港口智能駕駛開發(fā)與實(shí)踐之車-機(jī)-路協(xié)同解決方案
2021-07-05 15:39 來源：上汽集團(tuán)
智能駕駛行業(yè)是一個(gè)風(fēng)口，上汽集團(tuán)在自動(dòng)駕駛布局非常早。總業(yè)務(wù)前景來看主要是三點(diǎn)：政策利好，社會(huì)價(jià)值，市場(chǎng)需求。從政策層面，國(guó)家多部委政策鼓勵(lì)自動(dòng)駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用；從社會(huì)價(jià)值來看，智能駕駛可以提升道路安全，減少交通事故，緩解人力短缺，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保；從市場(chǎng)需求方面來看，主要了解一下港口自動(dòng)駕駛。從港口自動(dòng)駕駛市場(chǎng)預(yù)測(cè)來看它是有超千億級(jí)規(guī)模；在世界港口集裝箱地位來講，亞洲地區(qū)集裝箱港口吞吐量增速是高于全球平均水平，行業(yè)市場(chǎng)看下來還是非常可觀的。
上汽集團(tuán)在過去三年智能重卡做了兩件事情：第一件事情是從洋山港經(jīng)東海大橋到深水港物流園區(qū)，72公里閉環(huán)實(shí)現(xiàn)集裝箱智能轉(zhuǎn)運(yùn)。這個(gè)是非常具有商業(yè)價(jià)值的。我們做這件事情不是為了作秀，一定是做商業(yè)化。2020年洋山港集裝箱吞吐量已經(jīng)超過2200箱，其中1100萬(wàn)是通過東海大橋陸路運(yùn)輸，另外是水路運(yùn)輸。東海大橋年通行能力約為970TEU，其實(shí)已經(jīng)存在瓶頸，經(jīng)常是集裝箱排著隊(duì)，出入洋山港道路嚴(yán)重?fù)矶拢虼巳绾翁岣邧|海大橋的通行效率，是亟待解決的問題，后面我們會(huì)講到通過隊(duì)列形式縮短車車間距，單位長(zhǎng)度上車輛容量更多來提升東海大橋的通行能力。
港內(nèi)AIV是上汽集團(tuán)團(tuán)隊(duì)完全自主研發(fā)的純電動(dòng)無人駕駛集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)車。專門針對(duì)傳統(tǒng)碼頭的特點(diǎn)，與客戶一起分析業(yè)務(wù)需求，共同定義我們這個(gè)產(chǎn)品研發(fā)。開發(fā)過程中整個(gè)項(xiàng)目遇到很多挑戰(zhàn)性的要求和目標(biāo)，經(jīng)過團(tuán)隊(duì)的全力拼搏、攻堅(jiān)克難，問題一一解決，完成并超越了客戶的期望。去年4月份第一代AIV下線，上汽集團(tuán)跟上港簽署合作協(xié)議，12月份第二代AIV成功下線，能夠完成滿足在傳統(tǒng)碼頭狹窄道路上行駛。去年12月第一代AIV進(jìn)入上港外高橋四期碼頭，2021年1月份第二代AIV也進(jìn)入到外四，與港機(jī)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)調(diào)，到6月30日成功完成項(xiàng)目的階段性目標(biāo)。目前AIV現(xiàn)在已經(jīng)開始真實(shí)集裝箱作業(yè)測(cè)試。這是智能重卡和AIV項(xiàng)目的里程碑。
上汽集團(tuán)的總體解決方案——采用車-機(jī)-路協(xié)同（機(jī)：港機(jī)設(shè)備），通過融合感知，協(xié)同計(jì)算，邊緣計(jì)算，即時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)集裝箱智能轉(zhuǎn)運(yùn)。根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制化，與在港或港外集卡、港內(nèi)工程機(jī)械和作業(yè)人員以及智慧港機(jī)形成閉環(huán)的生態(tài)。
從車端來講，總體解決方案不單單是單車智能，其實(shí)是“車-云-管-端-場(chǎng)”五個(gè)維度完整的生態(tài)鏈。值得一提的是，團(tuán)隊(duì)發(fā)揮主機(jī)廠正向研發(fā)的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，把整車開發(fā)V模型和安全V模型結(jié)合，從VCPTS五個(gè)維度，執(zhí)行智駕測(cè)試、功能安全與網(wǎng)絡(luò)安全、高安全性為商業(yè)化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。上汽集團(tuán)這個(gè)項(xiàng)目其實(shí)是打造了全棧式，與合作伙伴形成包括關(guān)鍵零部件、人工智能數(shù)據(jù)工廠、全息感知能力、擬人化智能駕駛架構(gòu)、高精度眾包地圖等智能駕駛核心技術(shù)，并采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)功能安全定義+高級(jí)別網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)建+嚴(yán)苛的整車和智駕系統(tǒng)測(cè)試及確保整車智能駕駛個(gè)安全性能處于領(lǐng)先水平。
目前無人駕駛最大的挑戰(zhàn)就是如何做到安全。上汽集團(tuán)全面引入功能安全和信息安全，與整車開發(fā)密切結(jié)合；對(duì)于AIV，作為智能工程機(jī)械，把整車開發(fā)全套流程首次引入工程機(jī)械，針對(duì)關(guān)鍵系統(tǒng)做冗余設(shè)計(jì)。目前總智駕里程超過140萬(wàn)公里，臺(tái)架虛擬仿線萬(wàn)公里，仿線萬(wàn)個(gè)。
功能安全方面，在工程機(jī)械領(lǐng)域首次系統(tǒng)導(dǎo)入功能安全體系，886項(xiàng)危害場(chǎng)景識(shí)別，219條安全需求分析及1037項(xiàng)安全測(cè)試，關(guān)鍵系統(tǒng)滿足ISO26262最嚴(yán)苛ASIL D的要求。在港內(nèi)還做電子圍欄，通訊保護(hù)，遠(yuǎn)程監(jiān)管，保障整個(gè)系統(tǒng)的安全；網(wǎng)絡(luò)安全方面，實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)到主機(jī)4層縱深防御，實(shí)現(xiàn)1107項(xiàng)安全加固和加密保護(hù)，193項(xiàng)模擬安全測(cè)試，476項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并且通過公安部安全等級(jí)保護(hù)三級(jí)測(cè)評(píng)。
此外，上汽集團(tuán)智能重卡和AIV各有三個(gè)亮點(diǎn)：對(duì)于智能重卡，在東海大橋，通過隊(duì)列行駛，有效縮短車車間距，實(shí)現(xiàn)隊(duì)列行駛車車間距15米，提高50%的東海大橋通行能力；在洋四自動(dòng)化碼頭，作業(yè)形式為倒車進(jìn)入，與軌道吊交互作業(yè)。智能重卡倒車入庫(kù)平均時(shí)間小于70秒，而熟練駕駛員大概需要90秒。智能重卡的作業(yè)效率已經(jīng)超過人工駕駛的集卡；精準(zhǔn)停車。在箱區(qū)，智能重卡與輪胎吊和軌道吊精準(zhǔn)停車有正負(fù)5公分要求，可以做到正負(fù)3公分。
對(duì)于港內(nèi)AIV，很多技術(shù)指標(biāo)也是領(lǐng)先的。第一點(diǎn)，續(xù)航里程超過110公里，有效提升續(xù)航能力50%以上；第二點(diǎn)，目前第二代AIV車重小于18噸，相對(duì)AGV有效減重45%；第三點(diǎn)，AIV可雙向行駛，可以實(shí)現(xiàn)斜行，最大載重65T，可以提升運(yùn)行效率20%。
展望未來，上汽集團(tuán)將充分發(fā)揮在新能源、智能網(wǎng)聯(lián)化方面的研發(fā)、制造優(yōu)勢(shì)，積極發(fā)揮國(guó)有企業(yè)“開路先鋒、示范引領(lǐng)、突破攻堅(jiān)”作用，有效帶動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)業(yè)鏈高速發(fā)展和5G技術(shù)規(guī)模應(yīng)用，助力智慧綠色港口建設(shè)，與港口共同為交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和人工智能國(guó)家戰(zhàn)略貢獻(xiàn)智慧和力量。（毛向陽(yáng)：上汽集團(tuán)商用車技術(shù)中心教授級(jí)高工、AIV平臺(tái)總工程師）
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