自动驾驶对公路基础设施有何深刻影响？（下）| 自动驾驶系列

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FHWA（Federal HighWay Administration，2021年3月，美国联邦公路局发布了《自动驾驶对公路基础设施的影响》报告，详细分析了自动驾驶对公路物理基础设施和交通控制设备的影响（TCD）、运输管理和运营系统（TSMO）、多式联运基础设施的影响。本文分上下两篇文章介绍相关内容，《上一篇》介绍自动驾驶对公路基础设施的影响，自动驾驶准备的各种道路要求；本篇介绍自动驾驶影响公路基础设施的关键因素响的关键因素。

全文3700字，预计阅读10分钟

文|吴冬升

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自动驾驶影响公路基础设施的关键因素

(1)传感器演变的影响：传感器设计和性能的快速变化，以及传感器类型（相机、雷达、激光雷达）组合的变化，使基础设施需求难以预测10年或更长时间。基础设施工程中没有明显的提升技巧AVs，但支持ADS支持基础设施的一致性和质量，特别是车道标志AVs。

（2）商业模式对早期AV部署路径和公众感知的影响：商业车队将是SAE 4级AVs在车队运营商和IOO（Infrastructure Owner-Operator，提供短期和非传统的基础设施所有者运营商合作机会，早期消费者AVs将在SAE 二级逐步开展。城市MOD（Mobility on Demand，车队预计将改变基础设施，特别是在停车和路边管理方面。

(3)物理基础设施的质量和一致性：IOO不应将AVs将其视为对基础设施有特定新要求的单一类载体。AV统一车道标线和交通标志是操作的一个重要方面，修复道路上的坑洼和其它结构缺陷也很重要。IOO提供高质量、一致的交通控制和地面物理基础设施的能力也有助于AV安全。清晰的车道标志、照明和交通标志非常重要；需要增加交通标志的反射；缺乏路面标志是一个问题，标志的质量非常重要；在具有V2X、标线清晰、标志清晰的城市可以接受高水平的城市AVs。

(4)数字信息标准：IOO需要与ITS与交通控制公司合作，为原设备制造商提供与行人、骑自行车者和道路工人检测相关的标准化数据。IOO可通过基础地图提供慢速移动数据，或使用云平台上的车道分配、道路运行和路况数据，有助于AV推出。基础设施的网络安全必须与汽车行业的网络安全相称，并使用信息共享和分析中心（ISAC）这是一个重要的步骤，ISAC为合作伙伴分享和分析安全漏洞场景提供了一个领域。

（5）ODDs：无论IOO行动如何，原始设备制造商（OEM）负责定义车辆ODD，并承担ODD内部安全操作责任。

(6)车辆与基础设施的连接：信号配时、车道分配、道路作业、人员在场等非视距信息以及相关基础设施状态的数据都起着明确的作用。高峰时间需要重新分配车道和限制转弯V2I；需要使用带SPaT协助信号AV操作；AV-to-AV即使是少数配备，通信也有望在未来实现V2V车辆也将有助于交通。V2V和V2I挥之不去的热情，联邦汽车对车辆的热情（V2V）由于缺乏立法进展，行业认为其他无线技术和商业模式是可行的替代品，车辆将需要集成多模式通信系统。

(7)运输系统管理和运行的作用：AVs短期内可能会加剧拥堵，因此IOO实施先进的TSMO（Transportation Systems Management and Operations，运输管理与运营系统)策略非常重要。ADS交通流中车辆的顺利整合是OEMs早期的主要挑战。IOO由于部署了更多的车辆和更大的交通延误，因此应注意更多的车辆和更大的交通延误ADS车辆，最初的自动驾驶脱离较高。ADS随着交通流量的不断提高，车辆的移动性可以提高，但行业希望IOO实施运营战略，完善ADS以及传统车辆的移动性和安全性。

（8）货运调配：货运被视为AVs重要的跨行业商业模式。短期内，货运业预计将采用驾驶员辅助和安全功能，全自动化将进一步发展。IOO运营战略可以在短期内实施，以支持具有低水平自动化能力的货运车辆。全面发展的基础设施将有专用车道，包括重型卡车专用车道，为专用动力系统铺平道路，以更高的速度在高容量货运路线上无人驾驶。卡车是一种支付安全功能成本的商业交易IOO监管更容易。

和消费者应用一样，行业预计货运AV逐步建立系统L1级和L二级驾驶员的辅助和安全应用(如自动制动和防撞)不像城市RoboTaxi车队那样直接跃进到L4级无人驾驶。AV该行业认为，这些辅助和安全应用程序受到公众和车辆运营商的欢迎。这种渐进的方法预计将适用于业主运营的重型卡车和移动运输团队。公路上的卡车，特别是编队卡车，需要逐步的方法，因为任何错误都会阻止自动驾驶卡车的推广和推广。从这个角度来看，支持机动性和驾驶员的轻微自动化的风险较小。然而，随着公众认知和基础设施的发展ADS随着车辆的普及和发展，全自动无人驾驶商用车有一天可能会被广泛使用。

IOO为了帮助配备低水平自动化能力的货车，最近有几个机会部署技术。①许多短期行动侧重于运营支持，而不是对物理基础设施的全面改变，包括在运输系统中广播运营条件，通过使用传感、数据和预测分析向货运运营商提供态势感知。②通过V2X即将到来的频道广播匝道和互通立交的危险或拥堵也被视为支持货运运营。③重型卡车的信号优先权是IOO另一步是改善重型卡车和汽车的交通流量。

(9)政府和机构问题：IOO需要合作AV行业互动主要集中在交通、数据、连接、车队和城市运营。联邦政府应就和AV部署相关安全问题提供指导。需要明确指导车队部署和地方管辖区统一。IOO负责制定和实施系统级风险管理计划，以促进风险管理AV部署。AV为了满足需要在更大范围内进行评估NHTSA避免90%以上的碰撞愿景，AVs需要正确的设计。目前，如果OEM、IOO和其他AV利益相关者之间没有以技术为导向的实质性交流，很难评估如何在智能基础设施上进行重大投资。

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自动驾驶路面标线的作用

路面标线是IOO支持AV优先考虑部署的主要基础设施。ADAS在功能系列中，被称为LDP（Lane-Departure Prevention，车道偏离预防)的广泛功能类别需要路面标线，可以包括LDW、LKA车道中央控制等。

一致性、设计和维护被确定为道路标记ADAS车辆的LDP考虑有效性。

（1）一致性

AV行业最常提到的支持AV道路基础设施部署的问题是美国(和世界)缺乏统一。尽管美国公路机构通常遵守国家规定MUTCD（Manual on Uniform Traffic Control Devices，但统一交通控制设备手册)MUTCD它具有很大的灵活性，允许不同的实际应用。NCUTCD（National Committee on Uniform Traffic Control Devices，国家统一交通管制设备委员会)最近批准了MUTCD一些变更建议，特别要求加强全国道路标线的一致性。

（2）设计

路面标线需要设计在白天和晚上，在干燥和潮湿的条件下可见和检测。在理想条件下，如果在阳光明媚和干燥的条件下有路面标记，通常认为路面标记的可见性足够。然而，在阳光明媚的白天，干湿的路面标记LDP根据路面标线相邻的眩光和路面表面对比度，检测可能特别具有挑战性。

标记的可见性和检测能力日夜不同；它们在小雨、大雨和无雨的潮湿道路上也有所不同；在阳光明媚的日子里，太阳的角度可能会改变标记的性能，因此标记可能无法在一天的某些时候检测到；路面标记的使用寿命是所有实际道路基础设施要素中最短的。一旦安装了路面标记，它们就处于衰减状态。在美国的一些地区，如内华达州拉斯维加斯，很热，很少下雨。由于沥青油的痕迹，标记很快就会失去白色。在经常下雪的州，冬季维护活动可能会严重损坏路面标记，因此每年都需要维护。

（3）维修

目前，路面标线的最低反射标准正在制定中。这些标准旨在为人类驾驶的车辆提供最低能见度标准，但不是专门针对的ADAS LDP技术或未来ADS设计道路感知技术需求。欧盟道路联合会建议LDP检测路面标线的最低维护标准。标准包括将干回复反射率保持在150m坎德拉/平方米/勒克斯（mcd/m2/lx）的最低水平，将湿回复反射率保持在35毫坎德拉/平方米/勒克斯的最低水平，将对比度保持在3到1的最低水平，首选水平为4到1，并使用至少6英寸宽的纵向标记。

参考文献：

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

END

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