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中國聯通賦能智慧交通:從“零的突破”到“國際領先”

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從“零的突破”到“國際領先”,再到榮膺2022年度中國通信學會科技進步獎一等獎,在基于5G與AI的全域交通環境智能融合感知系統的這條賽道上,中國聯通花了整整7年。

對此,中國聯通給出的心得是:“原始創新是從‘0到1’的突破,常常意味著漫長而艱難的探索,卻可能產生開創性的變革,帶來開創性的技術和產品?!?/p>

從“零”起步

當前,在交通強國建設背景下,如何更好地利用通信、大數據、人工智能等技術為智慧交通發展賦能成為時下重要任務。而這迫切需要具有5G/V2X融合網絡設施架構能力,以及實現更準確、更低成本的AI感知,以便規?;x能智能網聯自動駕駛。然而,長期以來,行業缺乏相關的研究積累。

“發展車路協同是汽車產業換道超車的差異化路徑,可以大幅加速自動駕駛的規?;涞??!眮碜皂椖繝款^單位聯通智網科技股份有限公司(以下簡稱“智網科技”)的項目負責人表示,自動駕駛同樣面臨很多人類駕駛員感覺非常困難的情況,“但車路協同為單車智能提供了黑夜中的一盞明燈。單車智能像車的大燈,而車路協同更像路燈,二者相輔相成,共同賦能汽車智能化的升級?!?/p>

中國聯通內部人士則更堅定地認為:“以車路協同為支撐的高階自動駕駛是未來的發展方向?!?/p>

2016年,時任智網科技的產品總監敏銳地意識到這一發展趨勢和巨大潛力。在公司領導支持下,一支最初只有2名研究人員的精干團隊,開始在智網科技內部啟動智能網聯方向的研究儲備工作。

2019年,根據中國聯通集團科技創新部組織安排,團隊率先向國資委提交了《基于5G與AI的全域交通環境智能融合感知系統》的申報書,力圖攻克關鍵技術、研發系列產品,并開展全國多場景應用示范。

然而,當時車聯網不只在聯通,在行業都還屬于創新領域,具有多學科交叉、風險大、長期性、前瞻性、顛覆性、技術難度高等特點,需要集中公司力量統籌規劃,開展長期穩定的布局和支持。

這一項目得到了中國聯通集團的高度重視。在科技創新部的牽頭下,公司不僅為重大項目攻關制訂了專門管理辦法,建立專門工作小組,而且從項目投資、有效管理、內部協同、有效激勵等各方面,建立了全套制度體系。同時,還積極對接天津大學、北京交通大學、大唐、華為、清華大學蘇研院、中國信通院等合作伙伴,有效開展協同攻關。

“我們按平臺、技術、場景推動研發工作的開展,截至攻關完成,已形成超過40人的骨干團隊。在天津聯通、北京聯通、聯通研究院、江蘇聯通、集團政企等大力支持下,選定天津海教園、北京亦莊、河北雄安、江蘇常州等地啟動項目主要實驗基地的建設工作,保障5G網絡覆蓋?!敝蔷W科技項目負責人介紹。

最艱苦的時期,在日后回憶起來往往是最珍貴的記憶?;叵氤鮿摃r期的種種艱辛,團隊成員紛紛表示:“盡管隨之而來的是在研發過程中遇到的各種技術難題與瓶頸,但咬牙挺過困難時期必定會出現曙光?!?/p>

爬坡過坎

對中國聯通來說,解決人員配置和實驗用地難題只是萬里長征的第一步。項目攻關,是要在5G和AI結合,突破多天候多場景的準確感知上取得突破,這是前期行業5.9G PC5網絡研究中未曾碰到的挑戰。

為實現攻關目標,項目團隊反復論證和討論,從系統設計與定制、平臺功能規劃與開發、場景搭建與實現、指標采集與優化、感知設備安裝及測試優化等方面,具體分成網絡、感知、場景、安全、測試等小攻關團隊,在聚焦各自目標的同時,也持續開展小組間的溝通,不斷在摸索中前進,共同克服困難、挑戰。

“這個系統公司沒人做過,行業內也沒有成熟的經驗可供借鑒,所以我們要不斷嘗試,很多時候都是在試錯?!眻F隊成員回憶說,“有時候覺得好像都做對了,但就是得不到理想結果,只能一遍遍檢查、優化,鉆進每個細節中反復調試,這樣才能獲得最優指標?!?/p>

遇到的考驗多了,團隊形象地將問題和考驗稱作“坎兒”,解決一個難題就是過一個“坎兒”。

“每個‘坎兒’都是一次挑戰,每個‘坎兒’都不容易過,但要實現零的突破,就必須過無數個‘坎兒’?!惫緝炔咳耸垦a充說。

該系統的核心模塊之一是“多智能體,協同控制”工程。團隊首先面臨的是感知融合處理下發實時性這個“坎兒”。研究人員基于5G/MEC網絡及AI云化部署技術,從理論模擬、實驗驗證到模塊設計,緊密合作,反復優化參數,率先提出并發布“5G+V2X+邊緣云+云聯網”的系統方案,最終打造了毫秒級的實時感知服務閉環。

融合感知結果的準確性實現難度極大,是第二個“坎兒”,涉及融合技術路線評估、系統規劃設計、準確評測驗證等一系列技術難題。團隊成員充分論證,提出方案,解決了基于5G/MEC的感知融合問題,研發了適合邊緣云部署的多源融合感知算法,感知準確率達到99.5%,有效降低了40%的成本。同時,建立了一套多維度評價指標和標準測試流程,擁有超過20萬個測試用例的評測庫,有效解決感知系統快速部署調測難、迭代慢的工程問題。

第三和第四道“坎兒”則是5G/V2X融合網絡性能可靠性和各子系統有機協同性問題。長期以來,智能網聯應用依托的網絡設施缺少性能評測能力,項目組通過網聯分級,建立不同場景下的網絡容忍度模型,同時,提出多平臺開放互聯、功能按需部署、一體化安全管控的技術方案,打造開放的車路協同底座平臺,實現與多系統的有效互聯,通過一體化運營提供全程全網服務。

類似的“坎兒”還有很多,團隊成員養成了細心的工作習慣和嚴謹、細致、求真的科學精神。他們一致認為,實現整套系統的協同運營,一定要堅持、再堅持一下,細致、再細致一點兒。

越“坎兒”無數后,研究人員總結出一些實用的經驗口訣,比如“一張藍圖構建、實際應用引導、全程視角思考、健全指標體系、面向行業賦能”等。

2022年初,以鄔賀銓院士為組長的評審專家組一致認為“該任務已按時完成了立項要求的全部研發工作,達到了預期效果,超額達到了各類考核指標要求,網絡參數與自動駕駛相結合的感知成果達到國際領先水平,同意通過驗收”。

國際領先

從“零的突破”到“國際領先”,中國聯通花了整整7年。盡管過程也是一波三折,但也總算是守得云開見月明。

攻關項目收獲的豐碩成果,已經在全國20多個城市形成了標桿案例,在北京冬奧會、博鰲亞洲論壇等國際重大活動中應用實施,得到了規模推廣。

博鰲亞洲論壇就是一個經典的案例。從項目獲取到上線不到一個月時間,團隊僅用28天就完成了在海南博鰲東嶼島開展車聯網試點建設工作這一“壯舉”。

為確保第一時間完成交付,智網科技派出一支10多人的隊伍天天吃、住、睡在機房,連軸作業近300個小時,建設路側感知點位,部署邊緣計算、雷達、攝像頭、配套5G基站及安全傳輸專網,形成了一套包括感知、決策、控制全閉環的完整自動化系統。

“在團隊成員的通力合作下,無人駕駛車輛甚至擁有了遠超人類駕駛員的感知能力?!敝蔷W科技項目負責人介紹,配套5G通信設施、路側單元、高清攝像頭、毫米波雷達等設施后,每一輛自動駕駛車輛都能高精度組合定位,上路后可以精準感知車輛視野范圍內任意行人、車輛或其他物體,并獲取距離、方位、運動狀態等信息。對于車道線、交通燈、交通標識等也能360度無盲區識別。

在智網科技項目負責人看來,當前,智慧交通已經成為智慧城市板塊重要組成部分,離不開創新生態體系和健康生態環境。而打造完善的智慧交通生態體系,離不開很多關鍵元素之間的密切合作,比如政府監管機構、科研院所、企業等。

“我們已經進入該領域的第一梯隊?!被仡櫼宦纷邅淼臍v程,不少項目成員表示,“經過這幾年的磨煉,團隊有了很好的技術積累,利用該系統取得了一流成果。項目組正不斷對其性能進行提升,完善項目管理,并在各地開展落地實踐,服務智慧交通和社會需求?!?/p>

對話-鏈接

記者:該項目目前在國際上處于什么水平?

智網科技:我們首次搭建全國跨地域一體化MEC與V2X融合試驗床,實現1套技術架構面向10多個應用場景的復制推廣,并在MEC預警推送、云控低速駕駛、5G遠程駕駛、自主代客泊車等多個創新領域形成標準化解決方案。項目研發的設備以及軟件系統均通過行業權威機構檢測認證,功能及性能指標在行業領先,部分成果達到國際領先水平。

記者:下一步,團隊的研究重點或該領域的發展方向是什么?

智網科技:當前,智能網聯(車聯網+車路協同)新型信息基礎設施建設納入《“十四五”國家信息化規劃》,我們將充分總結攻關成果,打造標準化產品以及行業解決方案,依托全國營銷團隊,加大全國推廣力度,爭當產業鏈龍頭企業,爭取在核心技術攻關、技術融合、商業模式探索、產業孵化及成果轉化等方面形成領先的核心競爭力,吸納產業鏈上下游合作企業,形成產業集聚效應,形成產業生態圈,培育戰略性新興產業。在具體操作層面,我們將在本次攻關任務取得的成果基礎上,結合新一代信息基礎設施建設布局,進一步豐富和完善“基于5G和AI融合的智能車路協同系統”的技術體系,尤其圍繞“算網一體協同計算、可信安全信息交互、B5G融合路側終端”等方面持續開展攻關,保持在該領域的國際領先地位。

編輯:敬之

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