
饅頭老妖,南京大學化學博士、西華大學生物工程學院講師。《視覺之旅:化學世界的分子奧秘(彩色典藏版)》《地球簡史》等圖書譯者、吳大猷科學普及著作獎獲得者(譯著類),撰寫過大量科普文章,熱衷于寫偵探小說。
現如今,無人駕駛汽車技術已經成了各大汽車廠商的研究熱點。而在所有的無人駕駛車輛中,無人駕駛城市公交車是一個很有前途的方向。因為公交車的路線相對固定,車速也比在高速公路上慢,技術要求相對較簡單;同時它們整天都在路上跑,車輛利用率很高;在抗擊疫情期間,無人駕駛車輛在隔離區域的物資運輸方面,更是發揮了獨特的作用。實際上,我國很多地方都已有推行無人駕駛公交車線路:2021年五一假期,蘇州市首批無人駕駛的公交車投入運行;6月,廣州市也推出了首批無人駕駛公交線路??雌饋?,無人駕駛公交車的發展勢頭正勁,但事實上真的如此嗎?
事故頻發,安全如何保障?
無人駕駛公交車的發展看似紅火,但目前,它在全國運營的所有公交車中,所占的比例微乎其微。
最大的障礙,依然是那個老生常談的問題:交通安全。
汽車事故本就是一個無法忽視的問題,無人駕駛公交車的安全性能更是一個最根本也最不容商量的指標。而且公交車的體積比轎車更大,載客量也比轎車更多,一旦無人駕駛公交車出現事故,后果不堪設想。因此,要想發展無人駕駛汽車,特別是無人駕駛公交車,就必須提高它的安全性,至少要提高到和目前的有人駕駛汽車相當的程度。
但目前,無人駕駛汽車技術并不能達到這樣的水平。近年來,無人駕駛汽車造成的交通事故并不少見。比如,今年6月,我國臺灣省嘉義縣,一輛貨柜車翻倒在公路上,而另一輛使用了輔助駕駛技術的汽車,卻對其熟視無睹,直接撞進了巨大的貨柜之中。再比如,今年8月,一名“90后”企業家駕駛蔚來ES8汽車在沈海高速發生交通事故,不幸逝世,而發生事故時汽車就正在啟用自動駕駛功能。
事故的具體原因,眾說紛紜。但這一個又一個的事故表明,無論是激光雷達方案還是攝像頭識別方案,目前的無人駕駛汽車技術,都沒有達到駕駛員能“放手不管”的程度。
路況復雜,信息如何獲???
那么,如何才能讓無人駕駛技術的安全性更有保障呢?一種比較主流的觀點是:無人駕駛,不僅僅需要“車”上的技術進步,還需要讓它和“路”之間彼此配合。通過物聯網技術來解決安全問題,甚至可以實現比人類駕駛更安全、更暢通、更綠色的智能交通。
具體而言,要想保證高質量、高可靠性的交通,除了車輛本身的電子、機械部分不能出故障之外,還需要有效的信息。所謂“知己知彼,百戰不殆”,對于無人駕駛汽車而言,能夠獲得的有效信息越多,做出的決策就越準確。
比如,在下一頁圖中的假設環境下,無人駕駛公交車跟在卡車的后面,那么,無論它裝的是激光還是毫米波雷達、攝像頭,它的“視野”都會被卡車遮擋住很大一部分。此刻,恰好要通過路口的出租車、過馬路的行人乙、騎自行車的丙,都是無法被公交車“感知”到的。更別提正在玩手機而之后可能闖紅燈過馬路的行人甲,他極可能在卡車通過之后,才進入公交車的視野范圍,所面臨的危險就更大了。
要解決這個問題,就需要更多的感知手段,并把數據綜合利用起來。如果路口的監控攝像頭能發現行人甲、乙和騎自行車的丙,并智能地判斷出下一步的行進方向,發送給公交車,這樣公交車的無人駕駛系統就能及時做出判斷;同樣,如果出租車能和公交車能共享各自的位置、速度等信息,那么二者發生碰撞的概率就大幅降低了。
如果具備了這樣的感知能力,無人駕駛公交車的安全性將會大大提高,甚至會比有司機駕駛時更安全。同樣,它還能自動地判斷車流的實時動態,如果再同步調整路口放行時間,并采取控制車速等措施,就能盡可能地減少堵車的發生,節約所有車輛的時間,降低能耗,真正實現智慧交通、綠色交通。
問題多多,5G加持改善
不過,這種智慧交通有一個非常關鍵的前提:路況檢測系統要能夠把這么多信息迅速地匯集在一起并做出決策,再將決策及時地反饋給路面上的各個車輛。這個前提需要非常高的時效性,對于行駛中的車輛來說,一秒鐘就能移動15—20米,數據傳輸只要稍有遲緩,哪怕延遲10秒鐘,交通態勢就會完全改變。如果此時再按照10秒前的道路情況行駛,無異于刻舟求劍。
同時,計算能力也是一大問題。路況檢測系統要對收集的信息加以分析、判斷,再通過人工智能系統做出最優決策,這需要巨大的運算工作量(也稱算力)。這個任務如果交給每臺車輛上的車載電腦是不現實的,其功耗也會非常大。
不僅如此,在傳輸時還要確保數據傳輸的安全性,一旦數據被攔截,就會造成可怕的后果。比如,在《速度與激情8》中,黑客通過攔截智能汽車的數據,就能操控上千輛無人駕駛汽車對目標進行攔截、追殺。
要解決以上問題,答案只有一個:5G通信技術。
5G通信技術的發展能將萬物串聯,加快物聯網時代的到來:把所有的道路傳感器、監控攝像頭、車載雷達和速度傳感器連成一張看不見的道路交通信息網絡,再將所有信息上傳到“云服務器”,由服務器計算后得出決策建議,最后分發給各臺車輛執行。
同時5G技術的傳輸速率和安全性,能夠很好地滿足人、車、路、服務器之間的數據傳輸要求,完全可以充當物聯網、車聯網的基礎。有了5G技術的加持,希望在不久的未來,更多的無人駕駛公交車能夠安全地開到我們身邊。