人工智慧時代來臨,無人車該如何發展?
說起近期科技界最熱門的技術,人工智慧若稱第二怕是無人敢說第一。自從去年穀歌的人工智慧AlphaGo擊敗了一眾圍棋高手後,人工智慧的關注度就一飛衝天。一時間各種「無人」概念層出不窮,而在這其中最受關注的當屬無人車。
「無人車」離我們有多遠?其實在工程車輛上已經出現了無人駕駛技術。
比如在大雪紛飛的新疆,白茫茫的積雪覆蓋了路面,根本看不清哪裡是路哪裡是溝,但是掃雪車卻準確的把路面清理出來,這不是因為司機「老馬識途」,而是因為使用了由交通運輸部公路科學研究院開發的基於路面磁誘導的自動駕駛技術,才保證了掃雪車可以「盲開」。
但何時民用的「無人車」才能駛入千家萬戶?
這就要從什麼叫「自動駕駛技術」說起了。
自動駕駛技術是提升道路交通運輸智能化水平、推動交通運輸行業轉型升級的技術途徑,將有力帶動交通、汽車、通信等產業融合發展。中國政府和企業界對此均高度關注,並通過多種形式積極推進自動駕駛技術的發展。
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什麼是自動駕駛?
自動駕駛技術是綜合運用先進輔助駕駛、信息通信、人工智慧等多領域技術的方法,實現車輛自動安全行駛,部分替代或完全替代人工駕駛。
由交通運輸部公路科學研究院聯合華為、東風汽車研發了車路協同控制系統,圖為自動駕駛功能驗證車輛
在交通運輸部公路交通試驗場中測試的無人車
中國將自動駕駛分為五級,從1級的輔助駕駛到5級的完全無人駕駛。
1級,駕駛輔助;
2級,部分自動駕駛;
3級,有條件自動駕駛;
4級,高度自動駕駛;
5級,完全自動駕駛。
當前,代表自動駕駛1級和2級智能水平的「輔助駕駛」和「部分自動駕駛」技術已得到廣泛應用。
但由於技術成熟度、法律等問題,4級和5級高度自動駕駛技術在開放道路上的商用時間還有很大不確定性,而在相對可控環境下的自動駕駛應用更具可行性。
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自動駕駛帶來的影響和效益
自動駕駛技術能夠推動交通系統帶來許多潛在的效益,我們期待通過自動駕駛技術來實現建立「安全、高效、綠色」的交通體系這一目標。
提高交通安全性
2015年,中國發生道路交通事故741.9萬起。其中,涉及人員傷亡的道路交通事故187781起,造成58022人死亡、199880人受傷。據統計,由駕駛人為因素導致的交通事故佔90%以上,自動駕駛技術可以減少駕駛人為因素導致的交通事故和傷亡,從根本上解決交通安全問題。
提高道路交通效率
自動駕駛技術能夠有效縮短行車過程中車輛間的車頭時距或車頭間距,使得道路交通基礎設施的通行能力得到更充分的利用,據測算,理論上可以提高道路通行能力6倍。
提供綠色交通環境
自動駕駛技術能夠消除車輛間行駛速度的差異性,減少車輛行駛過程中剎車和啟動次數,讓車輛長期保持高速勻速行駛,從而降低車輛行駛過程中的排放和能耗。
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自動駕駛實現路徑
自動駕駛技術主要分為自主式和協同式兩類。
自主式自動駕駛主要依靠車輛自身感測設備,儘可能全面的探測道路交通環境信息,其優勢是實現起來方便和便捷,但通常一輛20萬元的車,要實現自動駕駛功能,需要配備200萬的感測設備,實現成本較高,也難以應對千變萬化的道路場景,特別是在大霧和大雨的情況下,目前的感測技術還不能滿足要求,不利於在實際中推廣和實現產業化。
基於車路協同控制技術的自動駕駛車輛在交通運輸部公路交通試驗場隊列驗證
協同式自動駕駛依靠車與車、車與路之間的交互,以及雲端大數據進行分析決策,實現車輛的自動化行駛或駕駛輔助,由於擁有路側和其他車輛協同支持,對車輛本身要求有所降低。
相比自主式自動駕駛,協同式自動駕駛技術不僅需要車輛自身的智能化,也需要基礎設施智能化,當自動駕駛車輛數量達到一定規模後,車和路智能化的綜合成本則會大大降低。綜合以上比較,中國主要推動車路協同式自動駕駛發展。
自動駕駛應用的落地大體可分為兩種途徑。
一種是在公共道路上的普通車輛由較低級別自動駕駛經過技術演進過渡到高級自動駕駛,但受限於社會與法律環境條件約束,將會是一個比較長的過程。
另一種途徑是在相對可控的環境或限定區域內,針對專業運輸工具或特種車輛的自動駕駛技術。目前這種途徑下的應用已經有所開展,如法國、荷蘭、日本、新加坡等國已在工業園區、科技園、旅遊區、機場等推行自動駕駛服務,部分汽車廠商已在高速公路上進行自動編隊行駛試驗。
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自動駕駛的發展概況
早在1939年紐約世界博覽會上,美國通用汽車公司首次展出了自動駕駛概念車Futurama。自上世紀60年代起,具備自動導引與裝卸功能的物流運輸車AGV已成功應用於工廠、倉庫、碼頭和機場等。隨著計算機和機器人技術不斷發展,到上世紀90年代,自動駕駛技術在軍事作戰和後勤運輸方面也開始發揮作用。本世紀初,在智能交通和汽車電子巨大市場潛力的驅動下,低級別的道路自動駕駛技術日趨成熟並開始產業化,具備自動巡航、智能避撞、自動泊車等輔助駕駛功能的車輛已經進入市場。
谷歌是首批投入無人車研發的企業之一
進入2010年以來,隨著移動互聯、大數據及雲計算等技術的迅猛發展,較高級別的自動駕駛技術已成為國際公認的關注焦點,除了傳統車企,谷歌、特斯拉等IT企業也異軍突起,具備高度自動駕駛或全自動駕駛功能的汽車在發達國家和中國的道路上也進行了大規模的測試,以荷蘭和英國為代表的一些歐洲國家還特別改進了現有法規系統以方便自動駕駛車輛在公共道路上進行測試。
中國政府高度重視自動駕駛的發展,從政策、標準、關鍵技術研發、測試基地建設、基礎設施智能化等多個方面,為自動駕駛在交通運輸中的應用做好充分準備。中國的大學、科研機構以及汽車企業已經研發了多種原型系統和試驗樣車,並在高速公路、城際高速等進行了演示和測試。
比如文章開頭提到的應用於新疆多雪地區道路養護救援的交通運輸部公路院研發的自動駕駛技術。宇通客車在鄭開大道開放道路環境完成全球首例自動駕駛大客車的成功運行。長安汽車無人駕駛汽車完成從重慶到北京的2000公里無人駕駛測試,實現中國首個長距離汽車無人駕駛。
近年來,以百度、阿里、京東為代表的互聯網企業也開始關注並紛紛進入這個領域,為自動駕駛開發帶來了活力和更大的空間。百度自動駕駛汽車已在美國加州、浙江烏鎮、北京亦庄等地進行了實際道路測試,接待了三百餘位重要嘉賓的試乘。
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我國自動駕駛發展戰略步驟
為了推動自動駕駛技術的發展,交通運輸部提出了「創新引導、示範引領、協同提升」的三步走戰略,實現自動駕駛和車路協同。
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到2020年,創新引導。緊密跟蹤技術進步,形成自動駕駛和車路協同標準體系;建成國家營運車輛自動駕駛和車路協同測試基地;主動安全技術在營運車輛率先規模應用,力爭實現更高級自動駕駛技術在智慧高速和智慧城市中試點應用。
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到2025年,示範引領。實現自動駕駛技術在高速公路、城市公交專用道以及特定區域內的營運車輛上規模示範,輔助駕駛技術在乘用車上基本普及,形成較為成熟的技術體系、商業應用模式和政策環境。
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到2030年,協同提升。實現車輛自動駕駛技術和道路智能化技術的協同發展,帶動形成新一代交通控制與運行系統以及開放、共享的新型客貨運輸服務系統的集成創新,實現交通運輸轉型升級。
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自動駕駛車輛何時上路?
雖然近年來業界對於自動駕駛的探討很「高調」,然而政府部門卻很「緘默」——其根本是難以解決「無人車撞了怎麼辦」的問題。不過自從2016年來,我國就啟動了「無人車」測試規範的相關編製工作,2017年12月,北京交通委率先印發《北京市關於加快推進自動駕駛車輛道路測試有關工作的指導意見(試行)》,正式允許無人車上路測試。隨後上海、重慶、深圳等地也發布了相關的測試管理細則。
無人車,真的要來了!
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