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【原创】未来卡车:卡车列队技术将改变什么

2017-04-05 16:32:05

  世界上卡车的保有量虽然远低于轿车,却消耗了大部分的燃油资源;卡车体积大,重量大,一旦发生交通事故,后果不堪设想。因此,如何使卡车降低油耗,减少碰撞,是各个国家一直努力解决的难题。


未来卡车:卡车列队技术将改变什么



  在欧洲及美国,为了减少碰撞,卡车上装配了很多的驾驶辅助系统,如自适应巡航系统、疲劳驾驶警告系统、变道支持系统等等,欧洲更是强制要求重型卡车标配带有碰撞警告功能的紧急制动系统。但是这些系统都相对独立运行,信息不共享,卡车还是一个封闭的个体,不能获得前方汽车的信息,无法在发生危险时及时实施制动。未来,卡车不再作为一个独立个体,而是通过监测并共享车辆、道路及周边环境的信息,把卡车和周围事物紧密联系起来,这样可以有效地避免事故,并降低油耗。

  作为未来卡车技术之一的卡车列队技术,就是通过互联网技术,共享车与车的自适应巡航系统和紧急制动系统的信息,把车与车通过无线技术连接起来。

什么是自适应巡航:

  自适应巡航

  自适应巡航控制(ACC)是一个驾驶员支持系统,采用雷达波探测前方车辆,在行驶速度达到25km/h-30Km/h时,驾驶员点击进入到ACC状态,可与前车保持安全距离。当雷达侦测到前方有慢车时,ACC系统可控制节气门与刹车系统,减慢车速并保持安全车距。当前车加速,ACC系统会使车辆自动加速,最快到达原先设定的巡航速度。

什么是紧急制动:

  紧急制动有碰撞警告功能,在可能与前方车辆发生碰撞时,系统会提醒驾驶员。警告包括可以反射于挡风玻璃上的红色LED灯光和声音信号。在即将发生碰撞时,它能够自动帮助您进行紧急制动,从而大大降低危险性。

卡车列队如何运行:

  通过互联网技术把车辆的位置信息、加速信息、制动信息及速度信息建立连接并实现共享,把多台卡车连接在一起。这样前车与后车可以按照相同的速度行驶,保持相同的车距,所有连接车辆的加速、减速、制动行为,只需要头车完成,后车就会自动跟进,不需要司机操作,司机要做的只是掌控方向盘。

卡车列队技术的优势:

  因为加入列队的车辆车速、制动都是由电脑控制,驾驶员只要控制方向盘,便可以极大减轻后车司机的工作量,减少由于驾驶员疲劳驾驶导致的交通事故。

  除了减轻驾驶员工作强度外,卡车列队还能缩短制动距离。经过测算,在制动发生时如果行车速度是80km/h,人把脚移动到踏板的平均反应时间是1.4S,这样车辆就会行驶30多米,而电脑只要0.1S就可以施加制动,车辆只移动了2.2m。所以,列队行驶可以缩小行车间距,高峰时段,还可以减少交通拥堵。

  当然,卡车列队也能降低燃油消耗。卡车制造商都会把汽车的前部设计成流线型,以减小迎风空气阻力系数,降低燃油消耗。但是卡车的主要目的是运输,为了最大化货箱容积,车辆的尾部都是矩形结构。这种结构,会导致高速行驶的车辆尾部形成紊流,加大行驶阻力,不利于燃油经济性。列队行驶则通过缩短车距,把多辆车连成一体,有效消除尾部紊流,进一步降低燃油消耗。

  后车与前车距离缩短,车队的空气动力学性能更好。前车节省油耗4.5%,后车节省油耗10%。

  因为油耗降低,所以有害排放物也更少。欧盟已制定出到2020年温室气体总量须下降20%的目标 。当前,重型车辆排放的二氧化碳占到了总量的17%。如果卡车列队技术能够通过法律许可,那么这个目标会更容易实现。

  有望最早实现量产列队行驶技术的公司,是一家在美国硅谷名为Peloton的初创公司。Peloton的解决方案可简称为V2V,及车辆对车辆连接。V2V采用5.9GHz DSRC(专用短程通讯)或Wi-Fi通过加密通道,实现车辆信息共享。透过云端网络运维中心NOC,管理卡车列队组成,协调车速及车距。NOC会基于卡车重量及刹车性能等各种因素,智慧安排卡车的前后顺序,以进一步确保行驶时能安全地同步加速及刹车。车队的组成可以前期规划,也可以在行驶途中临时寻找列车组队伙伴。

  欧洲各大汽车公司也在研发列队行驶技术,但是他们把目光放得更长远,着眼于自主驾驶,所以研发进程也更长。不同于Peloton的V2V,他们通用的做法是V2X,即车辆对一切,考虑了除车辆以外周边的一切物体,包括人员。

  斯堪尼亚:在新加坡,为了解决卡车司机人数不足的问题以及提升港口运作效率,新加坡挑选斯堪尼亚为当地码头发展列队行驶(platooning)自驾卡车服务。

  戴姆勒奔驰:挑选了从斯图加特到鹿特丹的实际道路,测试了卡车列队技术。

  沃尔沃:在瑞典、哥德堡、美国、洛杉矶以及比利时都测试了卡车列队技术。

  当然这项技术,并不只针对卡车,轿车加装了这些设备,也可以加入列队中。为长途旅行的私家车主省去了大量的开车工作,可以把更多的精力分配到欣赏沿途风景上。

卡车列队技术面临的挑战:

  1. 法规:在欧洲,模块化运输车辆的长度限制是25.25m;而在中国,中置轴轿运列车的长度限值是22m;因此,法规的长度限值直接影响了列队技术能够连接的车辆数量。目前的法规还不能为卡车列车技术提供通行证。

  2. 安全:因为卡车列队中的车辆,车距比常规车距减小了很多,最短可缩短至0.5S,所以,如何定义一个安全车距,事关重要。

  此外,由于车辆是通过无线通讯技术连接,如何提高互联网的安全性,能否保障车辆安全连接,能否正确共享信息,都将成为关注点。

  3. 评估:在现有车辆上增加列队技术的功能,如何去评估系统的性能,及发放核准证书,也将成为另一个讨论重点。

  卡车列队是基于车辆上已经成熟的硬件系统,加入无线通讯技术,GSP定位及云计算而形成的。因此,对于这种技术的实现,在硬件层面上的技术难度较低,更多的是互联网技术上的开发,以及主机厂能否开放制动、速度信息给第三方,法律如何监管等落地实施的问题。最难的技术部分已经解决,剩下的就是等待时机成熟,开花结果。  

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