未来智慧交通体系：汽车变“聪明”只是拼图的一小块
发布于2023-11-22
当我们在谈未来智慧交通体系的时候，我们在谈什么？一辆可以实现无人驾驶的“高智商”智能电动汽车？这只是拼图的一小块。
在回答这个问题之前，我们需要在来回望一下构建智慧交通的初衷是什么？
城市化进程在全世界都在加速进行。人口向城市聚集是不可逆的全球趋势，随之而来的是，城市越来越庞大，人群越来越密集，然后——数以百万计的人们每天都要被困在交通堵塞中，通勤成为大问题。Inrix全球交通调查（Inrix Global Traffic Survey）显示，2022年，伦敦的司机在交通拥堵中浪费了大约156个小时，而在波哥大，他们浪费了122个小时。
技术发展的齿轮从未停止转动，那是因为人类对于更便捷、更美好生活的向往从未停歇。而对于智慧交通的构想，则是基于解决日益拥堵的城市交通困境的迫切需求。这也是十年前大公司纷纷在自动驾驶上下了很大的赌注的重要原因。但随着时间的推移，很明显，自动驾驶是一个比许多支持者想象的更难解决的问题。
显然，解题思路不能止于让汽车本身变“聪明”，我们需要把视角投向更大的整个交通系统，甚至需要更多的突破式创新去寻求突围之道。
单车智能越来越发达，为什么双手脱离方向盘的自动驾驶梦仍难圆？
L4级以上高级别的真正的自动驾驶何时能自由畅行？
L3级别的自动驾驶是一道分水岭，被业界定位为“有条件的自动驾驶”。 IEEE高级会员Inderpreet Kaur这样指出：L3级自动驾驶是一种更高级的自动驾驶系统，它能够在设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务。这意味着在特定场景和条件下，系统可以全面控制车辆的横向和纵向运动，而驾驶员不需要时刻参与驾驶过程。
而道路上的大多数汽车要多久才能达到这种程度的自主性呢？在IEEE的调查中，近一半的人（49%）表示，全球销售的大多数汽车将在三到五年内实现自动驾驶，22%的人认为这一里程碑会更快实现。超过一半的受访者（56%）表示，他们很可能在未来五年内驾驶自动驾驶汽车。
另据中国《智能网联汽车技术路线图2.0》显示，在2020年中国L2级自动驾驶的渗透率是15%，到2025年，L2-L3级的智能网联汽车销量占当年汽车总销量比例超过50%。
自动驾驶主要有两种主流的技术发展路线：单车智能与车路协同。经过多年的发展，已经逐步验证，现阶段仅靠发展单车智能不是实现智慧出行的最优解。。清华大学智能产业研究院与百度Apollo联合编写发布的《面向自动驾驶的车路协同关键技术与展望》白皮书指出，要通过单车智能实现高等级自动驾驶的大规模落地，将会面临安全性不足、ODD（可运行设计域）受限较大、经济成本过高三大难题。
其中，安全问题体现在——除了软硬件系统会出现缺陷和漏洞，单车智能自动驾驶系统在盲区遮挡、恶劣天气、交通事故等挑战性场景中的有效性和应对能力仍有待提升；ODD受限较大体现在——受车端传感器安装位置、探测距离、时间同步等限制，自动驾驶车辆在繁忙路口、逆光等环境中仍无法做到准确感知识别和高精度定位。而这些长尾问题仅靠单车智能中的车端感知是无法解决的；经济成本问题主要是，为确保自动驾驶安全，数量显著增加的传感器以及车端感知冗余、高精地图、相应的软件系统等软硬件的叠加，都使得自动驾驶车辆的成本大幅增加。
也正是上述三大难题，令以Waymo为代表的基于单车智能的高等级自动驾驶至今仍难实现规模化的商业落地。
而另一条技术路线，即基于车路协同的自动驾驶，则可以在一定程度上很好地解决以上难题。
另辟蹊径：自动驾驶为何需要高等级智能道路？
或许我们需要另辟蹊径——从智慧道路及基础设施层面，从另外的视角寻求突围之路。
《“十四五”国家信息化规划》指出，要加快智能网联汽车道路基础设施建设、5G-V2X车联网示范网络建设，提升车载智能设备、道路基础设施和智能管控设施的“人、车、路、云、网”协同能力，实现L3级以上高级自动驾驶应用。
上述白皮书指出，基于车路协同的自动驾驶可以通过信息交互协同、协同感知与协同决策控制，突破单车智能的天花板，从本质上解决单车智能自动驾驶遇到的技术瓶颈和成本问题，进而促进自动驾驶技术发展和规模化的商业落地。
白皮书特别指出，在此过程中，高等级智能道路是发展车路协同自动驾驶的一大刚需。不同等级智能驾驶汽车需要不同能力等级的道路支撑，以实现车路协同自动驾驶的规模商业化落地。
车路协同，即是“聪明的车”与“智慧的路”之间的协同。
当前，许多国家都积极探索道路的数字化和智能化。业界普遍认为，“聪明的车+智能的路”将是未来交通的基本形态。
研究显示，从2000年到2021年，全球范围内关于智能道路的研究不断增加，各地对智能道路的探索正在加速进行。那么智能道路的基础设施建设有哪些？全球在这一领域的研究和实践已经有哪些成果？我们在《另辟蹊径：打造一条智慧公路“通向”自动驾驶》一文中，针对如何铺设一条高等级智能道路做了详细的探讨。
Robot Taxi、飞行汽车、城际火箭，未来主义交通没那么远
或许，我们可以进一步拓宽思路来看未来主义的智慧出行。事实上，突破传统的路面交通意义的未来主义智慧交通模式或许比你想象得离你更近。例如，让你快速“飞”往杂货店的飞行汽车，超音速城际火箭，以及Robot Taxi等新模式，正在取得渐进式进展。
IEEE在近期的一篇文章中指出，这些技术在未来几年可能会取得微小的、渐进的进展。虽然这些技术在2024年大规模应用还尚未普及，但它们距离实际应用可能比你想象的更近。
想象一下，你可以随时召唤一架电动垂直起降飞行器，瞬间腾空而起，远离城市喧嚣；在手机上按下一个按键，自动驾驶的机器人出租车召之即来；或者，你可以乘坐一个高速真空管道内的载具，在地下超音速飞驰；你甚至还可以搭乘飞行汽车，快速“飞”往杂货店。
在世界各地，无论是初创公司或政府都在努力使空中出租车成为现实。在业内人士中，这类车辆属于“先进空中交通（Advanced Air Mobility，AAM）”的标签，指的是自动驾驶的电动飞机，通常具有垂直起飞和降落能力。
美国联邦航空管理局正准备在2028年前支持在一个或多个地点部署空中出租车。得克萨斯州的一个研究人员联盟制定了一个空中交通管制框架。在中国，一家空中出租车制造商表示，预计其车辆很快就会获得认证。
写在最后：
这些新技术、新物种的出现，将带来全新的智慧出行模式的颠覆，带给人类文明新的形象。但同时也需要我们关注新技术激起的“涟漪”。因为，毫无疑问，这些全新的交通工具科技，将会如同一颗石子在通信技术、数据分析、物联网、先进制造等领域激起阵阵涟漪。