自動駕駛對公路基礎設施有何深刻影響？（下）| 自動駕駛系列-有解無憂

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FHWA（Federal HighWay Administration，美國聯邦公路局）在2021年3月發布《自動駕駛對公路基礎設施的影響》報告，詳細分析了自動駕駛對公路物理基礎設施、交通控制設備（TCD）、運輸管理和運營系統（TSMO）、多式聯運基礎設施的影響，本文分上下兩篇介紹相關內容，《上篇》介紹自動駕駛對公路基礎設施的影響、自動駕駛準備就緒的各類道路要求；本篇介紹自動駕駛對公路基礎設施影響的關鍵因素、路面標線對自動駕駛的作用，

全文3700字，預計閱讀10分鐘

文 | 吳冬升

自動駕駛對公路基礎設施影響的關鍵因素

（1）傳感器演變的影響：傳感器設計和性能的快速變化，以及傳感器型別（相機、雷達、激光雷達）組合的變化，使得預測10年或更長時間內的基礎設施需求變得困難，基礎設施工程中沒有妙招可以顯著提升AVs，但支持ADS需要基礎設施的一致性和質量，特別是車道標記支持AVs，

（2）商業模式對早期AV部署路徑和公眾感知的影響：商業車隊將是SAE 4級AVs的重要早期應用，并將在車隊運營商和IOO（Infrastructure Owner-Operator，基礎設施所有者運營商）之間提供短期和非傳統合作機會，而早期消費者AVs將在SAE 2級基礎上逐步開展，城市MOD（Mobility on Demand，按需出行）車隊預計會對基礎設施造成變化，特別是在停車和路邊管理方面，

（3）物理基礎設施的質量和一致性：IOO不應將AVs視為對基礎設施有特定新需求的單一類別的載體，安全AV操作的一個重要方面是統一車道標線和交通標志，修補路面上的坑洼和其它結構缺陷也很重要，IOO提供高質量、一致的交通控制和地面物理基礎設施的能力也有助于AV安全，清晰的車道標線、照明和交通標志至關重要；需要增加交通標志的反射；缺乏路面標線是一個問題，標線的質量至關重要；在具有V2X、清晰標線和清晰標志的城市，可以接受高水平AVs，

（4）數字資訊標準：IOO需要與ITS和交通控制公司合作，向原始設備制造商提供行人、騎自行車者和道路工人檢測相關的標準化資料，IOO可以通過基礎地圖提供慢速移動資料，或使用云平臺上的車道分配、道路作業和路況資料，從而有助于AV的推出，基礎設施的網路安全必須與汽車行業的網路安全相稱，使用資訊共享和分析中心（ISAC）是一個重要步驟，ISAC為合作者提供了一個可以共享和分析安全漏洞場景的領域，

（5）ODDs：無論IOO行動如何，原始設備制造商（OEM）負責定義車輛ODD，并承擔ODD內安全操作的責任，

（6）車輛與基礎設施之間的連接：非視距資訊，以及有關基礎設施狀態的資料，如信號配時、車道分配、道路作業和人員在場等都有明確作用，高峰時間重新分配車道和限制轉彎需要V2I；需要使用帶有SPaT的信號來協助AV操作；AV-to-AV通信有望在未來實作，即使是少數配備V2V的車輛也將有助于交通流量，盡管對V2V和V2I揮之不去的熱情，聯邦汽車對車輛（V2V）立法缺乏進展，導致業界考慮其他無線技術和商業模式作為可行的替代品，車輛將需要集成的多模式通信系統，

（7）運輸系統管理和運營的作用：AVs可能會在短期內加劇擁堵，因此IOO實施先進的TSMO（Transportation Systems Management and Operations，運輸管理和運營系統）策略非常重要，ADS車輛在交通流中的順利整合是OEMs早期面臨的主要挑戰，IOO應關注更多車輛和更大交通延誤，因為部署了更多ADS車輛，且最初的自動駕駛脫離情況較高，隨著ADS車輛在交通流中不斷提高，移動性可以提高，但行業希望IOO實施運營戰略，以提高ADS和傳統車輛的移動性和安全，

（8）貨運調配：貨運被視為AVs跨行業的重要商業模式，在短期內，貨運業預計將采用駕駛員輔助和安全功能，而全自動化則將進一步發展，IOO可以在短期內實施運營戰略，以支持具有低水平自動化能力的貨運車輛，全面發展的基礎設施將擁有專用車道，包括重型卡車專用車道，這將為專用動力系統鋪平道路，在高運量貨運路線上以更高的速度無人駕駛運行，卡車是一種商業交易，其中支付了安全功能費用，因此IOO更容易監管，

與消費者應用一樣，業界預計貨運AV系統將逐步建立在L1級和L2級駕駛員輔助和安全應用（如自動制動和防撞）上，而不是像城市RoboTaxi車隊那樣直接躍進到L4級無人駕駛，AV行業認為這些輔助和安全應用受到公眾和車輛運營商的歡迎，這種漸進式方法預計適用于業主運營的重型卡車和機動運輸車隊，公路上的卡車，尤其是編隊卡車，要求采用漸進式方法，因為“任何錯誤都會使自動駕駛卡車推廣和普及停止”，從這個角度來看，支持機動性和駕駛員的輕微自動化風險較小，然而，公眾認知和基礎設施隨著ADS車輛的普及而發展，全自動無人駕駛商用汽車有朝一日可能會被廣泛采用，

IOO近期有幾個機會部署技術，以幫助配備低水平自動化能力的貨運車輛，①許多短期行動側重于運營支持，而不是對物理基礎設施的全面改變，包括在運輸系統中廣播運營條件，通過使用傳感、資料和預測分析向貨運運營商提供態勢感知，②通過V2X頻道廣播匝道和互通式立交即將發生的危隙訓擁堵情況也被視為支持貨運運營，③重型卡車的信號優先權是IOO為改善重型卡車和轎車的交通流量而可采取的另一個步驟，

（9）政府和機構問題：IOO需要以合作的方式與AV行業互動，主要是在交通、資料、連接、車隊和城市運營方面，聯邦政府應就與AV部署相關的安全問題提供指導，需要關于車隊部署情況和地方管轄區統一性的明確指導，IOO負責在系統級別創建和實施風險管理計劃，以促進AV部署，AV需要在更大范圍內進行評估，為了滿足NHTSA避免90%以上碰撞的愿景，AVs需要正確設計，目前，如果OEM、IOO和其他AV利益相關者之間沒有實質性的、以技術為導向的交流，很難評估如何在智能基礎設施方面進行重大投資，

路面標線對自動駕駛的作用

路面標線是IOO支持AV部署的首要基礎設施優先事項，在ADAS功能系列中，被稱為LDP（Lane-Departure Prevention，車道偏離預防）的廣泛功能類別需要路面標線，可包括LDW、LKA和車道居中控制等，

一致性、設計和維護被確定為路面標記在優化當前配備ADAS車輛的LDP有效性時予以考慮，

（1）一致性

AV行業最常提到的關于支持AV部署的道路基礎設施的問題是“美國（以及全世界）缺乏統一性”，雖然美國公路機構通常遵守國家MUTCD（Manual on Uniform Traffic Control Devices，統一交通控制設備手冊），但MUTCD具有很大的靈活性，允許不同的實際應用，NCUTCD（National Committee on Uniform Traffic Control Devices，全國統一交通管制設備委員會）最近批準了MUTCD的一些變更建議，專門要求在全國范圍內加強路面標線的一致性，

（2）設計

路面標線需要設計為在白天和夜間條件以及干燥和潮濕條件下可見和可檢測，在理想條件下，如晴朗干燥的條件下，如果存在路面標記，則通常認為路面標記的可見性足夠，然而，在晴朗白天條件下，干濕路面標線的LDP檢測可能特別具有挑戰性，這取決于眩光和與路面標線相鄰的路面表面對比度，

標記的可見性和檢測能力日夜不一；在小雨與大雨以及無雨的潮濕道路上，它們也有所不同；陽光明媚的日子里，太陽的角度可能會改變標記的性能，因此標記在一天中的某些時候可能無法檢測到；路面標線的使用壽命是所有實際道路基礎設施要素中最短的，路面標線一經安裝，就處于不斷衰減的狀態，在美國的一些地區，如內華達州拉斯維加斯，酷熱少雨，由于瀝青油的痕跡，標記會很快失去白色，在經常降雪的州，冬季維護活動可能會嚴重損壞路面標線，以至于需要每年進行維護，

（3）維修

目前正在制定路面標線的最低反游標準，這些標準旨在為人類駕駛的車輛提供最低能見度標準，但并非專門針對ADAS LDP技識訓未來ADS道路感知技術需求而設計，歐盟道路聯合會建議LDP檢測路面標線的最低維護標準，標準包括將干回復反射率保持在150毫坎德拉/平方米/勒克斯（mcd/m2/lx）的最低水平，將濕回復反射率保持在35毫坎德拉/平方米/勒克斯的最低水平，將對比度保持在3到1的最低水平，首選水平為4到1，并使用至少6英寸寬的縱向標記，

參考文獻：

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

END

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