歐盟智能駕駛汽車發展戰略和路線圖

1 前言

歐洲公路運輸研究咨詢委員會（ERTRAC）在其2018年Strategic Research Agenda的報告中提出了歐盟智慧城市智慧交通愿景2050[1]。信息和物理融合的發展大潮正在重新塑造傳統的移動出行，移動出行正在發生顛覆性的巨變。在互聯和智能駕駛車輛、共享移動性、零排放以及運輸模式之間輕松轉換的時代開始之際，現在是憧憬和規劃歐洲移動性未來的時候了。歐洲必須從當今分散的運輸網絡轉向一個與能源和數字網絡相連的綜合、現代和可持續的移動系統。必須為整個歐洲的公民和企業提供安全、智能和無縫的移動解決方案[2]，而歐洲的基礎設施必須是全球主要經濟體中最先進的。

2050年歐洲客運交通預計增長42%，貨物運輸預計將增長60%[2]，根據這樣的預測，憧憬和規劃歐盟可持續移動意義重大。同時全面的監管和支持措施可以使清潔、有競爭力、互聯和智慧的移動性成為現實，并使歐洲成為塑造移動性未來的全球領導者。

GEAR 2030報告中首次建議2020年實施智能駕駛汽車[3]，通過特殊的車輛安全型式認證框架，目前已經允許在歐洲進行智能駕駛車輛投放，GEAR 2030最終報告指出（2017年11月發布）將包括關于預計到2030年的車輛自動化程度更高的長期建議。

2 歐盟智慧城市智能交通發展愿景

歐盟智慧城市智慧交通愿景2050：“人們和物品可以以健康、安全、經濟、可靠和舒適的方式到達城市目的地[1]。

●步行、自行車、集體和共享交通服務以及私人車輛構成城市交通運輸主干線；

●移動性更高效但流暢，包容和可持續；

●得益于知情選擇，鼓勵可持續和健康的移動行為；

●移動需求包括共享（Carsharing)和共駕（Ride?sharing）；

●共享車輛和新技術的改進利用已經釋放了前停車場和其他基礎設施以供新用途；

●智能和動態訪問控制；

●與智能充電集成的智能、自動化和動態停車管理和分配；

●主動的交通和事件管理；

●在城市地區零排放；

●智能城市物流，與客運和長途貨運建立聯系。

圖1 歐盟智慧城市智慧交通愿景2050 Integrated Urban Mobility[1]

歐盟提出了2020-2030研究6大主題，其中與交通工具有關的研究主題包括[1]：

●利用和開發工具，推出集成的主動式需求響應型公路運輸網絡管理

充分利用數字化支持的政策響應和動態網絡管理工具，有效協調和整合不同的運輸、網絡和模式，采用以用戶和公民為中心的城市交通和物流方法。

期望的作用：更具包容性、舒適性、個性化和靈活的基礎設施和多模式聯運服務。包括豐富的信息化內容和綜合服務提供。增強低密度人口和低需求區域的可達性，優化使用網絡容量和提高成本效益，通過優化使用來釋放基礎設施的可用空間。

●基礎設施和服務交互，實現智能和無縫的多模式聯運

智能交通樞紐的規劃方法和業務模型，實現無縫的多模式和城市交通能源轉換，是針對遺留系統而設計的。

期望的作用：無縫和綜合使用不同的運輸方式，實現高效安全的交換，包括所有用戶。通過交互加強了對移動服務的模式轉變，實現靈活且可升級的交換機制。通過集成創新技術，實現車輛和車隊共享的可持續和持久的商業模式匯集。

●新的可持續和智能交付貨物的方式，以更好地利用城市空間

遏制由于城市不斷增長、人口增長、人口密度的增加而增加的貨運和廢物運輸的不利影響，研究新的購買模式（例如電子商務）：運輸需求、貨物規模并優化運輸過程。

期望的作用：新的可持續和智能的運輸方式，以更好地利用城市空間并最大限度地減少擁堵，包括新的交付模式，如3D打印、吊艙(pods)、自治、分組和定制交付和無人機等，同時開發相關的影響評估工具。

●城市新型車輛使用要求和概念

下一代車輛（從自行車到公共汽車的所有車型）需要專門設計和優化，以適用于城市運營：包括續駛里程、編隊能力、全網聯，智能HMI，新一代車輛將基于可配置模塊化架構，完全滿足特定用戶需求（通勤者、兒童、老人、行動不便的人）。針對“城市形狀”車輛，需要調整車輛配置滿足城市需求，滿足公眾的期望，包括便利、愉快、智能、綠色、安全、舒適需求，核心是以用戶為中心。

期望的作用：與公眾和城市相匹配車輛的新用途改進城市活力。

圖2 “城市形狀”汽車社會發展愿景[1]

2 互聯和智能化是改善移動出行的核心技術

歐盟提出了未來移動出行愿景：“數字化使人們能夠以最高的舒適度和安全性獲得最佳服務”（圖2），具體包括[1]：

?全面的多式聯運服務，包括旅行計劃、定價和付款。

?隨時隨地連接，具有穩定的連接和數據速率。

?車輛和基礎設施之間的通信，以優化交通流量和流量管理和安全。

?無論擁有權如何，移動性即服務。

?預測個人行為的需求，實現適當的模式能力和需求管理。

?用于車輛訪問監管，費用支付和優先排序的數字技術。

?數據隱私和數據交換和連接的國際標準。

?高度自動化的車輛，包括弱勢用戶和減少用戶移動性（PRM）。

?事故和延誤非常罕見，延遲自動解決。

?自動化車輛的統一法律框架

為實現上述數字化移動出行的愿景，歐盟提出了9項2020-2030研究主題[1]，這是歐盟實現愿景的9大技術路線，定了技術框架。

研究主題1：在混合交通中部署自動駕駛乘用車以提高安全性和公路運輸效率

確保和支持CAD（Connected and Automated Driv?ing）車輛的部署，以滿足社會需求和減少歐洲協調的障礙。CAD一般要求運輸系統、汽車行業和公路運營商，尤其是加快了機械到軟件和數據定義功能等的技術轉移。這種技術轉移的需要加速了越來越多地開發CAD產品和服務的方法、工具和流程分布式和復雜的開發環境，這也需要新的研發能力和發展伙伴關系。歐盟高度智能駕駛車輛大項目（L3-L4）和各自的數字基礎設施對于支持統一的歐盟國家特別有意義：

?在短期內，來自地平線2020的示范項目應該跟隨更進一步的L3級實際道路試驗（FOT），示范運營測試包括對用戶、交通和社會的影響評估。

?從中期來看，L4級部署研究計劃應該針對不同的用途案例，包括復雜的交通環境、共享最新的數字地圖和自動化系統彈性。

?長遠來看，評估互聯和協同系統的集成如何支持高水平的車輛自動化和自動化交通管理。

期望的作用：協調歐洲網聯和自動車輛的逐步部署

研究主題2：在混合交通中部署自動化重型商用車輛以提高安全性和高效的公路運輸

實施新的自動化技術，以提高效率和可持續性貨運和重型商用車：

?在短期內，實施短距離（?5米或0.3秒）的卡車編隊，管理“飛行中的編隊”。

?在中期，在開闊的道路上實現智能駕駛卡車駕駛（最高L4）和多品牌卡車編隊行駛。

?從長遠來看，實現運輸自動化（L5）：包括裝載、處理和自動移動（首先是封閉區域，然后是在開闊的道路）。

?人因和駕駛員接受（工作變更）。

?道路網絡拓撲（出口、橋梁、隧道等）、交通和環境的挑戰情況（擁堵、交通繁忙、下雪等）和自動化系統靈活性。

?V2I和I2V通信，用于安全、隱私保護、訪問監管、定價和支付及最佳路由（包括IT基礎設施）。

期望的作用：提高貨運流動性、提供更安全、更高效的車輛和包含所有供應鏈的全球多項標準優化。

研究主題3：適用于城市的全自動車輛

?為特定的全自動無人駕駛車輛開發和演示概念，增強人員和貨物流動性的應用，如機器人、公交車、創新貨運物流，從一個交通樞紐到另一個交通樞紐的自動化、自動化模式交換移動交通樞紐。

?評估對公共交通的潛在影響以及與共享移動性的整合。

?在城市地區開發創新的移動服務，展示高效和富有靈活性的公路運輸系統和環境城市可持續性（考慮能源效率、二氧化碳中和、噪音污染和空氣質量）。

?研究不同城市類型和交通結構的潛在案例，包括城市間和農村。

期望的作用：提高人員和貨物的流動性，提高運輸效率，最大限度地提高運輸效率，在時間和空間上使用道路基礎設施。

研究主題4：社會效益和用戶接受度

?需要提高用戶對CAD的認識、接受度和信任度，了解用戶行為以增強車輛

與人交互，減少復雜性和建立信任。確保正確的用戶信息并評估用戶的未來技能和專業人士。

?展示用戶價值、增強便利性、舒適性、性能、交通效率和安全。研究成本與用戶利益、社會效益，例如包容性、年齡群體差異、多樣性和倫理。確保社會接受和信任互聯智能駕駛，對于充分發揮互聯智能駕駛技術的潛力至關重要。

期望的作用：用戶和社會對CAD的渴望。

研究主題5：混合交通條件下高度全自動車輛的車隊和交通管理

?為人員和貨物提供移動服務需要安全和有效的車隊和自動駕駛汽車的交通管理。研究道路管理部門的角色和責任，交通管理人員和私人車隊運營商。支持用戶接受和明智的選擇。

?考慮到模擬未來自動道路運輸情景的新模型和方法混合交通的挑戰，特別是在過渡時期。同時管理數千甚至更多車輛的車隊是一項挑戰，新穎的計算和人工智能解決方案，以及需要開發的物理和特別是數字基礎設施，以應對大型車隊的實時管理。

?運輸系統級效率也可能需要車隊管理才能實現全自動化車輛，雖然這里的車隊管理正在與交通管理相結合。

期望的作用：在事故、事件和天氣干擾和混合交通條件下，可靠的運輸系統、人員和貨物的移動性至少與人駕駛的車輛一樣的效率，

研究主題6：確保功能安全、信息安全和有靈活性的互聯智能駕駛

?為確保功能安全/安全案例和網絡安全要求，互聯智能駕駛車輛和數字基礎設施需要對技術故障和外部威脅，如網絡攻擊等都具有靈活性，尤其是整個系統內的數據安全（車輛、溝通和云）。

?處理不斷增加的系統復雜性，并通過互聯智能駕駛確保更高的安全性。一個特定的安全問題是自動和人為控制操作之間的任務共享。需要制定歐洲統一的驗證和認證方法，目標是實現高度智能駕駛，包括遠程更新。

期望的作用：安全、可靠和靈活的互聯智能駕駛技術是在歐洲道路上部署互聯智能駕駛汽車的先決條件。

研究主題7：政策和監管支持

?確保開發和測試（包括虛擬方法）的研究與未來法規相關聯，以加快互聯智能駕駛政策和法規所需的活動。

?支持歐盟各國統一車輛認證和安全監管、道路基礎設施要求和分類以及交通規則的統一。

?數據管理的治理和道德規范。

期望的作用：促進在歐洲道路上快速引入互聯智能駕駛汽車產品和服務，并保持全球領先地位。

研究主題8：車輛和基礎設施的連接和自動化技術：傳感器、軟件、系統、高性能計算和人工智能

?在短期內，主要的復雜性和成本建立在模塊化、可擴展性、標準化的基礎之上和維護，包括系統的融合。提供強大、互補和高度可靠傳感器系統（例如固態激光掃描儀）和車輛定位技術。

?在中期，準備好高性能計算、聯網、車載人工智能和機器學習系統。將模塊化可擴展的軟件定義智能系統無縫集成在車輛、基礎設施、交通管理和后臺系統中。

?從長遠來看，傳感器和感知分析的新物理學，以及新的概念基于神經網聯計算機的人工智能，也包括人機協同戰略。

期望的作用：通過所有相關利益攸關方的合作，促進歐洲技術領先。

圖3 未來汽車互聯與智能駕駛、交通場景[1]

研究 主題9：通過連接和自動化實現的人員和貨物的新服務

?基于全球標準和系統，為公司、私人用戶和物流運營商開發創新、可靠、公平和無處不在的移動和運輸服務，包括新車型分享運輸資產，混合客運和貨物運輸服務（見圖3）。建立新的和增強現有的業務能力，建立合作伙伴、互聯和自動化移動服務的能力中心。

-為最終用戶定制的公共和商業服務開發方案。

-連接和自動移動服務的數據所有權、處理、共享：公共角色和私人角色。

-開放數據、數據隱私和安全：法律和預期治理問題。

-決策工具，算法和透明度。

期望的作用：提高運輸系統利用率和移動效率，防止事故發生，減輕擁堵和提升移動出行質量，如可預測性和交通模式選擇。

3 歐盟智能駕駛演變技術路線圖

歐洲交通研究顧問委員會（ERTRAC）2017年發布了歐盟互聯智能駕駛技術路線圖（Automated Driv?ing Roadmap），路線圖中發布了智能汽車發展路徑。智能汽車技術的發展是基于先進駕駛輔助系統（ADAS），目前一部分ADAS在市場上已經非常成熟，歐洲已經完成了智能駕駛的初級階段部署，如交通擁堵助手、泊車助手等基礎的自動駕駛功能、主動安全的警報系統。一些更高級的智能駕駛功能正在進行測試。未來10年是歐洲智能駕駛汽車向高度智能駕駛方向發展的最重要時機，這也是智能汽車技術演變的重要路徑（見圖4），即在ADAS和主動安全系統支持和警報基礎上，歐洲已經基本完成了Level 2,即實現部分智能駕駛功能，2018年將實現Level 3智能駕駛，有條件的智能駕駛，即代駕功能。2020年左右開始實現Level 4，高度智能駕駛，2025年左右開始實現全智能駕駛，即Level 5。

圖4 智能駕駛汽車技術發展路徑[4]

歐洲互聯智能駕駛技術發展分為3個主要應用場景，即城市移動出行智能駕駛汽車技術發展路徑（圖5），智能駕駛乘用車的技術發展路徑（圖6）和貨運車輛智能駕駛技術發展路徑（圖6）。

圖5 城市移動出行智能駕駛汽車技術發展路徑[4]

圖6 乘用車智能駕駛技術發展路徑[4]

城市移動出行智能駕駛汽車技術發展路徑（圖5）中，基礎是當前已經成熟的技術，如變道預警，盲區預警，前端碰撞預警、ABS、ESC、緊急制動，自適應巡航控制（Stop&Go）、車道保持助手、換車道助手、泊車助手。

Level 2將在2021年實現城市公交車助手、交通擁堵助手和泊車助手。Level 3有條件智能駕駛將在2024完成實施智能城市公交代駕。Level 4高度智能駕駛將在2024年實現專用車道全智能駕駛、快速換乘（PRT）/擺渡車、專用車道全智能駕駛公交車。2029年實現混合交通全智能駕駛、快速換乘（PRT）/擺渡車和混合交通全智能駕駛公交車。2030年以后將實現全智能駕駛。

智能駕駛乘用車的技術發展路徑（圖6）同樣也是基于已經成熟的先進駕駛輔助技術。Level 2部分智能駕駛已經基本實現了交通擁堵助手和泊車助手。Level 3,2020年實現交通擁堵代駕，2022年實現高速公路代駕。Level 4高度智能化功能，將在2025年實現高速公路自動駕駛和護航，2027年實現城市和郊區智能駕駛。2030年后將實現乘用車全智能駕駛。

貨運車輛智能駕駛技術發展路徑（圖7）更關注車隊的經濟性和減輕駕駛員的負荷等技術。在基于已經成熟的ADAS基礎上，Level 1將在2022年實現卡車的協同巡航編隊行駛。Level 2將在2020年實現交通擁堵助手，2026年將實現自動編隊行駛。Level 3將在2020年實現交通擁堵代駕，2023年實現高速路代駕。Leve 4將在2021年實現在限定范圍內實現高度智能駕駛，在2026年前實現在專用路上高度智能駕駛，在2028年前實現高速路自動駕駛編隊，在2030后實現在開放路上實現高度智能駕駛。2030年后實現貨運卡車全智能駕駛。

圖7 貨運車輛智能駕駛技術發展路徑[4]

4 互聯智能汽車發展的機遇與挑戰

智能駕駛技術的發展不僅僅是車輛智能駕駛技術、生產和工業化技術發展問題，也涉及智能駕駛汽車能系統和提供的服務，同時面臨著社會政策法規等挑戰（見圖8），需要系統的方法進行研究[4]。

在系統和服務方面，主要面臨人機因素和互聯性，這是智能汽車發展中與社會與人類直接相關的要素。新的移動服務、共享經濟和業務模式、大數據、人工智能和應用為智能汽車的發展提供了更廣泛的機遇，數字化和物理基礎設施的發展則為智能汽車的發展提出了更大的挑戰。

圖8 互聯智能汽車發展的挑戰[4]

在社會層面，用戶意識、用戶和社會接受程度、道德、駕駛員培訓、政策和監管需求、歐盟成員國內部協調、社會經濟評估和可持續性、安全驗證和道路行駛測試是智能汽車發展的社會基礎。

5 結束語

根據歐盟支持的一項調查報告，到2022年互聯智能汽車相關的智能駕駛、互聯服務、安全相關的產業將達到1 470億美元，可見互聯智能汽車市場前景巨大，促進經濟發展的意義重大[5]。

歐盟國家汽車主機廠在研發傳統汽車技術方面有很強的優勢，但對于互聯智能汽車創新技術方面，特別是缺乏人工智能方面的技術，目前主機廠在與軟件的合作有限。歐盟國家汽車主機廠在積極努力跟蹤、開發、采用創新技術，使其在國際競爭中保持技術領先地位。歐盟一些國家已經出臺法律，允許互聯智能汽車在公共道路上進行測試，歐盟需要統一的法律來支持互聯智能汽車的發展。

Augusto Medina等建議建立一個統一的歐盟互聯智能駕駛法律框架，消除法律障礙和法律一致性，給互聯智能汽車的創新研發提供測試便利，促進互操作，關注互聯智能汽車標準的制定、信息安全和統一的測試方法。歐盟將在基礎設施與車輛的互聯互通技術的投資給予優先權，改善基礎設施。改善智能汽車感知和預測環境，為智能汽車的復雜決策奠定基礎。

歐盟也將鼓勵加強信息技術（ICT）公司與汽車主機廠的合作，創造綜合效益，支持人工智能、深度學習、大數據分析、高精度地圖等技術能力提升，這些能力的提升對于保持歐盟智能駕駛汽車技術的國際競爭力至關重要。

面對未來移動可持續發展和巨大的互聯智能汽車市場容量，歐盟發布了歐盟智慧城市智慧交通愿景2050，提出了實現宏偉愿景的互聯智能汽車技術路線圖，總結了機遇與挑戰，提出了指導互聯智能汽車可持續發展的政策框架，為歐盟在互聯智能汽車領域保持國際領先地位和實現智慧城市智慧交通愿景奠定了社會、基礎設施系統和汽車行業基礎。