港口智能驾驶开发与实践之车-机-路协同解决方案
2021-07-05 15:39 来源：上汽集团
智能驾驶行业是一个风口，上汽集团在自动驾驶布局非常早。总业务前景来看主要是三点：政策利好，社会价值，市场需求。从政策层面，国家多部委政策鼓励自动驾驶技术实现商业化应用；从社会价值来看，智能驾驶可以提升道路安全，减少交通事故，缓解人力短缺，促进节能环保；从市场需求方面来看，主要了解一下港口自动驾驶。从港口自动驾驶市场预测来看它是有超千亿级规模；在世界港口集装箱地位来讲，亚洲地区集装箱港口吞吐量增速是高于全球平均水平，行业市场看下来还是非常可观的。
上汽集团在过去三年智能重卡做了两件事情：第一件事情是从洋山港经东海大桥到深水港物流园区，72公里闭环实现集装箱智能转运。这个是非常具有商业价值的。我们做这件事情不是为了作秀，一定是做商业化。2020年洋山港集装箱吞吐量已经超过2200箱，其中1100万是通过东海大桥陆路运输，另外是水路运输。东海大桥年通行能力约为970TEU，其实已经存在瓶颈，经常是集装箱排着队，出入洋山港道路严重拥堵，因此如何提高东海大桥的通行效率，是亟待解决的问题，后面我们会讲到通过队列形式缩短车车间距，单位长度上车辆容量更多来提升东海大桥的通行能力。
港内AIV是上汽集团团队完全自主研发的纯电动无人驾驶集装箱转运车。专门针对传统码头的特点，与客户一起分析业务需求，共同定义我们这个产品研发。开发过程中整个项目遇到很多挑战性的要求和目标，经过团队的全力拼搏、攻坚克难，问题一一解决，完成并超越了客户的期望。去年4月份第一代AIV下线，上汽集团跟上港签署合作协议，12月份第二代AIV成功下线，能够完成满足在传统码头狭窄道路上行驶。去年12月第一代AIV进入上港外高桥四期码头，2021年1月份第二代AIV也进入到外四，与港机设备进行联调，到6月30日成功完成项目的阶段性目标。目前AIV现在已经开始真实集装箱作业测试。这是智能重卡和AIV项目的里程碑。
上汽集团的总体解决方案——采用车-机-路协同（机：港机设备），通过融合感知，协同计算，边缘计算，即时通信，实现集装箱智能转运。根据客户需求进行定制化，与在港或港外集卡、港内工程机械和作业人员以及智慧港机形成闭环的生态。
从车端来讲，总体解决方案不单单是单车智能，其实是“车-云-管-端-场”五个维度完整的生态链。值得一提的是，团队发挥主机厂正向研发的专业优势，把整车开发V模型和安全V模型结合，从VCPTS五个维度，执行智驾测试、功能安全与网络安全、高安全性为商业化奠定坚实的基础。上汽集团这个项目其实是打造了全栈式，与合作伙伴形成包括关键零部件、人工智能数据工厂、全息感知能力、拟人化智能驾驶架构、高精度众包地图等智能驾驶核心技术，并采用国际标准功能安全定义+高级别网络安全构建+严苛的整车和智驾系统测试及确保整车智能驾驶个安全性能处于领先水平。
目前无人驾驶最大的挑战就是如何做到安全。上汽集团全面引入功能安全和信息安全，与整车开发密切结合；对于AIV，作为智能工程机械，把整车开发全套流程首次引入工程机械，针对关键系统做冗余设计。目前总智驾里程超过140万公里，台架虚拟仿线万公里，仿线万个。
功能安全方面，在工程机械领域首次系统导入功能安全体系，886项危害场景识别，219条安全需求分析及1037项安全测试，关键系统满足ISO26262最严苛ASIL D的要求。在港内还做电子围栏，通讯保护，远程监管，保障整个系统的安全；网络安全方面，实现从网络到主机4层纵深防御，实现1107项安全加固和加密保护，193项模拟安全测试，476项风险评估，并且通过公安部安全等级保护三级测评。
此外，上汽集团智能重卡和AIV各有三个亮点：对于智能重卡，在东海大桥，通过队列行驶，有效缩短车车间距，实现队列行驶车车间距15米，提高50%的东海大桥通行能力；在洋四自动化码头，作业形式为倒车进入，与轨道吊交互作业。智能重卡倒车入库平均时间小于70秒，而熟练驾驶员大概需要90秒。智能重卡的作业效率已经超过人工驾驶的集卡；精准停车。在箱区，智能重卡与轮胎吊和轨道吊精准停车有正负5公分要求，可以做到正负3公分。
对于港内AIV，很多技术指标也是领先的。第一点，续航里程超过110公里，有效提升续航能力50%以上；第二点，目前第二代AIV车重小于18吨，相对AGV有效减重45%；第三点，AIV可双向行驶，可以实现斜行，最大载重65T，可以提升运行效率20%。
展望未来，上汽集团将充分发挥在新能源、智能网联化方面的研发、制造优势，积极发挥国有企业“开路先锋、示范引领、突破攻坚”作用，有效带动智能网联产业链高速发展和5G技术规模应用，助力智慧绿色港口建设，与港口共同为交通强国战略和人工智能国家战略贡献智慧和力量。（毛向阳：上汽集团商用车技术中心教授级高工、AIV平台总工程师）
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