淺談無人駕駛車輛對(duì)交通管理帶來的挑戰(zhàn)與對(duì)策

李千年　方斌

摘要：在人工智能高速發(fā)展的今天，無人駕駛車輛慢慢走入公眾的視野，這種新式高科技交通工具，將給人們的日常出行帶來革命性的改變，但無人駕駛車輛在帶給我們便利的同時(shí)也給交通管理帶來許多挑戰(zhàn)。本文就無人駕駛車輛對(duì)交通管理帶來的挑戰(zhàn)與對(duì)策進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：無人駕駛車輛;交通管理;人工智能

一、緒論

目前無人駕駛車輛的發(fā)展得到了許多國(guó)家的重視，很多國(guó)家對(duì)于無人駕駛車輛的相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，目前僅有美國(guó)已經(jīng)發(fā)布了較為完善的無人駕駛車輛相關(guān)的法規(guī)。這是一個(gè)復(fù)雜的體系，無人駕駛車輛真正走入尋常百姓家也注定還要解決許多問題和挑戰(zhàn)。

（一）研究目的、意義及必要性分析

無人駕駛車輛的到來會(huì)對(duì)現(xiàn)有的交通管理設(shè)施和交通警察的工作帶來新的挑戰(zhàn)，提出新的要求，需要不斷地調(diào)整與相互適應(yīng)。本論文將結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究資料、現(xiàn)有案例，分析無人駕駛車輛對(duì)交通管理帶來的挑戰(zhàn)，以求為解決目前存在和將來可能出現(xiàn)的無人駕駛車輛交通管理問題的解決提供方案。

截至2020年，我國(guó)約有4.56億名機(jī)動(dòng)車駕駛員，在有人駕駛車輛時(shí)代，這樣規(guī)模的使用人群就已經(jīng)在造就了一個(gè)近萬億元規(guī)模的市場(chǎng)，“消費(fèi)級(jí)”無人駕駛車輛真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后，目標(biāo)客戶下可至剛剛成年的學(xué)生，上可至耄耋之年的老人，根據(jù)有關(guān)資料，這個(gè)人群的數(shù)量超過10億，是現(xiàn)有機(jī)動(dòng)車駕駛員數(shù)量的兩倍以上，可想而知，這將是一片新的“藍(lán)海市場(chǎng)”。

（二）研究背景

國(guó)外方面，作為純電動(dòng)車輛的領(lǐng)頭羊，特斯拉的無人駕駛技術(shù)一直在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位，特斯拉官網(wǎng)顯示特斯拉電動(dòng)車擁有的自動(dòng)駕駛能力包括：自動(dòng)輔助導(dǎo)航駕駛、自動(dòng)輔助變道、自動(dòng)泊車等，同時(shí)宣布之后會(huì)有對(duì)交通信號(hào)燈的識(shí)別以及城市道路中的自動(dòng)駕駛功能。作為采用攝像頭加毫米波雷達(dá)組合技術(shù)路線的代表企業(yè)，特斯拉一直在無人駕駛車輛的研發(fā)上非常激進(jìn)。

國(guó)內(nèi)方面，近期華為、小米等科技巨頭也紛紛宣布將涉足汽車制造，2020年4月17日，華為與北汽新能源極狐發(fā)布了他們聯(lián)合打造的第一款智能汽車——阿爾法S，官方稱之為“全球自動(dòng)駕駛新標(biāo)桿”。

國(guó)內(nèi)擁有巨大的無人駕駛車輛發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)，同時(shí)各地政府也對(duì)無人駕駛車輛的發(fā)展非常支持，未來幾年內(nèi)無人駕駛車輛將成為新的交通管理研究熱點(diǎn)。

（三）研究方向

美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）將自動(dòng)駕駛技術(shù)分為L(zhǎng)0-L5共六個(gè)等級(jí)，分別是：Leve10無自動(dòng)化;Level1駕駛輔助;Leve12部分自動(dòng)化;Level3有條件自動(dòng)化;Level4高度自動(dòng)化和Leve15完全自動(dòng)化。其中“Level5完全自動(dòng)化”是指由無人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，在所有的道路和環(huán)境條件下行駛。這是目前國(guó)際普遍公認(rèn)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

本文中所研究的無人駕駛車輛的類型，是具有“Level5完全自動(dòng)化”自動(dòng)駕駛能力的車輛。

二、無人駕駛車輛對(duì)交通管理帶來的挑戰(zhàn)

無人駕駛車輛這種新的交通管理對(duì)象的出現(xiàn)，不可避免地為交通管理帶來了新的問題和挑戰(zhàn)。無人駕駛車輛在發(fā)展過程中對(duì)交通管理帶來的挑戰(zhàn)主要有以下幾個(gè)方面。

（一）無人駕駛車輛交通事故定責(zé)規(guī)則的缺失

截至2021年4月，全球233個(gè)國(guó)家和地區(qū)中，僅有德國(guó)、新加坡和美國(guó)的加利福尼亞州、內(nèi)華達(dá)州、佛羅里達(dá)州以及密歇根州這四個(gè)州從法律的層面上允許無人駕駛車輛上路行駛。

無人駕駛車輛發(fā)生交通事故的概率極低，但并不是完全不會(huì)發(fā)生事故。那么，如果發(fā)生事故，所造成的損失該由誰承擔(dān)呢？事故的責(zé)任如何認(rèn)定，又應(yīng)該由哪方承擔(dān)賠償。

目前，我們國(guó)家關(guān)于無人駕駛車輛的相關(guān)法律法規(guī)的制定還在起步階段，同時(shí)，無人駕駛車輛是由車輛制造商、各類軟件提供方以及其他合作方一起合作制造的，所以事故一旦發(fā)生事故，責(zé)任主體的確定將會(huì)很困難。更重要的是目前的車輛保險(xiǎn)并不適用于無人駕駛車輛，這讓人們使用無人駕駛車輛有了后顧之憂，這也會(huì)對(duì)無人駕駛車輛的應(yīng)用與推廣產(chǎn)生很大的阻力。

（二）環(huán)境感知缺乏可靠性的問題

在較為惡劣的天氣條件下，無人駕駛車輛上的傳感器將可能無法正常工作。除此之外，許多探測(cè)設(shè)備會(huì)在雨雪、大霧等極端天氣下精確度衰減劇烈，或因?yàn)檐囕v本身的情況而產(chǎn)生感應(yīng)錯(cuò)誤，如2021年2月的“特斯拉幽靈探測(cè)事件”，特斯拉官方給出的解釋是由于車身上的積灰導(dǎo)致感應(yīng)器誤報(bào)。不論真實(shí)原因如何，有一點(diǎn)是可以確定的，那就是探測(cè)設(shè)備對(duì)環(huán)境的感知在目前而言還不夠十足準(zhǔn)確和可靠。2016年、2019年、2020年3月，特斯拉在開啟無人駕駛模式時(shí)，發(fā)生了三次撞擊白色大貨車的事故也可以證明這一點(diǎn)。

（三）無人駕駛車輛對(duì)現(xiàn)有交通管理設(shè)施的不適應(yīng)

無人駕駛車輛的技術(shù)還不夠完善，同時(shí)目前傳統(tǒng)的交通管理在軟件、硬件設(shè)施以及管理方法上還不能將無人駕駛車輛管理好。紅綠燈是我們進(jìn)行交通管理的重要工具，是交叉口交通組織設(shè)計(jì)的關(guān)鍵設(shè)施，是現(xiàn)代交通管理不可缺少的重要交通管理設(shè)施。當(dāng)無人駕駛車輛上路之后，能夠?qū)崿F(xiàn)車與車之間、車與人之間、車與路之間的協(xié)同，其中最重要的便是車路協(xié)同。可是紅綠燈可能會(huì)因?yàn)楣收?、遮擋甚至是舉辦大型活動(dòng)而不能被清晰識(shí)別，如2021年情人節(jié)期間，長(zhǎng)沙市核心區(qū)域的紅綠燈便由傳統(tǒng)的圓形替換為心形。無人駕駛車輛將可能無法準(zhǔn)確地識(shí)別交通信號(hào)燈。

目前的交通標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計(jì)是考慮到人類駕駛員的可視化需求，標(biāo)志標(biāo)線通常要做得很大，但卻沒有與無人駕駛車輛相適配的感應(yīng)裝置，無人駕駛車輛只能通過攝像頭來分辨，有時(shí)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)線有缺損或被遮擋時(shí)，人類駕駛員完全可以識(shí)別，但無人駕駛車輛可能無法準(zhǔn)確地識(shí)別出來。

（四）無人駕駛對(duì)網(wǎng)絡(luò)的高度依賴

自動(dòng)駕駛車輛對(duì)網(wǎng)絡(luò)有著高度的依賴，一方面無人駕駛車輛的車機(jī)系統(tǒng)需要經(jīng)常的OTA升級(jí)更新才能最大程度保證行駛的安全;另一方面通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)接受道路情況的各種信息、進(jìn)行“車路協(xié)同”、車車聯(lián)網(wǎng)，才能使無人駕駛車輛擁有超視距感知這一獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

網(wǎng)絡(luò)使無人駕駛車輛更加智能，但同時(shí)也讓無人駕駛車輛對(duì)網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重依賴。如果車機(jī)系統(tǒng)被感染病毒或是被黑客入侵，那么輕則信息、隱私被泄露，重則被遠(yuǎn)程操控車輛，乘坐人員的生命安全將收到重大威脅。同時(shí)在2021年的今天，在占全球移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶半壁江山的中國(guó)，4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率只能在全國(guó)所有行政村達(dá)到98%，這個(gè)數(shù)字看起來很高，但行政村并不代表所有地區(qū)，在幅員遼闊的中國(guó)還有許多沒有常住人口，但是有道路的地區(qū)，這些區(qū)域很多并沒有被網(wǎng)絡(luò)覆蓋，無人駕駛車輛卻可能需要行駛經(jīng)過。針對(duì)無人駕駛車輛的通行網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)決定了無人駕駛車輛能“走多遠(yuǎn)”。

（五）對(duì)于交通警察執(zhí)勤、執(zhí)法的配合

當(dāng)交通警察在路面執(zhí)勤、執(zhí)法時(shí)，無人駕駛車輛怎樣明白交警的信號(hào)呢？每一天，世界各地都會(huì)有因?yàn)榻煌ㄊ鹿?、突發(fā)事件或是交通擁堵導(dǎo)致道路出現(xiàn)特殊情況，這時(shí)交通警察將走上路面，通過人工的方式，對(duì)交通進(jìn)行組織、疏導(dǎo)。無人駕駛車輛對(duì)交通信號(hào)燈能夠準(zhǔn)確的識(shí)別，但此時(shí)并沒有信號(hào)燈。當(dāng)交通警察進(jìn)行執(zhí)法活動(dòng)時(shí)，也不會(huì)使用交通信號(hào)燈，而是使用交通指揮手勢(shì)。如在路口設(shè)卡檢查時(shí)，人類駕駛員能夠輕松地看懂這些手勢(shì)并及時(shí)地靠邊下車輛。這時(shí)，需要的是無人駕駛車輛能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出交通警察并讀懂交通警察的指揮手勢(shì)，并及時(shí)做出正確的反應(yīng)。

三、提升無人駕駛車輛交通管理水平的對(duì)策

（一）加速無人駕駛車輛交通事故定責(zé)相關(guān)法律法規(guī)的出臺(tái)

在對(duì)無人駕駛車輛的管理方面2020年3月9日，國(guó)家工信部在其官方網(wǎng)站公示公告了《行車駕駛自動(dòng)化技術(shù)等級(jí)分類》推薦性國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)審批稿，定于2021年1月1日剛開始執(zhí)行。據(jù)了解，此國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)審批自2017年啟動(dòng)預(yù)研迄今歷經(jīng)近3年，十余家世界各國(guó)公司幫助進(jìn)行規(guī)范的擬定及改動(dòng)。

2021年4月16日，公安部起草了《道路交通安全法（修訂建議稿）》，其中，《建議稿》第一百五十五條中，首次對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車及自動(dòng)駕駛提出了規(guī)范意見。

近幾年，我國(guó)的無人駕駛車輛相關(guān)技術(shù)迅猛發(fā)展，多個(gè)省市和地區(qū)都進(jìn)行了道路測(cè)試等相關(guān)工作。2019年9月，上海辦法了國(guó)內(nèi)首張智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范應(yīng)用牌照，截至目前全國(guó)已有20多座城市發(fā)放了智能網(wǎng)聯(lián)汽車或自動(dòng)駕駛測(cè)試、示范應(yīng)用牌照200余張。2021年3月23日，《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)智能網(wǎng)聯(lián)汽車管理?xiàng)l例（征求意見稿）》在深圳發(fā)布，明確規(guī)定智能網(wǎng)聯(lián)汽車經(jīng)登記取得登記證書、號(hào)牌和行駛證后，可上特區(qū)道路行駛，無人駕駛車輛將有望在深圳合法上路。

這些政策和規(guī)范的發(fā)布，為無人駕駛車輛的發(fā)展鋪平了道路。

（二）提升針對(duì)無人駕駛車輛的環(huán)境識(shí)別能力

無人駕駛車輛的環(huán)境感知能力依賴于車輛上的各個(gè)傳感器，這些傳感器的信息為無人駕駛車輛的決策和路徑規(guī)劃提供可靠依據(jù)。目前無人駕駛車輛的環(huán)境感知系統(tǒng)無法做到毫無差錯(cuò)，在以下幾個(gè)方面還可以繼續(xù)提升：

（1）目前車道的檢測(cè)的成果多局限于較理想場(chǎng)景特征，提高車道線檢測(cè)算法的抗干擾能力及效率仍是需要努力的方向。

（2）道路環(huán)境中障礙物種類繁多，且由于無人車系統(tǒng)安全性的需要，要求障礙物檢測(cè)可靠性及穩(wěn)定性必須要相當(dāng)高，因此提高障礙物檢測(cè)的能力是需要努力的方向。

（3）真實(shí)世界的道路情況復(fù)雜多變，對(duì)于道路邊界的檢測(cè)算法需要進(jìn)一步的研究。

（三）建設(shè)適用的新型交通管理硬件設(shè)施

無人駕駛車輛能夠?qū)崿F(xiàn)車與車之間、車與人之間、車與路之間的協(xié)同，其中最重要的便是車路協(xié)同。假設(shè)道路上行駛的都是無人駕駛車輛，那么紅綠燈則可簡(jiǎn)化為在路口能與車輛發(fā)送、接受信息的信號(hào)發(fā)射器，甚至目前很多可視化的交通設(shè)施都可以進(jìn)行簡(jiǎn)化甚至是省略。

建設(shè)“車路協(xié)同”系統(tǒng)，將信號(hào)發(fā)射、接收裝置將安裝在道路的交叉口，對(duì)經(jīng)過或即將達(dá)到的無人駕駛車輛進(jìn)行最優(yōu)，交通延誤最小的交通組織。同時(shí)因?yàn)闊o人駕駛車輛行駛與人類駕駛員行駛有所不同，沒有反應(yīng)時(shí)間，而且無人駕駛車輛與交叉口的信號(hào)接收器之間的信號(hào)交流時(shí)間、與其他無人駕駛車輛之間的信號(hào)傳輸時(shí)間在交叉口這樣一個(gè)相對(duì)較小的距離下都可以利用使用毫米波的5 G技術(shù)將這個(gè)機(jī)器之間交流、協(xié)同的時(shí)間保證在幾毫秒之內(nèi)，可以說幾乎沒有延遲?；蛘哒f以無人駕駛車輛在城市內(nèi)的交叉口的行駛速度來說，這個(gè)時(shí)間是完全可以接受的。

（四）組建針對(duì)無人駕駛車輛的通信網(wǎng)絡(luò)

無人駕駛車輛通過通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)人、車、路、環(huán)境這四個(gè)交通要素進(jìn)行準(zhǔn)確感知和交互，同時(shí)也依賴網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)其功能。針對(duì)無人駕駛車輛的通信網(wǎng)絡(luò)的建立和全面覆蓋，將是無人駕駛車輛真正上路的可靠性的重要保障。同時(shí)這一通信網(wǎng)絡(luò)的安全性也非常重要，他不同于一般的通信網(wǎng)絡(luò)，這是進(jìn)行信息的交互，這一網(wǎng)絡(luò)的安全性問題將之接影響到乘坐人員的生命安全，甚至危害公共安全。

我國(guó)擁有非常完善的移動(dòng)通信體系，同時(shí)在5G通信領(lǐng)域的技術(shù)位于世界前列，針對(duì)無人駕駛車輛的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以在現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，與現(xiàn)有的4G、5G網(wǎng)絡(luò)整合起來，使得無人駕駛車輛通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率快速提升，同時(shí)也能帶動(dòng)傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)換代。

（五）無人駕駛車輛對(duì)交通警察手勢(shì)的識(shí)別

無人駕駛車輛對(duì)交通警察手勢(shì)的識(shí)別主要存在兩個(gè)問題，第一是對(duì)交通警察的識(shí)別，第二是對(duì)手勢(shì)的識(shí)別。交通警察執(zhí)勤、執(zhí)法時(shí)身穿反光背心、頭戴白色大檐帽，特征非常明顯，通過讓機(jī)器大量學(xué)習(xí)交通警察的照片，可以實(shí)現(xiàn)識(shí)別，而對(duì)于手勢(shì)的識(shí)別則較為復(fù)雜和困難。

針對(duì)這樣的應(yīng)用場(chǎng)景，研發(fā)了“慧眼”交通手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)?！盎垩邸苯煌ㄊ謩?shì)識(shí)別系統(tǒng)是一套使用Kinect設(shè)備來采集交警指揮手勢(shì)數(shù)據(jù)，通過人體骨架信息識(shí)別交警手勢(shì)，先從深度圖中預(yù)測(cè)人體骨架節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，再結(jié)合動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法（DynamicTimeWarping，DTW）識(shí)別交警指揮手勢(shì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)交警手勢(shì)實(shí)時(shí)識(shí)別的系統(tǒng)。我國(guó)交警手勢(shì)信號(hào)共有8個(gè)，分別是停止信號(hào)、直行信號(hào)、左轉(zhuǎn)彎信號(hào)、左轉(zhuǎn)彎待轉(zhuǎn)信號(hào)、右轉(zhuǎn)彎信號(hào)、變道信號(hào)、減速慢行信號(hào)和車輛靠邊停車信號(hào)。實(shí)驗(yàn)表明，本系統(tǒng)對(duì)這八種交警手勢(shì)信號(hào)的平均識(shí)別率較高。通過這個(gè)系統(tǒng)可以解決無人駕駛車輛對(duì)交通警察手勢(shì)識(shí)別的問題。

四、結(jié)語

雖然L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛車輛還沒有真正上路，但我們對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的挑戰(zhàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，把管理工作做在前面，積極引導(dǎo)無人駕駛車輛的良性發(fā)展，這樣能把交通管理工作做得更好，也能更好地為“交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略奉獻(xiàn)出交管人的一份力量。

作者簡(jiǎn)介：李千年（2000— ），男，漢族，湖南株洲人，本科，湖南警察學(xué)院交通管理系，研究方向：無人駕駛車輛交通管理。