积极筹备，迎接自动驾驶汽车

阿联酋迪拜 11 十月 2023

自动驾驶汽车 (AV) 潜力巨大，但要实现这一目标，离不开相应的物理和数字基础设施、妥善的法律和监管政策以及强大的机构能力作为后盾。我们准备好迎接挑战了吗？

今年早些时候，英国成为欧洲首个批准免握方向盘驾驶系统的国家，政府批准在 2,300 英里的高速公路上使用 Ford BlueCruise 驾驶辅助技术[1]。驾驶员可合法免握方向盘且不再接触踏板，但必须密切关注路况。

其他地区的自动驾驶汽车 (AV) 使用率也在不断攀升。加拿大和美国已有约 200,000 名驾驶员使用 BlueCruise[2]。在美国，自动驾驶技术持续进步的影响越来越显著，无人驾驶出租车已在旧金山和凤凰城等多地的大街小巷随处可见。

Linköping 自动驾驶迷你巴士。图片来源：© Linköping Science Park

其他类型的自动驾驶汽车也开始成为现实，尽管通常会配备人类安全驾驶员。目前，瑞典 Linköping 有三辆自动驾驶巴士投入运营[3]。美国近期开展的一项试验表明，自动驾驶卡车的利用率是遵循强制休息规则的人类驾驶典型手动卡车的两倍以上。[4]

预计自动化技术将对众多行业产生重大影响。例如，在采矿领域，安利捷的长期合作伙伴丰田汽车公司最近与 Sumitomo Komatsu 共同启动了一个项目，开发一款旨在提高安全性和生产力的自动驾驶轻型汽车[5]。

然而，汽车自动化究竟意味着什么？

正如 BlueCruise 的例子所表明的那样，从传统驾驶汽车过渡到全自动驾驶汽车需要经历几个步骤。为帮助理解整个过程，通常采用六级量表对自动化进行分类[6]：0 级，即所有操作均由驾驶员完成；5 级，即完全不需要人工参与操作。

3 级，即车辆部分时间自动驾驶，一旦它发出警报，驾驶员就必须收回控制权。4 级，即车辆在特定条件下始终自动驾驶。

制造商纷纷加速提升自动驾驶水平 — Ford BlueCruise 为 2 级自动化代表，而美国上路的“自动驾驶出租车”(robotaxi) 则为 4 级。目前距离全面采用 5 级自动驾驶汽车的完全无人驾驶世界还有一段路程，但发展速度很快。自 2024 年起，所有欧盟 (EU) 新车必须安装紧急刹车系统和禁止越线系统，也就是说，在此之后，人们将无法购买不含 1 级自动化系统的新车。

McKinsey 表示，自动化水平较高的汽车拥有巨大的市场增长潜力。该咨询公司根据本年度[7]分析结果预测称，到 2030 年 12% 的新乘用车将配备 3 级或更高级别的自动驾驶 (AD) 技术，到 2035 年该比例将达到 37%。但研究人员强调仍存在高度不确定性，技术可用性和客户采用率等因素会对未来趋势产生一定影响。

McKinsey 预测，在“加速发展”的情况下，2035 年所售乘用车将有超过半数 (57%) 采用先进的自动驾驶技术；不过，若“延迟发展”，则比例仅为 17%。

物理基础设施

一旦自动驾驶汽车普及，将对道路设计和建造产生巨大影响。例如[8]，2021 年密歇根大学交通研究中心发表过一篇名为《未来街道》(Future Streets) 的研究论文，对现阶段的自动驾驶汽车改革与 20 世纪初马车到汽车的转变过程进行了比较，后者导致道路本身发生巨变。

同样，采用自动驾驶汽车也会对道路基础设施产生巨大影响。《未来街道》报告称，或许人们难以想象，由于自动驾驶汽车的运行轨迹比人类驾驶更精准、更一致，它们往往很快在砾石或沥青等软质材料路面上留下车辙。因此，据预计，为支持采用自动驾驶汽车，未来道路需要在透水表面包含耐磨钢筋混凝土轨道，使雨水能渗入地下。

受影响的不仅仅是道路，还有引导交通的配套系统，如交通灯、道路标线和标志。

2019 年发布的一份 McKinsey 报告[9]表明，未来城市可能会使用数字交通管理系统代替大部分标牌，此类系统可直接向汽车提供关键信息，如限速和转向限制。

这样的前景令人振奋，但许多人认为可能需要很久才会最终实现。

国际交通论坛 (ITF) 是一家政府间组织，拥有 64 个成员国，2023 年该组织根据国际工作组讨论结果发布了一份关于自动驾驶汽车基础设施需求的报告[10]。

报告指出，此前对无人驾驶汽车变革步伐的乐观情绪已然冷却，“现在看来恐怕还要等待几十年”才会推出 5 级全自动驾驶汽车。鉴于此，ITF 报告称：“现阶段业界或开发商并未呼吁为采用自动驾驶汽车建造专用基础设施。” “他们仍在专心打造能够在现有实体道路网络上运行的车辆。”

这并不是说我们无法为自动驾驶汽车创造更好的物理基础设施条件。ITF 报告称，路面、交通标志和标线的维护有利于安全地使用自动驾驶车辆。此前开展过一场试验，一辆自动驾驶班车因环形交叉路口旁的公交车站备受困惑。班车无法解读同时包含两个特征的道路标线（表示它不能在车站停靠），直至对标线做出改进问题才得以解决。

因此报告得出结论认为，随着自动驾驶汽车逐步投入使用，道路标线对安全的重要意义可能会显著提高，如果是这样，势必需要在维护计划中进一步考量。然而，目前还未确定是否切实需要采用自动驾驶汽车，这意味着其他国家和地区尚无先例可供效仿。报告预测，总体而言，随着自动驾驶汽车的普及，维护保养的重要性可能会日渐提升。

数字基础设施

显然，目前对于自动驾驶汽车而言，能够与物理道路标志和标线交互至关重要。不过，完全依托数字领域通信也不失为好方法，同样具有巨大潜力。例如，车辆不必“读取”物理标志，只需连接互联网即可从路边传感器、其他车辆或总体交通管理系统接收信息，辅助其安全高效地行驶。同样，还可以传输道路、天气和交通状况信息，帮助其他道路使用者安全行驶。

因此，虽然实现全数字化交通管理系统可能需要一段时间，但互联性对于自动驾驶汽车将越来越重要。这意味着支持自动驾驶汽车发展不仅涉及物理基础设施，还涉及数字基础设施，即建立数字通信所需的一系列系统、结构和设备。ITF 报告称，数字基础设施可能包括有线和无线通信网络、数据收集和存储系统，以及获取信息服务以支持定位、导航和定时。

部分数字基础设施的成果已十分先进。例如，协作式智能交通系统 (C-ITS) 可针对前方交通堵塞、道路施工或事故向车辆发出预警。

C-ITS（协作式智能交通系统）：先进交通系统通过车辆与车辆 (V2V)、车辆与人员 (V2P) 以及车辆与基础设施 (V2I) 双向通信实现实时数据共享，防范交通事故、实施道路管理和辅助车辆运行。图片来源：首尔 Topis 项目 (https://topis.seoul.go.kr/openEngCits.do)

目前，该系统已在多个地区广泛采用。例如，韩国首尔大都会政府正在开发 5G 互联 C-ITS，这也是其更大范围 TOPIS（交通运营和信息服务）[11]项目的一部分。当局正在市区 121 公里主干道上安装 C-ITS 基础设施，支持车辆、行人和基础设施之间建立实时通信。

目前，该技术正在上岩洞专用区域试点，巴士和出租车上已安装先进的驾驶辅助系统。该系统能让车辆在行驶期间与管理中心及其他车辆共享路况信息，例如坑洼。首尔政府表示，此方法可在必要时引导车辆改变路线或车道，有助于防范交通事故。

另外，澳大利亚的一个项目利用 C-ITS 路边装置向昆士兰州 1,500 公里长的布鲁斯高速公路用户传输红绿灯信息，发布红灯和行人警告[12]。昆士兰州交通与主干道部长 Mark Bailey 表示，这款系统“有望减少 20% 的车祸”。

同样，某个葡萄牙试点发现，C-ITS 技术可在车辆进入长达 1,620 米的 Gardunha 隧道时发出危险、障碍和延误提醒。参与试验的 Allbesmart 科技公司首席执行官 Jorge Ribeiro 表示，该项目“证明我们有能力向驶入隧道的驾驶员提供准确、及时的警告信息，甚至在必要时提醒他们在下一个路口退出道路”[13]。

目前，绝大多数 C-ITS 系统基于车辆与道路基础设施通信，但仍有部分计划探索是否可能采用更精密的系统，确保自动驾驶汽车彼此以及与其他道路使用者也可以进行通信。2020 年澳大利亚墨尔本大学[14]的一项研究认为，8 种不同的 C-ITS 方法（涉及车辆、基础设施及其他道路使用者之间的通信）可减少 78% 的车祸。

如果这种方法的使用变得普及，很可能需要更好的连接才能提供支持。

据 ITF 预计[15]，自动化交通将对主干道沿线的移动通信网络提出新的要求，未来很可能采用 5G 技术（最新一代移动连接技术），从而提高速度并缩短延迟。报告称，自动化技术的许多早期应用可以与现有的 4G 网络配合使用；不过，随着技术和服务的发展，5G 技术及其功能需求很快将势不可挡。

数字基础设施对于自动驾驶汽车发展至关重要，数据是重要一环，例如高清 (HD) 地图。这些数据包含各种历史和实时信息层，旨在提供对车辆环境的 3D 展示（精确到厘米），人们将此视为 [互联和自动驾驶汽车] 安全运行的必备条件[16]。自动驾驶汽车通过地图进行导航，因此细节详实非常重要，而且必需频繁更新。地图或许比任何其他类型的数据更具代表性，堪称自动驾驶汽车的新的关键“基础设施”，很多开发商认为地图对于实现安全运行至关重要[17]。但是，由于地图十分复杂且涉及大量数据，处理地图需要极强的车载计算能力。

显然，从很多层面而言，开发能够为自动驾驶汽车提供所需数据和连接的基础设施极为重要，随着汽车容量和普及率的提升，这一点将变得越来越重要。有些专家认为，连接对于自动驾驶汽车不可或缺，就像传统汽车没有汽油就无法上路一样。

政策和机构

在考虑自动驾驶汽车安全上路可行性的过程中，人们很快发现，还必须在制度和政策层面做出重大调整。例如，由于自动驾驶汽车与传统人类驾驶汽车存在巨大差异，需要进行大量测试。这包括制造商在产品开发期间开展的实验测试，也包括当局正式批准车辆使用的正式验证测试。

传统车辆安全测试侧重于确保转向和制动等机制符合相关标准。但自动驾驶汽车的测试重心有所不同。机器智能取代人类感知和认知功能创造了 ITF 提出的“复杂软件密集型系统”。这涉及多个层面，评估复杂度急剧攀升。

美国国家标准与技术研究所 (NIST) 副主任 Edward Griffor 认为：

关于如何实现自动驾驶、如何衡量驾驶性能以及如何确保自动驾驶汽车安全行驶，“还有很多事情我们并不知道”[18]。

因此，NIST 一直与自动驾驶汽车行业及其他利益相关者密切合作，希望就评估安全性所需的指标以及如何衡量指标达成共识。公司根据相关对话提出了操作范围规范 (OES) 概念，其中对车辆容量和功能做出了具体规定。其中包括车辆可以行驶的条件（如雨天和雪天）和怎样的表现（如变道和交叉路口导航）。重点在于，研究人员、开发人员和监管机构可以利用这个框架来创建测试场景。Griffor 解释道：“要将 OES 视为所有自动驾驶汽车都应当遵循的工作描述和相关指标。”

另外，NIST 还与开发人员合作打造了“联合仿真平台”，研究自动驾驶汽车安全性，汇集包括传感器、制动和发动机在内的多种元素的领先仿真技术。人们可通过它同时评估安全和车型涉及的多个不同层面，解决避免碰撞、遵守限速及超车等各类问题。即便如此，Griffor 也承认自动驾驶汽车安全测试的部分问题仍未得到解决。例如，我们可以对人类驾驶员开展能力测试并颁发驾驶证，但自动驾驶汽车面临的重大挑战在于，我们还无法确定如何测试软件驾驶员，即负责驾驶汽车的系统。

与自动驾驶社区的对话强调需要进一步研究系统与车辆互动、物体识别和响应以及人工智能相关风险等问题。另一个安全问题与网络安全有关，人们普遍认为，自动驾驶汽车联网日益频繁会增加风险。CSA 标准组织指出，初步研究“发现了恶意代理可以利用的各种物理和远程攻击面”，随着汽车业向 5 级自动化迈进，自动驾驶汽车将进一步暴露在大众面前。[19]

自动驾驶出行合作伙伴

安利捷的长期汽车合作伙伴丰田汽车公司正在开发一种双管齐下的自动驾驶技术方法。

其“Guardian”主动安全平台旨在“安全融合驾驶员与 AI 系统之间的车辆控制，共享角色以充分发挥他们的技能[1]”，该系统称为“混合包络控制”。

第二种方法叫做“Chauffeur”，这是一种全自动驾驶技术，可以让车辆在没有人监督或背后支援的情况下自行操作，类似于 SAE 4 级和 5 级。

起初开发自动驾驶汽车是为了方便“因年龄、身体虚弱或其他什么原因不能或选择不开车的人们”。^[1]

丰田还通过初期风险投资公司 Toyota Ventures 资助研究顶尖互联系统，这无疑有助于推动自动驾驶技术的未来发展。

例如，Apex.AI 开发安全认证基础软件，以便加速过渡到软件定义汽车和软件定义出行服务。

Jameel 家族作为其早期主要投资者的电动汽车公司 RIVIAN 同样专注于自动驾驶技术的前沿。

该公司正在开发一种人工智能充电系统，可以帮助其电池的续航时间达到传统替代品的三倍。

其软件丰富的车辆配备了多个预安装系统，可以像手机应用程序一样进行更新，管理驾驶员监视、车载资讯系统、热量管理和免握方向盘驾驶辅助等重要连接功能。

RIVIAN R1S 在美国设立的 RIVIAN 充电站。图片来源 © RIVIAN

开创未来

显而易见，即使在相对早期阶段，单凭引入新规则或新测试也无法保证安全地采用自动驾驶汽车。必须在结构层面做出根本性转变，包括方法和规范以及提供相关支持的规章、政策、法律和体制结构。

芬兰在这方面处于全球领先地位。KPMG 2020 年自动驾驶汽车成熟度指数[20]采用一系列标准评估各国对于采用自动驾驶汽车的就绪度，芬兰在自动驾驶汽车使用和测试支持法规方面获得最高分（与澳大利亚、荷兰和新加坡并列）。报告称，芬兰监管机构很灵活，立法允许通过不同的交通形式开展多功能自主测试，毫不费力地获得测试许可并与当局轻松互动。

ITF 报告同时指出，芬兰是该领域的全球领导者。报告重点说明了芬兰如何在审批机构设立单一测试许可联络点、通过互动式讨论评估测试计划，以及请求获取测试区域、安全和安保、技术信息等方面的信息。

芬兰筹备采用自动驾驶汽车绝非一时兴起。KPMG 专家表示，芬兰开展了大量筹备工作，包括开辟试验道路、制定《道路交通法案》（已于 2020 年 6 月生效），以及游说修改相关欧盟立法。KPMG 驻芬兰全球战略集团经理 Henk-Jan Kruit 表示：“在法律层面上，很久之前就已做好准备。”

协作是关键

除非提供协调和战略指导，否则政府很难获得无人驾驶汽车涉及的各界利益相关者的支持并就无人驾驶汽车引发的广泛政策问题开展协商。

一些国家和地区正在设法通过专门机构提供相关服务，例如英国联网与自动驾驶汽车中心 (CCAV)[21]。

该政策单元是英国商务部与交通部发布的联合倡议，旨在监督相关活动，包括调拨 4.5 亿英镑公共和私人投资、制定测试操作规程并颁布新的初级立法，以及确保地方和地区部门参与相关工作[22]。CCAV 还要求英国法律委员会审查自动驾驶汽车的立法框架。2023 年发布的报告[23]提出了关于审批授权、性能监控、营销、刑事和民事责任等问题的建议。

类似的协调与合作在国际层面同样至关重要。例如，总结借鉴标准化测试和碰撞调查程序方面的国际经验有助于加速跨司法管辖区推广自动驾驶汽车。

另外，各方未能就首选连接方法达成共识，因而难以证实直接投资的合理性。倘若各国积极制定统一标准，势必能够增强政策制定者投资项目的信心，帮助开发者确定普遍适用的解决方案。ITF 还建议，制定可定制的“蓝图”，协助不同地区运行自动驾驶汽车，避免城市各自为营。

ITF 在报告中指出，“关于自动驾驶汽车的运行模式和运行地点仍存在很多不确定因素，最好是通过行业与政策制定者的全球协作加以解决，共同努力解读不确定因素并出台标准方法，鼓励创新并保护公众安全。”[24]

C-Roads 项目[25]是一个令人鼓舞的国际合作案例，项目汇集大量欧盟成员国和道路运营商，共同协调部署 C-ITS 系统。联合国世界车辆法规协调论坛同样值得称赞，该论坛正在制定自动驾驶汽车全球监管框架，最近更是将自动驾驶限速提高到 130 公里/小时[26]。如果可以在有关倡议的基础之上表现出必要的雄心和意志，全球各国政府和行业必将能够充分发挥自动驾驶汽车的巨大潜力。