無人駕駛技術發展對策研究

楊艷明 ，高增桂，張子龍 ，沈悅 ，王林軍

（1.清華大學公共管理學院，北京100084；2.上海大學材料科學與工程學院，上海200444）

21世紀最具顛覆性的技術是無人駕駛技術[1]。無人駕駛汽車應該具有學習能力并能自主探索，能夠應對各種復雜路況。未來的汽車將會是一個具有學習能力的輪式機器人。人和這種輪式機器人之間的分工合作可分為四種狀態：一是人類開車，輪式機器人進行記錄和學習；二是輪式機器人開車，人類監督；三是輪式機器人自主學習開車，人類并不干預；四是輪式機器人教人開車[1]。這樣，未來的汽車不僅會學到人類駕駛技巧，還將自主探索，掌握復雜環境下的駕駛技術。隨著駕駛數據的大量收集和智能技術的不斷提升，無人駕駛的核心技術將不斷完善，技術將日趨成熟。

一、無人駕駛技術行業發展態勢

地面運載領域在社會生活中具體表現為道路交通，而道路交通事故一直是社會關注的焦點。據有關部門統計，雖然近年來我國道路交通事故降幅明顯，但年死亡人數仍高居世界第二[2]。因此，迫切需要全新、安全的交通駕駛模式來改善這一情況。

近年來，隨著智能技術逐漸進入汽車行業，汽車智能化讓駕駛變得更加方便、安全。無人駕駛技術通過安裝智能軟件和多種感應裝置實現汽車的自動駕駛，在行駛途中可完全避免交通事故。智能技術的發展激發了人們對汽車安全性和智能化的需求，據美國電氣電子工程師協會預測，無人駕駛汽車占汽車總量比重會持續上升，2040年將達到75%[3]。

當前無人駕駛領域的技術發展路線可分為漸進式和顛覆性兩類[4]。漸進式路線指的是在汽車上加裝智能傳感器、通信設備實現路況實時分析，從而實現自動駕駛，汽車制造商一般采用此路線；顛覆性發展路線跳過輔助駕駛階段，研制L4或L5級別的自動駕駛汽車，如谷歌和優步等非傳統汽車公司的無人駕駛汽車，具備完善的感知、認知和執行能力，可以看作行駛在馬路上的智能移動機器人。目前，汽車以人工駕駛為主，輔助駕駛技術發展迅速，無人駕駛尚未普及。

二、無人駕駛技術發展階段

無人駕駛所需的基本技術多種多樣，主要有車對車通信、巡航控制、自動剎車、視頻攝影機、位置估計器、全球定位系統等9項[5]。自動駕駛分為6個等級，分別為L0無自動化、L1駕駛輔助、L2部分自動化、L3有條件自動化、L4高度自動化和L5完全自動化。

在我國，自動駕駛技術依舊處于開發的起步階段。1980年“遙控駕駛的防核化偵察車”由國家立項研發。國防科技大學一直走在汽車智能化的前列，1989年就研制出我國首輛智能小車，1992年研制出我國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車，2011年國防科技大學聯合研制的無人駕駛汽車通過了高速公路無人駕駛實驗，2012年中國人民解放軍軍事交通學院研制成功我國第一輛官方認證的高速測試無人駕駛智能汽車[6]。

三、無人駕駛技術發展評估

（一）無人駕駛技術的基本概況

“無人駕駛”這一概念首先由美國工業設計師諾曼·貝爾·格迪斯提出[7]。國內外汽車巨頭如沃爾沃集團、戴姆勒汽車公司、上海汽車集團股份有限公司、中國第一汽車集團有限公司、廣州汽車集團股份有限公司、比亞迪股份有限公司等，卡內基·梅隆大學、斯坦福大學、中國科學院、中國航天科工集團第三研究院、國防科技大學、北京理工大學等院校及科研機構，蘋果、谷歌、百度等所謂造車新勢力，紛紛參與無人駕駛技術的研發。

（二）無人駕駛技術的潛在價值

無人駕駛技術不僅有利于促進汽車消費升級，還將重振優化整個汽車產業結構。此外，技術變革還將創造汽車新業務，如共享汽車將更加普及。汽車智能化程度提高以后，物流行業、道路交通等方面也將受益[8]。掌握核心技術壁壘的企業會在共享汽車盈利的“下半場”占得先機。無人駕駛技術可以讓用戶與汽車精準對接，從而降低車輛運維的人力成本。另外，人臉識別和大數據等先進技術的應用也降低了共享汽車公司的風險。

無人駕駛帶來的潛在價值包括積累海量數據、節約時間成本、方便行動障礙人士、推動汽車行業、出行行業的健康發展等多個方面。

（三）無人駕駛技術的社會影響

無人駕駛技術將對社會產生重大影響。構建在傳統汽車產業基礎上的金融、能源、交通等社會規范及產業結構，需要重新修訂以適應無人駕駛技術所帶來的沖擊[7]。無人駕駛技術雖然尚未普及，但需要提前研究相關法律法規。

無人駕駛技術將使汽車具有獨立思考能力，并且通過大數據及深度學習，可自主處理大部分狀況。該技術與人類的關系將更為復雜，未來的發展推廣也將是一個長期博弈的過程。以就業為例，美國通用汽車公司因生產技術革新關閉舊工廠，導致大量人員失業。無人駕駛技術普及以后，出租車司機這一職業可能首當其沖受到沖擊。類似矛盾的解決需要我們提前謀劃研究。

（四）無人駕駛技術國內外研發情況及分析

業界普遍認為，汽車技術的發展趨勢是無人駕駛。國內外的互聯網公司看到這一發展趨勢，也紛紛加入到無人駕駛技術這一可能是最具顛覆性的技術研發中[9]。國內外對比情況如表1所示[8]。

互聯網廠商與整車廠商的發展路徑相比具有顛覆性。整車廠商多在現有成熟的汽車制造技術的基礎上，從輔助駕駛演進到高級輔助駕駛系統，最后走向自動駕駛。互聯網廠商沒有汽車制造歷史包袱，直接從無人駕駛開始，采用人工智能、高精度地圖和激光雷達等一系列先進技術，希望制造出高級別的無人駕駛汽車[10]。

企業嘗試多種方法來實現汽車無人駕駛。在環境感知方面，特斯拉等廠商融合多種傳感器，利用視頻、圖像分析，以視覺為主導。谷歌、百度等公司以激光雷達為主導，輔助以其他傳感器。在行駛決策方面，一是以芯片為主導；二是以算法為主導。在行動控制方面，一類是基于規劃-跟蹤的間接控制；一類是基于人工智能的直接控制，模擬駕駛員大腦感知信息后作出判斷和控制，實現無人駕駛[7]。

四、促進無人駕駛技術發展的對策建議

無人駕駛技術發展雖然迅速，但離真正普及還有很長的路要走。我國汽車產業還存在關鍵技術水平不高，零部件非國產化嚴重、政策法規空洞需要完善等問題。僅就促進無人駕駛技術發展而言，我們應從以下三個方面著手，加速無人駕駛技術的快速發展[11]。

（一）大力發展汽車線控技術

線控底盤就像是傳統駕駛員的手腳，將成為汽車智能化的基礎。線控油門、線控轉向、線控制動等技術的突破將極大促進汽車的智能化發展。

（二）重點突破能源動力技術

由于車載傳感器、計算機、數據通信、車載設備增重等原因，無人駕駛汽車用電量將大幅增加。現有燃油、油電混動及純電動汽車在供電能力方面還存在不足，長期來看不足以支撐用電需求。氫燃料電池和太陽能汽車發展前景較好，應成為汽車能源技術突破的重點。

表1 國內外無人駕駛汽車對照表

（三）不斷提高駕駛認知技術

無人駕駛汽車需要學習人類駕駛經驗，達到和超越人類的駕駛水平。通過駕駛認知形式化、在線學習、預測控制等方法，不斷提高駕駛認知技術。