为自动驾驶汽车更智能、更安全的未来铺平道路

• 自动驾驶汽车面临许多障碍，但也有望大幅提高安全性，减少碳足迹。
• 在全球范围内，到2030年，自动驾驶汽车预计将占到十分之一，这可能意味着更快、更安全、更高效的运输和旅行。
• 美国各地的试点项目正在使用自动驾驶汽车作为协调交通努力的一部分，这可以解决交通混乱等小问题，以及安全和可达性等大问题。
• 移动软件的飞跃使自动驾驶汽车更安全、更可行。

2022年4月，全自动全电动捷豹I-PACE捡起一名Waymo在旧金山的工程师停下来买了杯咖啡，然后带他去上班。驾驶座上没有人，只有一个方向盘像鬼一样转动着。

自2017年以来，自动驾驶技术公司Waymo一直在将乘客运送到凤凰城及周边郊区的目的地;该公司推出了全无人驾驶服务2020年。Waymo是自动驾驶汽车(AV)领域的新兴领导者，已经完成了超过100000骑自2017年以来。该公司在旧金山陡峭、拥挤的街道上推出无人驾驶出租车，似乎是这项技术的一个突破。由于安全问题，该技术一直受到媒体的抨击，也受到反对者的指责。

Waymo并不是唯一一家急于让商业上可行的自动驾驶汽车上路的公司。根据报告在美国佛罗里达州迈阿密海滩，大众汽车投资的Argo使用一名现场司机，受到了Lyft乘客的欢迎。特斯拉(Tesla)、Zoox和通用汽车巡航子公司已经筹集了数百亿美元，用于在跨越数千英里的道路上测试自动驾驶算法和传感器。

今天，有1400辆自动驾驶汽车在美国被80多家公司测试。小马，在北京。ai和百度已经在一个快速增长的市场上部署了机器人出租车:在全球范围内，自动驾驶汽车预计会占到一部分十分之一到2030年，仅机器人出租车就能带来1.2万亿美元的收入。如今，全球自动驾驶汽车市场规模为540亿美元。

自动驾驶汽车是未来

Zipcar公司联合创始人、前首席执行官、新城市交通联盟(New Urban Mobility)创始人罗宾•蔡斯表示:“自动驾驶汽车的好处是，无需驾照就能行驶，最终将提高安全性。”NUMO)，这是一家总部位于华盛顿特区的城市流动非营利组织。

“今天，作为一个社会，我们已经接受了疯狂的死亡率和事故率，”蔡斯说。“但自动驾驶汽车不会出现这种情况。”此外，自动驾驶汽车可以扩大“盲人、癫痫患者、年龄太小或太大的人”的活动能力。

自动驾驶汽车还可以减少道路上的汽车数量，释放出用于街边和隐蔽停车的空间。在美国，大约75.9%的人一个人上下班．Chase说，作为收费公共交通系统的一部分，包括拥堵收费等碳激励措施，自动拼车和班车车队可以显著降低碳排放69亿小时2014年美国人花在交通上的钱减少了私家车的使用。一个德克萨斯大学的研究发现如果美国道路上10%的汽车是自动驾驶的，就可以节省大约253亿美元的时间和燃料支出，同时还可以减少伤亡。

移动软件公司Via的自动驾驶汽车主管伊斯瑞尔·杜尼斯(Israel Duanis)表示，70%的RAPID乘客在工作、学校和医疗等重要目的地使用该系统。RAPID是德克萨斯州阿灵顿市的一项按需自动驾驶汽车服务，采用了May mobility的传感技术。自2021年3月推出以来，该自动化服务已进行了3万次骑行;80%的骑手表示乘坐RAPID时会感到安全。

AV软件和硬件的今天

目前，美国每年发生3.5万起致命交通事故(每10万人中约有12人死亡)，其中94%是人为失误造成的。公路安全保险协会报告说，目前的汽车死亡率每一亿英里就有1.34人死亡一些专家估计，通过消除醉酒司机和发短信造成的事故，这一比例可以降低10倍——这是另一个有利于自动驾驶汽车的指标。

为了“看到”道路，自动驾驶汽车依靠摄像头、雷达和激光雷达(LiDAR)。通过将激光反射到物体上并测量返回时间，激光雷达可以判断距离并360度“看”。如果高分辨率传感工具是自动驾驶汽车的眼睛，那么它们的认知能力来自于智能算法和人工智能，这些算法和人工智能可以根据参考地图解释这些原始数据，总部位于加州的公司前首席执行官Sravan Puttagunta表示民事地图．

Puttagunta表示，Civil Maps平台(与竞争对手Mobileye、Delphi和Bright Box的平台一样)提供了自动驾驶车辆的上下文感知，而不仅仅是2D导航地图。它使用人工智能来处理来自高分辨率激光成像的原始数据，因此汽车可以精确定位并做出更好的战术决策——比如在四向停车或回旋处做什么。

总部位于牛津郡的无人驾驶汽车软件公司Oxbotica创始人兼首席技术官保罗•纽曼(Paul Newman)表示:“我们正在努力解决(自动驾驶汽车过于谨慎的问题)。”“自动驾驶汽车如何在旋转时表现出适当的自信?因为最糟糕的情况就是你不为人知，不安全。

纽曼补充道:“关于应该使用哪种算法，有各种各样的争论和信仰。“我认为这都是徒劳的。这是一个建筑系统问题。”

换句话说，自动驾驶汽车的安全性是一个冗余问题:为车辆配备重叠的传感器和算法，以避免增加事故风险和失速行驶的系统缺口。当人类司机看到一辆急转弯的汽车或听到哀鸣的警笛声时，他们往往会减速。纽曼说，自动驾驶汽车也需要类似的远见，以预测危险情况，并在需要时将车停在路边。

自动驾驶汽车是物流的未来吗?

自日本筑波机械工程实验室(Tsukuba Mechanical Engineering Laboratory)推出AV技术以来，AV技术取得了巨大的进步第一辆半自动汽车在1977年。纽曼说，叉车和采矿车等商用车辆已经自主运行了几十年。

现在，自动驾驶的最后一英里送货车正在休斯顿和加州山景城等城市出现。Nuro的零排放冷藏迷你车得到了克罗格、7- 11、达美乐、沃尔玛、联邦快递和Chipotle等品牌的支持。据该公司发言人说，它们使用来自德克萨斯州风力发电场的可再生能源，可以携带多达500磅的杂货。这些小型城市交通工具可以被整合到更广泛的供应链网络中，在这个供应链网络中，几乎不间断运行的电动自动车队可以更快、更安全、更少的燃料运输货物。

蔡斯说:“第一批用例将是我们每天可以尽可能多地使用汽车的地方，因为它们很昂贵。”“所以这意味着出租车式的服务，送货或卡车。”

Aurora于2020年收购了优步的自动驾驶部门，目前正在德克萨斯州一条600英里长的高速公路上，用Werner Enterprise拖拉机拖车对其自动驾驶软件进行试点测试;联邦快递和优步货运在其他地方也开展了类似的项目。在漫长而单调的高速公路上，类似的自动驾驶汽车排可以做到缩小差距在全国范围内缺乏合格的人类司机。

改变未来的道路

高速公路安全保险研究所(Insurance Institute for Highway Safety)首席研究官戴维·祖比(David Zuby)表示，自动驾驶汽车成为城市和高速公路的主流可能还需要几年或几十年的时间。确保与其他车辆的安全共存是一个关键障碍。至少就目前而言，全自动驾驶汽车必须与人类驾驶的汽车和有条件自动驾驶的汽车共享道路——两者都存在安全风险。

国家公路安全管理局定义了驾驶员辅助技术从0到5。在0级，司机对车辆负全部责任，并且必须始终保持“参与和专注”。在第5层，“居住者只扮演乘客的角色，不需要参与。”大多数私人和商用车辆在1级到3级之间运行。

蔡斯说，半自动驾驶汽车，特别是具有自动功能的车辆，如高速公路行驶的车道居中、加速和制动控制(等级2)，或者需要安全驾驶员在出问题时保持警惕和专注的汽车(等级3)，可能比手动操作的车辆更危险，因为它们会让驾驶员陷入虚假的自满或困乏。

2016年的一起事故，40岁约书亚·布朗在驾驶半自动特斯拉Model S时死亡，悲剧地说明了这种复杂性。一辆卡车在布朗的特斯拉前面合法左转，但那辆卡车没有停下来，而是从卡车的拖车下面疾驰而过。公司高级技术分析师迈克·德姆勒表示林利集团在美国，特斯拉的传感器、雷达、GPS和图像处理软件检测系统并不是在免提模式下使用的。德姆勒说:“这些传感器的设计并没有考虑到交叉交通，只考虑到高速公路行驶。”“他们可以识别汽车的背面，而不是拖拉机拖车的侧面。”

在2021年7月1日至2022年5月15日期间报道的近400起部分自动驾驶汽车事故中，大约70%(273起事故)涉及特斯拉使用自动驾驶仪、“全自动驾驶”、交通感知巡航控制或其他驾驶辅助系统。蔡斯说，这些结果并不一定是对特斯拉的绝对指控，特斯拉是最普遍的半自动驾驶汽车制造商之一，路上有83万辆汽车，但它象征着它们带来的安全风险。

蔡斯说:“如果在你的10000次旅行中你不需要集中注意力，一切都很好，然后在第10001次旅行中，你就有责任了——你应该集中注意力并控制一切——我认为这是不可能的情况。”

监管机构如何应对自动驾驶汽车

美国交通部正在努力修改现有的车辆安全法规，以更好地适应无人驾驶的情况。关于如何为自动驾驶汽车或自动驾驶模式下的事故分配责任的问题是一个模糊的法律领域，祖比表示，随着2级和3级汽车的成本降低，必须在未来几年内得到澄清。

Zuby说，除了监管问题，美国的道路基础设施和法律在很大程度上是由各个州决定的，并且存在不同的限速、高速公路条纹和十字路口的红灯位置。

“开发自动驾驶系统的公司必须处理现有的基础设施，”祖比说。“当然，如果我们能够协调一致地进行改进，协调自动驾驶系统的发展，(这将是有利的)。但我认为，所有50个州以某种方式团结起来，同意让自动驾驶汽车的道路更加统一，这是一个长期的目标。”

考虑到欧洲和亚洲城市注重有效的公共交通系统，特别是在公共交通路线密集使用的固定地区，它们可能更适合向自动驾驶汽车过渡。蔡斯说:“欧洲城市正越来越多地将私家车从城市中抽出来，或减少私家车的使用。”“美国还没有做出严肃的承诺，甚至没有明确的假设。”

她补充说，公共交通的未来“不会全是自动驾驶汽车。它将是自动驾驶汽车、自行车、步行和公共交通——有弹性的、多模式的出行方式。”

在美国城市现有基础设施和公共交通系统缺乏全面改革的情况下，Via等软件物流公司(以及优步和Lyft等竞争对手)可能会在自动驾驶汽车的发展中发挥重要作用。这些公司的定位是通过互联的多式联运系统协调乘客的旅程，提供智能按需预订、路由和调度服务。

例如，除了为阿灵顿RAPID提供物流服务外，Via还支持密歇根州安阿伯市的A2GO雷克萨斯RX 450h班车服务。这两种服务都向公众开放，并被设计为现有公共交通基础设施的一部分。2022年2月，Via与Motional在拉斯维加斯市中心推出了AV服务，专注于为城市居民提供必要的出行服务。德国凯尔海姆和明尼苏达州的服务也即将推出，这些服务将展示自动驾驶汽车对农村环境的影响。

杜阿尼斯说:“社区很快就会超越小型车队的短期试点，(建立)永久性的自动驾驶汽车网络，在社区现有的交通生态系统中完全连接。”

自动驾驶汽车的成功依赖于共享所有权

关于自动驾驶汽车的讨论必然会变成关于政策和基础设施的讨论。一个2018年的研究加州大学伯克利分校的研究人员估计，在曼哈顿运营的共享自动电动汽车车队，如果电池续航里程为50-90英里，每乘客英里可比目前的出租车服务节省0.29 - 0.61美元，同时减少73%的温室气体排放和58%的能源消耗。该项目将需要1000万美元的资本投资，建设1500个充电站(相当于每乘客英里约0.01美元)。

Via Data Science负责人、该研究的作者之一戈登·鲍尔(Gordon Bauer)说:“我们的研究结果令人惊讶，因为它们与当前推动电池续航时间长和超高速充电的市场趋势相矛盾。”“在私人车辆市场，司机们想要的是可以在多日公路旅行中使用的车辆，而曼哈顿的出租车旅行通常非常短，中间有停车时间，车辆可以充电。”

这项研究已经过去了六年，目前还不清楚自动驾驶汽车何时(如果有的话)可以在曼哈顿充当机器人出租车。但许多结论也适用于人类驾驶的电动汽车车队。在随后的研究中，鲍尔分析了纽约，旧金山,新德里他们发现了类似的结果:许多车队服务可以立即电气化，节省资金并减少碳排放。

Oxbotica即将在14-16人的电动班车上推出的自动驾驶软件可能是未来自动驾驶汽车采用的风向标。Oxbotica公司与德国汽车公司ZF合作，计划在可预见的未来推出航天飞机。纽曼表示，无人驾驶汽车将在有限的城市区域内完成所有驾驶功能，只有在特殊情况下(如救护车经过或街道被水淹没)停下来时，才需要远程人工协助恢复路线。

纽曼认为，这种电气化的交通服务会带来一连串的好处，就像黄石国家公园重新引入狼一样:“引入狼后，它们带来了一系列的生态效益:麋鹿群变得更健康。麋鹿的减少意味着过度放牧的减少，这导致了本土植物和传粉者的回归。这导致了河流径流的减少，从而使鱼和海狸回来了。海狸修筑水坝，减缓河流流速，改变河流形状。”

如果他是对的，这可能是一种更安全、更便宜、更省油的旅行方式的开端——但只有时间能证明一切。

这篇文章已经更新。它最初发表于2017年3月。