自动驾驶汽车预示着巨大的社会效益。以美国为例,如果自动驾驶汽车得到普及,每年即可避免超过3万人因交通事故死亡,节约多达40%的出行时间成本,省下因上下班拥堵而浪费的 800 亿小时,并减少 40%的燃油消耗。根据多方研究,仅美国一地,这些社会效益的价值就高达1.3万亿美元。消费者迫切希望拥有自动驾驶汽车。此外,自动驾驶汽车的生产及合理的市场定价也即将实现,从而为行业带来可观的利润。
本报告聚焦于自动驾驶汽车在技术、社会、法律及监管领域带来的影响,并着力研究自动驾驶汽车推广所面临的主要障碍及其解决方法。
自动驾驶汽车采用的许多技术都拥有专利,比如控制自动操作的软件算法等。这些专利技术在很大程度上将会是整车厂和供应商寻求差异化的关键所在。
但其他的许多技术难题,如网络安全、高精度地图、车对车/车对基站间通信技术,都需要所有自动驾驶汽车的利益相关者携手共同解决。
? 自动驾驶汽车:网络犯罪的潜在目标
网络安全对于汽车行业或商业领域而言都不是什么新的威胁了。但是由于自动驾驶汽车是高度复杂和互联的设备,想使其免受网络攻击就显得困难重重。
正如一名研究人员所说:“真正的问题并不在于某一辆车的不堪一击,而是人们长期以来依赖于封闭系统,对其安全性过于信任的错误意识。”基于这种意识,工程师们采用了一种车内网络,即总线系统,但该系统并未从本质上考虑到外界入侵的可能性。总线系统连接着车内所有的电子控制单元,因此黑客只要攻陷一个系统,即使是一个较小的系统,就能够获得车辆所有功能的控制权。
然而,汽车安全的局限并不仅仅是人们的意识问题。车载设备,比如传感器、控制器及总线系统都不可避免地需要兼顾稳健、性价比高和小巧等特点,从而在一定程度上限制了车辆性能的优化。如何在控制成本的前提下添加附加功能,比如即时加密技术,成为了巨大的挑战。
监管机构已开始关注这一领域。除了出台严格的数据保护法律之外,欧盟委员会已采取措施,设计开发了一套模块系统,用以保护车载网络连接安全。在美国,国家公路交通安全局开展了一项全面的安全研究,以了解现状并探寻可行的监控框架。美国国防高级研究计划署开展了“网络大挑战”项目,以逆向开发的方法发现更深层的漏洞。国际自动机工程师学会已采取措施防止网络安全破坏行为以及尽量减轻事故的后果。最近,业内企业也加入了这场攻坚战,致力于在美国建立信息共享与分析中心(名为auto-ISAC)来记录并打击网络威胁。
? 走上正途:精确、实时的地图是关键
传感器及传感融合技术对自动驾驶汽车的运作至关重要,但这还不够。自动驾驶汽车需配备能够准确显示周围环境的高精度地图,误差不能大于 10 厘米。传感器和地图的结合使自动驾驶汽车能够及时修正数据上的误差,辨识车辆的准确位置并导航。并且,高精度地图能够核对传感器所接收的数据并帮助汽车精确监测周边环境。因此,数字地图及现实世界之间如果有微小的误差是可以容忍的;但如果偏差较大,自动驾驶汽车就会直接瘫痪。
实际上,完成与地图的协调配合要应对两大挑战。
第一,数据收集。多渠道的数据采集,包括从各厂家制造的多款自动驾驶汽车上附带的众包传感器采集的数值,或者是道路管制部门、制造厂商、政府部门等提供的数据。
第二,数据的处理和传播形式。地图供应商必须快速检查所有更新数据的准确性,避免数据误用,之后继续完成数据的转换和规范化,将小区域更新后的数据整合到现有地图数据中。各方因而必须就数据标准进行协调配合,确保从各来源(包括自动驾驶汽车本身)获取的数据可以交互使用。最后,一定要保证实时更新。
到目前为止,并没有收集、分析和更新地图数据的规范机制,支撑这些规范的商业模式也没有形成。“众包模式”或许能够在这一过程中起到基础性的作用。各企业可以用一种标准格式分享来源于自动驾驶汽车传感器的大量数据,或者仅分享安全相关的信息数据。
? V2x:机器之间的眼神交流
在自动驾驶汽车的开发过程中,亟需解决的关键问题之一在于车辆的自动安全运行是否需要车对车(V2V)通讯及其应用技术,和车对基站(V2I)通讯。以上两个技术统称为车对外界的信息交换技术(V2x)。
随着自动驾驶汽车的普及,V2x很有可能会逐渐成为驾驶员之间进行视觉沟通的替代品。如果没有V2x,自动驾驶汽车可能会加剧而不是缓解交通堵塞。原因在于:自动驾驶汽车会被设定为防御性驾驶模式。在复杂情况下,譬如汽车准备从高速公路匝道开往其他车道,融入车流时,如果按照各自的驾驶模式,没有车辆对车辆之间的协调合作,必会造成车辆减速,或者车辆停滞,最终加剧交通阻塞的后果。
目前,欧洲和美国正在进行V2x通讯的试验。欧洲的利益相关者包括公共高速公路当局、收费公路经营者、市政官员、整车厂以及供应商。他们在通往奥地利、德国和荷兰的道路中设立V2x装置,以表明实现道路信息实时共享的可能性。V2x系统通过短程Wi-Fi或无线电进行沟通,初步用于发布道路建设和交通状况相关的警告。这样一个系统在理论上可以为司机及时提示交通拥堵状况,帮助司机选择其他路线,以及预警威胁交通安全的风险。在美国密歇根州的安娜堡,人们也开展了类似的 V2V 试验。
社会接受度
不成功则成仁
自动驾驶汽车普及最重要的一点是获得并维持社会接受度。这可能是比技术开发更具挑战性的难题,未来前景也不甚明朗。
强烈的社会反对势必会严重妨碍自动驾驶汽车的推广,优步(Uber)打车软件在欧洲的遭遇就是一个值得警示的案例。不同于在美国的大受欢迎,优步在欧洲虽然也通过智能手机的广泛使用得到推广,但其却遭到了出租车司机、运营公司和工会的强烈反对。不仅如此,比利时和德国还颁布了叫停该公司业务的禁令,法国则举行了激烈的游行示威活动。既得利益者的反对行为凸显了推广新型交通方式所面临的社会难题。
平心而论,这种抵抗不太会完全阻碍一项可能会带来巨大深远的社会效益的新科技的发展,但确实会延缓接纳进程。
现阶段,社会大众对自动驾驶汽车怀有强烈的好感。根据一项跨地区的民意调查显示,60%到80%的消费者认为自动驾驶汽车将带来社会效益。
美国司机对自动驾驶汽车有着相当高的期待,但是也有些许怀疑。大约有一半左右的人表示会购买具有自动驾驶功能的汽车。(参阅图6)然而对安全性能、操作可靠性、网络安全性、以及车与车交互信息的不确定性,受访者则依旧持保留意见。
监管法规
因地制宜
? 自动驾驶汽车普及所引发的法律问题:
? 我能够合法地在路上“驾驶”自动驾驶汽车吗?
? 我的自动驾驶汽车是否需要获取符合安全标准的正式批准或认证证明?
? 自动驾驶汽车发生事故该怎么办?谁将负赔偿责任?
? 这些疑问与三大亟待解决的监管问题密切相关:
? 修改交通监管法规(特别是在美国以外的地区),允许自动驾驶汽车上路行驶。目前很多地区将无人驾驶交通工具视为违法交通方式。
? 改进车型认证标准(核准车辆可上路行驶的规则和测试流程的技术标准),允许自动驾驶汽车进入市场。目前,欧洲和其他司法辖区的车型认证标准禁止自动驾驶汽车进入市场。
? 合理管理交通责任负担的转移。在美国和其他司法辖区,责任可能会从驾驶员身上转移到生产厂家身上。监管者在与整车厂、保险机构和消费者机构的沟通过程中,要妥善处理好责任转移的问题,避免产生不确定因素并延缓自动驾驶汽车的普及。
1968 年《维也纳道路交通公约》为大部分欧盟国家、亚洲诸多国家和地区、南美以及世界其他一些国家和地区定下了交通管理的基调。公约明文规定:“驾驶员必须时时刻刻拥有对车辆的控制权”。(参阅图7)公约的多种语言版本毫无例外地清晰规定了驾驶员的驾驶责任。
但驾驶责任会不断演变。奥地利、比利时、法国、德国和意大利联合要求改变公约的内容,以允许车辆自动驾驶,只要这种自动驾驶具备“可以被驾驶员权限覆盖或接管”的特性。公约的缔约国在 2014年批准了内容修订,修正的内容会在未来生效。内容修订的发起国可能在2015年首先出台新的法律法规。与此同时,在存在特别许可(比如在欧洲和日本)或专门法律(比如在美国)的情况下,对自动驾驶汽车进行测试都是合法的。
2015年初,联合国欧洲经济委员会车辆结构工作组(WP.29)审阅了修改现有制度的议案,议案增加了允许自动驾驶汽车运行的技术条款,同时为新的应用场景(如高速公路上的自动驾驶)制定了法规和政策。自动驾驶汽车的未来发展将需要更多的法规和监管,而关键的问题在于:必要的监管变革是否能跟上技术发展的步伐?
未来发展之路
在目前的过渡阶段,全球一些地区,如荷兰、新加坡、瑞典的哥德堡以及英国已经开始实施试点项目,我们相信在不久的将来还会出现更多类似项目,以期解决交通拥堵、空气污染、公共交通基础设施不足等问题,实现美好城市生活的新愿景。
试点项目让民众有机会了解在现实环境中使用自动驾驶汽车的益处和局限性,并积累有关自动驾驶汽车技术的丰富知识。同样重要的是,这类试点项目可为城市规划者和其他相关方提供经验数据,帮助他们更好地在城市环境中将新型移动技术运用于交通和运输。
来源:腾讯研究院