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自动驾驶4.0|中美战略比较

作者:工业365 来源:中国无人驾驶网 发布时间:2020年05月21日

[摘要]美国对自动驾驶汽车产业发展的政策制定始终走在世界前列。针对自动驾驶技术的安全和创新提供指导原则,美国政府此前曾于2016年、2017年和2018年分别推出多版本文件,具体如表1所示。

[关键词]自动驾驶 中美 战略比较

美国政府2020年发布《确保美国在自动驾驶汽车技术方面的领先地位:自动驾驶4.0》,旨在继续大力推动自动驾驶这一对经济增长和交通安全至关重要的新兴技术的发展。文件指出,自动驾驶汽车在驾驶安全性、经济社会效益、交通机动性以及高效性四个主要领域具有巨大的潜在价值。

美国首先提出了自动驾驶汽车的“十大技术发展原则”,分别为优先考虑安全、强调网络安全、确保隐私和数据安全、增强机动性和可达性、保持技术中立、保护创新和创造力、法规现代化、推广一致的标准和政策、确保联邦政府采取一致的措施、改善运输系统层面的效果。这十大原则体现了美国“促进创新、保障自由、美国优先”的发展思路。

美国对自动驾驶技术的政策制定具有延续性

美国对自动驾驶汽车产业发展的政策制定始终走在世界前列。针对自动驾驶技术的安全和创新提供指导原则,美国政府此前曾于2016年、2017年和2018年分别推出多版本文件,具体如表1所示。

表1:美国政府近年来公布的自动驾驶计划

自动驾驶4.0|中美战略比较

美国自动驾驶规划的1.0版本开始明确自动驾驶设计开发、测试和运行的相关要求,2.0版本开始鼓励各州为自动驾驶技术的测试和部署扫除法律障碍,积极为行业提供指导、向各州提供技术支持和解决方案。3.0版本介绍未来地面交通智能化的指导原则,提出要提升多模式的安全性,并减少政策不确定性,解决之前版本中未涉及的进一步整合问题,进行交通系统相关问题的扩充和完善。4.0版本文件提出美国发展自动驾驶汽车技术的十项原则,以保障三大核心关切点,即保护用户和社区、促进高效的市场、推动协调努力,分析相关领域的关键技术,进而具体列举了美国各部门和机构在自动驾驶技术方面可发挥的作用。

美国政府此前提出的各版本战略侧重点有所不同,但都在不断丰富完善政策体系,极大地促进了美国自动驾驶技术的发展,这与谷歌Waymo和特斯拉等企业成为无人驾驶行业标杆不无关系。此次颁布4.0版本之举无疑也是对自动驾驶体系的进一步完善。

多领域支持和多部门协同至关重要

《自动驾驶4.0》着重强调美国政府的投入和合作机会,整合了38个联邦部门、独立机构、委员会和总统行政办公室在自动驾驶领域可发挥的功能,为美国联邦政府和地方政府、科研从业,者以及其他相关者提供了自动驾驶有关工作的指南,并在确保交通参与各方的人身安全、网络空间的连通与安全、公众交通的流动与便利、基础研究的广泛与先进、基础设施的完整与高效等多个方面给出了具体工作引导。

例如,在通信网络的连通性方面,重点关注了公路用频谱的使用和管理问题及其解决方案,综合考虑了能源部、国土安全部、交通部等5个部门与机构。能源部的研究表明交通拥堵将带来燃料消耗的增加,而这与V2X的通信设备无法满足需求密切相关。国土安全部提出了关于5G应用和服务的风险管理与评估措施。交通部与学术界和产业界讨论后得出结论,为保证运输安全的应用程序应有在5.9GHz频段运行的能力。联邦通信委员会和国家电信与信息管理局负责电磁波谱的管理,考虑到驾乘的舒适性与数据传输的安全性,其创造了一个通信技术开发的环境,该环境允许创新和集成相关技术,并防止竞争使用之间的有害干扰。国家标准与技术研究所进行包括测量技术、测试协议、校准服务、建模和仿真技术的开发在内的计量研究,有助于预测和测试某些连接性方面,如信号传播以及无线电干扰等。

美国自动驾驶发展路线的自愿特性

《自动驾驶4.0》开始推行“经过测试验证的自愿性一致性标准”,在对自动驾驶车辆进行安全评估时,由强制要求变为了自愿评价。美国交通部的有关资料表示,美国对于实现自动化技术这一新生事物的做法首先是消除不必要的障碍,因此美国发布的是自愿性指南,而非强制性法规,以最大化创新行为。

美国政府推动自愿协商一致的标准,以此作为鼓励增加投资和为市场带来效益的一种机制。自愿达成的一致性的标准可通过检测协议进行验证,个人和私营机构可以对自动驾驶的安全功能进行评价,并灵活改变策略以激活创新性。针对汽车的多维环境信息感知、动态决策、实时控制与高效通信等复杂的问题背景与多样的技术途径,各研发机构基于非强制的自愿性指南,将在技术协同创新上获得极大的自由度。

美国《自动驾驶4.0》坚持技术中立、鼓励市场自由选择、企业申请豁免,走的是一条边探索边实践的创新路线。2020年2月,首例针对Nuro公司的自动驾驶豁免案例受到关注。

人文关怀是美国自动驾驶技术发展的另一核心

实现自动驾驶,必然需要数据共享,因而《自动驾驶4.0》在十大技术发展原则中提出了要“确保隐私和数据安全”。基于法律与道德的考虑,美国将安全和隐私放在首位,以此保障公民权利和公民自由。在设计和集成自动驾驶汽车时,美国政府将采用基于风险的整体方法来保护公众隐私和数据安全。这将包括保护驾驶员和乘客的数据以及被动第三方的数据(如行人)免受诸如未经授权的访问、收集、使用或共享的隐私风险。联邦贸易委员会还可以针对隐私保护或安全措施不充分做出欺骗性声明的公司采取惩罚行动。

为落实十大技术发展原则的“增强机动性和可达性”,联合卫生与公众服务部、内政部、司法部、全国残疾人委员会、美国无障碍委员会与交通部,“确保所有美国人的流动性”。美国政府通过为消费者提供更多商品和服务的选择,扩大其独立出行的途径,允许个人在适合其需求的地方生活和工作。考虑到老年人及残疾人的切实需求,这种为日常活动提供流动性的设计,为其提供了经济机会和社会福利。

自动驾驶4.0|中美战略比较

图2:美国开展CARMAsm自动驾驶汽车研究项目 (来源: 美国联邦公路局FHWA)

中美发展自动驾驶战略的对比

2020年,中美两国政府就自动驾驶的战略发展均颁布了相关文件。我国国家发展改革委联合多个部门连续发布了两个与自动驾驶汽车产业相关的政策通知,分别是《智能汽车创新发展战略》(以下简称“战略”)和《关于促进消费扩容提质加快形成强大国内市场的实施意见》(以下简称“实施意见”)。

1. 政府和企业所扮演的角色不同

中美两国在各自的自动驾驶的战略计划中,都提到了政府和企业的角色与作用。虽然两国的政府部门与企业组成有所差别,但在自动驾驶任一细分领域中,都提到了需要数个乃至十多个部门或机构,自动驾驶领域的发展需要协同布局与联合发展。

美国《自动驾驶4.0》称,政府将采取并推广“灵活、技术中立的政策,让公众,而不是联邦政府或外国政府,选择最经济有效的交通和出行解决方案。” 由此可见其立场是,政府不能彻底监管自动驾驶汽车行业,否则会扼杀正在取得的进展,如欲成为自动驾驶领域的领导者,就应让行业发展的自由度下放给企业。该规划在划定安全底线的前提下,弱化了政府监管,淡化了行业标准,政府工作重点由“增强安全标准执法”转向“为产业发展扫除制度障碍”。

我国的《战略》和《实施意见》对自动驾驶产业做出了统一部署,明确给出了可能涉及到的各个部门的工作任务,其发展计划中各部门的耦合关系更为密切。基于我国特色社会主义的背景,我国发挥着体制优势,在对人工智能、智能型城市、智能化交通等宏观领域的战略布局更为宏大。我国经济体制中政府监管的作用得到了放大,这便是与美国政府的核心区别。

2. 单车自动驾驶和协同自动驾驶策略不同

自动驾驶是一个复杂的体系工程,中美两国都注重各类软硬件先进技术在该领域中的重要作用。

美国《自动驾驶4.0》指出政府将为促进自动驾驶的发展进行道路设施的建设,可见智能道路设施的建设速度将在很大程度上决定自动驾驶的发展和普及速度,有限的单车智能只能完成特定的驾驶任务。目前,美国的企业在研发中侧重单车的自动驾驶,技术上侧重强调多个单项技术的全球领先地位。

我国《战略》中的智能汽车是将自动驾驶汽车和智能网联汽车两者综合而来的。虽然目前在硬件层面有诸多亟待突破与解决的关键技术难题,但是我国注重基础设施的建设与自动驾驶产业结构的长远而全面的布局。我国奉行车车协同与车路协同发展的理念。在“智能汽车”的定义上明确加入“智能网联”的限定,体现出我国未来的汽车是基于完整而高效的网联化交通体系的,侧重各类基础研究与交叉研究在汽车中的发展与应用。

3. 测试场资源建设情况有所区别

从发展历史的角度看,美国更早地进行了自动驾驶产业的布局,加州的两个自动驾驶汽车测试示范区Gomentum Station和Castle是全球开园时间较早的示范区,在2014年投入使用,其后在密歇根州等州也修建了规模较大的试验场,如Mcity。同时,美国的法规政策由各个州因地制宜制定实施,因此可以看到在政策相对宽松的州,有部分自动驾驶企业较早地进行了自动驾驶的商业化落地。

相比之下,我国政府对自动驾驶的监管更加严格,2020年之前的政策相对保守。同时,我国的道路情况也更加复杂,如何保证乘客和其他道路参与者的安全,是自动驾驶商业化面临的首要挑战。2016年,上海智能网联示范区封闭测试区投入运营,中国继美国、瑞典、日本后成为第四个以政府力量推动自动驾驶技术并建设大型实车测试场的国家。此后各省市地方都开始纷纷建立智能网联测试场或示范区。

对中国发展自动驾驶技术的建议

无论在中国还是美国,自动驾驶都将继续成为下一阶段国家的重点研究领域。美国的《自动驾驶4.0》和中国的《战略》、《实施意见》都可以说是承前启后的过渡性文件,至于是否能有效助力各自国家在自动驾驶领域取得领先地位尚需时间的验证。同时,我们也要关注多方合作与技术共享带来的共同进步。在我国的经济体制和人才背景下,我们有信心期待自动驾驶的早日到来,以下是针对我国自动驾驶产业的几项建议。

1. 加强基础科学研究与基础设施建设

汽车行业正面临百年未有之变局,我国虽然是汽车生产大国,但是在全球行业地位上仍不高,故而在自动驾驶汽车领域中更需高瞻远瞩地做好顶层设计。未来自动驾驶的实现必然是基于完整的技术生态,实现自动驾驶的前提是配合自动驾驶的技术、政策、基础设施的全部到位,如图4所示,任何一方面的缺失都会在自动驾驶领域的竞争处于被动。另一方面,自动驾驶所涉及的细分技术异常繁多,要想全面开花势必需要大量投入。如何根据本国优势,核心多点布局从而牵动整体进步获得集团优势,是未来需要思考的重中之重。

自动驾驶4.0|中美战略比较

图4:智能网联汽车“三横两纵”技术架构

自动驾驶技术的基础研究涉及人工智能算法、机器学习范式、高精尖传感器、电子电气架构、新材料、新工艺等诸多领域,目前大部分的原始创新和初生创新技术源自国外,我国很多研究都属于跟踪研究或应用研究。应该明确,自动驾驶技术的突破,势必紧随基础理论和基础技术的突破。只有扼住科学研究的基础源泉,才能在自动驾驶技术的竞争中先声夺人。

在基础设施方面,我国应发挥制度优势,实现快速精准布局。自动驾驶与新型移动互联网、物联网、智慧城市、智能化交通的相关基础设施建设是能够融合一致的。可以说,自动驾驶只是人类社会走向智能化的一个具体应用。我们应注意到,当整体技术背景、软硬件条件和基础设施完善后,自动驾驶的实现会水到渠成。

如今,国内很多企业和研发机构都陷入了L3级无人驾驶的瓶颈,L4级实现困难,同时L2级已失去先机,堪称“鸡肋”。我国发展智能网联汽车应当对交通环境进行进一步地精准评估,强化L3级无人驾驶的落地能力,如与红绿灯配时协同等,或整合基础设施资源,直接升级瞄准L4级无人驾驶技术,从而实现商业落地和“沿途下蛋”。当前国内已建成多个智能网联示范基地,证明了我国基础设施建设能力强、LTE-V/5G通讯技术领先落实的优势,从智慧城市体系的角度切入自动驾驶领域,实现基础共享、技术共进。

2. 增大自动驾驶技术的受众群体

我国最近一次的全国残疾人抽样调查(2006年)结果显示,全国各类残疾人总数为8296万人,占全国总人数的6.34%。包含视觉、听觉、认知等残疾人在内,老年人和其他弱势群体都需要提供经济机会或社会福利。作为有人文关怀的交通大国,我国应当在自动驾驶的高速发展的同时,致力于为上述弱势群体提供具有更高可达性和机动性的交通方式。

随着我国2020年脱贫攻坚任务的预计完成,乡村振兴背景下,农业领域的拖拉机、收割机、播种机等其他农用设备的自动化网联化能进一步解放生产力,且能合理配置社会资源、进一步降低能耗。在商业货运领域,自动驾驶可以大幅提高货运输物安全性、扩大公路运输辐射范围、提高交通管理效率。同理,在公共交通领域,自动驾驶技术也能在提高交通的安全性、交通系统的效率等方面大放异彩。

我国在进行自动驾驶的布局时,必须考虑自动驾驶带来的社会影响,量化评估其对不同受众的冲击与收益,真正做到“为人民服务”,充分满足人民日益增长的美好生活需要。

3. 吸取新能源汽车产业发展补贴带来的历史经验

美国提出联邦政府将为自动驾驶发展提供系统性支持,如将自动驾驶列为政府研发预算优先事项。同理,中国为了扶持自动驾驶产业的发展,也会出台自动驾驶补贴等相关刺激政策。

在诱人的财政支持面前,不同企业的做法也许会大相径庭。我国存在不少潜在企业会为了获得政府补贴而进行不符合市场规律的短视生产甚至欺骗性生产。十三五期间的初始阶段,新能源政策补贴存在一定漏洞,导致一部分燃油车改成了混动车,电动车空置不开,骗取了国家的产业补贴,钻了国家政策的空子。因此,在未来制定促进自动驾驶技术发展相关政策时,应当吸取经验、尽量完善,加大监管力度,防止此类事件再次发生。在监管的同时,应当对实力不足或者信誉不够的企业进行引导、整理和整顿,以优化产业结构、合理配置社会资源,保证自动驾驶行业的高质量高效发展。

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