無人駕駛體驗酷 未來交通算法多

小觀眾體驗“精靈”無人駕駛汽車。攝影/記者 黃亮

軌道交通什么時候進入無人駕駛時代?新能源汽車能否從使用電力向使用更清潔的氫燃料發(fā)展?作為“衣食住行”中的一項，中國人的出行方式正在隨著科技的發(fā)展發(fā)生重大變革。2018年全國科技活動周暨北京科技周活動主場昨天(20日)進入第二天，眾多代表“未來交通”的技術(shù)和產(chǎn)品亮相，讓我們得以一窺“未來交通”的智慧面貌。

自動駕駛

高鐵和地鐵可實現(xiàn)全自動運行

在第四展廳的智慧交通模塊，一方高鐵車頭的模擬駕駛臺吸引了不少小朋友的注意，他們爭相操控著臺上的操縱桿，來回調(diào)整著列車的運行時速，化身高鐵司機，體驗一回開高鐵的感覺。在這個復(fù)制版的高鐵列車駕駛臺上，各種操作按鈕一一呈現(xiàn)。前側(cè)墻壁上是一塊電子顯示屏，上面顯示著列車運行時的前方景物，包括快速出現(xiàn)的鐵軌、兩側(cè)的線桿以及快速后退的建筑物。

雖然看起來其貌不揚，但這款模擬駕駛臺的來頭可不小。它是由北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全國家重點實驗室、美國和英國軌道交通領(lǐng)域?qū)＜覉F隊、中車集團和中國鐵路設(shè)計集團等聯(lián)合開發(fā)的。最關(guān)鍵的是，這款駕駛操控臺使用了高速鐵路自動運行新型人機混合控制模式以及基于學(xué)習(xí)控制的高速列車節(jié)能運行優(yōu)化控制方法，擁有全自動運行模式下應(yīng)急處理流程和人因配置方案，實現(xiàn)了我國在國際高速鐵路自動駕駛方面的引領(lǐng)。

工作人員用通俗易懂的方式向小朋友們介紹說，因為安裝了上述控制系統(tǒng)和配置方案，才能實現(xiàn)高鐵的自動駕駛。“也就是說，可以由后臺程序操控實現(xiàn)全自動運行，行駛過程中不需過多的人為操控。這就等于給車輛安裝了一個智能‘大腦’，可以對車輛的行駛狀態(tài)開展實時的自動診斷。比如在上坡的時候，車輛可以檢測到上坡的狀態(tài)，自動增加一定牽引力。如果是下坡的狀態(tài)，則可以相應(yīng)減少牽引力，使整個運行的過程保持平穩(wěn)，無需人為加速或減速，乘客坐起來也更加舒適。”這種高鐵自動駕駛技術(shù)可以保證車輛運行安全，最大程度降低人員的誤操作。目前該技術(shù)已經(jīng)在京滬線的某段區(qū)間內(nèi)開展試驗。

離高鐵模擬駕駛臺不遠，還有燕房線無人駕駛互動體驗項目。燕房線是我國第一條自主研發(fā)的全自動運行示范軌道交通線路。交控科技市場經(jīng)理孫博奇介紹說，無人駕駛不僅可以解放30%-40%左右的人力，更重要的是大大提升安全性。“列車每次出車時，都要先經(jīng)過各項檢測，之前這些檢測需要人工完成，時間長且存在容錯率，如今無人系統(tǒng)可以完成自動檢測，30多個自檢項目以前人工要花1個多小時，現(xiàn)在只需要10分鐘。”交控科技研發(fā)的我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動運行系統(tǒng)，相比于引進系統(tǒng)，從國內(nèi)運營習(xí)慣出發(fā)，借助了我國在通信技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新技術(shù)方面的優(yōu)勢，整合及優(yōu)化了車輛、綜合監(jiān)控、廣播、CCTV等各相關(guān)專業(yè)，實現(xiàn)了智能化、自動化的聯(lián)動控制和車地傳輸網(wǎng)絡(luò)對多專業(yè)數(shù)據(jù)的綜合承載，全面提高了軌道交通行業(yè)的技術(shù)裝備水平。“今后所有地鐵線路都會朝無人駕駛的方向發(fā)展，這也是國際趨勢。”孫博奇說。

無人配送物流車

進駐清華人大校園

同樣“無人”的還有物流配送車。第三展廳展出的由北京智行者科技有限公司自主研發(fā)的無人配送物流車，是一個方方正正、外表“萌萌的”白色小貨車，卻能在辦公園區(qū)、工業(yè)園區(qū)、景區(qū)、校園等限定場景獨立完成“最后一公里”的配送。

“這款物流車運行起來速度只有5000米每小時，車身上配有激光雷達、毫米波雷達和攝像頭，保證它能夠及時地識別出周圍的狀況，然后第一時間作出反應(yīng)。”據(jù)現(xiàn)場負責(zé)人介紹， 這款名為“蝸必達”的低速自動駕駛物流車搭載的是智行者自主研發(fā)的AVOS系統(tǒng)，采用多傳感器自適應(yīng)融合算法、環(huán)境認知算法、路徑規(guī)劃算法以及獨特的控制算法來滿足智能配送和運輸?shù)男枨蟆?/p>

“我們公司主要是做中央決策系統(tǒng)，也就是它的‘大腦’，比如說它看到和聽到了所有東西之后，要作出識別和判斷，是該讓還是該停下，是該繞過還是掉頭，‘大腦’判斷后再控制車輛執(zhí)行這些命令。”這款無人配送物流車近期在清華大學(xué)圖書館完成了中國圖書館歷史上第一次館際無人車圖書運輸任務(wù)，同時在京東以及多家電商物流的配送場景落地運營。

“清華大學(xué)有很多圖書館，學(xué)生還書的時候往往是就近還書，需要把書最終歸類到原來的位置。之前圖書館都是由專人負責(zé)來回運送書籍，十分辛苦，現(xiàn)在有了這個物流車，圖書館員工只需要把圖書放進車中，它就會自己從a館開到b館，那邊的員工再把書取出來就行。最后，物流車還會自己開到指定的位置停好。”廠家負責(zé)人透露，目前除了清華大學(xué)，無人配送物流車已進入第二家北京高校——人民大學(xué)作為快遞配送使用。

電動汽車

現(xiàn)場秀“無線充電”

當(dāng)下，新能源汽車因其節(jié)能環(huán)保的性能和政府的大力推廣，普及程度正越來越高。在此過程中，電動汽車的續(xù)航能力和充電方便與否是其能否占領(lǐng)市場的重要因素。在科技周第一展廳的入口處不遠，就有一臺電動汽車，乍一看與普通汽車無異，轉(zhuǎn)了一圈才發(fā)現(xiàn)，汽車底部的充電設(shè)備大有玄機。原來，這是一臺不用線的無線充電汽車。

中科院電工研究所的工程師陶成軒向北京青年報記者解釋了無線充電的工作原理。在這臺電動汽車的尾部下方，安裝了一個紅色的線圈。在距離汽車尾部大約20厘米的地面上，有另一個藍色的線圈，連接著供電電源。車輛停在充電的位置，接通供電電源后，在手機APP上點擊充電按鈕，地面發(fā)射端的線圈與汽車尾部的線圈之間可以通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生高頻磁場，再通過汽車尾部的車載接收端將能量轉(zhuǎn)化成直流電，通過電線將車載接收端與汽車的電池相連，就可以給汽車電池充電了。

“這種地面發(fā)射端可以直接埋藏在地下，是全密封的，不會漏電，安全性有保障。同時也不受天氣狀況的影響。充電時，車主也不用像以前一樣下車手動插上充電槍。”陶成軒表示，這款無線充電設(shè)備快速充電只需一個小時，慢充大約六七個小時，與正常的有線充電樁充電時間差不多。充電的車載接收端可以直接安裝到汽車上，使用起來也較為方便。“這種技術(shù)還有一定的前瞻性，考慮到當(dāng)下討論比較火熱的無人駕駛技術(shù)，這種充電樁也能為無人駕駛汽車充電。”

陶成軒告訴北青報記者，這是他所在的研究團隊研發(fā)了近十年的產(chǎn)品。汽車無線充電技術(shù)大概在五年前就已經(jīng)問世，經(jīng)過各種測試和改進，目前充電的可靠性、穩(wěn)定性有了大幅提升。“目前在北京已經(jīng)有20臺電動車使用了這種無線充電設(shè)備，未來準(zhǔn)備進行產(chǎn)業(yè)化推廣使用。”陶成軒說。

氫燃料電池

新能源汽車的未來

如果說電力是新能源汽車的現(xiàn)在，那么氫燃料就是新能源汽車的未來。氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素，制造成儲存能量的電池，其原理是電解水的逆反應(yīng)。它被認為是實現(xiàn)車輛使用階段零排放、全生命周期低排放的重要技術(shù)方案，是未來汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭的制高點。所以，科技周上亮相的氫燃料電池發(fā)動機，受到了很多汽車領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的關(guān)注。

“這是我們的第三代氫燃料電池發(fā)動機，旁邊這個就是壓縮氣態(tài)氫系統(tǒng)。”北京企業(yè)億華通的銷售經(jīng)理張玉全向一位來自廣州的新能源汽車廠商介紹道，其第三代氫燃料電池發(fā)動機采用世界領(lǐng)先的干膜技術(shù)，模塊化設(shè)計，將電堆、氫氣供給循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)六大部分集成。企業(yè)還開發(fā)了多項專利技術(shù)，通過控制系統(tǒng)能量流，極大延長了氫燃料電池發(fā)動機的使用壽命，并滿足商用車的多元化需求?，F(xiàn)在這個產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于國內(nèi)大中型客車、物流車等氫燃料電池汽車車型。“我們的產(chǎn)品已經(jīng)用在北京奧運會、上海世博會、新加坡青奧會等大型活動上了，接下來還要服務(wù)北京冬奧會——搭載我們動力系統(tǒng)的兩種型號汽車即將交付張家口公交投入運營，今年我們要在張家口的4個區(qū)建成4座加氫站，未來張家口19個區(qū)縣將實現(xiàn)加氫站全覆蓋。”張玉全頗為驕傲地說。

至于氫燃料電池在家用小型車上的應(yīng)用，張玉全表示：“我們有技術(shù)儲備，已經(jīng)啟動研發(fā)，希望盡快趕上甚至超過日本豐田的技術(shù)。”(記者 雷嘉 蔣若靜 彭小菲)

現(xiàn)場

“我家的車能使用無線充電嗎?”

中科院電工研究所研發(fā)的無線充電汽車讓不少電動汽車的擁有者羨慕不已。“無線也能充電?”“怎么就把電充到電池里了呢?”“我們家的汽車可以安裝這種設(shè)備嗎?”圍觀者中，有充滿求知欲的小學(xué)生，也有被新技術(shù)吸引的普通市民。

陳女士母子就是被無線充電吸引的觀眾之一。盡管家里使用的仍是傳統(tǒng)的汽油車，但她也對新能源汽車有強烈的興趣，向工作人員詢問了無線充電的原理，還提出了不少疑惑。“因為帶著孩子來，我得讓孩子也聽明白，這種技術(shù)還挺有意思的，感覺比傳統(tǒng)的充電樁要省事不少。”

來自朝陽區(qū)的陳先生家里就有一輛純電動汽車，他對無線充電技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，蹲在汽車尾部盯著充電設(shè)備足足研究了20分鐘。聽完陶成軒的介紹后，他不禁豎起了大拇指，還留下了工程師的電話。“我家的車能用上這個無線充電設(shè)備嗎?”這是他最關(guān)心的問題。

不遠處，在高鐵模擬駕駛臺前，四名來自人大附中實驗小學(xué)三年級的同學(xué)正玩得不亦樂乎。楊昊錦是第一次見到這種一比一復(fù)制的模擬高鐵操控臺，“寒假的時候我坐過高鐵回山東姥姥家，感覺速度特別快還特別穩(wěn)，媽媽說高鐵是中國的‘新四大發(fā)明’之一呢!”他和小伙伴們來回操控著駕駛臺上的操縱桿，向前推是加速，往下拉是恒速，再往下是制動，儀表盤上顯示出不同的速度，駕駛臺前的電子顯示屏上景物的后退速度也發(fā)生著相應(yīng)的變化。

“不行，你這速度太快了，現(xiàn)在高鐵的速度都在350左右!”看到同學(xué)一直向前推操縱桿，使行駛速度超過了400千米每小時，楊昊錦不禁有些著急，將操縱桿又往回拉了拉，將速度降了一些。看著大屏幕上景物后退的速度，他轉(zhuǎn)過頭對小伙伴說：“好了，我們就穩(wěn)定在這個速度開吧。”楊昊錦還不忘向北青報記者展示自己學(xué)到的成果：“你看，按‘開右門’，列車的右側(cè)車門就打開了，按‘風(fēng)笛’按鈕，就能趕走前方鐵軌上的飛鳥。感覺特別酷，有種當(dāng)高鐵司機的感覺!”他早已在工作人員的指導(dǎo)下，學(xué)會了如何駕駛這臺模擬高鐵，儼然一副小司機的模樣。(記者 蔣若靜)

記者觀察

軌道交通駛?cè)?ldquo;無人駕駛”時代

作為中國的“新四大發(fā)明”之一和中國的一張新名片，中國發(fā)展高速鐵路十余年來，中國人的出行正在被顯著地改變著。截至2017年，全國鐵路網(wǎng)營業(yè)里程12.7萬公里，其中高速鐵路網(wǎng)營業(yè)里程突破2.5萬公里，中國高鐵占世界高鐵的66%。

但是，在新一輪技術(shù)革命中，中國如何讓自己的高鐵名片保持領(lǐng)先優(yōu)勢?中國工程院院士、中國鐵路總公司總經(jīng)理特別技術(shù)顧問何華武日前表示，隨著高鐵營業(yè)里程的增加，未來高鐵勢必要往兩個方向發(fā)展，一個是智能化，二是低真空管(隧)道磁懸浮高鐵技術(shù)。其中在智能化這一點上，中國高鐵已經(jīng)邁開腳步。目前我國已經(jīng)在珠三角莞惠、佛肇兩條時速200公里的城際鐵路開通了自動駕駛列車。目前正在建設(shè)的京張高鐵是京津冀城際鐵路網(wǎng)的重要組成部分，按照鐵總的目標(biāo)，未來京張鐵路將建成“精品工程、智能京張”。何華武院士透露，時速300至350公里高鐵自動駕駛技術(shù)在世界尚屬空白，目前正在研發(fā)驗證，未來將在京張高鐵首次應(yīng)用。

同樣，已經(jīng)載客試運營4個多月的地鐵燕房線，標(biāo)志著中國成為世界上第四個擁有軌道交通全自動運行技術(shù)的國家，是地地道道的“國產(chǎn)黑科技”。未來，無人駕駛將成為北京地鐵的“標(biāo)配”，并在全國推廣應(yīng)用。北京地鐵3號、12號、17號、19號線以及新機場線等都將采用全自動運行系統(tǒng)。國家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)司機械處的負責(zé)人曾表示：“無人軌道是軌道交通的發(fā)展方向，未來北京新一輪軌道交通建設(shè)都將采用自動運行系統(tǒng)。”

我們在地鐵、高鐵的第一節(jié)車廂圍觀司機開車的日子，也許快要結(jié)束了。

關(guān)鍵詞： 高鐵 全自動 地鐵