小马智行全无人自动驾驶出行服务。
车载摄像头可采集积水、占道施工等事件，然后“上云”。
5G-A网络为低空经济提供强大的助力。
智慧灯杆，一种车路云的路侧设备，可充电、与车辆通信等。
汽车和路侧系统通信。
5G-A助力智能网联汽车布局。广州日报全媒体记者李波 通讯员王梓丞
工作人员将外卖放入无人机专用货箱。
《广东省建设现代化产业体系2025年行动计划》提出，完善充换电、车网协同等基础设施，推进广州、深圳智能网联汽车“车路云一体化”应用试点。在南沙明珠湾，当地正打造海陆空全空间无人体系和低空经济先导示范区，推动无人体系发展。这里不仅包含“车路云一体化”的各类应用，还为低空飞行器、无人船等新式交通工具提供测试应用场景。
全空间无人体系是车路云一体化的进阶，其中有不少共性技术。在广州，由此构建的未来城市大幕正徐徐拉开，本期《科技周刊》，我们以明珠湾已较为成熟的“车路云一体化”技术为切入点，畅想由北斗导航、5G-A、边缘计算、物联网等先进科技构成的未来城市智慧生活。
车网协同
智能网联汽车行程实时掌控
在南沙，打一辆无人操控的智能网联出租车，已成为很多市民的出行日常。2019年，为支持智能网联汽车发展，广州市智能网联汽车示范区运营中心委托中科智城（广州）信息科技有限公司和广州软件应用技术研究院作为独立第三方，参与建设了广州市智能网联汽车道路测试实时监管平台，对全市智能网联汽车的测试数据进行客观统计，同年布局车路协同智慧交通。
车路云如何实现信息互联？中科智城董事长袁峰介绍，所有智能网联汽车在广州上路测试前，都会装载OBU设备（车载单元，即英文On Board Unit的缩写），车辆测试过程中，OBU设备便会与路侧单元通过微波进行通信，将车辆数据传输过来，之后再由路侧端传回云端。于是，在广州市智能网联汽车道路测试实时监管平台上我们可以看到以下信息：智能网联汽车是否处在无人驾驶状态，时速是多少，处在哪条测试道路上。
“目前来看，广州市智能网联汽车平台上的车辆处于自动驾驶的时长比例已达90%以上，相比2019年和2020年，该比例提高了很多，说明各厂商的自动驾驶技术飞速提升。”中科智城智慧灯杆和物联网事业部总经理、研发副总监吴鸿博士表示。
信息互补
车载摄像头采集14种城市事件
如今，在南沙行驶的自动驾驶汽车已成为城市突发事件的提供者，方便实时掌握智慧灯杆无法覆盖的区域。中科智城与小马智行合作共建了一套自动驾驶的车路云协同体系，并开展城市事件的实时收集。
袁峰表示：“自动驾驶车辆都配有车载摄像头，我们的合作让这些摄像头能在道路上实时采集14种城市事件，如道路积水、占道施工、违章停车等，这些场景被采集后，一方面可以为智能路侧设备提供信息补充，另一方面，信息还可以‘上云’，变成城市事件的来源，这不仅不会增加车企成本，还能减少安装摄像头。”
袁峰认为，随着南沙全空间无人体系的加速建设，未来装载在低空飞行器、无人船等设备上的摄像头也将成为城市事件收集的重要来源，这将有助于打造明珠湾的海陆空全空间无人体系的超级场景。而原有的智能网联路侧设备，如智慧灯杆，也可以加载新设施，助力低空飞行器、无人船等新的无人化交通工具安全行驶。
飞速智联
5G-A网络提供强大助力
性能更先进的网络将成为“车路云一体化”乃至“全空间无人体系”的重要基础。袁峰介绍，目前，5G-A网络正在全面覆盖明珠湾的高层楼宇屋顶及智慧灯杆之上，为低空经济和智能网联汽车提供强大助力。
5G-A网络是5G网络的演进版本。其各项性能有大幅提升。首先，5G-A的时延可降低至毫秒级甚至亚毫秒级，相比5G的10ms左右延迟有很大提升。5G-A支持每平方公里数千万甚至上亿个设备的连接，相比5G的每平方公里百万级设备连接能力，物联网场景的适用性得到大幅提升。此外，5G-A引入了通信与感知一体化技术，不仅能提供通信服务，还能实时监测终端的高度、位置和轨迹。这一特性为低空飞行器、车联网等应用提供了更精准的空间感知能力。
“在城市中，灯杆是一个很好的载体，有杆、有电、有网、有平台。现在，智慧灯杆还载有气象设备，可为低空飞行器的航行提供必要的预告和预警。未来，针对水域里的无人船，岸边、桥上的智慧灯杆也可与其他通信设备联动，成为无人船的自动航行支撑。”袁峰说。
车路协同
智慧路侧系统配合边缘计算
袁峰告诉记者，在灵山岛尖23.5平方公里的范围内，智能路侧设备主要由公司研发的智慧灯杆构成，已成为智能网联“车路云一体化”的重要支撑。“我们是由中国科学院软件应用技术研究所（现广州软件应用技术研究院）孵化出来的企业，2015年在南沙竖起了中国第一根智慧灯杆，在明珠湾，我们也承担了相关车路协同的平台项目。”
如今，智慧灯杆上装有5G基站、毫米波雷达、激光雷达、摄像头、应急对讲设备、天气监测设备等，这些设备可以实时监控路面情况，一旦发现异常，就可以通过C-V2X通信协议将预警信息实时推送至周边智能网联车辆，也可以通过智慧灯杆上的网络传递到云端，进行更大范围的预警。此外，智慧灯杆上还装有用于边缘计算的网关和充电桩，进一步满足“车路云一体化”的需求。
据介绍，边缘计算网关可应对智能网联汽车对低延时的要求。以往，智慧灯杆设备所采集的信息通过网络统一发送到云端，但这对网络的带宽、速率等有很高要求，尤其是在传输视频等较大的信息时，如果全发回云端，信息一来一往，便难以满足智能网联汽车的时效。有了边缘计算，云端就能将各种场景策略、响应机制率先编制好，下发到边缘网关内，网关则根据智慧灯杆上所采集到的信息，进行车路协同操作，只要达到触发条件，即使是在互联网中断的情况下，网关也可以直接向执行设备下发指令。
袁峰介绍，边缘网关采用的核心技术是基于RISC-V架构的智能物联网系统，涉及从底层的芯片到指令集、操作系统乃至应用层面。目前，该系统自主可控，并应用于智慧路侧系统上，边缘网关有很多应急场景，如道路前方大车掉下来一个货物，只要被智慧路侧系统发现，便会触发网关，智慧灯杆便可以联动障碍物后方道路的其他灯杆，对行驶区域内的车辆发出提醒。
目前，智能路侧系统面向广州市全部智能网联车企开放，袁峰表示，该系统给各个级别的自动驾驶车辆提供了重要支持，“系统不仅能提前告知车辆红绿灯等道路信息，在超视距情况下，路侧系统对于自动驾驶汽车的安全也提供了更好的保障，特别是能规避各类‘鬼探头’事件发生。”
科学家解前沿
王晋年院士谈卫星网络——
打造“五羊星座”推进智慧城市建设
遥感空间信息技术专家、国际宇航科学院院士、广州大学空天遥感创新研究院执行院长王晋年教授告诉记者，团队正在设计建造“五羊星座”卫星网络，聚集低纬度地区空天信息相对“空白地带”，创新卫星观测模式与商业应用场景，创建独特的低纬度感通星座。实现南北35度低纬度地区的实时监测与智慧地球服务，提升政务服务效能，全面开发企业社会应用场景，大力拓展海洋和全球应用，为全球低纬度国家与地区提供全谱段、高分辨、高频度、高精准、全时空、低成本的空天信息服务。
王晋年表示，目前发射的大多数卫星是极轨卫星，在低纬度覆盖缝隙大，低纬度地区空天数据匮乏，“五羊星座”聚焦低纬度地区，为大湾区与低纬度地区的安全保障、可持续发展提供空天信息保障。
随着“五羊星座”的建成运行，将由现在的“半年一张图、点网监测、应急事后监测”提升至“每天一张图、全域每半天监测和应急实时监测”。遥感卫星与通信卫星融合，实现“即感即传即用”能力，将应用场景从智慧治理（应急管理、资源监管、智慧城市、美丽乡村）拓展到经济发展（资产管理、低空经济、海洋经济、跨境服务、海外应用）。例如“五羊星座”可以监测道路、桥梁、隧道等基础设施的细微变化，及时排除隐患。
目前，广州发展全空间无人体系拥有良好的产业基础和应用场景，“无人机、无人车、无人船等背后都有无人智能的共性技术，地面网络与卫星网络融合将在智能飞行和空域管理方面提供高分辨感知、高精度定位、低延迟链接等时空信息保障。当下，广州正在不断攻克和完善这些技术。此外，广州还从道路、水域、空域为全空间无人体系的示范应用提供‘试炼场’，这对相关产业的发展至关重要。”
“广州智能无人体系产业发展颇有成效”
在南沙明珠湾灵山岛尖的一座写字楼下，记者使用“小马智行”APP，打了一辆前往横沥地铁站的无人驾驶出租车，6公里的路程，车上无人值守，记者全程佩戴安全带，车速最快可达60km/h，车辆完全按照交通规则行驶，遇见转弯等情况也能及时变道，大约15分钟车辆便驶达终点。打无人驾驶出租车，已然成为南沙市民日常生活的一部分。
加快示范应用一直是广州助推未来产业发展的成功之道，对全空间无人体系亦是如此。早在去年10月，南沙便主办粤港澳大湾区（南沙）全空间无人体系示范应用场景体验活动，为市民打造全国首个集无人机、无人车、无人船联运联动的全空间无人体系未来交通示范体验之旅。现场展示了无人机配送外卖、亿航无人驾驶飞行器低空试飞、小马智行（主驾无驾驶员）全无人自动驾驶出行、创享湾水上码头市民坐无人船畅游蕉门河等场景。
袁峰说：“目前，广州智能无人体系的产业发展颇有成效，同时，工业物联网在广州的很多工厂也有应用。我在各种场合都会向其他城市的科创人员和企业家宣传，如果你要做物联网，建议到广州来，到大湾区来，这里的产业链非常具有优势，我们公司的上下游企业都能在几十公里内找到，此外，广州还有大量高校和科研机构作技术支撑。广州正牢牢抓住这个产业的未来，也在帮助其他城市开展车路云项目等建设，例如，国内多个车路云项目的路侧基础设施建设，如武汉、上海、成都、苏州等城市，背后都是我们的技术在支持。”
文/广州日报全媒体记者武威
图/广州日报全媒体记者莫伟浓 通讯员张乐会（除署名外）
