本文來源：智車科技

／ 導讀 ／

近期日本完成了“卡車后車無人列隊跟馳”開放道路驗證測試，藉此契機本文對列隊跟馳技術在世界主要國家地區(qū)的發(fā)展歷程和近期動向進行了匯總介紹，并對列隊跟馳技術的發(fā)展現(xiàn)狀和前景進行了簡單評述。

卡車列隊跟馳（truck Platooning），又稱隊列行駛、列隊行駛、列隊跟馳、編隊駕駛、卡車列車等，2輛或以上卡車通過DSRC等車間通信（V2V）進行通訊，將前車的加減速等動作信息及車速、位置信息實時傳遞給后車并利用自適應巡航、車道偏離報警、自動制動等ADAS輔助系統(tǒng)對后車進行自動整體控制，以近距離間距編隊形式在道路上行駛，可分為后車有駕駛員的有人編隊行駛以及后車無駕駛員的無人編隊行駛。

編隊行駛的基本技術原理是將單一車道內的相鄰車輛進行編隊，根據(jù)相鄰車輛信息自動調整該車輛的縱向運動狀態(tài)，最終達到一致的行駛速度和期望的幾何構型。

列隊跟馳主要應用場景在高速公路，因為高速公路屬于封閉式場所，雖然不確定性因素眾多，但相對國道、省道等路線，其顯然更合適編隊行駛。

商用車列隊跟馳作為自動駕駛率先應用的領域，可有效控制車輛之間的距離和車隊的行駛狀態(tài)，減小車隊行駛中的風阻，從而降低車輛的燃油消耗。。同時，列隊跟馳的應用也將大大降低駕駛員的工作強度，提升駕駛安全性，降低商用車運營成本。

因此，卡車列隊跟馳技術得到了各國及眾多企業(yè)的重視。

世界各國列隊跟馳技術進展匯總

伴隨著自動駕駛技術的興起，各國以及眾多企業(yè)均對卡車列隊跟馳技術進行了開發(fā)和測試。

車輛編隊行駛的早期研究始于1980年代美國加州的PATH項目，之后的研究包括歐洲的SARTRE項目，日本的Energy ITS 項目以及荷蘭的GCDC項目等，如圖所示。

1． 美國

美國交通部（USDOT）將卡車編隊行駛視為自動駕駛車輛在貨運行業(yè)的重要早期應用。2016年9月20日，USDOT發(fā)布了其聯(lián)邦自動化車輛政策，它將促進技術研究、測試、應用，其中就包括了與雙卡車編隊相關的內容。2018年發(fā)布的聯(lián)邦自動化車輛政策AV 3．0版中，也多處涉及編隊行駛。目前，美國已有二十多個州立法允許公開道路卡車編隊行駛。 Peloton公司列隊跟馳車輛 美國的Peloton是專業(yè)挑戰(zhàn)卡車隊列行駛技術的初創(chuàng)公司。2019年Peloton Technology Inc．發(fā)布了新的L4級Automated Following（自動列隊跟馳）解決方案，使駕駛員可以控制兩輛卡車。

Peloton Automated Following是一個先進的隊列行使系統(tǒng)，利用V2V通信和雷達主動制動系統(tǒng)，并結合車輛控制算法，使單個駕駛員能夠駕駛兩輛卡車，實現(xiàn)互聯(lián)駕駛，從而提高空氣動力學、燃油經濟性和安全性。

Automated Following利用了部署商用L1級列隊系統(tǒng)PlatoonPro的經驗。該系統(tǒng)是一個SAE L4級自動駕駛解決方案，連接一輛全自動跟隨行駛的卡車與一輛由駕駛員控制的領頭卡車，使兩輛卡車列隊行駛。V2V鏈接允許由駕駛員駕駛的領頭卡車引導隨行卡車進行轉向、加速和制動，并連接卡車之間的安全系統(tǒng)。并且延遲時間短。Peloton獨特的方法將領頭卡車中的人類駕駛員經驗與最先進的傳感器和隨行卡車中的硬件結合起來，極大簡化了部署獨立SAE L4級自動駕駛系統(tǒng)的許多技術挑戰(zhàn)。該解決方案能適應各種路線、天氣條件和交通條件，比單個車輛L4級解決方案擴展速度更快。 

卡車技術供應商Locomation公司2020年8月和美國卡車物流公司Wilson Logistics進行了一次試點計劃，首次使用了ARC系統(tǒng)運送商業(yè)貨物，兩輛Wilson Logistics卡車（后車有駕駛員）沿著I－84高速公路行駛了420英里（約675公里）。Locomation公司的商用系統(tǒng)「Autonomous Relay Convoy」（ARC系統(tǒng)）只需要一名駕駛員駕駛牽頭卡車，而隨后的數(shù)輛卡車以全自動駕駛的方式進行跟隨行駛。使用專用近距離通信（DSRC）技術互相連接。

當ARC系統(tǒng)啟用時，只有領頭駕駛員主動參與駕駛。隨行卡車則由ACR系統(tǒng)控制，其駕駛員會可以交出車輛控制權，此時，跟隨行卡車達到L4自動駕駛級別。經過設定的時間間隔后，兩輛卡車互換位置。第二名駕駛員會接管車隊的控制權，而此前領頭車輛的駕駛員就可以交出控制權。

Locomation公司2020年10月宣布計劃在2022年實現(xiàn)自動駕駛列隊跟馳卡車商業(yè)化。

2． 日本

日本在“未來戰(zhàn)略投資2017”中提出最早在2022年實現(xiàn)卡車編隊行駛的商業(yè)化，后期一直在加速進行驗證試驗。近期主要相關政策包括：? 官民ITS構想－路線圖2018? 自動駕駛相關制度整備大綱? 第2期SIP自動駕駛（系統(tǒng)與服務的拓展）

日本的列隊跟馳技術由國家主導推動，從2016年正式展開由國土交通省和經濟產業(yè)省主導的卡車編隊相關業(yè)務，并于2018年1月進行了首次多品牌卡車編隊測試，參與的OEM廠商包括多家商用車企業(yè)，例如日野、三菱扶桑、UD、五十鈴等，豐田通商接受日本經濟產業(yè)省“面向高度自動行駛系統(tǒng)社會實裝的研究開發(fā)驗證事業(yè)：卡車列隊跟馳社會實裝驗證” （「高度な自動走行システムの社會実裝に向けた研究開発?実証事業(yè)：トラックの隊列走行の社會実裝に向けた実証」）項目委托，自2016年開始推進相關研究開發(fā)。

豐田通商2018年6月28日已發(fā)布過在茨城縣的產業(yè)技術綜合研究所測試道路上實現(xiàn)了卡車后車無人列隊跟馳技術。2019年1月開始日本國內首次后車無人卡車列隊跟馳開放道路驗證。

日本國土交通省和經濟產業(yè)省2021年3月5日發(fā)布消息，在日本新東名高速的部分區(qū)段上成功實現(xiàn)了“后車無人列隊跟馳”（列隊跟馳又稱編隊行駛、隊列行駛等）驗證測試。

此外，2019年6月，軟銀在新東名高速上成功實現(xiàn)世界首次應用5G通訊卡車列隊跟馳驗證試驗，成功實現(xiàn)車間距自動控制。

3． 韓國

現(xiàn)代汽車公司2019年11月在在韓國京畿道驪州市智能高速公路上成功進行了該公司首個卡車編隊試驗，試驗中采用了兩輛連接拖車的Xcient牽引車。

當后方卡車接近領頭卡車時，編隊模式就會啟動，編隊操作就會開始。一旦編隊模式啟動，后方卡車會與前方卡車保持16．7米的距離，并根據(jù)領頭車輛的加減速情況實時微調。駕駛員無需踩油門或剎車，極大地減輕了在道路上的疲勞，提高了安全性。此外，該模式還會激活車道保持技術，讓后方車輛駕駛員的手能夠離開方向盤。

有了車輛編隊技術，還可以無縫管理其他車輛在卡車之間插入或插出。如果一輛車突然插入了卡車車隊中，后方卡車會自動將其與領頭卡車的距離擴大到至少25米。如果領頭卡車由于意外情況，突然緊急停車，該技術還可以讓后方跟隨的卡車減速并停下。

4． 歐洲

歐洲是最早推進卡車列隊跟馳技術開發(fā)的地區(qū)，早在2009年9月，歐盟就啟動了周期跨度3年的SARTRE（Safe Road Trains for the Environment）交通改善項目，旨在開發(fā)安全環(huán)保的公路行車列隊技術，希望解決環(huán)保、安全、交通擁堵這三個基本問題，同時從提升駕駛舒適度這一角度出發(fā)鼓勵駕駛者接受這項技術。

之后歐盟和行業(yè)協(xié)會均有資助或推動卡車列隊跟馳驗證項目，各家OEM廠商均參與，ZF等供應商也一同參與。目前驗證項目已獲得很大進展，但戴姆勒出于實用化效益原因已宣布終止繼續(xù)開發(fā)該技術。

歐盟2016卡車隊列挑戰(zhàn)活動 ? 由歐洲汽車制造商協(xié)會（ACEA）組織的“2016卡車隊列挑戰(zhàn)活動”， 每三輛卡車為一組，在公路上列隊依次前進，只需要第一輛車駕駛員控制車輛，后面兩輛車利用無線通訊技術實現(xiàn)同步跟隨，駕駛員可以放開雙手雙腳，看著車輛自動前行。從歐洲各地通過公開道路行駛抵達荷蘭鹿特丹，將卡車編隊技術展示在公眾視野之中。奔馳、沃爾沃、曼、斯堪尼亞、達夫、依維柯6家品牌車企分別派出自家的卡車參加挑戰(zhàn)賽。

? 歐洲2017年啟動ENSEMBLE項目，對多品牌卡車編隊進行測試，參與廠商包括所有6歐家卡車廠商（DAF、Daimler、 Iveco、Man、Scania、Volvo）。? 斯堪尼亞公司2016年的示范項目就已經展示了編隊雙掛列車的可能性。不斷發(fā)展的適用于單掛牽引車運營的安全技術同樣適用于LCVs。 

? MAN公司在2018年6月開始卡車列隊跟馳驗證試驗。? 戴姆勒2018年9月宣布在美國開放道路實施列隊跟馳試驗。? 戴姆勒在2019年CES展上宣布在經過數(shù)千英里的公路測試之后，得出的結論是卡車隊列行駛沒有可行的商業(yè)案例，理由主要出于經濟性效果不佳、有人駕駛固有缺陷等原因。轉而全力推進L4級自動駕駛技術開發(fā)�；�于戴姆勒的行業(yè)領先地位及其多年編隊行駛開發(fā)、測試經驗，其判斷結果對行業(yè)和卡車編隊技術的發(fā)展帶來了很大沖擊，卡車編隊行駛技術再一次站上了何去何從的分水嶺。

? 大陸集團與克諾爾集團合作，所進行的商用車編隊行駛項目測試主要演示五種自動駕駛功能：成形編隊、編隊巡航駕駛、車隊高級緊急制動、單獨車輛分離編隊。計劃從2020年開始，大陸集團和克諾爾集團將準備與商用車整車制造商共同開發(fā)適用于大規(guī)模量產的商用車編隊行駛系統(tǒng)方案。

5． 中國

目前自動駕駛技術公司無專門針對卡車列隊跟馳的技術企業(yè)，主要是幾家OEM廠商與自動駕駛技術企業(yè)合作來測試列隊跟馳技術，基本上處于早期階段，技術水平相對落后。

2019年5月7日，國家標準《智能網聯(lián)汽車 自動駕駛功能測試方法及要求 第3部分列隊 跟馳功能》，即我國首次大規(guī)模商用車列隊跟馳標準公開驗證試驗在天津市西青區(qū)舉行。

東風商用車、福田、中國重汽三家重卡企業(yè)每家企業(yè)派出3輛重卡，總計9輛車參與。

試驗項目包括列隊加速試驗、列隊變道試驗、列隊減速試驗。

作者評論

1． 卡車列隊跟馳并無統(tǒng)一定義，可能涉及的形式變量包括：前車有無人、后車有無人、編隊車輛數(shù)量、編隊產品品牌、車輛類型、行駛道路類型、車間距離、是否可自動恢復編隊等等，不同廠商作出了不同嘗試。2． 從作用效果來說，后車有人的列隊跟馳技術難度相對最低，主要解決改善后車駕駛員工作強度、提高隊列車輛燃油經濟性的問題；前車有人后車無人的列隊跟馳技術難度適中，主要解決駕駛員人工成本問題，同時提高效率、改善燃油經濟性；前車無人后車無人的列隊跟馳技術難度最高，改善人工成本、效率、燃油經濟性效果最佳。3． 近期日本卡車后車無人列隊跟馳測試的成功，是卡車列隊跟馳技術的一個巨大進步，主要體現(xiàn)在后車無人技術的驗證，通過縮短間距、發(fā)出警示來避免其他車輛插隊，并且當無法維持編隊時能夠安全停車，為DDT Fallback提出了有益參考。4． 卡車隊列行駛有著自己的特殊性，雖然嚴重依賴自動駕駛技術整體水平的提升，但同時也要解決自己特有的問題，例如安全性、燃油經濟性、適應不同車輛形式和環(huán)境等等。5． 雖然目前卡車列隊跟馳技術進展尚不盡人意，但該項技術具有極大的社會經濟效益，中國應將其列入國家主推的開發(fā)規(guī)劃，開發(fā)適應不同技術和應用水平的列隊跟馳技術并推廣應用。6． 列隊跟馳技術最終的開發(fā)目標是多車無人列隊跟馳。