汽車的未來無人駕駛技術(shù)新風(fēng)口

阮曉東

隨著無人駕駛汽車技術(shù)的不斷成熟，城市物流車、自動駕駛卡車、公交車及班車、環(huán)衛(wèi)車及自動清掃車可能成為無人駕駛汽車最先應(yīng)用的風(fēng)口

無人駕駛汽車的優(yōu)越性就是利用高精度傳感器代替人來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置、障礙物、交通信號等信息，控制車輛的方向和速度，并嚴(yán)格遵守交通法規(guī)，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。

隨著無人駕駛汽車技術(shù)的不斷成熟，城市物流車、自動駕駛卡車、公交車及班車、環(huán)衛(wèi)車及自動清掃車可能成為無人駕駛汽車最先應(yīng)用的風(fēng)口。無人駕駛汽車可以減少車輛駕駛過程中對運(yùn)輸人員的依賴，提升貨物和人員運(yùn)輸效率，為社會帶來更多舒適、環(huán)保和便利。

城市物流車

應(yīng)對現(xiàn)代社會挑戰(zhàn)

城市的發(fā)展離不開物流體系的支撐。對于城市居民而言，所需要的吃穿用行的多種產(chǎn)品都非常依賴于城市物流，比如大量的農(nóng)產(chǎn)品、輕工產(chǎn)品、紡織產(chǎn)品、藥品等行業(yè)物流體系的完善，對于滿足城市功能，豐富城市生活內(nèi)容都是必須的。雖然城市物流相對于國際物流、區(qū)域物流而言，城市物流的范圍比較小，但是城市物流的發(fā)展速度確實(shí)非常快的。

特別是最近幾年，伴隨著國內(nèi)電商的發(fā)展，“雙11”網(wǎng)絡(luò)購物的狂歡慢慢滲透進(jìn)更多地區(qū)，越來越多的居民也加入網(wǎng)購隊(duì)伍，城市物流顯示出爆發(fā)態(tài)勢。2014年，我國快遞年業(yè)務(wù)量首次突破100億件。2015年快遞業(yè)繼續(xù)保持高速增長，全年快遞業(yè)務(wù)量超過206億件，實(shí)現(xiàn)同比增長47.9%。

城市是在任何國家都是經(jīng)濟(jì)水平最高的地區(qū)，有進(jìn)行精益化運(yùn)作的需求和條件。但是城市由于城市交通條件的制約和生態(tài)的脆弱性，不允許進(jìn)行粗放的物流活動。因此，低噪音、低排放、小噸位、封閉型的物流車輛是城市物流的主要工具。目前世界各國城市物流應(yīng)用的車輛主要是微型箱式貨車、電動三輪車、中型貨車等。

城市物流車輛需要執(zhí)行準(zhǔn)時、準(zhǔn)確的物流方式。這種精益的運(yùn)作，是城市物流的重要特點(diǎn)。正因?yàn)槿绱?，無人駕駛汽車才在城市物流領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展空間。特別是在應(yīng)對城市物流高密度的要求方面。

現(xiàn)階段，交通擁堵已成為世界性“城市病”，各國每年因交通擁堵蒙受的損失十分慘重：中國最大的15座城市每天損失達(dá)到15—20億元，美國每年因交通擁堵?lián)p失680億美元，英國年損失約43億英鎊。高德發(fā)布的《2015年度中國主要城市交通分析報告》顯示，在高德地圖交通大數(shù)據(jù)監(jiān)測的45個主要城市中，只有南通市是唯一一個擁堵小幅緩解的城市，其余大部分城市和地區(qū)擁堵都在進(jìn)一步惡化。報告顯示，2015年度中國十大堵城依次為：北京、濟(jì)南、哈爾濱、杭州、大連、廣州、上海、深圳、青島、重慶。

如果應(yīng)用無人駕駛，一方面可以建立從城市周邊物流基地到商戶或者消費(fèi)者之間的物流直達(dá)到貨。商家和貨主則有更多的物流選擇，因?yàn)樯倭巳藶橐蛩氐母蓴_，那么則可以根據(jù)物流的時間、運(yùn)輸距離、批量、地點(diǎn)等的不同選擇不同的線路，這樣就可以減少中間環(huán)節(jié)，降低儲存保管費(fèi)用、裝卸搬運(yùn)費(fèi)、中轉(zhuǎn)費(fèi)等物流費(fèi)用，加快物流速度。

另外，在城市交通方面，無人駕駛車輛也具有更多優(yōu)勢，無人駕駛物流車通過減少對運(yùn)輸人員的依賴，大大降低事故的發(fā)生率，提升物流運(yùn)輸效率，為城市交通帶來更多舒適和便利。

此外，無人駕駛還可以實(shí)現(xiàn)市內(nèi)物流聯(lián)合發(fā)送。通過打破部門、行業(yè)、企業(yè)間的門戶局限，對物流管理改革，以適應(yīng)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)行形式不同的聯(lián)合發(fā)送，如貨物集中發(fā)送聯(lián)合、按路線集中貨物發(fā)送、代行交貨聯(lián)合、聯(lián)合接受訂貨、聯(lián)合配套型等，以提高物流效率，降低物流費(fèi)用、充分利用運(yùn)輸設(shè)備、緩解交通擁擠、提高輸送服務(wù)水平。

目前京東正在進(jìn)行城市物流無人駕駛汽車的應(yīng)用級研發(fā)。未來客戶買了東西可以給京東授權(quán)，京東的無人駕駛汽車能行駛到客戶設(shè)定的地點(diǎn)，通過密碼交互，機(jī)器人自動將包裹投遞到客戶的汽車后備箱，全程不需要客戶等待也不需要簽收。

2015年末，Skype的幾位聯(lián)合創(chuàng)始人創(chuàng)立的新公司Starship Technologies開始在倫敦測試他們的無人駕駛送貨機(jī)器人。據(jù)開發(fā)者介紹，該款尚未命名的機(jī)器人體積不大，安全實(shí)用且環(huán)保。Starship Technologies的CEO阿迪·赫恩拉（Ahti Heinla）說道，“在網(wǎng)上下單之后，會有機(jī)器人給你配送商品，而不是像傳統(tǒng)那樣讓快遞員上門敲門送貨?！痹摴镜臋C(jī)器人能夠承載兩個購物袋的東西，可在5到30分鐘內(nèi)從指定的配送中心或者零售點(diǎn)完成本地配送。赫恩拉解釋道，那些機(jī)器人并非針對長距離的訂單，而是為最后一公里的配送而設(shè)。

卡車組隊(duì)

無人駕駛提高物流效率

卡車運(yùn)輸主要用于貨物的干線運(yùn)輸，多以集裝箱形式實(shí)現(xiàn)大量貨物的批量配送。這種運(yùn)輸形式比較單一，長期以來變化都不大。但是在歐洲，卡車的列隊(duì)行駛正在成為一種新的狀態(tài)，如同火車列隊(duì)行駛一樣。

當(dāng)卡車列隊(duì)行駛時，卡車在公路上排隊(duì)依次前進(jìn)，駕駛員操控前車，后車便可利用無線通訊和自動控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)同步操作，不再需要駕駛員另行操控。特別是在行駛過程中，前后兩臺卡車有1秒鐘間隔，可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一加速、制動；在較小的車距內(nèi)，兩車形成一個近似的真空空間，后車在這個真空區(qū)域行駛，阻力很小，從而達(dá)到節(jié)省燃料的目的。

研究表明，使用自動駕駛卡車可以使能源排放量降低15%，計(jì)算表明，自動駕駛卡車行駛10萬英里可以節(jié)約5000英鎊。同時卡車組隊(duì)會減少交通事故，避免交通擁擠。

全球最大商用車制造商戴姆勒公司已經(jīng)測試了一款無人駕駛卡車，名為“梅賽德斯-奔馳未來卡車2025”。資料顯示，這款無人駕駛卡車重量超過40噸，配有一個名為Highway Pilot的系統(tǒng)、四個雷達(dá)傳感器和一個立體攝像機(jī)。Highway Pilot系統(tǒng)涵蓋當(dāng)前交通情況、地形和道路環(huán)境等數(shù)據(jù)，操控車輛的最高時速可以達(dá)到每小時55英里（約合88.5公里）。駕駛員可以隨時取消該系統(tǒng)操作，切換至全人工駕駛狀態(tài)。

在測試中，“梅賽德斯-奔馳未來卡車2025”可以將車輛間距離從50米縮短至15米，同時卡車的耗油水平也達(dá)到了非常低的水平。據(jù)悉，一輛裝載了貨物的40噸半拖車每行駛100公里僅僅耗油25升。這相當(dāng)于每運(yùn)送1噸貨物100公里僅耗油0.66升，或者說每運(yùn)送1噸貨物1公里的二氧化碳排放量僅為13.3克。其耗油量甚至?xí)陀谑褂脙?nèi)燃發(fā)動機(jī)的小型乘用車。

此外，通過高速公路自動駕駛連接系統(tǒng)，“梅賽德斯-奔馳未來卡車2025”的反應(yīng)時間從1.4秒左右縮短到0.1秒。也就是說，在0.1秒的時間內(nèi)，所有在隊(duì)列中行進(jìn)的卡車都將剎車。負(fù)責(zé)戴姆勒卡車生產(chǎn)工程及全球采購的主管Sven Ennerst表示：“利用卡車與卡車之間、卡車與其周圍環(huán)境之間的這種連接通信系統(tǒng)，我們就可以提高車輛通行效率，降低油耗和汽車尾氣的排放。同時，智能卡車還有助于減少車禍。這是我們邁向無事故駕駛的重要一步?！?/p>

戴姆勒希望自己的無人駕駛技術(shù)能夠贏得未來的貨用卡車市場，也希望用自己的技術(shù)來影響其他卡車廠家的技術(shù)路線。值得關(guān)注的是，歐洲六大貨用卡車制造商，包括沃爾沃、戴姆勒、達(dá)夫、依維柯、曼、斯堪尼亞等，都開始了無人駕駛技術(shù)的研發(fā)并開始裝備整車。

美國也有公司開始盯住這塊巨大的市場，舊金山一家新公司奧托（OTTO），正在研發(fā)一套可以應(yīng)用在18輪卡車上的無人駕駛系統(tǒng)，奧托的目標(biāo)是通過軟件、傳感器及激光鏡頭等裝備，使卡車可以自動導(dǎo)航，行駛在高速公路上，同時讓車上司機(jī)可以小睡或處理其他要務(wù)。目前奧托已經(jīng)在美國內(nèi)華達(dá)州的高速公路上，完成了首次擴(kuò)展測試。

公交車及班車

成為生活好伙伴

大城市的人員運(yùn)輸需要大量的公交車和班車。比如為了滿足北京市公交共2.7萬輛左右，可以滿足1800萬人員出行的需要。上海市則擁有公交運(yùn)營車輛1.62萬輛，運(yùn)營出租車5.07萬輛。

無人駕駛的公交車及班車代表了未來駕駛的發(fā)展方向。專家稱，如果無人駕駛的公交車及班車發(fā)展順利，現(xiàn)在的私家車將變得不再必要。因?yàn)槿绻麩o人駕駛的公交車及班車將能夠自動挑選最高效的行車路線，并將乘客送到他們的目的地附近，那么無人駕駛汽車將大量作為私家車的替代品，特別是為很多不會駕駛的女性上班族、老人、學(xué)生等提供了良好的代步工具，當(dāng)然這也有主語緩解城市的交通擁堵狀況，減輕環(huán)境壓力。

目前，IBM和汽車設(shè)計(jì)公司Local Motors在馬里蘭州國家海港推出了一款新的無人駕駛電動汽車，名為Olli。這輛智能汽車，實(shí)際上是一輛小型公交車，能夠一次搭載12人。這臺無人駕駛汽車的特別之處，是它使用了IBM的“沃特森”超級電腦，可從多個源頭大量收集周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)?？梢哉f，Olli是一輛“無人駕駛+智能化”的汽車。Olli通過深度學(xué)習(xí)，甚至可以回答乘客提出的問題。如果你經(jīng)常乘坐這輛公交車，那么它將會明白你每天早上上班常走的路線。

歐洲人一直在為無人駕駛的實(shí)用化努力。相比很多國家剛剛進(jìn)入汽車時代，歐洲的很多國家則開始思索汽車的未來。很多公司致力于把人從枯燥的駕駛過程中解放出來。比如荷蘭WEpods公司的無人駕駛公交車項(xiàng)目。

WEpods公司透露，該項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到測試再到獲得批準(zhǔn)上路，整個過程不到兩年時間。目前政府投資了兩輛這樣的電動車，成本達(dá)到340萬歐元。據(jù)公司介紹，這個政府投資項(xiàng)目是一個“開源”項(xiàng)目，也就是說，其它公司和政府也可以使用該公司的技術(shù)。例如鹿特丹、阿姆斯特丹、布魯塞爾市政府都已表示出興趣。

2016年3月，該項(xiàng)目開始在荷蘭進(jìn)行試點(diǎn)，試點(diǎn)主要是在荷蘭格爾蘭德市的兩個小鎮(zhèn)——瓦格寧根和埃德進(jìn)行。該項(xiàng)目計(jì)劃將兩地的乘客通過一輛6人座的無人駕駛車運(yùn)往當(dāng)?shù)氐拇髮W(xué)。據(jù)介紹，這輛無人駕駛車形似封閉且大一號的高爾夫車。和歐洲已經(jīng)有的諸如鹿特丹的Rivium無人駕駛車以及希思羅機(jī)場的無人駕駛車按既定軌道運(yùn)行的模式不同，格爾蘭德無人駕駛車是完全不定點(diǎn)而且是在普通車道上行駛的。

但是，這個項(xiàng)目依然面臨很多挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)依然是很多想要真正實(shí)現(xiàn)的無人駕駛技術(shù)在正常路面通行的共同面臨的問題，包括無人駕駛技術(shù)如何辨別行人，如何分別交通信號燈，如何理解并對于路面出現(xiàn)的突發(fā)情況做出及時的反應(yīng)，比如路邊的樹木突然被狂風(fēng)刮倒了等等。此外，導(dǎo)航系統(tǒng)要獲得地方政府批準(zhǔn)也面臨挑戰(zhàn)。

據(jù)WEpods公司介紹，今年還會進(jìn)行一系列測試，包括讓瓦格寧根大學(xué)的客人通過iPhone手機(jī)上的APP來呼叫從埃德鎮(zhèn)的火車站出發(fā)的無人駕駛車，這輛被呼叫的無人駕駛公交車將以25公里的時速緩緩駛?cè)胪吒駥幐髮W(xué)校園來迎接客人。盡管時速仍然較慢，服務(wù)的范圍也相對有限，但是測試的主要目的是反應(yīng)這輛電動車所搭載的無人駕駛技術(shù)的性能，從中能夠判斷它未來是否能夠真正上路，并用于提升當(dāng)?shù)卣麄€公共交通系統(tǒng)的性能和效率。

環(huán)衛(wèi)車及自動清掃車

降低工人勞動強(qiáng)度

每個城市都有大量的環(huán)衛(wèi)車及自動清掃車是用于城市市容整理、清潔。比如根據(jù)北京市市政市容委的資料，北京市清掃保潔面積為1.5億平方米，主要大街車行道完全實(shí)現(xiàn)了自動清掃車的機(jī)械化清掃，80%的城區(qū)道路采用車行道清洗、步道沖洗和快速保潔組合的城市道路清掃保潔新工藝。但是為了清掃路面和駕駛大量的環(huán)衛(wèi)車輛，也需要雇傭大量的人員，這個過程顯然是“無趣+辛苦”的，當(dāng)然工作環(huán)境也很差。資料顯示，截止到2014年底，北京市環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)共擁有各種車輛10848輛，其中環(huán)衛(wèi)作業(yè)車輛8826輛，占總數(shù)81.36%。目前北京市環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)需要車輛作業(yè)司機(jī)達(dá)到上萬人。

無人駕駛環(huán)衛(wèi)作業(yè)車輛則可以解決很多問題。

如果將環(huán)衛(wèi)作業(yè)車輛升級到無人駕駛車輛，不僅可以讓車輛具備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對車輛的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，保證車輛的運(yùn)行安全；同時還可以在降低清潔人員的勞動強(qiáng)度的同時，將車輛作為建設(shè)智能城市的重要移動終端和載體。

由同濟(jì)大學(xué)等多家單位合作開發(fā)的無人駕駛電動清掃車，目前已有3輛樣品在同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)投入使用，負(fù)責(zé)清掃同濟(jì)校園道路上的垃圾，未來還將由點(diǎn)及面進(jìn)行市場推廣。

據(jù)悉，無人駕駛環(huán)衛(wèi)車及自動清掃車主要由五大系統(tǒng)組成：負(fù)責(zé)整車行駛導(dǎo)航、避障、錯誤管理等功能的智能決策系統(tǒng)；通過融合算法，將各類傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理過濾，并供決策系統(tǒng)使用的環(huán)境感知系統(tǒng)；完成執(zhí)行整車行駛速度及方向的修正線控系統(tǒng)；提供決策系統(tǒng)的實(shí)時定位數(shù)據(jù)，確定其駕駛方向的車載北斗高精度導(dǎo)航系統(tǒng)；提供整車完成清掃任務(wù)所需的驅(qū)動電力的動力鋰電池成組及管理系統(tǒng)。

“研發(fā)這款無人駕駛清掃車，主要是為了降低城市環(huán)衛(wèi)工人的勞動強(qiáng)度，比如深夜時分的馬路清掃就可由無人駕駛清掃車負(fù)責(zé)清掃，另外除夕、迎財(cái)神這些放鞭炮煙花厲害、污染嚴(yán)重的日子，也可以由無人車進(jìn)行清掃，避免環(huán)衛(wèi)工人受到傷害?！蓖瑵?jì)大學(xué)汽車學(xué)院副院長魏學(xué)哲表示。

據(jù)悉，此無人清掃車是在原電動清掃車的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，總重2.6噸，主要加入了傳感器和處理器，改裝的成本僅為數(shù)千元，能自動識別紅綠燈，在道路上運(yùn)行碰到障礙物時也能立即感知避開，非常靈活。

目前，環(huán)衛(wèi)工作從業(yè)者的老齡化以及新員工減少是該行業(yè)面臨的問題。隨著中國城市人口老齡化趨勢的加劇，將給我國城市規(guī)劃、治理和建設(shè)帶來新問題。無人駕駛車輛的應(yīng)用，從根本上說是應(yīng)對中國城市化發(fā)展與城市人口老齡化的趨勢的一項(xiàng)對策，當(dāng)然，該項(xiàng)技術(shù)也需要從立法、政策、制度上加以完善，全面維護(hù)車輛的道路安全和行人安全。