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自駕隊列技術開創智慧運輸新時代

2024 / 10 / 11

車輛中心 研究發展處 許琮明 

隨著自動駕駛技術的飛速發展,全球交通系統正面臨重大變革。自駕隊列技術(Platooning),作為自動駕駛的一項關鍵應用,展現了顯著的潛力,能夠通過同步協作和車輛間的即時通訊,為未來的交通運輸提供全新解決方案。本文將介紹自駕隊列技術的核心概念、應用場景以及未來的發展方向。   


壹、自駕隊列簡介 

自駕隊列技術是一種智能交通解決方案,將多輛自駕車輛以固定的間距進行協同行駛,由一輛領頭車輛主導行駛,其後的車輛通過車間通訊(V2V)技術,實現同步的自動駕駛操作。車輛之間的距離通常被保持在非常近的跟車範圍內,而每輛跟隨車輛會自動根據領頭車輛的速度和方向進行自動調整。 

隊列中的自駕車輛依賴感知融合技術,包括雷達、攝影機等,來感知環境並進行實時反應。車間通訊進一步確保了車輛間的資訊交換,使得自駕隊列能夠在高速行駛中保持穩定安全,和路側智慧燈桿資訊交換(V2I)技術則使自駕隊列能以最流暢的方式通過路口,有效提升通行效率並節省時間。   


貳、應用情境 

自駕隊列技術的應用場景多樣,涵蓋了物流運輸、公共交通等領域:   

一、物流自駕隊列: 

在物流運輸領域,多輛車組成自駕隊列(圖1),以固定間距行駛,這種方式減少了車輛間的風阻,提高了能源效率,進一步降低了長途運輸的成本。物流車隊的自駕化還能減少司機的疲勞駕駛風險,提升道路安全性。

圖1. 物流自駕隊列示意圖(圖片來源PATH)


二、公共運輸自駕隊列: 

在公共交通領域,自駕隊列巴士不僅提高運輸效率,同時,相較於傳統軌道運輸,建造成本僅需在10~30%。這一技術還有助於改善交通擁堵,尤其是在繁忙的城市路段。   


在過去十年,隊列技術主要應用在物流卡車領域,並且僅限於高速公路的測試運行。國際近年才投入公共運輸自駕隊列研究。德國公司Ebusco於2023年5月宣布成功開發出串聯兩輛巴士的市區自駕隊列技術,但預計延至2025年才進行上路測試。國內方面,在2022年車輛中心與六和機械攜手合作自駕隊列巴士(圖2)技術,由車輛中心(ARTC)法人科專的自駕試驗車Winbus與六和機械旗下和緯車輛的量產型自駕小巴組成。

圖 2. 車輛中心與六機和緯合作自駕隊列巴士


這支車隊成功完成在彰濱工業區開放道路上超過1,100公里的自駕隊列試驗運行,突破國際隊列僅能在高速公路的限制,並且擴展至市區道路,克服了自駕車與人車混流的挑戰,其關鍵在於具備以下技術: 

1.低延遲車間通訊縮短跟車距離:低延遲車間通訊0.12sec,實現在車速60km/h 下跟車距離為10.6m,低速30km/h時縮小跟車間距至7m。 

2.結合智慧路口號誌通訊提升運輸效率:通過彰濱工業區道路17處ITS智慧路口資訊,結合車輛動態控制,調整最佳化通行車速,縮短10%運行時

   間。 

3.不同型態車輛之異質車隊列控制:可應用於各種平台車進行隊列控制,透過車輛之間的通信與後台系統協調,即時監控車輛狀態和自駕行為。 

4.城市級別自動駕駛定位與決策技術:解決市區定位GPS訊號遮蔽、無車道線或車道線模糊的場景、無保護紅綠燈的左轉、進出站、人車混流方面等

    情境。   


參、結論 

自駕隊列技術在大眾運輸和物流領域的應用展現了巨大潛力,為解決駕駛短缺和提升運輸效率提供了革命性解決方案。從高速公路到市區,這項技術已經取得了重大突破,隨著通訊技術與人工智慧科技的進步、及法規的不斷完善,自駕隊列技術將在未來的交通系統中扮演越來越重要的角色。我們正站在自動駕駛革命的門檻前,自駕隊列技術有望引領這場變革,讓城市變得更高效、更綠色、也更安全。

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