謹慎審視“網聯汽車”與“自動駕駛汽車”技術概念的區別與意義

官陽

近兩年，隨著汽車工業和通信技術的發展，車輛的自動功能與通信技術快速提升，甚至出現了網絡公司開始造車的苗頭，這就出現了兩個非常重要的英文概念，一個是“Connected vehicle”（簡寫為CV，國內翻譯成網聯汽車的較多），一個是“Automated vehicle”（簡寫為AV，國內翻譯成自動駕駛汽車或無人駕駛汽車）。這兩個全新的技術概念，目前在國內都有企業和媒體使用，但是其背后的含義與外延卻鮮有被提及。甚至很多地方都批準了開放道路的自動駕駛測試，卻還不知道路網上需要哪些技術元素去配合這些測試。

根據美國公路和運輸官員協會（ASSHTO）與美國國家公路合作研究計劃（NCHRP）的文件顯示，CV和AV是兩個有明確不同技術含義的專屬名詞組。我們使用時如果不注意其中的技術區別，就很容易因為中文文字的豐富內涵，導致技術邊界的模糊，甚至將輿論和研究工作引向歧途。比如很多人會把網聯汽車技術和自動駕駛汽車技術的重點放在5G通信和北斗衛星定位系統上，甚至是無人駕駛上，暢想這些技術就在未來某一天讓機器人來接你上下班，卻完全忽視了這兩種技術在演進過程中那些非常扎實的每一個技術進步。

根據美國國家公路合作研究計劃（NCHRP）的文件介紹，“網聯汽車，是研發可以實現車與車之間（V2V）、車與基礎設施之間（V2I）、車與出行者之間（V2X）進行安全互動的網絡內無線通訊的技術。這些技術的研發，是為了減少交通事故，為了給運輸系統提供數據評估運營水平，為了向出行者持續提供準確的道路運輸系統運營狀態的準確信息，減少無謂的停頓、延誤和排放。”

這種網聯，其實指的就是一個信息處理系統，一方面是車載信息采集系統（機器視覺識別和無線、光信號等），一方面是道路上的各種信息，包括路面、標志標線、車輛、非機動車（大號的行人）和行人等，這個網聯環境要幫助人類處理這些信息，以支撐駕駛任務的完成。所以從車的角度講，叫Connected Vehicle，即網聯汽車；從路的角度講，叫Connected Road，即網聯道路，就是要讓道路基礎設施更好地支撐汽車行進，比如優化標志標線的顯示質量，提升機器視覺的效率等。

自動駕駛汽車技術則是指利用車輛的自動功能完成關鍵性的安全識別和駕駛任務，探測道路條件，其主要依靠的技術途徑是機器視覺、雷達、激光和無線電信號等。盡管這種車輛自動識別通行條件、自動完成控制、指示和導航的技術會逐步提升，業界相信，隨著這種車輛技術的發展，將明顯地改變道路路網的規劃、設計和運行特點。

美國國家公路合作研究計劃（NCHRP）的文件指出，“網聯汽車與自動駕駛汽車在本質上是完全不同的技術。盡管它們對交通運輸部門提出的挑戰有些是相同的，但這兩種技術在研究發展的過程中，即使針對同一挑戰，也可能會由于企業的選擇出現趨同或者分歧。有些人相信，一輛完全自動駕駛的汽車并不需要與其他道路元素有溝通，而另一些人則認為車路之間的技術溝通是相互伴生的需要。”

汽車的感知器官越來越發達，各種輔助駕駛系統正在提高人的感知能力，圖1中所列的自適應巡航、緊急剎車制動、行人警示、防碰撞、泊車輔助、環車身圖像采集、盲區偵測、行車道偏離警示和標志識別等功能都已經陸續實現了。隨著自動駕駛技術的不斷升級，這些技術會越來越好，但也都會遇到一個問題—— 一旦遇到需求，如何能讓人順利接管，而人又靠什么在路上操作車輛正確行駛。

為什么要準確區分這種技術呢？因為這些技術將深刻地影響交通運輸的方方面面，特別是路網的基礎設施建設，如果不盡早地從投資特別是基礎設施資金使用效率的角度思考，這些新技術的出現會造成巨大的浪費。在這方面，我們就管窺一下網聯汽車和自動駕駛汽車的主要推動國之一的美國正在關注哪些領域的問題。

2014年底，美國政府交通部聯合私營機構，啟動了一個對網聯汽車和自動駕駛汽車的研究項目，項目編號NCHRP Project 20-102（美國國家公路合作研究計劃），研究資金650萬美元。其主要任務清單包括如下內容：

1.網聯汽車和自動駕駛汽車系統被納入市場決策后對社會政策和規劃工作的影響

2.網聯汽車和自動駕駛汽車技術的法規和政策在公共交通運營領域的影響

3.卡車貨運使用網聯汽車和自動駕駛汽車技術的挑戰

4.美國國家公路合作研究計劃20-102號研究項目的溝通戰略計劃

5.用于機器視覺的道路標線

6.自動駕駛對車輛法的影響

7.網聯汽車和自動駕駛汽車專用或優先車道

8.網聯汽車和自動駕駛汽車對地方交通運輸規劃和模式影響的更新

9.網聯汽車和自動駕駛汽車技術對國家和地方交通運輸機構的網絡安全的影響

10.按需流動和自動駕駛系統：一個公共部門的評估框架

11.建設網聯汽車的基礎設施以支撐自動駕駛汽車運行的各種業務模式

12.應用網聯汽車和自動駕駛汽車所需要的規劃數據和采集技術

13.網聯汽車和自動駕駛汽車運行應用所需要的數據管理戰略

14.網聯汽車和自動駕駛汽車對公路基礎設施的影響

15.為網聯和自動駕駛汽車做交通事件管理響應的準備

16.開源應用程序開發門戶（OSADP）上網聯汽車數據應用的實施指南（Open Source Application Development Portal）[注：美國交通部為開發網聯汽車原型應用程序提供了大量資金。現在在開源應用程序開發門戶（OSADP）上，有各種各樣的原型數據可供公眾訪問]

17.自動駕駛汽車運行和碰撞事故分析需要的最少安全數據

18.美國國家公路運輸官員協會對網聯汽車和自動駕駛汽車研究路線圖的更新

19.國家與地方機構勞動力能力戰略

20.為改善自動駕駛汽車運行所做的基礎設施修改

21.高自動化駕駛車輛與共享出行對出行者行為的潛在影響

22.網聯和自動駕駛汽車與共享出行的基礎設施助推器——近期和中期

僅僅從這一個研究項目看，就能感受到美國交通部對網聯汽車和自動駕駛汽車研究、部署和實施考慮的周密和認真。從科研、應用、社會、法律、基礎設施、人文、勞動力等各個方面做前期的準備。從這個研究任務清單也可以看出，網聯汽車其實遠不是網絡和車輛技術一花獨放，而需要大量的配合，特別是基礎設施。針對這些任務，本文僅舉一個例子，即道路標線。

按照目前國際汽車廠家的預測，到2023年，全球71%的新車將安裝LDW（Lane Departure Warning），也就是車道偏離警告系統，事實上，2019年，已經有約39%的新車安裝了這個系統。其技術原理就是，通過車載的機器視覺系統讀取車道標線，一旦發現車輛有偏離行車道的現象就會發出警報，提醒駕駛人。如果標線的顯示質量無法被車載視覺系統識別，這個功能就等于浪費了。

為什么保持車道的技術系統會被汽車廠家首先研發呢？研究顯示，有49%的致命事故和73%的與天氣有關的碰撞事故都與偏離正常行駛的車道有關。而道路標線增加亮度（即可視性）可以減少28.3%的事故，使用雨夜反光標線可以減少25%的事故。

從上述角度可以發現，對于網聯汽車和自動汽車行駛環境的測試，其實是一項完善和周密的系統工程，如果某個城市提出他們已經建成了自動駕駛開放式道路的測試環境，但是在道路基礎設施上并沒有做有針對性的改善，甚至沒考慮夜間和雨夜的標線識別問題，也就是連目前已經有近40%的新車都安裝了的車道偏離警告系統都無法使用。這樣的創新熱情和科研理想，與現實技術環境和在可預見的將來能有的車輛自動安全技術，有什么樣的距離呢？