【“自動(dòng)化網(wǎng)”科技觀察：電動(dòng)汽車(chē)的網(wǎng)聯(lián)和自動(dòng)化】

之前的研究多數(shù)認(rèn)為，車(chē)輛自動(dòng)化能夠幫助車(chē)輛收集更多信息、協(xié)助調(diào)節(jié)交通系統(tǒng)、抑制交通振蕩，從而提升能源效率。而本研究通過(guò)大量的測(cè)試數(shù)據(jù)及高可信度的仿真表明，單靠車(chē)輛自動(dòng)化反而增加了能耗（例如本文提到的多控制單元的城市道路）。

電動(dòng)汽車(chē)的網(wǎng)聯(lián)和自動(dòng)化是更節(jié)能還是更耗能？|CRPS封面文章

2022年8月10日，清華大學(xué)車(chē)輛與運(yùn)載學(xué)院智能交通團(tuán)隊(duì)在Cell Press細(xì)胞出版社期刊Cell Reports Physical Science上發(fā)表了一項(xiàng)題為“Automation and connectivity of electric vehicles: Energy boon or bane?”的研究論文，該論文被評(píng)選為當(dāng)期封面論文。該論文研究基于高精度的測(cè)試數(shù)據(jù)和高保真的軌跡模擬，并研究了智能化、網(wǎng)聯(lián)化和協(xié)同技術(shù)在現(xiàn)實(shí)城市環(huán)境下對(duì)電動(dòng)車(chē)能耗產(chǎn)生的影響。

清華大學(xué)曲小波教授為本論文的第一作者和通訊作者，博士后鐘令樞、研究助理曾子凌、同濟(jì)大學(xué)涂輝招教授為共同作者，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的李小鵬教授為第二通訊作者。同時(shí)，前三位作者得到教育部、清華大學(xué)-豐田研究中心的支持。

該論文針對(duì)復(fù)雜城市交通系統(tǒng)中的城市干道進(jìn)行研究，其實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景包含多個(gè)控制單元（如信號(hào)交叉口），該實(shí)驗(yàn)通過(guò)采集高精度的人工駕駛（HDV）和自動(dòng)駕駛（AV）車(chē)輛軌跡，獲取兩種駕駛模式下的能耗信息；同時(shí)基于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行高精度交通仿真，以獲取人工駕駛（HDV）、自動(dòng)駕駛（AV）、智能網(wǎng)聯(lián)（CAV）和智能網(wǎng)聯(lián)與基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同（CCAV）四種模式在相同道路環(huán)境下對(duì)能源消耗的影響。在計(jì)算能耗時(shí)，考慮了動(dòng)力系統(tǒng)和自動(dòng)/網(wǎng)聯(lián)駕駛系統(tǒng)（如傳感器、計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備等）的設(shè)備能耗。

之前的研究多數(shù)認(rèn)為，車(chē)輛自動(dòng)化能夠幫助車(chē)輛收集更多信息、協(xié)助調(diào)節(jié)交通系統(tǒng)、抑制交通振蕩，從而提升能源效率。而本研究通過(guò)大量的測(cè)試數(shù)據(jù)及高可信度的仿真表明，單靠車(chē)輛自動(dòng)化反而增加了能耗（例如本文提到的多控制單元的城市道路），其根本原因是：更平穩(wěn)的駕駛未必可以抵消來(lái)自傳感器、通信需求和計(jì)算負(fù)載的額外能耗，以及這些設(shè)備帶來(lái)的相關(guān)空氣、阻力和增加的重量。另外，由于自動(dòng)駕駛保守的車(chē)輛跟馳策略的設(shè)置，自動(dòng)駕駛本身在復(fù)雜的城市交通環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致更長(zhǎng)的旅行時(shí)間和更多的停車(chē)次數(shù)。而網(wǎng)聯(lián)化和自動(dòng)化的協(xié)同優(yōu)化可以在安全性、出行時(shí)間和節(jié)能方面帶來(lái)巨大收益。

研究表明，為實(shí)現(xiàn)新一代智能交通，應(yīng)當(dāng)推進(jìn)智能+網(wǎng)聯(lián)協(xié)同發(fā)展、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)與智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同發(fā)展，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)快速、安全及環(huán)保。為實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展，需系統(tǒng)性地整合工業(yè)界（如車(chē)廠、互聯(lián)網(wǎng)公司）的自動(dòng)駕駛技術(shù)創(chuàng)新和公共部門(mén)（如交通部門(mén)、建設(shè)部門(mén)）的網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施投資。此外，基于網(wǎng)聯(lián)的生態(tài)駕駛可以克服人工駕駛的局限性，實(shí)現(xiàn)更節(jié)能的駕駛方式，從而延長(zhǎng)電動(dòng)車(chē)的行駛里程，這將進(jìn)一步增加電動(dòng)車(chē)的市場(chǎng)前景。自動(dòng)化和網(wǎng)聯(lián)化的結(jié)合意味著車(chē)輛將分享更多、更全面的信息，并遵守更嚴(yán)格的交通管理指令，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)交通系統(tǒng)的優(yōu)化。Cell Reports Physical Science是Cell Press細(xì)胞出版社推出的高影響力綜合期刊，旨在發(fā)表物理、化學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)以及交叉學(xué)科領(lǐng)域中的重大研究進(jìn)展。

清華大學(xué)車(chē)輛與運(yùn)載學(xué)院智能交通實(shí)驗(yàn)室（Laboratory for Emerging Transportation Solutions, ETS Lab）致力于車(chē)城互聯(lián)、空地協(xié)同物流及出行、交通大數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策等研究領(lǐng)域，涵蓋車(chē)輛工程、交通工程、計(jì)算機(jī)、人工智能、數(shù)據(jù)科學(xué)、運(yùn)籌決策等交叉學(xué)科。

已發(fā)表頂級(jí)交通期刊Transportation Research Part A/B/C/E、Transportation Science、Operations Research、Cell Reports Physical Science等100余篇。

實(shí)驗(yàn)室成員主持歐盟、瑞典科技部、瑞典基金委、澳大利亞基金委、中國(guó)教育部等科研經(jīng)費(fèi)超過(guò)1000萬(wàn)歐元。榮獲新加坡交通部部長(zhǎng)創(chuàng)新獎(jiǎng)、澳大利亞教育部奮進(jìn)長(zhǎng)江研究獎(jiǎng)、運(yùn)籌學(xué)與管理學(xué)研究協(xié)會(huì)（INFORMS）多項(xiàng)最佳論文獎(jiǎng)、國(guó)際人工智能會(huì)議（例如KDD、NeurIPS、CVPR、IJCAI、ICME等）或機(jī)構(gòu)（例如中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)、國(guó)家天文臺(tái)、之江實(shí)驗(yàn)室、IARAI、TRB、DLR、Alibaba、DiDi等）主辦的機(jī)器學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)賽獎(jiǎng)項(xiàng)，先后4次獲得有著數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域“世界杯”之稱(chēng)的KDD CUP的冠軍、亞軍。

實(shí)驗(yàn)室成員受邀擔(dān)任歐委會(huì)人才項(xiàng)目、澳洲基金委卓越科學(xué)中心（Centre of Excellence）、荷蘭基金委重大項(xiàng)目（VICI）、香港研究理事會(huì)主題項(xiàng)目（Theme Based Scheme）、新加坡主題項(xiàng)目（Thematic Research Grant）、國(guó)內(nèi)人才等重大項(xiàng)目的初評(píng)或終評(píng)專(zhuān)家。

課題組歡迎各類(lèi)人才加入，包括研究崗，博士后，博士生等，希望能同大家一起奮斗！