自動駕駛出租車遠程遙控駕駛研究*

葛雨明，廖臻，康陳，林琳，劉晉

（1.北京信息科技大學，北京 100096；2.中國信息通信研究院，北京 100191；3.廣汽埃安新能源汽車有限公司，廣東 廣州 511434）

0 引言

在新一代信息通信技術的賦能下，汽車產業逐步向著實現高級別自動駕駛應用方向演進，衍生出自動駕駛出租車等新模式和新業態。自動駕駛出租車將可以降低由于人類駕駛員疲勞駕駛、超速行駛、未按交通信號通行、違規停車等誘因造成的交通事故發生，提升行駛安全性。另一方面，自動駕駛出租車也將賦能社會生態，有效緩解城市的擁堵情況并解決停車難等多方面問題。根據IHS Markit在2021 年發布《中國自動駕駛市場和未來出行市場展望》的報告，預計未來自動駕駛出租將占到共享出行市場的60%以上的份額，市場規模預計超過1.3 萬億。與此同時，隨著5G 技術的演進增強以及智能化、網聯化的路側基礎設施的發展建設，遠程遙控駕駛的概念也被業界廣泛提出。一方面，遠程遙控駕駛應用將有效提高車輛行駛的安全性和可靠性，通過遠程的實時監管及控制提供冗余保障；另一方面，可以有效降低企業的運營成本。

遠程遙控駕駛與自動駕駛出租車的“結合”成為業界關注的重要應用場景。考慮到自動駕駛出租車上路后的“零事故”安全行駛是未來應用落地的首要目標，依托遠程遙控駕駛技術可以借由云端對自動駕駛出租車實時監控以及特殊狀況下的緊急接管，有效緩解僅靠自動駕駛出租車自身能力無法“脫困”的問題。本文通過介紹自動駕駛出租車的國內外進展情況，對自動駕駛出租車的遠程遙控駕駛的需求、技術、應用等方面進行分析，并給出下一步研究建議。

1 自動駕駛出租車發展概述

近年來，多個國家和地區接連出臺自動駕駛法規和政策文件，越來越多的互聯網企業、傳統車企以及造車新勢力布局自動駕駛出租車，期望為人們提供便捷、安全、綠色的智慧出行方式，同時助力運營公司降低成本、提升效率。

1.1 國外進展情況

（1）政策法規

美國加快完善更新自動駕駛相關政策，為自動駕駛測試和商業應用提供良好的環境。美國交通運輸部在2020 年發布《確保美國在自動駕駛汽車技術方面的領導地位：自動駕駛汽車4.0》（Ensuring American Leadership in Automated Vehicle Technologies:Automated Vehicles 4.0），將推動構建統一的指導規范，著力提升民眾對于自動駕駛的信任度；2021年1 月發布《自動駕駛汽車綜合計劃》（Automated Vehicles Comprehensive Plan）介紹自動駕駛出租車等應用的推進情況。在州層面，以加利福尼亞州為代表，美國加州交通管理局在2021 年自動駕駛數據報告中指出加州2021 年公共道路累計自動駕駛里程超400 萬英里，較2020 年增長一倍以上。此外，歐洲和亞洲也積極推動自動駕駛法規草案更新并出臺相應政策予以支持，德國2021 年5 月聯邦議院和參議院通過《自動駕駛法》草案；英國也持續推進自動駕駛相關法律法規的制修訂工作，規范自動車道保持系統（ALKS）搭載在上路車輛；日本在《日本自動駕駛政策方針》4.0 版本以及《面向實現和普及自動駕駛的措施報告與方針》中多次提及期望在2022 年實現基于遠程監控的自動駕駛服務。

（2）產業應用

Waymo 在美國加利福尼亞州和亞利桑那州提供自動駕駛出租車服務，并在密歇根州、德克薩斯州、佛羅里達州和華盛頓州等多地開展了自動駕駛測試，其中2021 年Waymo 在加州測試里程共計超過232 萬英里。Cruise 已獲準在舊金山開展沒有安全員的自動駕駛汽車測試，并計劃于2022 年開始提供自動駕駛出租車付費服務，截至2021年3 月在加州、舊金山積累開展了200 萬英里的自動駕駛測試里程。Mobileye 與大眾汽車公司、Champion Motor Group、SIXT、RATP 等多家企業合作，計劃在以色列特拉維夫、慕尼黑、巴黎等多地提供自動駕駛出租車服務。美國共享出行公司Lyft 與自動駕駛技術公司Aptiv 開展合作，截至2020 年2 月，已經完成了10 萬次的自動駕駛出租車服務。此外，Lyft 與自動駕駛技術公司Argo AI、福特也達成三家戰略合作協議，Argo 與福特研發的自動駕駛出租車將接入Lyft 平臺，逐步由美國邁阿密向奧斯汀等其他城市拓展，為大眾提供自動駕駛出租車服務。

1.2 國內進展情況

（1）政策法規與示范應用

在頂層戰略層面，我國陸續出臺相關文件。工信部聯合公安部、交通運輸部發布《智能網聯汽車道路測試與示范應用管理規范（試行）》，推動智能網聯汽車由道路測試逐步走向示范應用。交通運輸部發布《關于促進道路交通自動駕駛技術發展和應用的指導意見》并組織開展自動駕駛和智能航運先導應用試點，支持在特定區域開展自動駕駛出租等示范應用。在地方層面，截至2021 年8 月，全國27 個省市先后出臺道路測試管理細則。其中，北京、廣州、滄州、深圳、長沙、上海等多地已經實現自動駕駛出租車道路測試和示范應用的開展，并以北京、陽泉等地為代表積極探索自動駕駛出租收費模式。北京市先后印發《北京市智能網聯汽車政策先行區總體實施方案》、《北京市智能網聯汽車政策先行區自動駕駛出行服務商業化試點管理實施細則（試行）》等文件，并在2021 年11 月啟動全國首個自動駕駛出行服務商業化試點。滄州市頒發自動駕駛測試通知書和自動駕駛示范運營通知書，企業可通過折扣優惠、發放體驗券、乘坐體驗者自愿付費等多種形式探索收費機制。深圳市大力推進《深圳經濟特區智能網聯汽車管理條例》，推動全域開放道路測試、示范應用及商業化試點。上海市印發《上海市智能網聯汽車示范應用場景拓展工作實施方案（2021-2023 年）》，打造智能出租新標桿，下一步持續加大法規政策突破，制定示范運營管理規則，對達到條件的企業允許收取費用。

（2）產業生態

以百度、滴滴、文遠知行、AutoX、小馬智行等為代表的企業持續發力自動駕駛出租領域。百度Apollo 發布“蘿卜快跑”自動駕駛出行服務平臺，截至2021 年年底，已實現超過1 600 萬公里的測試里程，目前已經在北京、陽泉、滄州、長沙、廣州等多地實現自動駕駛接駁服務。滴滴已獲得北京、上海、蘇州、美國加州等多地的自動駕駛路測資格，并于2020 年開始面向公眾開放自動駕駛服務，在上海市嘉定區為通過審核的用戶提供試乘體驗。文遠知行在2021年4 月獲得美國加州全無人測試牌照，2022 年1 月文遠知行WeRide 實現超1 000 萬公里的自動駕駛里程。AutoX 在2020 年7 月獲得美國加州全無人測試牌照，并在2022 年2月宣布其無人駕駛車隊實現超過1 000 臺的規模。小馬智行在北京、上海、廣州、美國加州等多地提供自動駕駛出租車服務，已經實現超800 萬公里路測里程。此外，越來越多的新玩家也開始入局自動駕駛出租領域。整車企業上汽集團旗下的享道出行于2021 年底在上海正式投入運營，小鵬汽車也計劃于2022 年下半年開始探索自動駕駛出租車業務。

2 自動駕駛出租車遠程遙控駕駛

2.1 遠程遙控駕駛的需求及政策分析

遠程遙控駕駛從廣義上講，可涵蓋實時監控、遠程協助、遠程接管等多個環節。其中，實時監控主要是指通過遠程遙控駕駛平臺或遠程駕駛艙實時了解車輛行駛過程中自身狀態與周邊環境；遠程協助主要是指通過遠程端向車輛提供輔助的駕駛建議；遠程接管則是由遠程端直接對車輛實現控制。

現階段，遠程遙控駕駛在自動駕駛道路測試和商業運營等方面上的應用已經被多個國家明確要求，遠程駕駛員需要進行實時監控，必要時實現對自動駕駛車輛的接管，以此保證自動駕駛車輛去掉車內駕駛員后的安全行駛。美國方面，2018 年DMV（美國車輛管理局）表示可以允許無安全員的自動駕駛車輛上路測試，但是要求具備遠程遙控和接管自動駕駛車輛的能力，以確保運行的安全；德國方面，新《自動駕駛法》草案明確指出當自動駕駛汽車遇到問題時，技術人員可通過遠程接管進行控制；英國方面，允許自動駕駛汽車可以在公開道路上無安全員測試，但是亦需要具備實時接管的能力，且英國交通研究實驗室（TRL）發布《聯網和自動駕駛汽車的遠程操作》中明確了遠程操作的概念、用例等方面，并給出實現智能網聯汽車遠程操作的實施路線圖；日本方面，除2021 年的《日本自動駕駛政策方針4.0 版本》、《面向實現和普及自動駕駛的措施報告與方針》中提及基于遠程監控的自動駕駛服務以外，早在2017 年就已經頒布《遠程自動駕駛系統道路測試許可處理基準》，該基準允許自動駕駛車輛可以在車內無安全員的情況下上路測試，同時明確遠程遙控駕駛員作為承擔現行道路交通法規上規定義務和責任的駕駛人，并具備控制車輛的制動功能，可通過屏幕掌握測試車輛周圍和行駛方向的狀況；中國方面，《智能網聯汽車道路測試與示范應用管理規范（試行）》中明確提出道路測試主體應具備對道路測試車輛實施遠程監控的能力以及對應的網絡安全保障能力，同時多個地方的智能網聯汽車道路測試管理實施細則中也明確指出測試車輛需要具備冗余系統，在系統發生故障時應能立即轉為最小風險條件下的運行模式，并通知安全員進行人工接管或遠程協助。

自動駕駛出租車方面也將基于現有的政策和法規的要求，積極研究和探索遠程遙控駕駛，未來面向車內無安全員的場景，充分利用5G 網絡大帶寬、高可靠、低時延的優點，依托遠程遙控平臺或者位于遠程遙控駕駛艙的人類安全員進行遠程遙控接管，輔助自動駕駛出租車解決單車智能無法決策和處理的問題；遠程遙控駕駛結束后，自動駕駛出租車也將可以回到自動行駛狀態，以此實現主駕無人場景下一人控制多車的高效運營服務，降低人員的運營成本。

2.2 自動駕駛出租車遠程遙控駕駛技術進展

IMT-2020（5G）推進組C-V2X 工作組已經完成了《基于5G 的遠程遙控駕駛業務分析與系統需求》的課題研究工作，中國通信標準化協會（CCSA）也正在同步開展《基于5G 的遠程遙控駕駛業務要求 自動駕駛出租車云端控制》等系列標準的制定工作，旨在通過5G 網絡的賦能實現遠程遙控駕駛功能，為未來自動駕駛出租車的安全行駛提供冗余保障。整體上，自動駕駛出租車遠程遙控駕駛系統遵循“車-路-網-云”的體系架構，參考《基于5G 的遠程遙控駕駛業務要求 自動駕駛出租車云端控制》等標準的定義，系統架構如圖1 所示：

圖1 自動駕駛出租車遠程遙控駕駛系統架構

車端上，自動駕駛出租車需要具備5G 通信能力，搭載激光雷達、毫米波雷達、攝像頭等車載感知設備以實現對周圍駕駛環境信息的識別、采集和傳輸，并支持高精度地圖、具備高精度定位能力。結合車輛行駛狀態，自動駕駛出租車可隨時發起或者接收來自平臺發出的遠程遙控駕駛的接管請求，在進入遠程遙控駕駛模式后，根據平臺發來的路徑規劃、遠程遙控駕駛等指令來行駛。

路側系統作為可選輔助基礎設施，主要由路側通信單元（RSU）、路側感知設備、路側計算設備組成，可以實現與自動駕駛出租車、平臺之間的互聯互通，解決自動駕駛出租車的感知盲區等問題，并將采集到的道路交通狀況、交通參與者等信息上傳至平臺。

網絡連接上，自動駕駛出租車與遠程遙控駕駛平臺之間采用5G 的方式進行信息的傳輸，保證信息傳輸的可靠性和實時性。其中，自動駕駛出租車會將傳感器采集到的數據或車端接管請求等信息通過5G 網絡實時上傳至遠程遙控駕駛平臺，平臺會經由5G 網絡將推薦路徑和決策指令等信息及時下發至車端。

平臺上，呈現多層級的系統架構，遠程遙控平臺或遠程遙控駕駛艙將結合系統部署規模和業務服務區域進行部署。平臺端需要支持大規模的自動駕駛出租車的高并發接入，同時也可支持來自路側系統的道路狀態等信息的上報。平臺端將完成對遠程遙控駕駛的業務控制，支持對自動駕駛出租車的實時監控、路徑規劃、遠程遙控等功能。

2.3 自動駕駛出租車遠程遙控駕駛應用現狀

目前，Waymo 可以支持對自動駕駛出租車的遠程協助，即在自動駕駛出租車遇到問題時可以聯系遠程團隊，輔助車輛獲得更豐富的探測信息，如在前方道路異常時由遠程端給出提醒信息，但值得一提的是，Waymo 的遠程協助尚無法實現對自動駕駛出租車的直接遙控，即決策任務仍由自動駕駛出租車主要負責。百度Apollo 可以支持“5G 云代駕”功能，遠程遙控駕駛艙配有環繞屏以及方向盤、腳踏板等控制器，在保證遠程遙控駕駛員的舒適感和體驗感的同時，還可以從遠程遙控平臺直接實現對自動駕駛出租車周邊環境的實時監控，擁有強大算力的遠程遙控平臺在遇到緊急情況時可以觸發“主動安全機制”，并彈窗提醒遠程駕駛員，可以直接從遠程端進行緊急剎車、加速、轉彎等遠程遙控。文遠知行也將支持5G 遠程遙控的“雙模式”，既通過遠程遙控駕駛平臺給車端遠程指引，同時針對異常情況也可以及時接管來完成遠程遙控。測試車輛可根據路況需要實時切換為遠程接管模式。截至2020 年7 月，文遠知行的遠程遙控駕駛員也已完成超1 000 小時的模擬訓練，為自動駕駛出租車的安全上路行駛提供全方位保障。滴滴建立的自動駕駛安全護航中心可以實現對車輛運行過程中的實時監控，并在自動駕駛出租車面臨復雜情況時實施遠程遙控、給予協助指令，以滴滴雙子星為例，自動駕駛車輛將結合部署的4 個魚眼攝像頭并配合后臺實現場景檢測，遠程護航中心以此實現零距離多視角的遠程監控，為解決未來自動駕駛運營時可能發生的問題打好基礎。

總體而言，雖然遠程遙控駕駛已經被不少企業應用于自動駕駛出租車的方案中，但是不同企業仍存在不同的實現方式。一方面，在遠程遙控駕駛應用上，不同企業仍存在差異化考慮，有些企業可支持對車輛的遠程控制，有些企業僅支持來自遠程的引導提醒，而對后者的選擇一定程度上也來自于企業對遠程遙控駕駛的安全顧慮；另一方面，在業務架構或者部署上，企業也將結合自身對遠程遙控駕駛的應用需求以及運營范圍等因素進行差異化部署。

3 自動駕駛出租車遠程遙控駕駛產業發展思考

結合自動駕駛出租車遠程遙控駕駛的技術及應用現狀，為保證自動駕駛出租車未來規模應用時的安全行駛和高質量服務，需要解決網絡通信質量、網絡安全、平臺與車端互聯互通、服務一致性等問題。

在通信性能方面，遠程遙控駕駛需要依托5G 蜂窩網絡來實現數據的傳輸，所以在自動駕駛出租車運行的區域范圍內信號質量的穩定至關重要。企業應具備監測機制及冗余保障方案，以防在遠程遙控駕駛過程中因連接不穩定或者干擾造成交通事故的發生。一方面，遠程遙控駕駛車輛應具備主動安全能力，可以在網絡不穩定或車端、平臺端發生故障導致信息不能接收時，通過降低車速或者路邊停車等方式將風險降為最低來保證運行安全；另一方面，遠程遙控駕駛平臺也可以根據監測到的5G 網絡通信質量，如數據傳輸速率、傳輸時延等性能變化情況，及時調整遠程遙控駕駛應用狀態。

在網絡安全方面，遠程遙控駕駛會面臨安全隱患和風險漏洞等問題，遠程遙控駕駛平臺發給自動駕駛出租車的遙控指令可能會出現信息偽造、數據篡改、重放攻擊等情況，需要避免黑客從遠程直接控制自動駕駛車輛進行諸如加速、轉彎、剎車等操作，導致嚴重的社會安全問題。因此，建議嚴格落實車聯網身份認證和安全信任體系，從網絡和數據等方面加強安全保障能力建設。

在服務連續性和互聯互通方面，雖然短期內自動駕駛出租車尚在較小區域范圍內運營，但是未來隨著自動駕駛出租車的規模推廣，一方面，車輛需要在多個城市或者跨區域的道路環境下行駛，將會面臨連續接入多個遠程遙控駕駛區域平臺的問題，如何保證車輛跨區域行駛時遠程遙控服務質量的一致性是未來需要解決的問題之一；另一方面，自動駕駛出租車也會逐步迭代升級，隨著車隊規模的擴建，遠程遙控駕駛平臺可能需要管理來自不同整車制造商生產的車輛，車端與遠程遙控駕駛平臺之間的互聯互通可能會存在問題。因此，考慮到后期自動駕駛出租車業務的規模普及，建議遵循標準化的自動駕駛出租車遠程遙控駕駛系統架構，并保證平臺端與車輛之間應用層信息交互的一致性。

4 結束語

目前車聯網產業發展進入快車道，自動駕駛出租車應用持續升溫。5G 網絡的規模化建設給自動駕駛出租車與平臺之間提供了高可靠、低時延的通信鏈路，遠程遙控駕駛的應用將為用戶帶來安全、便利和高效的服務體驗，同時降低企業的運營成本。下一步，自動駕駛出租車遠程遙控駕駛的應用推廣需要跨行業的通力合作，保證自動駕駛遠程遙控的連接穩定性和業務安全性、跨車型跨平臺跨企業之間的互聯互通和互相信任、跨區域服務的一致性。一方面，加強5G 等關鍵技術以及安全冗余保障方案的研究工作，推動在自動駕駛出租遠程遙控駕駛上的應用；另一方面，加快推進自動駕駛出租遠程遙控的標準制定工作，規范“車-路-云”之間的接口協議、系統性能等要求，建立覆蓋系統功能、性能、互聯互通、安全等方面的評估體系，便于應用推廣時有據可依。