無人駕駛“硬知識”

2018年韓國京畿道城南市，舉行了全國第一輛無人駕駛巴士試乘活動。

人類的經濟發展史很大程度上是一部產業發展史。從當代產業角度來說，先進工業制成品的市場占有率是西方發達國家非常關注的指標。而汽車作為典型的先進工業制成品更是引人矚目。從汽車產品的技術特點看，每輛汽車都是當代高新技術的結晶，汽車工業是應用機器人、數控機床、自動生產線最大的產業。同時現代汽車也運用了大量新材料、新工藝、新設備和電子技術，汽車工業不但和鋼鐵、冶金、橡膠、石化、塑料、玻璃、機械、電子、紡織等產業休戚與共，而且延伸到商業、維修服務業、保險業、運輸業和公路建筑業等行業。一旦抓住汽車產業這個龍頭，相關產業就能被帶動。近年來，汽車產業發展的一個重要方向就是無人駕駛。可以說無人駕駛技術不僅對汽車本身產生重要影響，也會在很大程度上改變世界經濟格局。而說起汽車的無人駕駛，就不得不提起人工智能。

人工智能發展小史

人工智能的產生與產業革命有著密切的關系。按照著名軍事科學家劉戟鋒將軍的觀點，第一次產業革命結束后，社會生產力的發展由工業進入到機器體系階段，世界經濟開始在英國等少數國家突破傳統經濟狀態進入到現代經濟增長階段，從而形成了第一個主導產業部門即棉紡織工業部門，以及第一個由紡織工業、冶鐵工業、采煤工業、早期制造業和交通運輸業組成的主導產業群體。隨后雖然沒有立即發生新的產業革命，但是由于第一次產業革命成果的延伸應用，鐵路和機車的發展，于19世紀中葉開始鐵路狂潮的出現，又形成了第二主導產業部門及主導產業群，即鋼鐵工業和鐵路修建業部門以及由鋼鐵工業、采煤工業、造船工業、紡織工業、機器制造業、鐵路運輸業、輪船運輸業、以及其他工業組成的主導產業群體。19世紀末20世紀初，電力的發明和應用以及由此形成的第二次產業革命，又使電力、汽車、化工和鋼鐵工業即重化工業成為第三個主導產業部門，由電力工業、電器制造業、化學工業、汽車工業以及第二個主導產業群中各產業部門組成了第三個主導產業群。20世紀上半葉，第二次科技和產業革命的繼續深化，又使汽車、石化、鋼鐵、耐用消費品工業歷史地成為第四個主導產業部門，使耐用消費品、宇航工業、計算機工業、原子能工業、合成材料工業以及第三個主導產業群中各產業部門組成第四個主導產業群體。現在，隨著第三次科技革命的完成和一系列高新技術的產業化，以及知識經濟時代的到來，初步形成了第五個主導產業及其主導產業群體，信息產業是其主導產業，而新材料、新能源、生物工程、宇航工業等新興產業部門再加上第四個主導產業群再加上第四個主導產業群中各產業部門組成第五個主導產業群體。

上述產業革命帶來的一個直接結果就是信息技術的迅速發展。信息技術是一個技術群，作為其基礎技術，通常包括微電子、激光、光子、光電子、分子電子、超導電子等技術;作為其系統技術，通常包括信息的獲取、傳輸、處理、控制等技術，以及電報、電話、傳真、廣播、電視、光纖通信、衛星通信、遙感、遙測、遙控、傳感、仿真等技術。

人工智能就是信息技術發展的產物。自從電子計算機發明以來，將人類智能賦予計算機就一直是計算機領域研究者們的夢想。早在1950年，阿蘭圖靈就在他題為《計算機與智能》這一論文中提出了一個非常著名的問題：“機器可以思考嗎？”隨后，他提出了一種測試機器是否能夠獨立思考的方法，即著名的“圖靈測試”。就其概念而言，人工智能是一門研究如何實現人類腦力活動自動化的科學，也就是在計算機模擬人腦所從事的思考、分析、推進、判斷、規劃和學習等思維活動，企圖解決人類專家才能解決的復雜問題。美國學者杰瑞·卡普蘭據此認為，計算機技術的加速發展推動了機器人、感知以及機器學習領域的進步，這些成果讓新一代系統可以匹敵甚至超越人類的能力。這些發展很有可能會開辟出一個前所未有的繁榮而安逸的新時代。而這個新時代的象征之一就是汽車無人駕駛。

無人駕駛意義重大

無人駕駛汽車是通過車載傳感系統感知車輛周圍環境，根據所獲得的道路、旁邊車輛位置、障礙物信息紅路燈等信息，以及通過車載網絡從各種地圖即時獲取城市路況，自動規劃行車路線并控制車輛到達預定目標的智能汽車。目的在于解決交通擁堵問題以及降低交通事故的發生率。

在無人駕駛汽車領域里，人工智能技術是不可缺少的一項技術。汽車駕駛最為重要的基礎在于選擇最優路線，提升汽車出行的效率。在傳統有人駕駛汽車的情況下，一方面受困于駕駛員自身的預判，如事先不知道所要行駛的路線處于交通擁擠的狀況，一旦上路則會耽誤很多的時間。另一方面，有人駕駛汽車的情況下，盡管有汽車導航可以對線路進行規劃，但是往往線路規劃的不是非常理想，當去到一個陌生的區域時，會極大地影響出行效率。 人工智能技術的應用，可以在行駛的過程中，自動進行線路規劃，所規劃的線路有別于傳統有人駕駛汽車，在更加精確的同時，保證了線路規劃的最優性。

專家唐懷坤指出，人工智能與交通的結合，不僅是無人駕駛技術本身的變革，而且從城市交通、高速公路到鄉村各種道路場景，停車場、加油站、服務區、公交站、收費站、交通路口等各種管理場景都需要行業持續演進。未來城市中，所有車輛都將是無人駕駛，汽車將取消方向盤，汽車的設計將更加靈活多樣，道路將取消紅綠燈，由無人駕駛信息系統自動根據路口的車流量進行自動調配，而行人的通行道路將統一單獨規劃路網，與無人駕駛不會產生交叉路口，私家車將基本消失，所有私人和公共停車位均為無人駕駛電動汽車，每個車位都配有充電樁。人工智能在地球資源有限的前提下能為人類帶來最高極限的生產力，優化生產、生活方式，為人類造福。在交通領域，新能源汽車、無人駕駛技術的國際競爭也愈演愈烈。

無人駕駛技術整體突破階段概念圖

無人駕駛技術現狀及發展

無人駕駛的發展大致可分為三個階段：智能車輛導航探索階段、汽車輔助駕駛階段、無人駕駛技術整體突破階段。智能車輛導航探索階段的關鍵在于數字化。唐懷坤認為，數字化的對象是道路、車輛、運行指揮。首先，室外道路數字地圖在全球衛星定位系統開始啟用就已誕生，數字地圖在20世紀90年代開始逐步產業化。其次，車輛的制造在1980年也開始數字化，依托數字化制造工業機器人開始用應用于汽車制造。一臺車輛的制造可以依托虛擬世界的數字化模型來生產，汽車運行過程中的各項參數數據當前也已實現從模擬化向數字化轉變。再次，紅綠燈道路指揮系統、違章監控系統都已經實現數字化。下一步將是全部道路及道路上車道、橋梁隧道限高、道路限速、充電樁位置、加油站位置等全程數字化。最后，惟一不確定的是道路上非汽車出行模式的行為，如步行、自行車、電動車、摩托車等。因此無人駕駛在城市推行的第一步需要設置專用的無人駕駛通道，道路交通元素的數字化、去干擾因素化是確保無人駕駛安全運行的第一道屏障。

汽車輔助駕駛階段的關鍵在于車聯網。無人駕駛汽車發展所需基本的技術有9項，即車對車通訊、巡航控制、自動剎車、車道維持、雷達、循跡或穩定控制、視頻攝影機、位置估計器、全球定位系統。在這些基本技術中，前5項技術的專利申請數量相對較多。其中，車對車通訊是車聯網的終端入口，通過這項技術可實現車輛之間的物聯網模式的通信，基于這些互動數據實現車輛之間的速度調整，如巡航、剎車、加速、速度同步等。車聯網是確保無人駕駛安全運行的第二道屏障。車聯網是無人駕駛的基礎，且將經過兩個主要階段：正常駕駛與無人駕駛互相聯網階段和純無人駕駛聯網階段。車聯網從熱門炒作到目前進入成長期，已經有10余年時間。在無人駕駛領域，為了確保道交通安全，車聯網須為強制安裝。如果兩種駕駛模式下都有車聯網設備，通過所有車聯的聯網將實現路網交通信息服務云，讓車輛能夠自主判斷最優車速和最佳路徑，確定前后車距離，實現城市交通的最佳調度，大大提升交通效率。

自動駕駛技術不僅在一定程度上解放了司機的勞動力，更多則是為道路安全帶來了保障，因為人工智能系統不會出現“ 疲勞駕駛”。

無人駕駛技術整體突破階段要滿足道路識別、路標識別、自動導航、物體識別、車速識別、車輛屬性識別等，更多的是特定交通場景。

各國視為競爭領域

美國著名經濟學家邁克爾·波特認為，影響一國生產力的關鍵要素，從經濟形態的成功和失敗中窺知其要，因為關鍵要素是一個國家在復雜的產業和產業環節中的競爭能力。至于國家的經濟是否繁榮，不僅與它在某個時點上的表現形態有關，更重要的是該國產業長期自我提升的能力。因此，一個國家的經濟繁榮，是該國產業競爭優勢擴張和提升的結果，亦即產業界在現有基礎上，達到更廣泛和深入的競爭優勢。這種發展趨勢，促進了生產力的提高，也在越來越專業的新興產業環節和整個產業中，奠定了有利的競爭基礎。產業升級促使生產力提高，并且維持充分就業;反之，如果經濟無法繁榮，其后果將導致現有的產業生產力下降，一些高生產力產業也將喪失競爭地位。結果首當其沖的便是工資問題，也因此而延緩人均國民收入的增長。

無人駕駛汽車涉及產業眾多，是體現國家在復雜產業競爭能力的重要指標。一旦無人駕駛汽車量產并占據市場的大部分，將會有幾個工業國家在其中占據優勢。首先是美國。美國谷歌公司是最先發展無人駕駛汽車的公司，并且在2017 年 11 月率先進行了不配備安全駕駛員的無人駕駛汽車的測試。此外，特斯拉公司在無人駕駛領域也取得了一定優勢。

其次是中國。百度、長安等企業以及國防科技大學、軍事交通學院等軍事院校的無人駕駛汽車走在國內研發的前列。長安汽車、百度汽車都已經進行了無人駕駛汽車的測試并初步取得成功。除此而外，無人駕駛技術也引起了公共交通領域的重視。在中國一些較為發達的城市，公共交通事業部門已經將無人駕駛公交車項目納入到未來發展的計劃，甚至有的已經開始了前期的測試工作。

接著是日本和德國。日本是汽車產量僅次于中國的全球第二大汽車生產國 （2017年），日本半導體企業預計無人駕駛汽車下一個可望引領半導體產業發展的新興應用領域。從瑞薩、東芝、索尼、索喜等企業的動向可以看出，自2015年日本半導體產業非常關注汽車產業對芯片的需求，以期維持未來增長。盡管其人工智能技術落后于中美，但其實力不可小覷。德國在無人駕駛領域也頻頻發力。德國在無人駕駛領域的專利數量位居世界第一，德國是大眾集團、戴姆勒、寶馬集團等車企的發源地，在無人駕駛技術領域的投資比例都相當大。德國政府官員一直以來都在就無人駕駛汽車事故的認定而進行協商，如在行駛時考慮的是撞上騎自行車的人還是超速違規行駛避開事故并于2017年制訂了相關法律細則。

除此之外，新興工業強國韓國在無人駕駛領域也開始發力。2018年3月，韓國《亞洲經濟》網站發布消息稱，韓國現代汽車公司對3輛氫燃料汽車和2輛捷恩斯汽車進行了無人駕駛實際測試。車隊從首爾出發，在2小時30分鐘后抵達目的地平昌，全程零失誤。本次參與測試的兩款車型均符合美國汽車工程師協會（SAE）規定的4級標準。4級標準指，汽車在沒有駕駛者的干預下自動行駛，駕駛者僅需實時監測路況。

隨著5G時代的來臨，無人駕駛汽車又朝我們近了一步——前者延時低、速度快以及應用廣的優勢將在無人駕駛汽車領域得到淋漓盡致的發揮。無人駕駛汽車需要大數據、云計算、人工智能、超級網絡（5G）通訊技術等。這些基礎性技術中國都不落后，甚至居于世界前列。這是中國實現產業升級的契機，更是美國發動貿易戰的深層次原因。所以，中國在該領域的前途是光明的，但是道路可能是曲折的。

作者簡介：馬堯，復旦大學一帶一路戰略與國際安全研究所研究員，國際關系專業博士，著名時事及軍事評論員，從事國際安全、地緣政治思想和軍事裝備及戰略戰役戰術理論研究，澎湃防務軍事顧問，曾在《參考消息》、《南方周末》、《解放日報》、《中國青年報》、《新民晚報》、《中國國防報》、《國防參考》、《世界博覽》和中國社會科學網等報刊雜志和新媒體發表評論文章600多篇。