跟随领导

将车队中的车辆无线连接在一起,可以减少排放,提高安全性和效率。

戴姆勒车队内的卡车使用汽车Wi-Fi技术相互通信。
戴姆勒车队内的卡车使用汽车Wi-Fi技术相互通信。

4月6日,六排半自动卡车抵达荷兰鹿特丹港,作为欧洲卡车列队挑战赛.该项目涉及来自欧洲各地的车辆,以展示卡车队列的好处,即在车队中连接两辆或多辆卡车。

在本质上类似于其他车辆车队,或者已经在采矿和军事应用中使用的领导者-追随者概念,卡车队列由第一辆车决定行进的速度和方向,而队列内所有其他车辆都跟随。

这些车辆通过包括车对车通信系统和传感器在内的各种技术进行无线连接。沃尔沃集团高级产品规划经理Anders Kellström解释说:“车辆之间共享速度、加速、制动、位置等信息,以便在系统活动时始终保持卡车之间的固定距离。”

排内的卡车彼此保持近距离,通常在10 - 15米(32.81 - 49.21英尺)之间。戴姆勒卡车高级工程主管Martin Zeilinger表示:“车辆之间的近距离减少了阻力,从而大幅降低了油耗和排放,所有车辆的平均油耗和排放量最高可降低7%。”

参与该项目的制造商之一斯堪尼亚公司(Scania AB)已经在自己的运输业务中使用了数年,并证明了在实际交通条件下,由于减少了队列的阻力,可以节省高达10%的燃料。

由于车辆的行驶速度,排排在长途公路应用中是最有益的。MAN卡车和巴士公司的互联/自动驾驶专家Christoph Schuler表示,最佳的燃料节省,并随后减少二氧化碳(CO2)的排放,达到80公里/小时(49.71英里/小时)以上的速度,因为车辆“可以达到最高的滑流效应[也称为牵伸]。”车队行驶的时间越长,节省燃料的潜力就越大。

此外,还可以通过自动制动和其他功能来提高安全性,从而消除人为错误的可能性。Kellström表示,队列中的跟随卡车可以在几乎零反应时间内刹车,改善道路使用和安全。

创建一个卡车排

DAF卡车、戴姆勒、依维柯、曼卡车和巴士、斯堪尼亚和沃尔沃集团是参与挑战的六家原始设备制造商。摄像头、传感器、雷达和激光雷达是这些公司用于创建卡车队列所需的车辆连接的众多技术之一。

舒勒说,城域网队列中的卡车通过汽车Wi-Fi技术(IEEE 802.11P)进行通信,该技术的工作频率为5.9 GHz。这使得卡车之间能够保持恒定的联系,传递控制命令和车辆数据,如制动减速和GPS位置。他表示:“(车对车)通信的参数会不断与车载传感器系统的值进行验证。”

戴姆勒表示,Wi-Fi技术允许卡车车载远程信息处理系统相互通信,从而在其车队内的卡车之间建立网络。通过使用戴姆勒的高速公路试点和高速公路试点连接纵向和横向导向系统,卡车也能够利用自动驾驶的优势。Zeilinger说:“由Highway Pilot和Highway Pilot Connect提供的部分自动化横向引导……可以通过主动转向干预实现自动驾驶,为驾驶员提供支持。”

通过使用无线电处理器和双多波段高频发射机/接收机,高速公路Pilot Connect能够在0.1秒内迅速传输关键安全信息,例如识别紧急制动发生的时间。

该系统利用位于卡车前部的两个传感器的雷达单元来扫描周围环境并监测正前方车辆的速度。该系统的远程传感器的探测范围为250米(820.21英尺),覆盖18度的区域,而近程传感器的探测范围为70米(229.66英尺),扫描130度的区域。这两个传感器都可以测量速度,精度为0.1公里/小时(0.06英里/小时),距离为20厘米(7.87英寸)。

传感器连接到系统的立体摄像头,以提供车辆周围环境的完整图像。摄像头位于卡车驾驶室的仪表盘上方,扫描卡车前方的区域;射程100米(328.08英尺),覆盖水平45度和垂直27度的区域。Zeilinger说:“立体摄像头可以识别单车道和双车道道路,可以精确测量间隙,并从路标上记录信息。”

来自传感器和摄像头的数据被合并到传感器控制器中,使系统能够识别卡车附近所有移动和静止的物体,并选择合适的驾驶策略。

蔡林格说,戴姆勒的系统还包括高精度地图,因此卡车总是知道道路的路线和地形。卡车的位置也是根据来自数字地图的信息以及传感器和摄像头的综合数据确定的。

虽然两家公司开发的卡车车队都具有自动化能力,但车队内的每辆车仍有必要配备一名司机。Zeilinger解释说:“驾驶员必须长期监控系统,并始终能够重新控制车辆。”每辆车都可以随时加入或离开车队,这进一步增加了每辆卡车都需要一名司机的需求。他解释说:“除了提高效率和安全外,这项计划的目标是减轻司机在单调驾驶情况下的工作量,提高注意力,从而确保道路交通的安全水平。”

卡车队列挑战赛的条件要求制造商拥有不超过三辆车的队列。沃尔沃的Kellström网站说:“从技术上讲,(车队的车辆数量)没有限制,但限制是由周围的交通和安全因素决定的。”“挑战的一个目标是通过在公共道路上跑步来了解这一点。”

舒勒和塞林格都表示,一个车队的车辆不应超过10辆,以确保所有车辆在任何时候都能稳定连接,并易于管理典型的交通状况。Schuler说:“对于更长的车队(5个或更多),技术挑战将是所有车辆的同步驾驶。”“应该避免‘手风琴效应’,因为它会对燃油效率产生负面影响。”

在经过瑞典的部分路段——从Sodertalje到malmo——斯堪尼亚为每辆卡车和拖车组合增加了一辆额外的拖车,使车辆总长度达到32米(104.99英尺)。斯堪尼亚动力总成开发主管Jonas Hofstedt表示:“我们已经在一些路段上测试了更长的车辆组合,并取得了良好的效果关于该公司参与组队挑战的新闻稿.“增加一辆额外的拖车可以增加每次运输的货物数量,每吨公里的成本减少40%,二氧化碳排放量减少四分之一以上。”

接下来是什么?

戴姆勒、曼恩和沃尔沃多年来一直在开发、测试和利用自动化和车辆连接技术,其中许多技术已与车对车通信系统等新技术结合使用在车队车辆中。Schuler说:“该系统的传感器设计非常接近于批量生产,以便迅速将排产引入批量生产。”

他补充说,自2005年MAN开始研究卡车队列技术以来,如今的Wi-Fi标准已经大大提高,确保了车载系统的高稳定性和可靠性。

两家公司都表示,他们将继续推进卡车车队使用的技术。Zeilinger表示,卡车队列车辆对数据网络的高要求,需要一个稳定的、面向未来的平台,戴姆勒正在致力于这方面的工作。“我们正在努力以高性能传感器和数据网络为基础,逐步向高水平的自动化发展。”他说,该公司目前还在德国高速公路上实地测试其高速公路试点系统。

斯堪尼亚的Hofstedt表示:“欧洲卡车列队挑战赛为我们提供了一个绝佳的机会,让我们能够在瑞典和欧洲提高对车辆车队在实现更安全、更高效的运输作业和改善交通流量方面的主要优势的认识。我们还希望增进对以下事实的理解:不同的支持系统需要共同的标准,为了实现大规模车队驾驶,需要联合的欧洲立法。”

除了继续发展自动化技术外,沃尔沃Kellström表示,该公司还参与了由欧洲汽车制造商协会(ACEA)建立的车队工作组,该协会代表了15家欧洲汽车、货车、卡车和巴士制造商,以确定在欧洲实施卡车车队的下一步必要步骤。

他说,需要在安全、交通行为和人机界面技术等领域进行进一步研究。“此外,为了实现组队的实用性,(拥有)混合品牌组队的能力很重要,这需要制定沟通标准。”

然而,法规是将卡车队列引入市场的最大挑战之一。目前,欧洲每个国家都有不同的交通规则。然而,在所有国家之间建立统一的法规,将使卡车车队更容易在整个欧洲大陆行驶。

荷兰基础设施和环境部部长梅勒妮·舒尔茨(Melanie Schulz)是卡车列队挑战的先锋,她在六个车队抵达鹿特丹后举行的仪式上说:“这是欧洲首次大规模试验的结果,令人充满希望。在这里获得的实践经验将非常有用....它肯定会帮助我和我的同事讨论实现自动驾驶交通所需的调整。”

在欧洲卡车列队挑战赛结束几天后,欧洲交通部长、欧盟委员会和ACEA达成了一项协议,将致力于在欧洲各地开发和成功部署互联和自动驾驶技术。

ACEA秘书长Erik Jonnaert在协议现场表示:“互联和自动驾驶是我们应对未来出行挑战的重要组成部分,可以平衡不断增长的交通和出行需求与环境保护和安全性。但是,尽管这场革命正在快速塑造我们的行业,但前路仍有许多挑战。”

要克服这些挑战,调整交通规则、改善数字基础设施、建立明确的责任规则、保护个人数据、促进运营测试以及增加研发资金都是必要的。

阅读更多关于欧洲卡车列队挑战和参与该项目的公司的信息。

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