北京理工大学教授、博士生导师高利教授：让智能交通变为可能

10月11日，以“5G时代造汽车还是造出行机器人”为主题的汽车智能沙龙（以下简称“沙龙”）在北京三里屯隆重举行。沙龙是由牛车网和汽车智能公众号主办，网易科技、新交通、和讯科技、GEEK CAR、春光里、首席升级官协办，百度汽车、一点资讯媒体战略支持合作的汽车智能化领域盛会。吸引了来自政府领导、权威专家学者、企业集团高层、新闻媒体等近百位嘉宾，搭建起了重要产业及技术交流平台，共同探讨5G时代下，智能与汽车未来发展的可能。

本次沙龙，邀请到了北京理工大学教授、博士生导师高利教授，高利表示：在5G时代即将来临的大环境下，未来汽车的发展将会是智能化、电动化、网联化。以及共享化。并且通过无人驾驶以及其他智能化的发展，最终形成智能交通系统，为人民带来方便。

以下为高利教授分享的摘录：

5G时代马上就要到来，也提到了华为的任正非，他加速了5G的到来。原来我们国家准备明年或者后年开始，但现在提前了一年多，因此在这样一个大环境下，我们科技工作者，以及咱们媒体同志们，就有很多事要做，尽管刚才说到现在是冬天，但的确离春天不远了。

所以我们该怎么做？从汽车发展角度来说，首先大家共同的肯定是智能化，接着是电动化、网联化、共享化等等，但我认为最基础的是智能化，智能化靠什么支撑？就是刚才说那几点，电动车电动化，因为电动车一般都是线控，它是全电的，控制起来要比传统内燃机容易得多。另外咱们有共享数据这个大基础，毕竟我们有中国这样一个体量的市场，很多人也看好这个市场。有人问智能化什么时候到来，什么时候无人驾驶真正进入市场，其实你说现在到了现在就到了，至于你说将来什么时候能到，那都是你的预测。其实现在已经在特殊的场景比如部分港口，或者特殊的小区，特殊的区域，都已经开始试点无人驾驶。通过无人驾驶以及其他智能化的东西，我们不仅看到高科技的发展，更为人民带来方便，这是我引出这么一个话题。

总的来说，5G的发展，极大的推动了5G的落地，但是困难也有。大家可以看到，目前4G网络的基站一般接近一公里或者很短的距离就会建立一个。而5G来临时就需要差不多10倍于现在的密度，意味着大概每隔几十米就会有一座基站。

以前我对通讯不太了解时候，觉得卫星通信很好，那时候还没想到通信信息量的概念、时延的概念。而现在发展就是咱们的“蜂窝”，一个基站就是一个“窝”，一个多边形，这个多边形现在是一到两公里范围一个，将来是几百米，甚至五、六十米一个“蜂窝”。当然，关于速度，时延，大家都了解比较多，我就不展开说了。

从5G的角度来说，它的频率高了，现在几家公司已经把频谱分配完了。一个频率的概念是什么？我们都知道光速，波长×频率就是光速的概念，所以频率越高波长越短，波长越短基站越密。我经常能见到华为的技术人员，也跟他们探讨过，好几个国家的项目也涉及到这一块，因此我们要起到规范。目前来说，传输肯定是没问题的，但是汽车的要求很高。咱们手机延迟一点没关系，甚至延迟一两分钟都没关系，但是汽车不行。因此，目前的技术已经能做到毫秒级演示。当然，这个是一个理想情况，因为在实际驾驶时，驾驶者从感知到控制再到执行也需要一个过程，因此就不展开说了。

另外波长短了以后，会带来很多的问题，我们叫做多普勒效应，或者叫频移。比如车辆快速行驶，在接近和远离时候会产生频率变化。以前基站比较远时，这个频率变化就会造成信号不好，或者时延大，或者频率偏移以后传输效率低了，将来“蜂窝”密了，无论是时延，还是频移，都会克服，这是这样一个概念。

另外，从5G和车的关系来看，我们大家都知道今后会网联化，其实就是靠网络使车对车、车对基础设施、车对人，以及车对云，我们叫V2X。X就是所有东西，什么都对。咱们站在车的角度叫V2X，站在交通部的角度叫I2X，I也就是基础设施，基础设施包括常规的道路，再展开还包括场站、枢纽等，这些公共交通设施是基础设施核心，所以要利用这些基础设施的交通对参与者实现控制，并且最近做了分级，特别交通强国战略，咱们已经发布了《交通强国纲要》，在此我做了比较精简的分析。

《交通强国纲要》把智能网联汽车作为最大车的范围，其中包括智能汽车、自动驾驶汽车、车路协同。关于这个我稍微展开一点，就是汽车无论是利用5G也好，还是利用自主感知也好，目的都是要实现自动驾驶、主动驾驶、操控监控等等。其实之前很多人认为两条路都能走，一个是自主感知，自主感知靠什么呢？重点是三大类的传感器，第一类，叫做激光雷达；第二类，毫米玻璃感；第三类，视觉传感器。视觉传感器将来是大方向，就是用深度学习方法，我们也在做这个工作。

另一条路是智能网联汽车，就是通过网络通信手段使车和车、车和路这些要素之间进行通信连接。像最近两天毫米玻璃发展比较快，24HZ的毫米玻璃感知距离从十几米到30米~50米。另外7GHZ的毫米玻璃板也是频率越高波长越短，但是相对来说感知距离就长。国外有些厂家号称达到二百~三百米，国内我们有国家项目要求达到感知一百米，但是几家国内厂家目前还没有达到这一点，因此相比较国外，我们还是有些距离的。

激光雷达，从几十米到上百米，或者一、二百米的长度，当然太长容易伤人，有限制。像视觉，视觉好的现在已经做到一百多米，过去感知距离都是几米几十米的距离，当然这个成本是最低的，不展开说了。当然还有GPS信息，它感知距离很大，但是精度不高。

以上所说的这些系统，感知都是有限的，就是几十米上百米的范围。但商用车的发展很快，我们的货车距离非常长，所以我们现在做的工作就是和商用车有关，只靠几十米就不行了，几百米也不太够，我们希望能感知到更远的距离，几公里甚至几百公里。现在国家给我们任务是要感知前面有没有桥梁，有没有事故，有没有红绿灯，要求我们要利用车联网的角度去感知。

过去我们认为两条线是走不到一起，现在通过我刚才这样一个表述，我感觉将来大范围就得靠车联网，小范围靠感知，局部的感知就靠自主。未来发展肯定离不开5G的发展，4G因为各方面指标还满足不了我们的需求，当然现在有些企业已经开始用5G做成本价值，甚至主动防控、防撞等。

为什么？这就引出了第二个问题，人、车、物反应器，交通系统总称为三个大要素。现在咱们搞信息的，把云也放进来，把网络也放进来，其实我不排斥，我说的是“人——车——路（环境）”，我平时都叫“人、机、环”。人是开机器的，机器是工作的，机器是在一定环境下工作的，叫“人、机、环”。但是对于交通运输系统来说，重点是环境复杂了，复杂了我们就把它分一分，刚才我分三大类，相对来说又把环境，把路作为一个重要的环境提出来，提到括号外，括号里头就包括其他环境，黑天白天、雨雪天气、温度等和我们交通相关的要素，所以我们感知这些要素，比如道路结冰没结冰，这些会影响我们整个系统的发挥。

刚才为什么加这个“——”（杠），这个“杠”就是靠通信、靠联系、靠协议。其实像信息网，那么一大张网，咱们交通利用它一部分过来，体现在“——”（杠）。再回到交通运输系统本身，我经常将其定义成“复杂而活跃的动力学系统”。

第一是用物理学观点研究人，物理学指标有什么？身高、重量，运动速度、空间，这叫物理概念，用物理方法研究人。

 第二方面，我们用生理学观点研究人，血糖高、血压高、脉搏率等等都是，我们用这个评价人。第三类评价方法，心理学。用心理学观点，心理学观点是挺复杂的，人是有思想的，有想法的，心理学就是把你的想法，你的需求，变成一个标尺。这些年我们做好多评价，就是用心理学方法进行评价，所以人是复杂活跃的动力学系统，动力学系统是只要这些指标随着时间变化，就有速度、加速度。咱们医学一般也叫动力学指标、动力学测验，也是研究人的各项指标随着时间的变化。再引申一下，位移对时间求的是速度，速度对时间求的是加速度，加速度对时间求的是加加速度，过去我们不太研究这个，但是现在这方面越来越重要。

我再说车，车大家都熟悉，是一个复杂的机电一体化，不展开了。

下一个就是路，路叫做建在大地上的带状结构物，这里面要素也很多很复杂，所以这些年我们就研究这种交通环境的复杂度，把这些联系起来。我们对车的要求非常高，因为人在驾驶车，人的反应都是以毫秒计算的，所以这就是为什么我们对通信要求那么高。我们最近研究就是防撞，碰撞这个时间就是几秒或者零点几秒，有些是毫秒级计算，所以我们要求通讯非常高，动力学执行系统也是非常高，计算机要求更高。我们每天都在追踪华为，或者与5G网络相关的企业，问他们到底研究到什么程度了。

第三个问题，自动驾驶。自动驾驶我们很早就在做，之前叫自然基金，它包括对视听觉信息认知的计算。视听觉大家都知道，人也好，咱们整个世界也好，靠视觉获得信息占多少？超过90%，听觉占6%左右，视听觉占很大比例。当时国家自然科学基金建这个项目时我们说要建个模型，后来花了上亿元光建个模型给纳税人不好交代，所以找一个有代表视听觉的东西，我们决定用无人驾驶车表现他们的科研成果，这个从2009年一直持续到2015年，这几年还在持续，后来很多企业，包括大家知道的“世界智能大会”，我们也有世界级智能驾驶系统。随后我们掀起了全国的测试，以及相关测试基础建设的高峰，这几年已经给部分企业发放了牌照。我们昨天讨论了一下某企业发放牌照问题，他们说是德国企业，德国人说我们对你们中国的交通环境感受不那么深，让我们去做一些评价也好，或者研究一些方案也好，感觉还是有距离，所以为什么好多老外不敢在中国驾驶车辆，这就是我们中国环境。

中国环境下怎么做，有很多问题要做。我们无人驾驶也好，5G也好，两张网，一个是交通网，一个是信息网，它们两个要交融，最后形成智能交通系统或者智能运输系统。