生命從誕生的那一刻起，便在基因密碼的驅(qū)使下探索未知世界，不斷擴(kuò)張生存領(lǐng)地。孢子隨風(fēng)飄散，單細(xì)胞生物隨著洋流在海洋中漫延，動(dòng)物遷徙應(yīng)對(duì)致死的季節(jié)變化……而人類，創(chuàng)造了多種可完全掌控的交通方式，用輪子取代雙腿丈量大地，用發(fā)動(dòng)機(jī)突破肌肉力量的桎梏。

每一次交通的革命，都在重塑文明的版圖。

——相非相（工學(xué)博士，碩士生導(dǎo)師，現(xiàn)任某科學(xué)研究院首席工程師，出版長(zhǎng)篇小說(shuō)《好孕進(jìn)行曲》等多部著作，短篇小說(shuō)散見(jiàn)于《科幻世界》等雜志。）

01

 交通與文明

六萬(wàn)年前，廣袤而古老的東非大草原上，天空如寶石般湛藍(lán)。旱季即將到來(lái)，不遠(yuǎn)處的草原上，角馬們?cè)诓粩嗑奂Ｋ鼈償D成一團(tuán)，圍繞看不見(jiàn)的圓心奔跑。突然，圓心的領(lǐng)頭角馬發(fā)出低沉而悠長(zhǎng)的吼叫。這聲音如同發(fā)令槍響，無(wú)數(shù)匹角馬組成的黑色洪流浩浩蕩蕩地朝著北方進(jìn)發(fā)。酋長(zhǎng)也吹響了出發(fā)的哨聲。為躲避將要到來(lái)的斷糧厄運(yùn)，部落酋長(zhǎng)決定率族人向北遷徙。智人部落簡(jiǎn)陋的茅草屋里，少女露西戀戀不舍地與腿腳不靈便的外婆擁抱告別。

幾十天的長(zhǎng)途跋涉，露西的腳被磨出了血泡?？粗简v的角馬，她有時(shí)候幻想，如果能騎在它們背上狂奔該多好??！經(jīng)過(guò)艱難跋涉，露西和族人終于到達(dá)了非洲北部草原，并在那里駐扎下來(lái)，繁衍生息。

在露西幻想將動(dòng)物作為交通工具的近六億年之后，人類終于馴服了馬匹。其后的五千年，人類將馬匹作為主要騎乘工具 , 并發(fā)明了以其為動(dòng)力的馬車。

電影《走出非洲》女主角凱倫坐馬車出行的鏡頭

18 世紀(jì)的工業(yè)革命給人類帶來(lái)了蒸汽機(jī)。蒸汽輪船與蒸汽火車，使人類徹底擺脫了長(zhǎng)達(dá)幾千年靠生物力推動(dòng)交通工具的歷史的困境。18 世紀(jì)末到 19 世紀(jì)初，現(xiàn)代汽車和可控動(dòng)力飛機(jī)相繼出現(xiàn)，使原材料與商品流動(dòng)效率提升了上百倍，極大地推動(dòng)了交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

《泰坦尼克號(hào)》劇照

每一次交通革命都在重塑文明的空間格局、社會(huì)結(jié)構(gòu)和文化認(rèn)知。在人類突破自然限制、追求連接的天性驅(qū)使下，應(yīng)用 AI 技術(shù)的自動(dòng)駕駛汽車成了如今最受關(guān)注的交通變革之一。

 02

 自動(dòng)駕駛原理

與飛機(jī)、輪船和火車的自動(dòng)駕駛相比，汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的難度更大。其原因主要有兩個(gè) ：一是，汽車運(yùn)行在開(kāi)放道路上，道路拓?fù)涠嘧?，交通?guī)則與環(huán)境十分復(fù)雜，行人、其他車輛等動(dòng)態(tài)障礙物眾多，而飛機(jī)在三維空間中移動(dòng)，障礙物很少 ；火車在環(huán)境封閉的固定軌道上運(yùn)動(dòng)，障礙物可控。二是，汽車需要極快的反應(yīng)速度以處理突發(fā)事件，比如橫穿馬路的行人，其他車輛加塞、換道等。自動(dòng)駕駛汽車的反應(yīng)速度一般要求達(dá)到毫秒級(jí)，而輪船一般為秒級(jí)，飛機(jī)為分鐘級(jí)。目前，汽車自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)的路徑是模擬人類的駕駛行為，采用感知、智能決策和控制執(zhí)行三層技術(shù)架構(gòu)。

自動(dòng)駕駛汽車上安裝有許多不同類型的傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)自身狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)的提取，包括車輪轉(zhuǎn)速傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器等自體運(yùn)行傳感器，以及攝像頭、紅外攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等環(huán)境傳感器。

攝像頭與雷達(dá)的適用環(huán)境各不相同。一般攝像頭清晰測(cè)量距離在 25 米內(nèi)，成本低，但是受環(huán)境光照影響大，極端惡劣天氣下會(huì)失效。超聲波雷達(dá)檢測(cè)距離一般在 10 米內(nèi)，不受光照影響，成本低，但是精度受物體表面形狀、材質(zhì)影響大。毫米波雷達(dá)觀測(cè)距離可達(dá) 100 米，不受天氣影響，測(cè)距精度高、范圍廣，但無(wú)法識(shí)別道路標(biāo)志，難以識(shí)別行人。激光雷達(dá)測(cè)量距離高達(dá) 200 米，可精確測(cè)量環(huán)境信息，但是成本高，在大霧、雨雪天氣下的效果一般。

實(shí)際上，上述配置對(duì)外界環(huán)境的探測(cè)能力已經(jīng)遠(yuǎn)超人眼。人眼在夜間路燈照明的道路上、暴雨與大霧環(huán)境中，視線嚴(yán)重受限 ；在強(qiáng)炫光（夕陽(yáng)直射、對(duì)向車遠(yuǎn)光燈直射）的情況下，還會(huì)短暫致盲。而上述雷達(dá)加攝像頭套裝，可以通過(guò)紅外補(bǔ)光解決夜間照明不足的問(wèn)題，毫米波雷達(dá)可以穿透雨霧，強(qiáng)眩光對(duì)雷達(dá)無(wú)影響，攝像頭可以通過(guò)算法抑制過(guò)曝，很好地解決不利場(chǎng)景下的視線視距問(wèn)題。

美劇《彼得的自動(dòng)駕駛汽車》中在校園里隨意穿梭的無(wú)人駕駛汽車

人眼在交通標(biāo)志識(shí)別方面有優(yōu)勢(shì)。由于可識(shí)別 5.76 億像素的視覺(jué)信息，能分辨上千種顏色，人眼對(duì)交通標(biāo)志、文字等細(xì)節(jié)的捕捉效率和正確性遠(yuǎn)超攝像頭。但是 , 交通標(biāo)志的設(shè)計(jì)本就是基于人眼識(shí)別的特性 , 并在大量生理與心理測(cè)試后確定下來(lái)的，現(xiàn)有交通標(biāo)志不適于機(jī)器識(shí)別是很正常的。有研究人員正在開(kāi)發(fā)適應(yīng)于機(jī)器識(shí)別的數(shù)字化道路交通標(biāo)志，這種標(biāo)志摒棄了圖形、文字標(biāo)志的形式，直接使用數(shù)字的形式，通過(guò)短程無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)送給車輛，其識(shí)別的準(zhǔn)確率遠(yuǎn)超人眼加圖像標(biāo)志的模式。

自動(dòng)駕駛汽車對(duì)獲取的外界環(huán)境、車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析之后，形成智能決策，并通過(guò)調(diào)節(jié)油門與剎車、方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)車輛進(jìn)行控制。在這個(gè)階段，會(huì)將攝像頭與雷達(dá)等傳感器的原始數(shù)據(jù)融合，轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化信息，使用圖像識(shí)別模型識(shí)別出車輛、行人、交通標(biāo)志等，并對(duì)車輛周邊場(chǎng)景進(jìn)行分割，劃分出車道線、可行駛區(qū)域和障礙物邊界。然后對(duì)行人、車輛等移動(dòng)物體的意圖——未來(lái)秒級(jí)移動(dòng)軌跡進(jìn)行預(yù)測(cè)，并計(jì)算碰撞概率。

自動(dòng)駕駛車輛還會(huì)對(duì)路徑進(jìn)行不同層面的規(guī)劃，包括基于實(shí)時(shí)交通狀況的最優(yōu)線路規(guī)劃、交通規(guī)則驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)景行駛規(guī)劃，例如紅燈停車、路口左轉(zhuǎn)提前進(jìn)入左轉(zhuǎn)車道等。而對(duì)于某些復(fù)雜場(chǎng)景，比如變道超車、加塞等，不少車企會(huì)用人類駕駛員的操作數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練。車輛運(yùn)動(dòng)規(guī)劃在滿足動(dòng)力學(xué)約束條件下，生成平滑、安全的軌跡。在保證安全的情況下，軌跡和運(yùn)動(dòng)的平滑性十分重要。某新能源車的激進(jìn)智能駕駛模式，由于跟車距離短，經(jīng)常會(huì)急剎車，對(duì)周圍車輛采用“對(duì)抗”策略，頻繁變道和加塞，容易造成乘客暈車。

目前，在交通環(huán)境比較簡(jiǎn)單的情況下，比如高速公路封閉道路或者行人極少的區(qū)域，自動(dòng)駕駛的水平已接近人類。但對(duì)于情況復(fù)雜的開(kāi)放式道路，自動(dòng)駕駛水平不及人類。因此，自動(dòng)駕駛技術(shù)現(xiàn)在主要應(yīng)用于園區(qū)內(nèi)固定線路的無(wú)人巴士，礦區(qū)、港口、機(jī)場(chǎng)等封閉園區(qū)的物流，低速物流配送等領(lǐng)域。

 03

 智駕≠自駕

兩年前，筆者買了一輛帶智能駕駛功能的新能源車。該車外部安裝有 6 顆攝像頭，分別觀察前、后、左、右和車底，車內(nèi)安裝了兩顆攝像頭，其中一顆專門用于檢測(cè)駕駛員有沒(méi)有疲勞、駕駛是否分心。近距離和低速行駛下表現(xiàn)良好的超聲波雷達(dá)，便宜又大碗，裝了 12 個(gè)。分辨率高、穿透性強(qiáng)，能在雨、雪、霧天氣下正常運(yùn)轉(zhuǎn)的毫米波雷達(dá)裝了 5 個(gè)。攝像頭和雷達(dá)獲取的圖像經(jīng)過(guò)處理之后，顯示在車機(jī)大屏幕上。

智駕汽車提供了很多無(wú)需駕駛員自己動(dòng)手的功能，比如自動(dòng)泊車。只需要在屏幕上選好車位，點(diǎn)擊自動(dòng)泊車按鈕，放開(kāi)方向盤和腳踏板，汽車會(huì)自己轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，把車停入車位。

最早的自動(dòng)駕駛原理圖

提車后，我打開(kāi)所有智駕功能，輕松愉快地開(kāi)啟了白洋淀之旅。然而，我沒(méi)有料到的是，路途上，汽車與我展開(kāi)了一場(chǎng)方向盤爭(zhēng)奪大戰(zhàn)。

正常情況下，智駕的車道保持功能可以使汽車沿著道路中線前進(jìn)。但是在彎道，尤其是地上標(biāo)線不那么清晰的彎道，汽車不是直愣愣地朝中央隔離帶沖過(guò)去，就是提前拐彎到隔壁車道，引起一連串喇叭聲。于是我只好自己控制方向盤。然而，方向盤開(kāi)始跟我較勁，它變得異常沉重，得使上很大力氣才能讓車聽(tīng)話。即使在角力中我勝了，方向盤的轉(zhuǎn)向也絕不順滑連續(xù)，而是突然跳一格，然后又開(kāi)始抵抗。最后，為了保證安全，我不得不關(guān)掉智駕功能。

不是所有的人都像筆者一樣更相信自己的判斷。很多人輕易地把方向盤的控制權(quán)出讓給了并不完美的車機(jī)系統(tǒng)。在視頻網(wǎng)站上搜索“自動(dòng)駕駛”，會(huì)看到大量的車在高速公路上呼呼猛跑，駕駛員放倒座椅，蓋著被子，呼呼大睡。然而，不是人人都這么幸運(yùn)。那些隨意放棄汽車控制權(quán)的人們，可能都不清楚一個(gè)事實(shí)——智駕不等于自駕！

2021 年發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車駕駛自動(dòng)化分級(jí)》（GB/T40429-2021）規(guī)定，汽車自動(dòng)駕駛等級(jí)分為 0 到 5 級(jí)，也就是業(yè)內(nèi)常說(shuō)的 L0 — L5，級(jí)別越高，自動(dòng)化程度越高。在眾多自動(dòng)駕駛等級(jí)中，只有 L5 是完全自動(dòng)駕駛。

其中，L0 為應(yīng)急輔助，車輛僅提供碰撞預(yù)警、緊急制動(dòng)等應(yīng)急輔助功能，駕駛員需全程控制車輛。

L1 為部分駕駛輔助，車輛可連續(xù)執(zhí)行單一的橫向（如車道保持輔助）或縱向（如自適應(yīng)巡航）控制任務(wù)。

L2 為組合駕駛輔助，車輛可連續(xù)同時(shí)執(zhí)行橫向及縱向多種控制任務(wù)。目前，大部分的智駕汽車屬于這個(gè)等級(jí)。

L3 為有條件自動(dòng)駕駛，車輛可以在某種設(shè)定的條件下完全自主駕駛。系統(tǒng)在識(shí)別到不滿足設(shè)定條件時(shí)，會(huì)及時(shí)向后援用戶發(fā)出介入請(qǐng)求。后援用戶可以是駕駛員，也可以是遠(yuǎn)程控制人員。L3 往往無(wú)法處理復(fù)雜場(chǎng)景和突發(fā)場(chǎng)景。

L4 為高度自動(dòng)駕駛，車輛在設(shè)定的區(qū)域或條件下完全自主駕駛，無(wú)需人類干預(yù)。系統(tǒng)能識(shí)別駕乘人員是否符合設(shè)定條件，車輛是否在設(shè)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。百度在全國(guó) 11 個(gè)城市開(kāi)展的蘿卜快跑出租車測(cè)試運(yùn)營(yíng)服務(wù)就屬于 L4。部分蘿卜快跑車輛配備有遠(yuǎn)程監(jiān)控人員。

L5 為完全自動(dòng)駕駛，是自動(dòng)駕駛的頂級(jí)階段。車輛在所有路況、所有地區(qū)均可完全自主駕駛，無(wú)需人類干預(yù)。如果系統(tǒng)判斷車輛運(yùn)行存在安全風(fēng)險(xiǎn)，而此時(shí)人類想要掌握車輛控制權(quán)，車輛可以拒絕移交。

目前，沒(méi)有一個(gè)車企宣稱自己的車能達(dá)到 L5。隨意將控制權(quán)交給達(dá)不到 L5 的汽車，就像玩一場(chǎng)俄羅斯輪盤賭游戲——在左輪手槍的六個(gè)彈槽中塞入一顆子彈，任意旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪，然后對(duì)著自己的腦袋扣動(dòng)扳機(jī)。

 04

  變異的貨車

人類對(duì)失控的汽車存在著與生俱來(lái)的恐懼。

斯蒂芬·金的短篇小說(shuō)《重型卡車》，描寫了一輛重型卡車無(wú)端攻擊人類的故事。故事中，所有汽車突然獲得自主意識(shí)，開(kāi)始撞擊、碾壓人類。幸存者被堵在加油站、便利店里面，與失控的卡車展開(kāi)生死搏斗，卻被卡車自殺式的進(jìn)攻打得落花流水。最后，除少數(shù)被逼著幫卡車加油的人活下來(lái)外，人類幾乎被滅絕，結(jié)果十分慘烈。

斯蒂芬·金在創(chuàng)作該小說(shuō)的時(shí)候，自動(dòng)駕駛尚未萌芽，智能駕駛尚未大規(guī)模商用化。因此，小說(shuō)中的卡車只能通過(guò)燈光閃爍來(lái)發(fā)送莫爾斯碼，告訴人類幫它們加油就能免死。如果是現(xiàn)代汽車就不用那么麻煩了，可以直接用車機(jī)的語(yǔ)音指揮人類。

《重型卡車》中的卡車們非常兇狠殘暴，但顯然不太聰明。它們大概沒(méi)有想過(guò)，幫他們加油的人類如果沒(méi)有足夠的生活物資，大抵也活不了多久。而汽油生產(chǎn)有一條很長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，包括地質(zhì)勘探、儲(chǔ)量評(píng)估、鉆井、開(kāi)采、儲(chǔ)存、煉化等諸多環(huán)節(jié)，需要有金屬冶煉、制造等一系列工業(yè)配合。一旦破壞了這個(gè)鏈條中的任意一個(gè)環(huán)節(jié)，它們遲早會(huì)變成攤在地上的一堆廢鐵。

好萊塢大制作電影《速度與激情 8》中，反派塞弗通過(guò)侵入紐約街區(qū)的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，控制了所有搭載自動(dòng)駕駛功能的汽車。這些汽車的儀表盤顯示“激活自動(dòng)駕駛”之后，被遠(yuǎn)程操控，擁入機(jī)動(dòng)車道，與正常車輛碰撞，甚至沖出高層停車樓，形成汽車雨，砸向地面。

《速度與激情8》劇照

科幻短篇小說(shuō)《自動(dòng)駕駛》中，黑客楊駿通過(guò)修改路側(cè)信息裝置中的坐標(biāo)信息，使自動(dòng)駕駛的車輛提前行駛出匝道，制造一連串的車禍。他還控制其他車輛，阻擋沖向無(wú)辜人們的汽車。

上面的故事中，自動(dòng)駕駛車輛遭受的攻擊來(lái)自多個(gè)渠道。因此，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的信息安全防護(hù)不僅要針對(duì)車輛節(jié)點(diǎn)，還要對(duì)包含車輛、路側(cè)設(shè)施、通信、云平臺(tái)的整體生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)。

目前，自動(dòng)駕駛信息的主要安全防護(hù)包括下面三個(gè)部分。

一是，車輛信息安全防護(hù)。包括 ：操作系統(tǒng)安全（核心是確保系統(tǒng)行為總是處于受控狀態(tài)，同時(shí)確保自身升級(jí)更新的可控性）、固件安全（芯片應(yīng)支持加密算法 ；固件代碼應(yīng)能防止反匯編，增加逆向難度 ；固件升級(jí)應(yīng)有完備的認(rèn)證和校驗(yàn)機(jī)制，以及可靠的回滾機(jī)制）、數(shù)據(jù)安全、密鑰安全（密鑰信息應(yīng)隱藏在加密庫(kù)中，應(yīng)支持動(dòng)態(tài)密鑰）、遠(yuǎn)程固件升級(jí)（需配合安全防護(hù)措施，確保升級(jí)更新安全）?！吨匦涂ㄜ嚒分?，卡車們極有可能是操作系統(tǒng)和固件（如果有的話）受到攻擊，被篡改了。

二是，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)。包括網(wǎng)絡(luò)傳輸安全和網(wǎng)絡(luò)邊界安全。網(wǎng)絡(luò)傳輸安全主要體現(xiàn)在實(shí)施網(wǎng)絡(luò)加密和數(shù)據(jù)分級(jí)保護(hù)技術(shù)、建立可信的計(jì)算平臺(tái)、使用網(wǎng)絡(luò)防火墻等方面。在邊界安全方面，由于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)涉及車載網(wǎng)絡(luò)、車際網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，彼此連接、融合，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，面臨安全邊界擴(kuò)大、邊界隔離困難、安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多等挑戰(zhàn)。通常，采用如下安全防范方法 ：在架構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用網(wǎng)絡(luò)分段和隔離技術(shù) ；在端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)前，增加認(rèn)證機(jī)制，確保設(shè)備的可信性 ；在端與云的通信中，需進(jìn)行雙向認(rèn)證，保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全可信?！端俣扰c激情 8》中，車輛可能是網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)做得不到位，被反派攻破。

三是，云平臺(tái)安全防護(hù)。云平臺(tái)安全防護(hù)應(yīng)同時(shí)考慮物理環(huán)境安全、計(jì)算存儲(chǔ)安全、可信計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)安全、管理安全、信息安全、應(yīng)用安全等多個(gè)維度。

 05

  自動(dòng)駕駛汽車與“聰明的”路

科幻小說(shuō)《自動(dòng)駕駛》中，描寫了這樣一幅車路協(xié)同的場(chǎng)景 ：

一個(gè)悶雷劈下來(lái)，天像是被捅漏了似的，大雨突然傾瀉而下，世界瞬間變成了汪洋。車隊(duì)的頭車和尾車自動(dòng)打開(kāi)了遠(yuǎn)光燈，每輛車都整齊劃一地把速度降低了百分之二十。按事先規(guī)劃好的路線，車隊(duì)駛上了黃水大橋的引橋。頭車讀到引橋路側(cè)電子標(biāo)志的信號(hào)，再一次降低了速度。車頂?shù)募す饫走_(dá)探測(cè)器提高了轉(zhuǎn)速，以保證在惡劣的天氣中也能隨時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)和障礙物……這時(shí)，頭車?yán)走_(dá)突然探測(cè)到前方有人類活動(dòng)，按“自動(dòng)駕駛車輛人類生命第一”原則，頭車立即自動(dòng)發(fā)出緊急剎車指令。兩毫秒之內(nèi)，所有的后車都收到了這條指令。一連串“咔噠”“咔噠”聲響起，九十多輛貨車的防抱死剎車系統(tǒng)幾乎在同時(shí)開(kāi)啟，輪胎與地面摩擦發(fā)出刺耳的聲音，車隊(duì)速度驟降下來(lái)。

對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車與道路的關(guān)系，國(guó)際上有兩種截然不同的看法。以歐洲汽車生產(chǎn)商和美國(guó)部分跨國(guó)資本為首的“獨(dú)立派”認(rèn)為，自動(dòng)駕駛汽車應(yīng)該實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的汽車智能，不依靠車路協(xié)同，不依靠道路提供額外的電子信息。由于每個(gè)國(guó)家的道路情況千差萬(wàn)別，且道路管理權(quán)多歸政府，對(duì)于車企來(lái)說(shuō)，不可控！具備單獨(dú)智能的汽車可以適應(yīng)所有國(guó)家的道路，產(chǎn)品可以賣到全世界，無(wú)需根據(jù)不同地方的道路情況進(jìn)行修改。

而互聯(lián)網(wǎng)背景的自動(dòng)駕駛企業(yè)和大部分學(xué)者則贊成“基于車路協(xié)同的自動(dòng)駕駛”，認(rèn)為車路協(xié)同可以有效提高自動(dòng)駕駛汽車單車傳感器的物理限制，車路協(xié)同決策可減少車輛誤判，提高交通效率。他們吐槽“獨(dú)立派”搞了二十多年的研發(fā)，也沒(méi)能實(shí)現(xiàn) L5，顯然是“此路不通”嘛！

事實(shí)上，道路的建設(shè)者與管理者已經(jīng)在為適應(yīng)自動(dòng)駕駛汽車做準(zhǔn)備了。

人類駕駛員從發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)到采取行動(dòng)的平均反應(yīng)時(shí)間為0.5 秒到 2 秒，具體受疲勞、注意力分散、情緒等因素影響。一般來(lái)說(shuō)，人眼需要約 0.2 秒識(shí)別危險(xiǎn)，如：突然插隊(duì)的車輛、突然橫穿馬路的行人和電動(dòng)車等 ；大腦需要 0.8 秒來(lái)判斷風(fēng)險(xiǎn)并決定如何操作，是剎車、轉(zhuǎn)向，還是按喇叭；身體需要 0.4秒采取行動(dòng)，比如腳從油門切換到剎車，或者轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤等。

而自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通過(guò)傳感器（激光雷達(dá)、攝像頭等）實(shí)時(shí)獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合算法實(shí)現(xiàn)操控車輛的閉環(huán)反應(yīng)時(shí)間為0.1 秒左右。

假設(shè)有一輛汽車，在高速公路上以 120 公里 / 小時(shí)的速度行駛，人類 1.4 秒的反應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng) 43.34 米的距離。自動(dòng)駕駛 0.1 秒的反應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)距離僅 2.8 米，縮短了四十多米的制動(dòng)距離。顯然，在保持同樣安全制動(dòng)距離的條件下，自動(dòng)駕駛的速度可以更高，高速公路的設(shè)計(jì)速度可達(dá)到 150—200公里 / 小時(shí)。

在自動(dòng)駕駛模式下，若道路的設(shè)計(jì)時(shí)速大幅提高，道路需要有更大的平曲線半徑，以保證車輛穩(wěn)定行駛 ；需要更長(zhǎng)的緩和曲線，使車輛行駛軌跡平滑過(guò)渡 ；需要更長(zhǎng)的視距，包括停車視距、會(huì)車視距和超車視距，以確保有足夠反應(yīng)時(shí)間。同時(shí)，道路允許的最大縱坡坡度減小，避免車輛爬坡時(shí)動(dòng)力不足或下坡時(shí)制動(dòng)失效 ；需要增大豎曲線半徑，使車輛在連接不同坡度的路段上能舒適行駛。設(shè)計(jì)速度越高，對(duì)路面平整度和抗滑性能的要求越嚴(yán)格，以減少行車顛簸和側(cè)滑風(fēng)險(xiǎn)。

在車路協(xié)同系統(tǒng)中，道路還可以通過(guò)多源傳感器融合、邊緣計(jì)算與高速通信技術(shù)，將“上帝視角”的道路交通信息傳遞給自動(dòng)駕駛車輛。比如在路口，通過(guò)部署“激光雷達(dá) + 毫米波雷達(dá) + 攝像頭”融合感知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)路口車輛、行人、非機(jī)動(dòng)車實(shí)時(shí)位置與軌跡的全息感知，聯(lián)動(dòng)交通信號(hào)燈的相位、倒計(jì)時(shí)及異常預(yù)警。路側(cè)設(shè)施還可以將路口被大型車遮擋的行人等隱藏目標(biāo)情況進(jìn)行廣播，警示自動(dòng)駕駛車輛提前規(guī)避。

自動(dòng)駕駛汽車接收到路口“上帝視角”的信息后，與自身傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行二次融合，形成突破單車傳感器物理限制超視距感知，比如可以提前預(yù)判 200 米外路口的風(fēng)險(xiǎn)，還可以通過(guò)多源數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證，降低如鬼探頭、信號(hào)燈誤讀等的誤判概率。

道路還可向車輛發(fā)送數(shù)字化道路交通標(biāo)志信息、事故信息，車輛接收到之后，通過(guò)專用解析軟件獲取與本車相關(guān)的信息，按預(yù)先設(shè)定的信息處理優(yōu)先級(jí)順序，對(duì)車輛進(jìn)行控制。數(shù)字化交通標(biāo)志的應(yīng)用，可以解決現(xiàn)有視頻識(shí)別交通標(biāo)志準(zhǔn)確性不高的問(wèn)題。

人類駕駛員在駕車過(guò)程中存在大量的交通違法行為，其中違反禁止標(biāo)線指示的違法行為占比最高，達(dá)到 24.9%，違反道路交通信號(hào)燈的行為占比為 21.4%，占道行駛占 14.0%，違反禁令標(biāo)志占 14.0%，違反規(guī)定使用專用車道占 12.4%。大量的交通違法行為嚴(yán)重危害了交通安全，造成大量事故。數(shù)字化交通標(biāo)志加嚴(yán)格按交通法規(guī)行駛的自動(dòng)駕駛車輛，將大大降低因違反交通法規(guī)造成的事故。

 06

  技術(shù)話語(yǔ)權(quán)與壁壘

自動(dòng)駕駛標(biāo)準(zhǔn)制定是眾多組織與企業(yè)參加、爭(zhēng)搶的熱點(diǎn)。技術(shù)話語(yǔ)權(quán)是未來(lái)智能交通發(fā)展的重要因素。技術(shù)話語(yǔ)權(quán)主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面 ：標(biāo)準(zhǔn)、高壁壘的技術(shù)發(fā)展、影響技術(shù)決策和引導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用的能力。

按使用范圍，標(biāo)準(zhǔn)可以分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。電信、海運(yùn)、航空運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有全球統(tǒng)一技術(shù)指標(biāo)的需求，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)非?！坝病?，非常“實(shí)”，不遵守國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品很難大范圍銷售。

在這種情況下，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尤其是強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，和具有行政令性質(zhì)的行業(yè)規(guī)范一般是必須執(zhí)行的。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）中的智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC204）、車輛標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC22）都專門開(kāi)設(shè)了與自動(dòng)駕駛相關(guān)的工作組。

ISO 標(biāo)準(zhǔn)采用投票機(jī)制，每個(gè)國(guó)家一票。歐洲國(guó)家多，票數(shù)也多。ISO 標(biāo)準(zhǔn)從提出、制定到發(fā)布要經(jīng)過(guò)繁多的環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要反復(fù)討論和投票，時(shí)間相當(dāng)漫長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)從提出到發(fā)布需要 5 年時(shí)間，有的甚至更長(zhǎng)。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常由于各種原因半路夭折。比如，成員國(guó)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容存在重大分歧，有的企業(yè)拼命想把自己的專利塞進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，今后好收取專利使用費(fèi)，而其他企業(yè)拼死要把對(duì)方的專利技術(shù)從標(biāo)準(zhǔn)中剔除，多方無(wú)法達(dá)成一致意見(jiàn)，致使標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法推進(jìn)而終止。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定還需要雄厚的財(cái)力支持。除了人力成本之外，需要大量去往世界各地開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)的差旅費(fèi)，一般的中小企業(yè)難以承擔(dān)。在標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到主編機(jī)構(gòu)或企業(yè)的人力、經(jīng)費(fèi)資源不足，無(wú)法有效推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的起草、討論和修改，因進(jìn)度滯后而被終止的情況。

曾經(jīng)制定了手機(jī)全球移動(dòng)通信（GSM）標(biāo)準(zhǔn)的歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）與電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）內(nèi)部也成立了專門的小組，致力于制定與自動(dòng)駕駛和車路協(xié)同相關(guān)的通信標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試規(guī)范。

標(biāo)準(zhǔn)可以成為技術(shù)壁壘，阻擋其他企業(yè)或區(qū)域進(jìn)入。也可以打破技術(shù)壁壘，讓更多的廠商進(jìn)入。二十一世紀(jì)初，隨著高等級(jí)道路建設(shè)步伐加快，我國(guó)對(duì)交通流檢測(cè)器的需求量大增。過(guò)去，路上多采用環(huán)形線圈交通流檢測(cè)器，即在路面下埋設(shè)銅線繞成的閉合回路線圈，產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)。當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，線圈電感量會(huì)發(fā)生變化，檢測(cè)器通過(guò)測(cè)量電感量變化來(lái)判斷是否有車輛經(jīng)過(guò)。環(huán)形線圈檢測(cè)器需要切割路面埋設(shè)，而且只支持單車道或有限幾個(gè)車道檢查，在雨雪天氣經(jīng)常測(cè)不準(zhǔn)。這種檢測(cè)器還很容易壞，壞了之后只能再次把路刨開(kāi)維修或者更換，十分麻煩。而國(guó)外進(jìn)口的微波交通流檢測(cè)器技術(shù)先進(jìn)，只需要安裝在路邊的立柱上，不用破壞路面，它可以支持多個(gè)車道同時(shí)檢測(cè)，不受天氣影響，還可以檢測(cè)靜止車輛、行人和非機(jī)動(dòng)車，相對(duì)于環(huán)形線圈更有優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)沒(méi)有廠商能生產(chǎn)微波交通流檢測(cè)器，只能從國(guó)外進(jìn)口，設(shè)備售價(jià)十分昂貴。進(jìn)口的設(shè)備不提供數(shù)據(jù)接口，只能用自帶的軟件，給使用帶來(lái)許多不便。一旦設(shè)備壞了，需要工程師上門維修，國(guó)外廠商的工程師從到機(jī)場(chǎng)開(kāi)始，按時(shí)間收取高額人工費(fèi)。面對(duì)這種“卡脖子”的情況，中國(guó)進(jìn)行了自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)設(shè)備的研發(fā)，并制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了微波交通流檢測(cè)器數(shù)據(jù)輸出的格式，在后續(xù)的工程設(shè)備采購(gòu)中，只有符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備才有資格參與投標(biāo)。最終用標(biāo)準(zhǔn)的手段，打破了技術(shù)壁壘。隨著研發(fā)生產(chǎn)同類產(chǎn)品的民族企業(yè)越來(lái)越多，成功將微波交通流檢測(cè)器的價(jià)格降到了進(jìn)口產(chǎn)品的五分之一。

我國(guó)自動(dòng)駕駛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要集中在輔助駕駛領(lǐng)域，正在努力構(gòu)建面向產(chǎn)業(yè)，覆蓋生產(chǎn)、測(cè)試、服務(wù)等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)體系?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)走向成熟，面向車路信息交互、智能基礎(chǔ)設(shè)施、信息安全等標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的斗爭(zhēng)也將進(jìn)入白熱化。

自動(dòng)駕駛作為人工智能最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一，吸引了無(wú)數(shù)投資者進(jìn)入。投入大量資金研發(fā)出產(chǎn)品后，從市場(chǎng)上賺到錢，保持企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，卻不那么容易。

全球自動(dòng)駕駛行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。2019 年，全球自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)融資總額達(dá) 66.4 億美元，2024 年增長(zhǎng)至約 2074億美元，同比增長(zhǎng) 31.0%。其中，中國(guó)投融資約占全世界總量的 15%。摩根士丹利預(yù)測(cè)，2030 年全球自動(dòng)駕駛市場(chǎng)規(guī)模將達(dá) 2 萬(wàn)億美元。2035 年，隨著自動(dòng)駕駛法規(guī)與技術(shù)成熟，私家車將逐步轉(zhuǎn)向全自動(dòng)駕駛。

自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的參與者主要有兩類。一類是像百度和谷歌這樣的人工智能軟件開(kāi)發(fā)商，以開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛?cè)斯ぶ悄苘浖橹?。第二類是如長(zhǎng)安、一汽紅旗、吉利、北汽、奇瑞等汽車廠商。由于競(jìng)爭(zhēng)激烈，初創(chuàng)公司很難與科技巨頭和傳統(tǒng)車企抗衡。自動(dòng)駕駛技術(shù)的商業(yè)化路徑尚不清晰，許多公司難以實(shí)現(xiàn)盈利。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，相信將來(lái)能突破復(fù)雜場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)，其應(yīng)用會(huì)從港口、礦山等封閉場(chǎng)景向干線物流、城市出行滲透。

   

 07

  未來(lái)交通暢想

科幻小說(shuō)《自動(dòng)駕駛》中描寫道 ：

還沒(méi)到上班的早高峰，高速路上卻已經(jīng)是川流不息。內(nèi)側(cè)車道上，幾十輛汽車像火車車廂般首尾相連，以二百五十公里的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)速疾馳而過(guò)，電力驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)非常安靜，經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的輪胎與地面摩擦，發(fā)出“咝咝”聲。為減少風(fēng)阻，這些車輛都長(zhǎng)有圓乎乎、形狀一模一樣的頭尾，像粒巨大的鐵皮膠囊。過(guò)去老式汽車必不可少的后視鏡和雨刷，在自動(dòng)駕駛的汽車上全無(wú)一用。

未來(lái)乘客

實(shí)際上，小說(shuō)中描寫的汽車如列車般編隊(duì)行駛，已經(jīng)在各國(guó)有過(guò)大量測(cè)試，自動(dòng)駕駛車輛編隊(duì)行駛是高速公路上最具代表性的自動(dòng)駕駛應(yīng)用。車隊(duì)中的每輛汽車上均安裝有車載終端，在編隊(duì)行駛狀態(tài)下，車與車之間通過(guò)專用短程通信系統(tǒng)相互發(fā)送消息，可以做到整個(gè)車隊(duì)同時(shí)加速或減速，保持穩(wěn)定的車輛間隙。由于車距十分接近，兩車之間形成氣流真空區(qū)，能夠大幅降低空氣阻力，降低燃油消耗。

自動(dòng)駕駛將顛覆目前交通事故責(zé)任的劃分規(guī)則。在 L3以下，責(zé)任人仍然是駕駛員，因智能駕駛系統(tǒng)問(wèn)題造成的事故，汽車生產(chǎn)商是不負(fù)責(zé)的。而在 L3 階段，車企和駕駛員共同承擔(dān)責(zé)任，但是由于駕駛員方舉證困難，還是不能大意。在 L4、L5 階段，出了事故，乘客和第三方無(wú)責(zé)，應(yīng)該由車輛所有人或者管理人承擔(dān)事故責(zé)任，也可向車企追償由于技術(shù)缺陷導(dǎo)致的責(zé)任。

自動(dòng)駕駛的全面實(shí)施，將大力促進(jìn)共享經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前私家車的使用率并不高，大部分時(shí)間都停在車庫(kù)里吃灰。而自動(dòng)駕駛的汽車可以連續(xù)不斷地工作，大幅降低交通運(yùn)輸成本，同時(shí)節(jié)省停車位占用的土地。

盡管自動(dòng)駕駛距離最終的 L5 還有一定距離，但沒(méi)有人會(huì)懷疑，L5 總有一天會(huì)到來(lái)。那時(shí)候的交通，是什么樣的呢？

讓我們暢想一下自動(dòng)駕駛?cè)娴絹?lái)的美好未來(lái)吧！

 08

 自動(dòng)駕駛的未來(lái)場(chǎng)景

當(dāng)夕陽(yáng)的余暉溫柔地給昆明的城市天際線描上一道金邊，你關(guān)上電腦，乘坐電梯下樓。一輛線條流暢的雙層自動(dòng)駕駛房車已經(jīng)停在街邊，等待你的到來(lái)。掃描你的臉之后，車門緩緩開(kāi)啟。

“歡迎乘坐‘越洋號(hào)’雙層洲際房車。您的行李已經(jīng)裝載。請(qǐng)按下出發(fā)鍵，開(kāi)始您的旅程?！?/p>

你按下閃爍的奶白色按鈕。車輛啟動(dòng)，匯入下班的車流。

這是一個(gè)只屬于你的遠(yuǎn)離塵囂的私密空間。你無(wú)需緊握方向盤，也不必?fù)?dān)心路況的紛擾。你脫下西服，換上運(yùn)動(dòng)衫和拖鞋，可以在車上繼續(xù)未完成的工作，也可以放倒座椅靠背，在輕音樂(lè)中放空思緒。

高速公路上，“越洋號(hào)”與無(wú)數(shù)大小不一的無(wú)人駕駛汽車編隊(duì)行駛，像火車似的一長(zhǎng)串。很快，車隊(duì)經(jīng)由瑞麗進(jìn)入了緬甸。翠綠的茶山與橡膠林綿延，遠(yuǎn)處雨林霧氣繚繞。經(jīng)過(guò)田野時(shí)，不時(shí)可見(jiàn)飛鳥(niǎo)在遠(yuǎn)山邊翱翔。

車隊(duì)中，不時(shí)有車離開(kāi)，也有新車加入。正在欣賞車外美景的你不會(huì)注意到，路上每一百公里，會(huì)出現(xiàn)一段畫著藍(lán)色標(biāo)線的路段。那表示道路下鋪設(shè)有線圈，通過(guò)磁感應(yīng)將電能無(wú)線傳輸至車輛底部的接收線圈。車輛無(wú)需停下來(lái)充電，可以一直前行。

當(dāng)你看到公路兩側(cè)恒河與布拉馬普特拉河的支流如銀線般密布，在夕陽(yáng)下閃爍著粼粼波光時(shí)，你知道已經(jīng)進(jìn)入孟加拉國(guó)境內(nèi)。由于“越洋號(hào)”朝西一直追逐著夕陽(yáng)，傍晚的時(shí)間被拉長(zhǎng)了。當(dāng)路邊出現(xiàn)悠閑踱步的白牛時(shí)，你在手機(jī)上下單點(diǎn)了印度菜?！霸窖筇?hào)”脫離車隊(duì)，速度慢了下來(lái)。一輛無(wú)人機(jī)準(zhǔn)確無(wú)誤將美食投放到車頂?shù)膶Ｓ闷脚_(tái)上。你不需要下車，就享受到了微辣鮮嫩的瑪莎拉羊肉、椰蓉烤餅、土豆花椰菜咖喱以及加了水果與薄荷葉的酸奶飲品拉西。

紀(jì)錄片《在有樹(shù)的草原上》

夜幕低垂，“越洋號(hào)”駛上了印度—索馬里跨海大橋。食飽飯足的你洗了個(gè)熱水澡，放下投影幕布，躺在床上看了一場(chǎng)電影。

車燈照耀下的公路像一條銀色的絲帶，在茫茫印度洋中延伸到遙遠(yuǎn)的天際。左側(cè)的大海靜謐而深邃，海面上，星星點(diǎn)點(diǎn)的漁火在遠(yuǎn)處閃爍。右側(cè)與公路并行的海岸線輪廓模糊不清。你用語(yǔ)音呼叫“越洋號(hào)”，打開(kāi)車頂?shù)恼陉?yáng)簾。頭頂?shù)奶炜?，星河浩瀚?/p>

當(dāng)?shù)谝豢|曙光羞澀地落在臉上，將你從沉睡中喚醒時(shí)，“越洋號(hào)”已經(jīng)到了目的地——東非大草原。

微風(fēng)輕拂，草浪層層翻涌，宛如綠色的海洋泛起溫柔的漣漪，空氣中彌漫著青草的芬芳與泥土的醇厚氣息。

一匹斑馬正在窗前悠閑地吃著草。天空中，幾只紅頰藍(lán)盤尾鳥(niǎo)翩躚飛舞，鳴叫聲清脆悅耳。一群長(zhǎng)頸鹿邁著優(yōu)雅的步伐，在草原上緩緩踱步到幾棵猴面包樹(shù)前，搜尋著高處的樹(shù)葉。

這一刻，生命無(wú)比美好。