积极探索智慧机场建设：机场行李运输无人物流车落地香港

2020-03-31 08:45:04

　　香港国际机场为应对巨大的客货运输量带来的挑战，积极探索智慧机场建设，以提升机场运作效率与安全。2019年12月30日，自动驾驶公司驭势科技与香港机场管理局共同研发的无人物流车运营项目正式启用，在机场禁区内实现无人化行李运输。该项目也成为全球第一例在机场实际操作环境下运行且常态运营的无人物流车项目（正式运行车辆上完全无人，已去除安全员）。

项目背景

　　香港国际机场是全球最繁忙的机场之一，客、货运量常年占据世界领先地位。而与此同时，巨大的客、货运体量也给机场物流运输作业带来了沉重的压力，依赖人工驾驶的传统机场物流作业方式正面临着诸多挑战：

　　1.劳动力紧缺且用工成本高。短缺的劳动力资源一直是阻碍着物流发展的主要因素，这在香港尤其为甚，而与此同时，不断上涨的人工薪资更使得机场物流在招人、用人上陷入困境。

　　2.机场物流综合效益遭遇瓶颈。赖以人工驾驶的机场物流作业方式在效率上受到“人为因素”的限制，传统机场物流采用“轮班机制”，人员的换班以及工作效率都不可避免地产生了时效与运力的损耗，同时，机场不得不在运营管理上投入大量资源，进而使机场物流综合效益偏低。

　　3.机场运营的安全风险。机场是世界上安防标准最高的场景之一，而复杂且密集的机场地面交通让机场的安全运营存在着一定风险。

　　4.员工的身心健康保障。传统机场物流工作模式单一且重复性高，员工劳动强度大，且同时面临着高温、雨天等恶劣且不安全的工作环境。

　　面对上述问题，香港国际机场应用新技术升级运输方式，提升自动化水平，进一步提高机场运作效率的需求也随之而来。

　　2019年，驭势科技与香港国际机场合作的机场无人物流车项目历经近两年的联合技术研发以及针对机场内多种复杂场景（如停机坪、隧道等）和恶劣天气（大雨，台风）的全天候真实环境测试，其安全性通过了机场安全及飞行区运作部等多个部门的评估及核准，并在香港民航处、香港运输及房屋局、香港运输署及香港通讯事务管理局等有关政府部门的知悉下，正式展开常态化运作。

应用车型与无人驾驶技术

　　香港国际机场采用的无人物流车以电动拖车作为应用车型，其可同时牵引6个拖斗，最大牵引质量达25吨，空载运行速度20 km/h，拥有在寒冷及高温环境下持续作业的卓越性能，非常适合应用于复杂的工业运输装卸场景。

　　无人物流车方案基于驭势自主研发的U-Drive™智能驾驶系统打造，实现了自动驾驶算法及软硬件的系统化集成，以无人驾驶接替司机的驾驶任务，构建完全“无人化”的机场物流运输系统。

　　在硬件方面，无人物流车搭载了驭势自主研发的嵌入式车规级智能驾驶控制器，其专为L4级自动驾驶提供高性能、高可靠、高度集成的智能驾驶功能。同时，无人物流车配备了激光雷达、摄像头、超声波雷达等多类传感器，为车辆实现无人驾驶提供高精准的感知能力。

　　在算法方面，无人物流车拥有一套精准可靠的L4级自动驾驶核心算法，可实现全场景、全天候、全方位的实时环境环境感知、厘米级的高精度定位、高可靠的行为决策与高稳定的车辆控制。同时，方案配备了驭势云端智能运营管理平台，其基于一个安全可靠的车联网架构，构建各种云端应用与服务，为无人物流车辆运营提供多车协同、调度、远程控制等功能服务。

　　在机场物流运行场景中，无人物流车可通过云端自动接收行李运输任务，并按照指定的区域和路线进行全天候、全流程的无人化行李运输。其行驶路线覆盖地上地下、室内、隧道等各类复杂环境，可在行驶过程中实现自主规划、自主避障等功能，极大地提升机场物流运营效率，优化人员结构，降低成本费用，大幅提高机场运营的安全系数。

技术难点

　　无人物流车项目的真正价值在于以无人驾驶革新机场物流运输方式，将物流运输效率最大化、安全系数最高化、运营成本最优化。不过，这也成为了无人物流车项目在机场进行落地的难点。自动驾驶分为L0-L5 六个级别，而其中达到L4/L5级自动驾驶的一个重要标志就是“完全无人”，无需任何人工干预（目前业界很多L4级自动驾驶技术依然无法脱离“安全员”），驭势机场无人物流车项目要将价值最大化，实现真正意义上的无人驾驶，面临着两大主要挑战：

　　一、安全可靠性达到机场运营的最严苛标准；

　　二、作业效率达到全天候运营的能力。

解决之道

　　1.正向设计，突破场景

　　香港国际机场无人物流车项目的运行环境恶劣，连续高温、台风、大雨等天气给无人物流车安全运行带来巨大挑战。为了应对这些恶劣环境，驭势对感知算法进行了针对性的优化，并通过深度学习来训练和适应对各种气候环境，保证无人物流车的全天候运营能力；

　　同时，驭势非常注重无人物流车的功能安全，正向设计“真无人”机制和故障注入测试，可全面处理和模拟各种失效场景，保证无人物流车的安全运行。

　　在真实运营场景中，驭势无人物流车可以适应及正确处理各种复杂环境，包括拥挤的行李大堂，复杂多变的施工环境，同时只允许单一方向车辆经过单行道等，其常态化运营能力达到机场指标。

　　2.多维管控，高效运维

　　除了安全、可靠、高效的无人物流车，驭势同时在项目中部署了RSU（Road Side Unit 路侧单元）和驭势云端智能运营管理平台，共同构成了完整的无人物流车方案。通过与RSU的结合，无人物流车扩展了单车的感知边界，为车辆安全行驶提供了更加广阔的视野。在云端智能运营管理平台的统筹管理下，无人物流车队可以以更加高效的方式进行调度，同时云端智能运营管理平台也为机场运营管理者提供了便捷、全面的无人物流车辆运维信息，并支持管理者快速决策。

　　3.严格测试，加码安全

　　为了保障无人物流车的安全运行，驭势科技拥有一套完整的安全框架体系以及测试、发布流程。任何部署在运营场景下的产品版本，都必须符合安全设计，并经过严格测试。

　　目前，驭势科技已经有超100辆无人车在全国不同的地方长期运行，这些无人车每天都会产生海量的数据，其中覆盖了丰富的复杂交通场景和大量的其他交通参与者的交互。基于这些真实的路测数据，驭势建立了丰富的测试案例样本库，所有发布的版本包括无人物流车项目，都通过使用这些测试样本库进行回归测试和无人车场景优化测试。

　　此外，驭势科技自主研发了智能驾驶仿真系统，可以搭建海量无法在真实环境模拟的场景，创建各种恶劣天气；其场景效果，交通环境，传感器输入都可以真实模拟实际环境。基于仿真平台，驭势加速训练无人物流车在各种复杂场景下的行驶优化；同时验证和测试其它在无法在真实环境下模拟的场景。

　　早在无人物流车正式投入运营前，驭势的无人物流车就已在位于浙江嘉善的智能网联汽车测试场进行了真无人、多车协同、7x24小时的模拟真实运营环境的压力测试，期间无人物流车经历了高温，大雨等恶劣天气。在真实运营环境下，安全和运营效率是驭势最看重的两个指标，而在大量的模拟真实运营环境长时间压力测试中，驭势无人物流车没有发生过由无人驾驶系统引起的安全事件。

　　最后，驭势科技无人物流车在香港国际机场内部环境进行了长期测试。在有安全员的监控下和无安全员的测试中完成了大量无人工干预的自动驾驶带负载循环行驶，并且在效率上达到正常运营级别。目前，无人物流车已经在实际的行李运输过程中，完美地融入了机场物流体系。

应用效益

　　1.物流效率最大化

　　（1）全程大数据智慧管理，让无人物流车精准快速、持续稳定地响应与执行运输任务需求，结合车辆调度、编队行驶、数据分析等功能服务，使物流运输更加简约高效；

　　（2）7x24小时全天候、全流程作业，可适应室内外、隧道、人机混合等复杂场景及雨雾天、夜晚等恶劣的气候环境，实现长距离、大范围运行作业，提升物流运力；

　　（3）便捷易操作，无人物流车面向基层作业人员设计开发简洁易用的人机交互系统，人机协同快速高效。

　　2.物流安全多维化

　　（1）稳定可靠的物流运输安全。方案采用符合功能安全的L4级自动驾驶系统，并配备软硬件多重冗余的安全机制（多层的独立冗余决策控制和执行)，同时结合远程监控系统及RSU，可全程实时监视车辆运营状态、进行远程操作，保障物流运输安全。

　　（2）全面持续的工作环境安全。经过模拟环境与真实场景中的大量安全测试与验证，无人物流车方案在运行过程中可严谨且高标准地执行机场安全工作流程，为员工创造更加安全、舒适的工作环境。

　　（3）实时智能的行李货物安全防护。方案配备AI安全防护功能，通过AI算法的感知识别，实现行李跌落提醒、可疑人员靠近监测提醒，有效保障行李货物安全。

　　3.物流成本最优化

　　（1）灵活可控的物流成本投入。相较于其他物流运输方案，驭势无人物流车方案更柔性，部署更快，无需对环境、线路进行改造，同时还可根据物流运输的实际需求进行个性化定制或更改、调整线路，让物流成本投入可观可控。