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評判一輛車的“聰明”程度,關鍵看什麼?

導讀:“聰明的車”是工業産品,上路前,一定要經過足夠的測試,并通過第三方核查,且要有明确的性能特征描述。目前及未來幾年,無論哪類“聰明的車”,評判其“聰明”程度,關鍵在于是否增進安全。交通工程師郭敏就這一話題進行了探讨,并進一步介紹了“聰明的車”如何改善安全性。

未來“聰明的車”有哪幾類?

未來“聰明的車”主要有自動駕駛、進階輔助駕駛(ADAS)和網聯車三類。将來銷售的車輛,可能具備其中一類功能,也可能同時具備。在汽車行業,這三類功能的發展程序和當下狀況并不一樣。以下簡單說明。

第一類:自動駕駛汽車。美國的汽車工程師協會(SAE)定義了 6 個級别的駕駛自動化(見圖1),範圍從 0(完全手動)到 5(完全自主)。該方法目前已成為大部分國家的分類标準。自動駕駛的6個級别,L4級和L5級是無需人類駕駛人幹預的完全自動,差别主要在區域範圍,L4是有限區域,譬如某個城市或地區可以實作完全自動駕駛,而L5則沒有區域限制。

評判一輛車的“聰明”程度,關鍵看什麼?

圖1:自動駕駛級别的說明(source: The 6 Levels of Vehicle Autonomy Explained)

第二類:裝有進階輔助系統(ADAS)的車輛。具有部分自動駕駛功能的L2級、L3級的車輛與L4級不同。低級别的自動駕駛功能早已面世,且已逐漸商用。這歸功于汽車行業進階輔助系統(ADAS)持續進步,并已與自動駕駛發展合流。ADAS的許多功能,如自适應巡航、車道保持、自動泊車等,已在特定場景中實作無人駕駛,并早已成為商用車輛賣點。

目前的自動駕駛車輛發展有兩類不同路線:一類是直接切入L4全自動駕駛階段,在L4階段發展成熟為完全自動駕駛的直接發展模式;另一類是從L1到L2,再到L3、L4的漸進發展模式。由于L2、L3級帶來的交通安全方面的好處,相信十年内,許多具有安全功能的進階輔助駕駛技術會被用在商業車輛上。是以,預計未來路上會有一定規模的普通車輛具有L2、L3級的自動駕駛功能。這些車輛的需求,是道路智慧化必須考慮的。

第三類:作為車輛新技術的另一分支——網聯車輛(Connected Vehicles)。經過了十幾年發展,其許多應用已獲多國準許銷售及上路使用。尤其是歐盟,已對網聯車輛的資料隐私、通信、車輛安裝和銷售形成了多項立法,重點在安全和隐私方面。鑒于歐盟中德國、法國在汽車行業中的優勢地位,今後,網聯車輛逐漸走進尋常人家已是趨勢。根據一些樂觀的估計,由于網聯功能增加成本不高,網聯将逐漸成為新售車輛的主流配置,并越來越多出現在道路上。也許十年内,路上會有超過20%的車輛是具有網聯功能的車輛。

評判一輛車“聰明”程度的标準是什麼?

目前及未來幾年,無論哪類“聰明的車”,評判其“聰明”程度,關鍵在于是否增進安全,具體評判标準為:能否減少總體道路事故數量,或降低事故嚴重程度,減少道路上的人員死亡和傷害。方法也很簡單:在現實世界的駕駛環境下,統計新技術的實際使用效果。真實世界的統計結果,決定了技術是否應被推廣或盡可能擴大規模采用。

一些資料統計顯示,如果所有車輛都使用前方碰撞警告、盲點檢測和車道偏離警告三類基礎進階輔助駕駛功能(ADAS)功能,高速公路事故将減少16.3%,其他道路上的事故減少11.6%;如果使用更複雜的ADAS系統,如車道保持輔助、自動緊急制動、夜視功能等,高速公路上的事故減少45.4%,其他道路上的事故減少27.5%(見圖2)。

評判一輛車的“聰明”程度,關鍵看什麼?

圖2:使用進階輔助駕駛功能對道路上事故發生的影響(source: The future of motor insurance - How car connectivity and ADAS are impacting the market,written by A joint whitepaper by HERE and Swiss Re)

歐盟依據這類研究成果,曾經釋出過一份清單,其中列出了11項新安全功能,希望到2021年,銷售的新車必須具備這些功能,其中包括多項ADAS ,譬如自動緊急制動、車道保持輔助、智能速度輔助系統、倒車攝像頭後方檢測系統、網聯功能等。“聰明的車”,其評價标準還是安全,而實際評價方法是效益的數值,包含财務效益和社會效益。

不過,美國道路安全保險業協會(IIHS)在一份報告中表達了擔心:

“要考慮的安全因素之一是,有多少駕駛任務可以安全地移交給汽車來自動完成,而無需駕駛人來解決?”

“車輛設計師們正在為ADAS的功能設計糾結,如果限制ADAS功能以確定駕駛人的持續參與開車,駕駛人有可能因為系統功能過于低能而被吐槽;如果ADAS系統看起來太強大,那麼駕駛人可能認為是自動駕駛而不會提高注意力,導緻風險。”

新技術帶來的安全好處,會加速推進它們在車輛上安裝,也會有越來越多的國家頒布強制要求,車輛需預裝一些在統計上驗證安全有效的新技術。然而,無論這些新技術看起來如何“聰明”,都不能替代駕駛人的開車職責。目前“聰明的車”帶來的自動駕駛能力假象,已在全球造成多起傷亡事故。無論進階輔助駕駛系統(ADAS)還是網聯車輛,“聰明”隻是與以前的車輛比,而非與駕駛人比。目前的“聰明”仍要打引号,實質車輛還是一台需要由人操控的機器。就安全而言,目前“聰明的車”還遠遠不夠聰明。

“聰明的車”如何改善安全性?

“聰明的車”是工業産品,要符合安全、可靠、經濟、标準化等特征。也就是說,“聰明的車”上路前,一定要經過足夠的測試,并通過第三方核查,且要有明确的性能特征描述。

這是複雜工業産品必須經曆的漫長過程。未來幾年上路的“聰明的車”,可能正在經曆或已經曆這樣的過程。從時間曆程看,未來幾年的車,其主要特征目前已可描述。這些“聰明的車”,處理的所有問題,都是目前預料之中的問題;采取的所有行動,也是人們已設想好或準備好的方案。科技也許需要想象,但工業産品必定是在時間上需要長期努力的預期結果。

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進階輔助駕駛系統如何改善安全?

對裝有L2級進階輔助駕駛系統的車輛來講,在特定孤立場景下,能做到車輛自主工作;L3級則是通過一些ADAS組合,形成有限條件下連續場景的自主工作。ADAS未來将進化到L4級完全自動駕駛,這一趨勢也被許多行業專家認同。不過,目前主流的ADAS剛達到L3的初步能力。其大緻有以下功能:

前向碰撞警告(FCW)和自動緊急制動(AEB),防止追尾事故或減輕追尾事故的嚴重程度。這類事故在繁忙的城市道路,或高速上速度不穩定時較為常見,能識别車輛、騎車人、行人和動物。當車輛認為可能發生碰撞時,FCW系統會通過一系列越來越急的聲音、視覺或觸覺警報來提醒。如果駕駛人不采取任何行動,則可能自主進行緊急但短暫的刹車,如果仍不采取任何行動,系統将幹預并完全使用刹車,或完全避免碰撞,或至少減輕碰撞的嚴重性。實際使用中,FCW和AEB的共同作用,所需的停車視距比人類駕駛人要短。

主動變道輔助系統,能夠完成完整的變道操作。駕駛人激活主動車道變換系統,系統會識别并确定變道是否安全,當沒有車輛影響,也沒有車輛從後方靠近時,車輛會在整個操縱過程中完全控制轉向并變道。該系統會辨識道路标線、标志的含義,并影響變道的時間和過程。

車道偏離警告(LDW)和車道保持輔助(LKA)系統,是目前許多廠商宣傳的重點,與前向碰撞警告和自動緊急制動一起完成被大家認作是L3級的自動駕駛。這兩種功能最早多用于貨車,保持商用車輛長時間在車道居中行駛,其使用過程中需要識别車道和路段的管控措施。是以與标志、标線密切相關。

其他還有停車輔助系統、橫穿交通警告系統、轉向輔助系統等,通過辨識場景、标志、标線、車輛、騎車人、行人來保持安全行駛。

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網聯車輛如何改善安全?

網聯車輛(Connected Vehicles)是通過網絡連結到服務、車外裝置的車輛,譬如連結其他車輛、道路設施,如交通信号燈或救援中心、辦公室或家庭等。網聯車輛的詞近幾年高頻出現,是因其具有許多可能性:譬如,與城市和路網一起改進,提高居民工作生活的品質;通過對警車、垃圾車、公共汽車等管理,提高市政服務效率;或通過聯網了解前方施工作業區、擁堵點,提前做好對策,提升安全;又或通過網聯車輛,結合醫療、修車、換乘等服務,形成個體需求解決的無縫連結。然而,由于城市和路網的治理機制複雜,這樣的探索隻在有限的先進地區展開。網聯汽車備受關注,并不隻因為行車安全帶來的好處,而是由其與各類需求、服務的連結而産生聯想。與進階輔助駕駛系統不同,網聯車輛是否聰明,是由城市和路網的機制是否聰明決定的。也即,聰明不在于機器,而在于人和機制。

不過,網聯車輛在改善行車安全上仍有作用,主要展現在兩方面:

網聯車輛有能力及時獲得道路上的危險警告,同時在危險條件下提供受控的行駛速度、距離等建議,與ADAS一起自動處理危險場景。

車輛自身的資訊,如位置、車況、周邊場景、輪胎胎壓等,可及時傳送給車主或其他專業服務機構,預先了解并處理不安全的問題。

道路的智慧化,是基于用路人包括“聰明的車”的需求。如果“聰明的車”隻在紙面上誇誇其談如何“聰明”,卻說不出具體性能和名額數值,那最多隻是精緻的模型,還遠沒到工廠批量生産環節。這些都不應納入目前道路智慧化的考量。更何況,車輛或道路,無論聰明還是智慧,都隻不過使用人明白的道理,采取人設計的機制,把運輸的工作交給機器完成。工業和工程隻相信一加一等于二這樣确定的邏輯。應遵循工業發展規律,打造出想清楚、工程師驗證過細節的“聰明的車”、“智慧的路”。

(本文經授權轉載自澎湃市政廳,經與作者溝通内容有删減。作者:交通工程師 郭敏)

編校丨李芸玥 劉林

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