上海港区重卡迎来5G时代 集装箱实现智能转运
发布时间:2019-11-15 09:55:03
来源:中国水运网
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原标题:港区重卡装上“智慧大脑”

当5G时代遇上智慧物流,重卡拥有了大脑、耳朵和眼睛,能学习、会思考,还可以眼观六路耳听八方。曾经科幻电影里才能见到的场景,如今正在上海洋山深水港成为现实。

洋山四期码头2.3公里的岸线上,以及数十公里的集装箱转运动线上,异常繁忙,但却空无一人;上汽5G智能重卡与港区其他智能化设备一起,在复杂的作业环境下“完美协作”,15秒内完成货物装卸,并迅速开启自动驾驶,自主规划最优路线,精准运输到指定地点。

这是洋山港、东海大桥到临港物流园区“集装箱智能转运”的场景。11月9日,上汽集团、上港集团和中国移动联合宣布,全球首次“5G+L4级智能驾驶重卡”示范运营在上海洋山深水港正式启动。上汽集团商用车技术中心副总工程师兼首席设计师黄斌感慨,“这是无人驾驶技术第一次在5G环境下,实现港区智能化作业,让重卡也拥有了大脑,会学习会思考。”

让通行能力倍增

“智能重卡让通行能力倍增,相当于再建一座东海大桥。”项目方在官方的新闻发布中表示。在洋山港示范运营的基础上,上汽集团、上港集团和中国移动表示,计划在2020年实现智能驾驶重卡小批量示范运行,未来3-5年内实现大批量商业化运行。

在上汽5G智能重卡来回72公里的物流环线上,从深水港物流园经东海大桥到洋山码头,涵盖了普通道路、高速公路、码头、堆场、夜间大交通流量等复杂场景,每年有60余天还要经受东海大桥上7级以上大风的考验。

目前上汽智能重卡已经获得了上海市智能网联汽车开放道路测试牌照,这款融合了AI人工智能、5G、V2X车联通讯等先进技术的智能重卡,已经成功实现在港区特定场景下的L4级自动驾驶、厘米级定位、精确停车(±3cm)、与自动化港机设备的交互以及东海大桥队列行驶,为港口运输客户提供更智能、更安全、更高效、更环保的集装箱转运方案。

“基于自主研发的视觉感知系统、激光雷达系统、毫米波雷达系统以及卫星和惯性导航组合系统,上汽智能重卡具备多维度、多方位360度感知能力,能在前后各约250米、左右各约80米的范围内精确感知交通参与者,对行人、车辆、其他障碍物等进行精确识别,规划路经,提供比人类驾驶员更安全可靠的车辆操控。”上汽方面介绍道。

南京隼眼科技创始人、董事长施雪松表示,智能驾驶重卡是基于V2X(如LTE-V)的有条件、限定环境(如高速公路)车队编队自动驾驶。一般是三辆重卡辆车进行编队,车辆之间间距15至20米,头车有人驾驶,后车自动驾驶。智能重卡的主要的贡献包括车队能耗降低10%,能提高高速公路通行效率等。

上汽方面介绍称,通过新一代5G-V2X技术,上汽智能重卡能在20毫秒内建立车队间的实时交互通讯,确保自动跟车、车道保持、绕道换行、紧急制动等队列行驶功能即时实现,并在保证安全的前提下,将队列行驶的间距由150米缩小到15-20米以内,从而提升道路车辆密度,便利集装箱转运,有望将东海大桥的通行能力提升100%,相当于新建一座东海大桥。

此外,上汽智能重卡搭载的清洁能源动力系统,能使其污染排放相比传统柴油动力重卡将大幅减少60%。

另据介绍,在洋山码头集装箱堆场里作业,卫星信号容易被遮挡,上汽智能重卡却可以依靠高精地图、地面增强定位和视觉激光感知系统,与轮胎吊、桥吊通过V2X技术交互,最终实现精确定位以及15秒内一次性完成精准停车(±3cm),单点装卸作业效率将提升10%。

在公众普遍关注的网络安全方面,上汽智能重卡项目配备了专职网络安全团队,构建从网络到主机4层纵深防御,开展1107项安全加固、193项安全测试、476项风险评估。项目根据网安法落实网络安全等级保护制度,并在市公安局网安部门进行备案,经过委托测评机构进行安全检测以及落实防护措施后,网络安全达到高级别防护水平。这是国内首个实现网络安全等保备案的智能驾驶车辆项目。

十级台风挡不住前进步伐

惯例的检查与晨会后,上午八点半,带有“上汽GT”字样车牌的5G智能重卡测试车辆陆续驶离基地。驾驶室内,没有“驾驶员”,有的只是“安全员”与工程师。

安全员李文斌来自上汽红岩技术中心,当他按下“智驾切换”键,智能重卡被“托管”后,李文斌双手离开方向盘、双脚不碰刹车。每辆智能重卡都有一个固定的安全员,在完成一天的测试操作后,李文斌还在对车辆进行加油、加气等常规保养,与智能重卡“黏在一起”时间最长的就是他们。

坐在李文斌边上的,上汽前瞻技术部工程师张强则了新一轮数据检测。随着车辆的自动驾驶,加速度、转角度、定位等成百个数据在电脑屏幕上跳动——每天,上汽5G智能重卡车队都要从A点上港深水港物流园区出发,途径东海大桥,到达洋山一期内的B点,这条总长约72公里的项目运行路线上,包含了高速自动驾驶、队列行驶、港内堆场自动驾驶、海关闸口识别等复杂应用场景。“每天都要跑三四圈,一圈用时在2小时。”张强说。

深水港物流园区内,红绿灯、障碍物,智能重卡的高精准识别度令人称奇。试乘体验过程中,一辆普通重卡突然横出路面,完全“托管”的智能重卡迅速反应、精确识别,及时刹车停了下来。笔者还发现,当遇到站在路中指挥的物流管理员时,智能重卡照常行驶;而遇到穿行路中的园区工作人员时,智能重卡则会停下。

为何它们能有如此智慧的“双眼”与“大脑”?张强说,智能重卡的软件设置中加入了“预交叉碰撞点”的曲线函数,“通过自带的多个摄像头,智能重卡看到的是一个静止、一个运动的状态,经过计算得以作出准确判断。”智能集装箱转运近在眼前。

据介绍,这套由上汽自主研发的视觉感知系统、激光雷达系统、毫米波雷达系统以及卫星和惯性导航组合系统,为车辆提供了多维度、多方位360度的感知能力,能在前后方约250米,左右各约80米范围内精确感知交通参与者,对行人、车辆,其他障碍物等进行精确识别,确定轨迹,提供比人类驾驶员更安全可靠的车辆操控。

除了准确识别,智能重卡还要应对东海大桥桥面上极为复杂的交通场景,包括大风、大雨、盐雾等不同气候环境。横风就是技术团队必须解决的难题之一。

“我们有一套较为完善的仿真系统,模拟东海大桥上不同级别的风,包括风的航向,60度或是30度,同时在场景中加入大雨。”张显宏说。

今年“十一”期间,张显宏他们遇到了最大的一场风——十级台风,“大桥上的横风,比正常路上面要大很多。我们赶在封桥前,去桥上做了测试,跑下来发现车辆行驶没有任何偏差,十分稳定。”张显宏笑着说,“这几个月的熬夜总算没有白费。”

开拓创新的研发之路

在临港无人驾驶测试基地,这里汇聚了全国最先进的汽车智能驾驶技术——

早上七点半,空旷的临港基地,空气微凉。刚扒拉了口早饭的王强拿着记录本,开始了一天最早的“点检”工作。他来自上汽商用车技术中心样车试制科,他们是最早接触智能重卡的一批人。

摄像头有没有脏,接线有无松动,在来这里的差不多四个月时间里,王强一遍遍重复着一些动作,智能重卡上的每一处细节他都了如指掌。“车上大大小小的感知雷达加起来有83项,全部检测时间约半小时。”王强拿起喷壶清洗雷达,就像戴眼镜的人把镜片擦干净一样。他笑着说,“这可是最棒的智能重卡,能为它做好保障工作,大家心里都很自豪,热情也很高。”

“洗漱完毕”的智能重卡还不能马上上路。剩下的半小时留给上汽前瞻技术研究部的工程师们。他们登上重卡,对车上的软件再次进行检测。

“项目研发最紧张的时候,几乎隔夜就会有新软件出现,需要及时刷新。虽然现在已趋于稳定,但每天的软件检查环节依然要保证。”上汽集团前瞻技术研究部智能驾驶分部高级经理张显宏介绍,“从四月份到现在,智能重卡的主要软件更新近70次,模拟雨雾、隧道、陡坡等场景的前期基础开发就做了近1000次。”事实上,为确保车辆实现自动驾驶,上汽智能系统的软件版本从V0.01到现在的V3.20,中间迭代的有几百个之多。

早在智能重卡示范运营项目立项初期,上汽集团董事长陈虹就极为重视,要求上汽相关企业和部门的负责人要“调集精兵强将,靠前指挥”。陈虹深知,眼下正在面临的这场“大考”,其实考得是上汽在5G时代的“生存能力”。从技术发展角度看,5G技术极有可能催生“物联网生态”的发展,从而推动汽车成为新的智能中枢。有时,他甚至为此夜不能寐。项目领导组成员向笔者透露,“我们在最初的几个月,几乎每两周要向董事长进行一次详细汇报。”

上汽高层们清晰地看到,5G技术在汽车产品上的应用,就是下一个产业转型升级的“突破点”。据中国信息通信研究院发布的《5G产业经济贡献》预测,在2020-2025年期间,我国5G商用直接带动的经济总产出达10.6万亿元,将直接创造超过300万个就业岗位。

这同时也是一场与时间的赛跑。当今世界,唯快不破。谁能掌握先机,谁就能获得主动权。陈虹不止一次地谈到,在5G技术产业化落地方面,上汽还要争取加快高速公路自动驾驶、城区快速路拥堵工况自动驾驶技术的商业化应用,并持续推进全新一代电动车专属架构、新一代域融合电子电器架构、智能驾驶决策控制器、线控底盘、5G智能座舱等的自主研发,以此“不断提升上汽品牌的科技含量,让市场来检验我们的创新成果。”

智能重卡规模化商用起步

据了解,目前,上海正在丰富智能网联汽车道路测试场景。上汽集团、宝马、滴滴作为率先获颁上海市首批智能网联汽车示范应用牌照的企业,将开展智能网联汽车载人、载货的示范应用,进一步推动智能网联汽车加快从研发测试向示范应用过渡,上海也将成为国内首个智能网联汽车示范应用和逐步探索商业化运营的先行区。

今年9月,上海第三阶段42.5公里智能网联汽车开放测试道路,将测试道路从原有的一类测试道路进一步拓展至二类、三类测试道路,丰富了城市商圈、工业园区、港口码头、交通接驳等多类应用场景,并逐步由点、线形成片状测试区域。进一步满足了当前智能网联汽车技术研发、测试优化、示范应用的实际需求。

目前上海已累计开放测试道路达到79.7公里,其中嘉定区开放测试道路为53.6公里、临港地区开放测试道路为26.1公里,测试应用场景超过1500个,处于全国前列。

在上海临港,未来中国无人驾驶测试的最佳场所正在诞生。在临港智能网联测试场地,有长26公里的无人驾驶开放测试道路和长3.2公里的封闭测试区。据上研智联技术服务部副部长吴海飞介绍:“该测试场将为无人技术的发展提供丰富的道路场景和路况采集数据。”上研智联是为上海临港智能网联综合测试示范区提供支撑和运营的单位。

目前威马汽车和图森未来都在临港积极测试无人驾驶商业化的实现与落地。图森未来早先时候入选了上海市首批人工智能试点应用“AI+交通”示范场景,将探索在上海临港主城区、物流园区、东海大桥等地开展无人集卡物流配送示范运营。

“无人驾驶是目前全球最具挑战性的科技课题之一,对于提高运输安全性、降低运营成本和减少由于疲劳驾驶等人为因素导致的事故都有积极意义。”图森未来联合创始人、首席技术官侯晓迪博士表示。

未来3—5年有望实现量产

据介绍,在项目开发过程中,各方合作开放数据接口,使得港口、车队、道路管理各方能同时共享实时信息。通过5G通讯,在最低时延下,将智能重卡和智能港口进行了对接,方案从车、云、管、端、场5个维度上系统化完成了集装箱智能转运方案。

TOPS+FMS通过可视化界面实时监控车队状态,下发作业指令,规划智能重卡路径,从而完成港口运营管理,确保系统信息与数据安全。上汽智能重卡能在20毫秒内建立车队间的实时交互通讯,确保自动跟车、车道保持、绕道换行、紧急制动等队列行驶功能即时实现,并在保证安全的前提下,将队列行驶的间距由150米缩小到15-20米以内,从而提升道路车辆密度,有望将东海大桥的通行能力提升100%。

得益于全球首创的“LNG+12AMT组合”(天然气发动机+12速自动变速箱)清洁能源动力系统,上汽智能重卡在集装箱转运过程中产生的氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)污染物排放,相比传统柴油动力重卡将大幅减少60%。

上汽集团副总裁兼商用车事业部总经理蓝青松认为,无论在乘用车领域,还是在商用车领域,作为一个示范运营,小批量的比较容易,但是真正做到量产不容易。他说:“我们有三句话,场景主导、软件定义、数据驱动,这背后反映的是在安全,网络安全、功能安全都做到位的前提下,结合传感和感知系统,在量产化的过程中降低成本。”

根据规划,5G+L4级智能驾驶重卡2019实现整个深水港到临港全过程的示范运营。2020年实现小批量示范运营,参与港口日常货运集装箱转运作业。预计3-5年内实现大批量商业化运行。

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