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05 车联网了还不够,道路必须要智能

2023-05-22 11:41 作者:就是小雷同学  | 我要投稿

混乱现实篇

 

吾与之虚而委蛇yi,不知其谁何 – 《庄子 应帝王》

 

 

源于物联网的车联网技术也是交通前沿。只不过由于应用场景所决定的,其解决的问题都是辅助性的,所以没有能占据交通核心技术的位置。在车联网概念中的车辆互相感知,通信,乃至协调都能给驾驶体验与驾驶安全带来巨大的飞跃。但是这不足以根本性改变交通现状。

车联网还是人在驾驶,机器无法改变人的行为,它只能去影响或者提示,它既然不是机器在主动驾驶,那么安全性就仍然受到人的制约。人类驾驶的很多问题就都会暴露出来。很多交通事故和拥堵都是因为是人在驾驶而造成的。再一个就是“非封闭性”。有的车联网了,有的车不联网。不联网的车混乱驾驶,联网的车只能吃亏。只能被关注于安全性。可以在网上看到很多的类似“段子”。无人驾驶的小车在路上走,结果警察无法影响到这些小车。警察说,这个车你要停下来,结果车跑了。那警察也是无可奈何。将来肯定会有些警用的方式来限制这些无人驾驶的车。当然,也有可能,交通警察在全新的时代被赋予新的使命。有点儿跑题,我们先不讨论。还是回到车联网的问题上。

 

来思考下如下问题:

 

1.     车辆仍然是人工驾驶状态,没有这种L3自动驾驶所配合的车联网所组成的网络就不能排除人类驾驶的不确定性影响。(非驾驶性)

2.     道路上的车辆在逐步进入互认的状态,在这个进程中,永远有不可控的非联网车辆成为安全的隐患(非封闭性)

3.     车辆间形成的自组网状态仍然会面临“拥堵”的问题,作为单个的交通单元能主动放弃自己的路权来配合交通吗?(资源抢占式使用)直到路面上所有的车获得了一种统一优先权的算法,此时大家才能和谐的共享有限的道路资源。

 

这也是车联网这种技术从每一个个体出发所无法解决的整体问题。好,总结一下。

 

这些都不是简单的发展车联网就能解决的问题。甚至涉及到交通管理的本质问题。现有的道路交通是以驾驶员为中心,交通规则为依据,各种交通指挥,导流为辅助的交通系统。本质上还是人工驱动的模式。在L3自动驾驶全面成熟前这都将是所面临的情况。L3L4这些自动驾驶会有一些专业的定义,我们先不讨论这些专业的问题。我们只说原则性的问题。那这些原则性问题还是都要面对的。

 

如果我们大胆的把这个条件做一点修改,在车联网的条件下:

1.     引入非人工智能的轨道自动驾驶(驾驶性) ,之前提到,为什么是“非人工智能”呢?因为,不是人工智能不好,而是我们根本用不到人工智能。驾驶这个事情相对是很简单的一个事情。如果我们把条件设置为在轨道上行驶,那么自动驾驶实际上,只要有现有工业基础,再加上计算机系统,5G通信系统,他是可以解决的。因为它无非是一种有限状态机类型的机器。只要你把相关的前提条件界限都设置好,那么计算器系统是可以得出一个局部的最优解的,它是可以计算的。所以不需要AI。从我的角度去思考AI的自动驾驶模式,它从本质上,实际上它的出发点就有问题的。不需要让机器去模仿人类这种拙劣的驾驶模式。之所以说人类是“拙劣”的驾驶方式,(是因为)人本身还是受很多条件限制的,人的观察能力,反应能力,控制能力都是因人而异。所以(人力驾驶)只能把条件降到比较低的状态,不是所有的人能够符合驾驶的条件的。我们说,AI这个很尖端的技术让它去解决很高端的问题,不要让它拿我们的生命做代价然后来发展这种科技。这个有些带血的馒头的感觉。你好好的把交通问题解决了,为什么非要跟人工智能这个东西死磕呢?它除了带给我们一些尖端的技术的感觉,它真的能实现解放人类驾驶的目标吗?所以,反复思考这个问题之后,其实可以得出一个相应的结论。

 

好,那么下一个条件要修改称什么样呢?

2.     我们还是要引入一种全新的封闭性的交通体系,在体系中所有移动单元都是智能的,具有统一的通信方式和可预测的行为方式 (封闭性)

3.     道路引入切片管理,所谓切片管理,这个道路也包括轨道,每一条道路,甚至每一个行车的车道把它都进行一种切片管理。这个所谓的切片管理我们也可以叫做“量子管理”。就是这个东西要量子化。比如说我们的移动单元如果定义成2米这么长的话,那我们完全可以把道路定义为3米~4米长的路面。把单一的移动单元和路面的资源占用情况形成一种0/1式的计算机管理方式,这样就形成了一个“有限状态机”。在这一段路面上有车就是1,没车就是0,那么这样就简化成了一个计算机管理的问题。计算机处理这样的问题简直太容易了。对于现有的条件,它根本就不构成问题。所以我们把无论多么长的道路划分成每一个只能在某一时刻容纳一个单元的计算方式,那就变成了一种全网通讯。那么当然了,没有什么计算机能够控制全网的道路,但是在我们设计的轨道范围之内,甚至局部的轨道的话完全可以实现每一个车道的切片管理。它只需要管理某一个时序下所有车道的可用性。它甚至就可以实现一种交通资源的管理。那么这个交通资源在这里就是我们所说的路面资源。我们再把时间划成我们比较熟悉的时间片的概念,在一个时间片之内一个单一的道路的路面的一个最小节点,或者我们可以把它叫做segment这种段。它的这个管理就完全演变成了计算机管理。所以道路资源在这种管理模式下,道路资源要先分派再使用(资源分配式使用),也就是说,移动单元和道路管理的主机实现了一种通讯。在这个通讯的过程中它又形成了一种博弈关系。那么道路是否可以无条件的给移动单元来使用呢?那么在这个里面又会出现各种各样的算法。这就形成了一种新的博弈关系。 也就是移动单元作为每一个单一的智能的个体,它要和全网的道路资源做博弈,它要自己去实现一种导航,也就是一种所谓的智能的自导航系统。那么每一个单元都是这样智能的单元的话,再加上道路管理的主机单元。道路管理的主机单元也是智能单元,那么这里面就形成一种智能的相互博弈的模式,那这个模式将来有无限的想象空间,这里面可以有无限的算法,甚至引入AI的算法。 那么最终呢,每一个移动单元的智能性,和全网道路的每一个管理区域内的主机的智能他们有一个博弈的关系。这个博弈,最终会造就一种交通的业态。这是真正的城市智能交通的模式。这个能不能实现就看我们的努力了。

 

满足以上的系统,就不仅仅是个车联网的应用了,而是一套交通系统了。在这套系统中道路作为交通的承载者也第一次成了交通的真正管理者。像IT业那样,用规则,主机,路由器来自动管理亿万的信息流,实体的交通流在适当的智能规划下可以完全做到自适应,自管理。

 

亘古以来,道路只是默默承载着交通的流量,从没有人尝试让道路变得有智慧,在工业革命前没有技术手段,在5G普及前没有条件。如果能给道路装上传感器和电脑,不仅仅是监控交通,而是让道路的智能化来指挥交通,这是一个本质的改变。

这就是新型PRT模式下的交通管理概念了。其特征为道路划分为最小的通过路段,路段的可用性由主机管理,移动单元申请道路资源用于通过,主机管理反馈道路的可用性,移动单元在其上通过并被道路传感器捕捉,主机根据实时通过状况调整和管理交通。

 

在交通繁忙的城市中心使用托管模式,所有单元必须在智能道路的统一指导下行驶以满足封闭性要求。道路主机给出可用的线路和时间片,移动单元小心翼翼的按照规划行驶在道路上,智能道路系统通过摄像头和传感器感知每一个移动单元的行为,并严格给出其所应该到达的位置,线路,速度,车道的信息,如果移动单元违反了这些规则则智能道路可以“惩罚”乃至锁死其行动,如果发生机械故障则迅速进入救援除障模式。初期的这类道路需要和现有道路交通完全隔离开,推荐的行驶方式为平行导轨上的移动单元自由换轨方式,否则完全发挥不出其应有的优势。

 

在流量稍减的城乡结合部,可以考虑引导模式,由智能道路给出建议的行驶方式,这个有点儿像导航,真正驾驶还是人类,人可以选择接受引导,也可以选择不接受。所以,到了重庆这样的城市还是要自己开车啊,或者不要自己开车,还是去打车好了。接着说我们这个引导模式,可适当允许移动单元做落地行驶脱离全封闭的导轨模式,但智能移动单元仍应该与传统驾驶方式分道而行以确保安全与效率。那么引导模式就进入到了开放性的这个交通模式里,道路是开放的,谁都可以去占用去使用,那么智能化在这里由于收到人类驾驶的干扰,所以其安全与效率必然低于这种托管模式。因为在全封闭的智能管理模式,统一管理模式下它的安全性会高很多。

 

在地广人稀的长途旅行中,使用监控模式,类似现有车联网的管理方式,只给出行驶建议。

 

总之,这里的重点是托管模式下交通系统具有的完整驾驶性,封闭性以及资源分配使用性。这些在现有技术上都可以快速实现,且由于交通的特殊性,移动单元与道路主机之间的通讯尤其重要,5G是实现这种想法所必须的基础建设。5G一直在等待一种杀手级应用来发挥其极致带宽的效用,未来交通算不算?

 

【名言导读】

吾与之虚而委蛇(yi),不知其谁何 – 《庄子 应帝王》

这是庄子记录的一个故事,发生在列子身上。当年列子跟壶子学习老庄之道,后来遇到会算命的季咸,列子跟他老师壶子说:我觉得季咸厉害,要不还是拜他为师吧。他老师壶子说,叫他来试试。结果几次见面季咸都算不准,因为壶子给季咸看的都是伪装过的样子。从此“虚与委蛇”这个成语就流传下来了。“车联网”模式如果不是和自动驾驶一起掌控车子的行驶的话,那么就总也抓不住问题的核心而沦为边缘产品。移动单元间的通讯应该提到“极为重要”的高度,也必须在所有行驶的车子上使用,这才能成为真正有用的“交通规则”。

 


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