cè)O(shè)計(jì)了全球首款路側(cè)專用的激光雷達(dá)，激光雷達(dá)是目前感知精度最高的傳感器，我們將它從車端轉(zhuǎn)移到路端，以一個(gè)360度的視角可以去形成一個(gè)上帝視野，更加精準(zhǔn)實(shí)時(shí)了解一個(gè)路口的狀態(tài)。通過路側(cè)激光雷達(dá)的引入實(shí)際上是可以賦予道路精確、實(shí)時(shí)信息的感知能力。

沒有哪一個(gè)傳感器是萬能的，我們需要進(jìn)行傳感器的融合，去突破傳感器的局限，比如說激光雷達(dá)它的感知精度是最高的，但是它又存在一些問題，比如它無法獲取目標(biāo)的色彩信息，對(duì)于這些車輛的顏色、車牌號(hào)是無法獲取的，需要用攝像頭輔助它來實(shí)現(xiàn)。而有一些情況下需要獲取更遠(yuǎn)距離的信息，在更惡劣環(huán)境下需要毫米波雷達(dá)，我們可以基于激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和攝像頭的組合，再結(jié)合V2X通信以及邊緣計(jì)算可以形成一個(gè)單點(diǎn)的解決方案，這就是我們智慧基站的解決方案，可以實(shí)現(xiàn)道路精準(zhǔn)信息實(shí)時(shí)感知，通信傳輸以及信息發(fā)布以及最后的應(yīng)用。

這是在復(fù)雜路段的布局方式，通過布局可以看到實(shí)現(xiàn)了這個(gè)完整的路口的覆蓋，在每一個(gè)交通參與者感知的盲區(qū)都可以被精確感知到、識(shí)別出來。

剛才說的都是感知的方案，接下來談一下通信的方案，在這個(gè)系統(tǒng)里面我們以前講的是V2X都是一些短消息，但是對(duì)于未來的車路協(xié)同需要傳感器數(shù)據(jù)的共享，一些結(jié)果及數(shù)據(jù)的散發(fā)等等，面向車載信息、娛樂服務(wù)等等多方面的通信，所以我們認(rèn)為未來需要構(gòu)建一個(gè)泛在的實(shí)施，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來執(zhí)行這些功能。但是我們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求又想大帶寬又想低時(shí)延，又想遠(yuǎn)距離、高連接、高可靠，但是實(shí)際上做不到，我們現(xiàn)在有4GLTE，5G，也由由它們衍生出來的LTE—V2X和NR V2X，所以我們認(rèn)為未來這些通信他們會(huì)長期并存，共同組成一個(gè)一個(gè)的網(wǎng)絡(luò)，為我們的車路協(xié)同去做通信的支撐。

這里展示的是計(jì)算架構(gòu)，我們需要做的是從原始的激光的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，從這些視頻流數(shù)據(jù)里面去提取出交通參與者的目標(biāo)信息，這里提供的是計(jì)算的架構(gòu)，通過對(duì)信息的融合可以看到，將激光雷達(dá)的結(jié)果以及視頻的識(shí)別結(jié)果最后都統(tǒng)一處理出來，得到每個(gè)交通參與者的分類，長、寬、高、精度、維度等這些信息，能夠?qū)崟r(shí)獲取精確的描述。

我們也可以看到這個(gè)系統(tǒng)要處理這么多的數(shù)據(jù)，真正做到車路協(xié)同整體的決策控制，我們需要一個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)來解決計(jì)算的問題，所以我們?cè)谶@里也是用到了邊緣計(jì)算，對(duì)比了云計(jì)算和變速器的幾種架構(gòu)，每一個(gè)方案的缺點(diǎn)都是存在的，比如云計(jì)算它的優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算資源是可以進(jìn)行調(diào)配的，但是缺點(diǎn)就是在于通信實(shí)時(shí)性、服務(wù)針對(duì)性受到了約束，但是對(duì)本地計(jì)算來講，一個(gè)單節(jié)點(diǎn)只能服務(wù)一個(gè)半徑一兩百米的地方，或者兩三百米的地方，需要更廣范圍就需要多點(diǎn)之間的協(xié)同，就形成了邊緣計(jì)算的方案，邊緣計(jì)算的方案的優(yōu)勢可以放在這里，大家可以了解一下。

剛才是說把數(shù)據(jù)如何獲取，從感知到通信到計(jì)算整個(gè)過程做了描述，接下來就是要利用這些數(shù)據(jù)去做，在一個(gè)軟件平臺(tái)里面去做道路交通系統(tǒng)的實(shí)時(shí)重構(gòu)，這個(gè)平臺(tái)就是我們的智能網(wǎng)聯(lián)與云控平臺(tái)，用數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，高精度地圖去做空間的基準(zhǔn)，用GNSS的時(shí)鐘去做時(shí)間的基準(zhǔn)，去實(shí)現(xiàn)空間和時(shí)間的對(duì)齊，用一系列的功能模塊完整整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)建，面向自動(dòng)駕駛，面向智慧城市交通，面向智慧高速公路去提供一系列的服務(wù)。

這是我們?cè)谥嘘P(guān)村軟件園里面的數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建的實(shí)例。

（播放視頻）

數(shù)字孿生具有描述、診斷、預(yù)測和決策四個(gè)方面的功能，下面我會(huì)在每一個(gè)方面舉一個(gè)例子做概括介紹，這是對(duì)道路的實(shí)時(shí)狀態(tài)做一個(gè)精準(zhǔn)的描述，通過高精度地圖地圖去做道路、建筑以及基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)時(shí)的精確的描述，用氣象傳感器去做天氣狀況的描述，用計(jì)算系統(tǒng)去做道路上面這些交通參與者的實(shí)時(shí)描述，我們認(rèn)為描述實(shí)際上也是一種服務(wù)，通過描述數(shù)據(jù)下發(fā)到自動(dòng)駕駛網(wǎng)聯(lián)車輛上，為他們提供全方位的視野。

這是在診斷方面的一些功能，可以通過歷史數(shù)據(jù)、當(dāng)前數(shù)據(jù)去診斷系統(tǒng)當(dāng)前哪一些設(shè)備存在問題，哪里出現(xiàn)了交通事故，哪里發(fā)生了交通事故我們都可以通過診斷層面的功能來實(shí)現(xiàn)。

在預(yù)測方面可以加速系統(tǒng)的時(shí)間流速，去預(yù)測系統(tǒng)未來存在的一些狀況，基于預(yù)測的結(jié)果去提供輔助控制。

這是路端決策控制的工程實(shí)例，目前如果只通過V2X去做車路協(xié)同的紅綠燈速度引導(dǎo)，實(shí)際上在前面路口排隊(duì)的話，那我們這個(gè)引導(dǎo)信息是十有八九是不準(zhǔn)確的，我們基于路側(cè)的感知，我們可以清楚每一個(gè)方向，每一個(gè)車道，這些車輛實(shí)時(shí)的位置，并且可以推算出來每一輛車通過這個(gè)路口需要多長時(shí)間，也就是說每一個(gè)車輛到了這個(gè)路口都能夠精確的預(yù)測出來通過這個(gè)路口需要多長的時(shí)間給予更精準(zhǔn)的預(yù)測，同時(shí)也可以在交通管理方面去更好的控制信號(hào)燈，去提高通行效率。

接下來介紹系統(tǒng)三方面的服務(wù)特色，首先支持海量的車路協(xié)同應(yīng)用場景，這里列舉了行業(yè)里面比較認(rèn)可的四個(gè)車路協(xié)同應(yīng)用場景的標(biāo)準(zhǔn)，這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)萬集都是有參與并且參與了里面的一些標(biāo)準(zhǔn)場景的撰寫，這50個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用場景我們將它進(jìn)行了詳細(xì)的細(xì)分，形成了253個(gè)，其中有213個(gè)都是V2I車路信息交通的場景，可以適應(yīng)廣泛的應(yīng)用需求，并且可以為同一個(gè)應(yīng)用場景以乍道口的道路通行為例，可以只用通信解決這個(gè)問題，實(shí)現(xiàn)車車的乍道匯入預(yù)警，可以通過路側(cè)感知將信息發(fā)到車上，也可以用信息顯示屏去把匯入口的信息下發(fā)到車上，也可以去優(yōu)先做車輛的調(diào)度，讓車有一個(gè)優(yōu)先的通行的先后秩序。

第二個(gè)方面我們的系統(tǒng)支持全自動(dòng)化的自動(dòng)運(yùn)行，每一個(gè)交通事件發(fā)生之后可以由感知、通信、計(jì)算以及云控系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)充分的聯(lián)動(dòng)，能夠把這些信息從事件發(fā)生之后在極短時(shí)間內(nèi)反饋到這些路上運(yùn)行的車輛上。第二個(gè)是高可靠性，激光雷達(dá)配合其他的傳感器就是為了提升信息的可信度，讓自動(dòng)駕駛能夠充分的信任我們所提供的信息。第三個(gè)是高可靠，今年完成了V2X的路側(cè)激光雷達(dá)、移動(dòng)平臺(tái)的產(chǎn)品化，就是為了保證我們的系統(tǒng)是可以長時(shí)間運(yùn)行的。而全天候的運(yùn)行能力也是具備的，我們做了產(chǎn)品化，可以適應(yīng)各種工況條件，我們也做了各種系統(tǒng)的冗余，在多傳感器的融合下可以適應(yīng)各種的惡劣天氣情況條件。

這里舉了一個(gè)二次事故來說明全自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性，在原來通常來講以前發(fā)生一個(gè)事故能夠在6秒或者8秒時(shí)間內(nèi)反映到平臺(tái)已經(jīng)很不容易了，但是對(duì)于我們來講希望在100毫秒甚至是更低時(shí)間內(nèi)把這個(gè)信息下發(fā)到車上去避免二次事故再次發(fā)生。

最后我們這個(gè)系統(tǒng)由于有精確的描述信息，我們是可以為自動(dòng)駕駛提供超遠(yuǎn)視距和非視距的感知，提供駕駛意圖的交通協(xié)同，提供動(dòng)態(tài)交通事件的感知以及最優(yōu)的路徑優(yōu)化。

總結(jié)，首先我們對(duì)整個(gè)智能網(wǎng)聯(lián)以及車路協(xié)同、自動(dòng)駕駛這個(gè)行業(yè)是充滿信心的，我們有非常廣闊的市場空間。第二這個(gè)系統(tǒng)要分階段去建設(shè)，不要一蹴而就，不要急功近利。第三希望以開放、協(xié)作的態(tài)度，希望和業(yè)內(nèi)同仁共同去探索這個(gè)行業(yè)的技術(shù)、商業(yè)價(jià)值以及應(yīng)用前景。

以上就是我匯報(bào)的內(nèi)容，如果大家對(duì)我們的解決方案感興趣，可以去萬集的展臺(tái)做相關(guān)的交流。謝謝大家。

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（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱，僅作為參考資料，請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載?。?/span>