電動客車系列研究周報寫到第三篇，主要探討一下客車智能化發展動向以及與之相關的安全問題。

目前，國內由于高鐵的存在，客車的應用場景主要被集中在了城市公交和中短途旅游客運之中。而在城市中，公共交通設施與交通需求失衡，導致交通擁堵成為通行的“大城市病”。由于客車具有很強的運營屬性，而運營是個可調控的過程，因此通過信息系統把管理系統管控端、車輛售后維修端和客車使用過程予以連接，建設交通一體化、公交信息化、系統管理科學化的智慧公交體系已成為公共交通發展的主要方向。而以上連接和協同管理的實現，有賴于客車的智能化發展。

客車智能化發展最直接的方向就是作為智能交通系統的子集，從技術需求、發展階段的角度看，對客車智能化的探討可以從兩方面展開：一是基于輔助駕駛和主動安全的近期演化，二是基于未來客運系統自動駕駛需求的發展趨向。

圖1 客車智能化最直接的方向就是作為智能交通系統的子集

客車智能聯網系統的是一個相對完善的信息系統，通過構建一個演進的整車電子電器架構技術體系，實現對整車各電子系統的故障診斷、車內外車載總線信息的網絡連接、以及對管控端和車聯網其他子網的網絡銜接，由此實現公交運營調度智能化和運營車輛管理智能化，作為城市智慧交通系統的子系統致力于改善城市交通狀況。

第一部分 客車主動安全

近年來客車交通事故，特別是重特大群死群傷的客車安全事故頻發，對道路安全管理和客車安全提出了要求，目前在安全領域主要有以下幾個安全標準：

· GB7258 機動車運行安全技術條件（修訂）

· 營運客車安全技術條件（JT/T1094-2016）（制訂）

· GB13094 客車結構安全要求 （修訂）

· GB 電動客車安全技術條件 

標準的強制實施對 2017 年客車行業的發展，特別是對客車產品的技術提升和進步帶來很大的影響。這些安全標準中存在著有關主動安全和輔助駕駛方面的細節性要求，比如《營運客車安全技術條件》分布對整車和制動系統提出了要求：

A.整車要求——

· 營運客車應安裝電子穩定性控制系統（ESC）；

· 車長大于 9米的營運客車應裝備車道偏離預警系統，還應裝備自動緊急制動系統（AEBS），這里參考了JT/T 883-2014《營運車輛行駛 危險預警系統 技術要求和試驗方法》，規定了前方車輛碰撞報警系統（FCW）的測試方法。

表 1 JT/T 883-2014 的 FCWS 測試方法

B、制動系統要求

· 引入彎道制動穩定性的試驗方法及限值；

· 車長大于9米的營運客車，所有車輪應安裝盤式制動器；

· 增加了制動器襯片磨損自動報警裝置的安裝要求；

· “采用氣壓制動系統的營運客車，行車制動管路內工作氣壓應大于等于1000kpa

隨著線控技術的發展, 電控制動系統(Electronically controlled braking system, EBS)采用電信號實現任意分配各個車軸的制動力,能顯著提高商用車的安全性能，已被歐盟最新NCAP碰撞測試要求列入標配，沒有配備該系統的汽車不會從E-NCAP獲得五星級的安全認證。大眾已宣布將為旗下商用車所有車型都標配AEB自動緊急制動系統。今年6月1日起，Caddy(開迪)、Crafter和Transporter三款車型將全部裝配AEB系統，大眾也成為首家為商用車標配AEB自動緊急制動系統的廠商。

我國營運客車學習歐洲的經驗，對完善客車的制動系統提出了更高的要求，是從安全角度出發的。目前客車對道路信息的采集處于基于雷達和攝像頭的融合階段，能覆蓋到的障礙物多而雜，包括行人、車輛、甚至樹木、建筑等等，這造成了實際上重型車輛的線控剎車系統開發是存在較大困難的。

圖2大巴的感知配置

目前客車AEBS系統的核心技術主要掌握在國外大型商用車制動系統開發商手中，其中又以德國WABCO公司及Knorr公司的最為成熟。我國這一系列客車安全法規的實施，尤其是新的商用車制動系統法規推出后，必將提升客車企業對AEBS系統的需求，屆時國內客車企業在采用WABCO和KNORR兩家成熟的電控剎車系統上，也會慢慢培養出本土的AEBS供應體系。

圖3大車的測試要求相對更為復雜

第二部分 未來的自動駕駛系統

1、國外自動駕駛客車的嘗試

自動駕駛客車在歐洲已經開始進入運營和示范的階段，法國研發設計的自動駕駛巴士已經遍布英、美、希臘、日本、新加坡等多個國家和地區，最為典型的是兩家Navya與Easymile兩家創業公司：

· Navya公司在2016年底獲得來自法國三大運營集團之一Keolis與汽車零部件巨頭法雷奧(Valeo)的3400萬美元投資，車型Arma在法國投入運營的城市已增至7個，在全球共有45輛無人巴士，遍布5大洲，搭載的乘客人次超過17萬。計劃今年制造80輛自動駕駛巴士，并將在美國密歇根建廠。 

· Easymile公司則獲得另一家汽車零部件巨頭大陸集團的投資，還拿到了不少國家的私人公交運營商與私人企業的訂單(租賃或購買兩種形式)，譬如日本永旺集團，就引進了多輛Easymile的主打車型EZ10，讓無人巴士在日本千葉縣豐砂公園內進行小范圍試運營;還有DeNA，在園區內用EasyMile 的無人巴士來接送員工。EasyMile公司與Ligier公司合作，共同在法國的Vichy生產代號為EZ10的自動駕駛汽車。

圖4 客車自動駕駛從小到大的應用范圍很寬

2、國內的客車自動駕駛嘗試（以宇通為例）

2015年8月，宇通用一輛長10米的大客車滿載乘客從河南省鄭州市出發，在正常交通流量下，沿著鄭開大道自動駕駛32公里安全到達河南省開封市，最高時速68公里/時，途經26個路口及信號燈，停靠2個公交站。

宇通自動駕駛大客車采用了激光雷達*4、毫米波雷達*1、攝像頭*2、GPS和車聯網設備等多種傳感器來實現感知能力：

· 雷達傳感器：用來探測一定范圍內障礙物（比如車輛、行人、路肩等）的方位、距離及移動速度。如圖所示，這里配置了多個毫米波雷達和激光雷達，對多傳感器的數據融合和雷達避障進行了一些嘗試。

· 攝像頭：用來識別車道線、停止線、交通信號燈、交通標志牌、行人、車輛等。

· 定位及位姿傳感器：用來實時高精度定位以及位姿感知，比如獲取經緯度坐標、速度、加速度、航向角等，通過位置信息就可以利用豐富的地理、地圖等先驗知識，可以使用基于位置的服務。

· 車身傳感器。來自車輛本身，通過整車網絡接口獲取諸如車速、輪速、檔位等車輛本身的信息。

圖5宇通自動駕駛演示配置

主控系統選用了工控機上運行著操作系統，操作系統中運行著自動駕駛軟件操作系統之上是支撐模塊，對上層軟件模塊提供基礎服務，包括：

· 虛擬交換模塊，用于模塊間通信；

· 日志管理模塊，用于日志記錄、檢索以及回放；

· 進程監控模塊，負責監視整個系統的運行狀態，如果某個模塊運行不正常則提示操作人員并自動采取相應措施；

· 交互調試模塊，負責開發人員與自動駕駛系統交互。

底層有三個部分，分別是驅動、制動和轉向，這里其實離不開與國外商用車廠家的支持。

· 驅動的改造：對其整車控制器進行修改，負責整車系統管理和動力分配。在該基礎上，實現了依靠CAN線通信控制油門開度; 

· 對制動的改造：采用電子剎車系統(EBS)，可以根據需求減速度精確地提供制動力。依靠對車輛驅動和制動的改造，實現了定速巡航、電子駐車功能; 

· 對轉向的改造：需要采用電控液壓助力轉向的開發預研，開啟轉向電控模式

2017年7月18日，由中車電動自主研發、全球首款12米智能駕駛客車在湖南株洲公開路試，自動完成了牽引、轉向、變道等動作，最高時速達到每小時40公里。這輛車周身共有8個傳感器，包含攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、高精度組合慣導等，用于識別周邊車輛、行人等障礙物。雷達可探測到前方200米范圍內的障礙物。前置單目攝像頭，可以識別前方行人、紅綠燈和車輛種類。高精度組合慣導定位系統，實現了厘米級別的高精度定位。 

第三部分 小結

比較而言，國內自動駕駛客車主要以10-12米客車以及通勤車為主，側重于解決城市道路交通擁堵問題；而國外目前仍然以中小型的自動駕駛巴士為主，并且測試、運營區域都基本處于一定封閉性的地方，并且主要應用于“解決最后一公里”的短途運輸。

在客車自動駕駛的第一階段在快速公交（Bus Rapid Transit ， BRT）領域開展，以公交為運輸載體，能夠迅速有效運輸大量旅客。快速公交將車站、專用車輛、專用車道、公交服務和智能交通系統等的設計結合為統一的系統，由于存在專用車輛、專用車道，具備為自動駕駛提供實際運營測試的條件，而在城市環境下，逐步在某些線路上實現自動駕駛則是未來為城市公交駕駛員短缺提供一種解決方案。而自動駕駛客車在短駁場景的運行方面，則可能在首先在路線相對固定、環境條件相對單純的景觀區域落地。通過加大運營間隔和運營的智能化來實現高效運輸，以區隔于共享單車的潮汐問題。

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