汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)有多遠(yuǎn)？

徐同昕

UC Davis交通政策

博士在讀

主要研究方向包括新能源汽車，汽車收費(fèi)，交通行為等，并長(zhǎng)期觀察汽車產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)；

車迷，房車迷，摩托迷。

今天的汽車給人們的生活提供了極大的舒適、便利和自由，但相比公共交通一直有一項(xiàng)額外的成本，即人們要學(xué)習(xí)駕駛汽車，并承擔(dān)駕駛過(guò)程中的各種負(fù)擔(dān)。有些時(shí)候，我們選擇公共交通工具、不是因?yàn)樗阋嘶蚋欤皇且驗(yàn)椴幌腴_(kāi)車太累、太緊張，還需要留出中途休息的時(shí)間。此外，人作為高度不確定的系統(tǒng)，也給道路安全帶來(lái)了很大的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過(guò)90%的交通事故都跟人為失誤有關(guān)。汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)就為解決這些問(wèn)題提供了新思路。

自動(dòng)駕駛雖然聽(tīng)起來(lái)很科幻，但其實(shí)離我們并不遠(yuǎn)。美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）將自動(dòng)駕駛技術(shù)分為四個(gè)等級(jí)。第1級(jí)其實(shí)就是通過(guò)電子輔助針對(duì)某些特定操作的自動(dòng)化以及為駕駛提供更多的信息，比如電子穩(wěn)定程序、自動(dòng)擋、定速巡航、盲區(qū)提示、倒車?yán)走_(dá)等等，已經(jīng)為我們所熟悉。而第2級(jí)是在人監(jiān)控下的部分自動(dòng)駕駛，包括自適應(yīng)巡航、車道保持、主動(dòng)避險(xiǎn)、自動(dòng)泊車等功能，也已出現(xiàn)在一些高端車型上。

這之后才是真正的革命。第3級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)，是在相對(duì)簡(jiǎn)單的路況，比如高速公路或者城市快速路上跟車時(shí)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛，在復(fù)雜路況，比如駛?cè)敫咚俟芬约靶腥撕妥孕熊囕^多的路段，行車電腦會(huì)提示駕駛員介入。目前的技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)程度的自動(dòng)化，但是如果要商用化，可靠性還需要進(jìn)一步檢驗(yàn)。

第4級(jí)將是完全意義上的自動(dòng)駕駛，到時(shí)候汽車甚至根本不會(huì)有方向盤(pán)等操作設(shè)備，可以做到全天候全路口的無(wú)人駕駛。如果能夠?qū)崿F(xiàn)，那么整個(gè)社會(huì)的交通格局都將得到改變，汽車不但自動(dòng)運(yùn)送乘客，還可以像機(jī)器人一樣自主執(zhí)行送快遞、地理信息測(cè)量等服務(wù)。結(jié)合智能共享技術(shù)，甚至私家車都可以消失。人們只需要在手機(jī)上發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，就會(huì)有車自動(dòng)來(lái)接。還能在送達(dá)目的地后，自行尋找停車位，或者匹配下一個(gè)乘客。這種無(wú)人出租車成本更低，而且如果全社會(huì)都普及了這種無(wú)人共享車輛，就不再需要交通警察和各種信號(hào)設(shè)施，車輛的數(shù)量大大減少，節(jié)省大量停車位，同時(shí)通過(guò)更智能的交通管理和更高的安全車速，減少交通擁堵，提高通行效率。

要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，目前有3種不同的策略。第一種是中央集中控制式的，也就是一般所說(shuō)的智能交通系統(tǒng)（Inte¨jgent Transportation System）。這種技術(shù)基于車輛到基礎(chǔ)設(shè)施的通信（Vehicle to infrastructure，V21）。在一些特定的路段或區(qū)域，所有車輛都會(huì)通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)向一個(gè)中央管理系統(tǒng)報(bào)告車輛的位置、速度、目的地等信息，同時(shí)道路本身也有安裝有電磁、紅外等傳感器，探測(cè)區(qū)域內(nèi)車流的情況。然后中央系統(tǒng)通過(guò)獲得的信息選擇合適的控制策略，指示各個(gè)車輛做出相應(yīng)操作。比如如果一個(gè)路段車流量較小，就將車距保持在剎車距離以上，各個(gè)汽車相對(duì)獨(dú)立地運(yùn)作。如果車流量較大，就將車輛編組，同組內(nèi)車距只有1米，同步加速和減速。這種系統(tǒng)還可以根據(jù)不同地區(qū)的車流和各個(gè)車輛的目的地，調(diào)配車輛的行駛路線，減輕擁堵區(qū)域的壓力。在高速公路上，也可以將不同車速的車輛分配在不同車道，增加通行效率。

第二種策略基于車輛間通信（Vehicle to vehicle，V2V）。基于V2V的自動(dòng)駕駛技術(shù)也需要通信和協(xié)作，但相比V21的“計(jì)劃經(jīng)濟(jì)式”的解決方案，它更像是“市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)”，沒(méi)有中央管理系統(tǒng)，完全依賴于一定距離內(nèi)，車輛與車輛之間的溝通。比如在兩輛車交會(huì)在一個(gè)路口時(shí)，兩輛車的控制電腦會(huì)相互告知自己的意圖，然后通過(guò)一個(gè)協(xié)調(diào)機(jī)制，根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況決定是A車先右轉(zhuǎn)，還是B車先直行。這種技術(shù)也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)編組行駛，只是匹配編組的過(guò)程是由本地的車輛“社區(qū)”經(jīng)過(guò)普遍“交談”后完成，而且更多的操作由各個(gè)車輛獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。

最后一種是完全通過(guò)本車獨(dú)立實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。車輛通過(guò)攝像頭和各種傳感器分析獲得周圍其他車輛和行人的情況，從而自行對(duì)周圍環(huán)境做出反應(yīng)。谷歌的無(wú)人駕駛汽車正是如此。因?yàn)椴淮嬖谲囕v間的統(tǒng)籌和協(xié)作，它的設(shè)計(jì)難度較大，效率也有限，但優(yōu)勢(shì)是不必依賴基礎(chǔ)設(shè)施投資和自動(dòng)駕駛汽車的整體普及，即使只有一輛自動(dòng)駕駛汽車也可以上路行駛。