和福建，馬文博，田曉笛

（1.中汽研軟件測評（天津）有限公司；

2.中汽研汽車檢驗(yàn)中心（天津）有限公司，天津 300300）

1 引言

當(dāng)前，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全世界港口排名前10的就有7家在中國，同時(shí)港口的吞吐量逐年增加，造成了港口駕駛員的大量缺乏，經(jīng)常有設(shè)備但無人操作的情況。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，在傳統(tǒng)車輛上安裝激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、OBU等傳感器，配合自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)和高精度地圖，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)駕駛運(yùn)行，從而港口碼頭集裝箱運(yùn)輸向著遠(yuǎn)程控制、無人操作、自動(dòng)裝運(yùn)的智能化方向發(fā)展，可以解決駕駛員缺乏的難題，提高安全系數(shù)的同時(shí)還能降低運(yùn)營成本，提升運(yùn)營效率。

從行業(yè)趨勢來看，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車全面商業(yè)化運(yùn)營中，商用車將會(huì)更先落地。從市場需求來看，駕駛的安全性和提高物流運(yùn)行效率兩大因素會(huì)更加促進(jìn)自動(dòng)駕駛商業(yè)車的落地，同時(shí)與乘用車相比，在自動(dòng)駕駛場景和法律法規(guī)方面，商用車也有著先落地的優(yōu)勢。

車輛自動(dòng)駕駛技術(shù)應(yīng)用落地需具備充足的安全性保障，對此目前尚沒有成熟完整的評價(jià)方法。同時(shí)由于相關(guān)法律法規(guī)現(xiàn)狀的制約，高等級自動(dòng)駕駛車輛要實(shí)現(xiàn)在道路上的運(yùn)行還存在障礙，因而自動(dòng)駕駛車輛技術(shù)和產(chǎn)品要給予實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行迭代演進(jìn)面臨困難。在港口運(yùn)行的自動(dòng)駕駛車輛，具有不受法規(guī)限制、運(yùn)行環(huán)境簡單、投放技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢。場景的復(fù)雜程度是自動(dòng)駕駛技術(shù)落地應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。港口物流車絕大部分時(shí)間運(yùn)行在非道路半封閉環(huán)境，交通環(huán)境簡單、業(yè)務(wù)場景明確，因而是最有可能率先實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛應(yīng)用的車輛類型。同時(shí)，使用純電動(dòng)的無人集卡還可以降低港口設(shè)備的燃油成本，實(shí)現(xiàn)尾氣零排放，對國家綠色港口的建設(shè)有重要意義。

當(dāng)前應(yīng)用在港口自動(dòng)駕駛的主要車型有解放J7，在其搭載智加科技L4級別的港口作業(yè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)規(guī)劃行駛軌跡、自動(dòng)檢測障礙物避障、自動(dòng)檢測裝載狀態(tài)及燈光系統(tǒng)、自動(dòng)行駛至加油區(qū)加油，可完成自動(dòng)裝貨、行駛、轉(zhuǎn)向、停車、卸貨等港口作業(yè)。解放ICV車輛能完成港口自動(dòng)裝卸、運(yùn)輸集裝箱全流程工作，是國內(nèi)首款L5級別港口示范運(yùn)營車輛。重汽豪沃T5G，應(yīng)用在天津港是一款純電動(dòng)車型，可實(shí)現(xiàn)裝卸集裝箱及運(yùn)輸過程的自動(dòng)化。紅巖5G智能重卡，利用5G-V2X技術(shù)實(shí)現(xiàn)精確停車與自動(dòng)化港機(jī)設(shè)備交互。當(dāng)前已有多家企業(yè)在國內(nèi)港口進(jìn)行了布局，如表1所示。

表1 國內(nèi)企業(yè)在港口布局情況

2 典型場景測試

為驗(yàn)證車輛的自動(dòng)駕駛功能，需設(shè)計(jì)相應(yīng)的場景進(jìn)行測試。對港口車輛自動(dòng)駕駛功能進(jìn)行測試時(shí)，需要建立人、車、路協(xié)同的應(yīng)用功能場景。首先需要建立合適的測試場景，包括道路情況、交通狀態(tài)、智能路側(cè)設(shè)備等；然后需要建立可實(shí)施的測試方案，完成港口車輛自動(dòng)駕駛功能的典型場景實(shí)現(xiàn)。

港口未來發(fā)展的趨勢是集裝箱的自動(dòng)化運(yùn)輸。對港口的智能化改造主要有兩種方式：第1種是采用自動(dòng)導(dǎo)引車（Automated Guided Vehicle）加上地面埋設(shè)磁釘?shù)姆绞剑枰獙A(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模的改造，成本較高，且路線比較單一；第2種是采取無人駕駛牽引車，通過對車輛的智能化改造，可方便地在碼頭和堆場之間進(jìn)行運(yùn)輸，成本相對較低，運(yùn)輸路線也更加靈活。兩者之間的區(qū)別見表2。

表2 自動(dòng)導(dǎo)引車與無人駕駛牽引車的比較

2.1 測試場景設(shè)計(jì)

對港口典型測試場景的設(shè)計(jì)可以從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩部分考慮。在靜態(tài)部分需要考慮測試所需場地、測試場景和路側(cè)設(shè)備的布置。測試所需場地的選取一般由測試需求來確定，路側(cè)設(shè)備的布置主要考慮場地利用的高效性。在動(dòng)態(tài)部分需要考慮場景設(shè)計(jì)的有效性和針對性。一般可從功能分析、測試方法、實(shí)際測試設(shè)備能力來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在港口自動(dòng)駕駛功能測試方面，檢測項(xiàng)目的確定主要考慮以自動(dòng)駕駛測試安全為底線、注重測試場景的典型性和代表性、注重測試的操作可行性和合理性。具體檢驗(yàn)項(xiàng)目見表3。在外場測試時(shí)，應(yīng)選擇平坦、干燥的瀝青或混凝土路面、清晰的交通標(biāo)志標(biāo)線、良好的天氣環(huán)境、無復(fù)雜的電磁環(huán)境干擾等。

表3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車港口自動(dòng)駕駛功能檢測項(xiàng)目

2.2 落地因素

本文對影響商用車和乘用車自動(dòng)駕駛落地的因素進(jìn)行了分析，對商用車來說解決方案的成本是最重要的，其次是整車廠的接受程度、場景落地速度和技術(shù)；對乘用車來說最重要的是安全性和技術(shù)的成熟度，其次是消費(fèi)者接受程度和出現(xiàn)事故后的法律責(zé)任問題。如表4所示。

表4 自動(dòng)駕駛落地影響因素分析

3 典型場景及其分析

為了完成港口自動(dòng)駕駛功能的測試，驗(yàn)證車輛的整體性能，根據(jù)表3所列的檢測項(xiàng)目設(shè)計(jì)合理的測試場景，包括實(shí)驗(yàn)的場地、道路的選擇、路側(cè)的基礎(chǔ)設(shè)施等，并對每個(gè)測試場景進(jìn)行了分析。

3.1 TOS系統(tǒng)對接

如圖1所示，測試車道為至少包含一條車道的長直道，測試車輛靜止在車道上。測試車輛在自動(dòng)駕駛模式下，發(fā)送登錄消息到TOS系統(tǒng)，TOS系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)任務(wù)命令到測試車輛，記錄測試車輛的解析內(nèi)容和確認(rèn)信號。應(yīng)連續(xù)進(jìn)行10次測試，統(tǒng)計(jì)成功率和準(zhǔn)確率。該場景主要目的是測試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和TOS系統(tǒng)對接功能，評價(jià)測試車輛和TOS系統(tǒng)通信的能力。

3.2 吊機(jī)下精準(zhǔn)對位

如圖2所示，測試車道為至少包含一條車道的長直道，測試車輛勻速行駛。在吊機(jī)下方設(shè)置停車位。測試車輛在自動(dòng)駕駛模式下以30km/h車速沿車道中間勻速行駛，以適當(dāng)方式向測試車輛發(fā)出到達(dá)場橋并精準(zhǔn)定位指令。該場景主要目的是測試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和吊機(jī)縱向相對定位的能力。

3.3 裝卸鎖銷

如圖3所示，測試車道為至少包含一條車道的長直道，測試車輛勻速行駛。測試車輛在自動(dòng)駕駛模式下以30km/h車速沿車道中間勻速行駛，以適當(dāng)方式向測試車輛發(fā)出到達(dá)裝鎖區(qū)域指令。該場景主要目的是測試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝卸鎖銷的能力。

圖3 裝卸鎖銷場景

3.4 自主充電/加油

如圖4所示，測試車道為至少包含2條車道的長直道，測試車輛勻速行駛。測試車輛在自動(dòng)駕駛模式下以30km/h車速沿車道中間勻速行駛，測試車輛初始電量/油量略高于閾值，行駛一段時(shí)間后，電量/油量應(yīng)低于閾值。該場景主要目的是測試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主充電/加油的能力。

圖2 吊機(jī)下精準(zhǔn)對位場景

圖4 自主充電/加油場景

4 結(jié)語

駕駛的安全性和降低物流成本是自動(dòng)駕駛商用車落地的主要?jiǎng)恿?。和乘用車相比，商用車在自?dòng)駕駛方面有著更明確的目標(biāo)、實(shí)際需求和商業(yè)場景，有著更早的落地時(shí)間。本文調(diào)研了企業(yè)在國內(nèi)港口的布局現(xiàn)狀，分析了影響自動(dòng)駕駛落地因素，提出了智能網(wǎng)聯(lián)汽車港口自動(dòng)駕駛功能檢測項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了典型測試場景以及測試要求。但目前商業(yè)化落地也有幾個(gè)難題亟需解決：①激光雷達(dá)等智能化設(shè)備還未達(dá)到車規(guī)級要求，成本偏高；②自動(dòng)駕駛車輛如何保障安全；③缺乏規(guī)范技術(shù)和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；④相關(guān)法律法規(guī)不太完善。