谨慎审视“网联汽车”与“自动驾驶汽车”技术概念的区别与意义

冠洋

近两年来，随着汽车工业和通信技术的发展，车辆的自动化功能和通信技术得到了快速提升，甚至有迹象表明网络公司开始造车。这就导致了两个非常重要的英文概念的出现，一个是“Connected vehicle”(缩写为CV，在国内广泛翻译为网联汽车)，另一个是“Automated vehicle”(缩写为AV，在国内翻译为自动驾驶汽车或无人驾驶汽车)。这两个全新的技术概念目前在国内被企业和媒体使用，但背后的意义和外延却鲜有人提及。甚至很多地方已经批准在开放道路上进行自动驾驶测试，但仍然不知道在路网上需要哪些技术元素来配合这些测试。

根据ASSHTO和NCHRP的文献，CV和AV是两个专有名词组，具有不同的技术含义。如果在使用时不注意技术上的差异，很容易因为汉字的丰富内涵而导致技术边界的模糊，甚至将舆论和研究工作引入歧途。比如很多人会把重点放在5G通信和北斗卫星定位系统，甚至无人驾驶上，幻想这些技术在未来的某一天会让机器人来接你上班，却完全忽略了这两项技术演进中每一个非常扎实的技术进步。

根据美国国家公路合作研究计划(NCHRP)的文件，“网联汽车(Networked car)是在网络中研究开发能够实现汽车(V2V)、汽车与基础设施(V2I)、汽车与出行者(V2X)之间安全交互的无线通信的技术。这些技术的研发是为了减少交通事故，为交通系统提供评估运行水平的数据，并持续为出行者提供道路交通系统运行状态的准确信息，从而减少不必要的停顿、延误和排放。”

这种网络连接实际上指的是一个信息处理系统。一方面是车载信息采集系统(机器视觉识别、无线和光信号等。);另一方面是道路上的各种信息，包括路面、标志标线、车辆、非机动车(大型行人)和行人等。这种网络连接环境应该可以帮助人类处理这些信息，以支持驾驶任务的完成。所以从车的角度来说，叫互联车辆，也就是网联汽车；从道路的角度来说，叫做互联道路，也就是网络化的道路，就是让道路基础设施更好的支持汽车的出行，比如优化标志标线的显示质量，提高机器视觉的效率。

自动驾驶技术是指利用车辆的自动功能来完成关键的安全识别和驾驶任务，并检测路况。其主要技术途径是机器视觉、雷达、激光和无线电信号。虽然交通状况自动识别、自动控制、指示和导航等技术将逐步完善，但业内人士认为，随着这种车辆技术的发展，路网的规划、设计和运营特征将发生明显改变。

美国国家公路合作研究计划（NCHRP）的文件指出，“网联汽车与自动驾驶汽车在本质上是完全不同的技术。尽管它们对交通运输部门提出的挑战有些是相同的，但这两种技术在研究发展的过程中，即使针对同一挑战，也可能会由于企业的选择出现趋同或者分歧。有些人相信，一辆完全自动驾驶的汽车并不需要与其他道路元素有沟通，而另一些人则认为车路之间的技术沟通是相互伴生的需要。”根据美国国家公路合作研究计划(NCHRP)，“网联汽车和自动驾驶汽车是根本不同的技术。虽然它们对交通部门提出了一些相同的挑战，但在研发过程中，由于企业的选择，这两种技术可能会趋同或趋异，即使它们旨在应对相同的挑战。一些人认为完全自动驾驶的汽车不需要与其他道路元素进行通信，而另一些人则认为汽车与道路之间的技术通信是一种伴随需求。”

汽车的感觉器官越来越发达，各种驾驶辅助系统在提高人的感知能力。图1所列的自适应巡航、紧急制动、行人预警、防撞、泊车辅助、车身图像采集、盲点检测、车道偏离预警、标志识别等功能相继实现。随着自动驾驶技术的不断升级，这些技术会越来越好，但也会遇到一个问题——一旦需求得到满足，人如何顺利接管，人如何在路上操作车辆正确行驶？

为什么要准确区分这些技术？因为这些技术将深刻影响交通的方方面面，尤其是路网的基础设施建设，如果不考虑投资，尤其是基础设施资金的使用效率，这些新技术的出现会造成巨大的浪费。在这方面，我们先来看看作为网联汽车和自动驾驶汽车主要推动者之一的美国在关注哪些领域。

2014年底，美国交通部联合私人组织启动了一项关于网联汽车和自动驾驶汽车的研究项目，项目编号为NCHRP Project 20-102(美国国家公路合作研究计划)，研究经费为650万美元。其主要任务清单包括以下内容:

1.网联汽车和自动驾驶汽车系统纳入市场决策后对社会政策和规划的影响。

2.网约车和自动驾驶汽车技术在公共交通运营领域的法律政策影响

3.卡车货运使用联网汽车和自动驾驶汽车技术的挑战

4.美国国家公路合作研究计划20-102号研究项目的通信战略计划

5.机器视觉的道路标记

6.自动驾驶对车辆法的影响

7.网络汽车和自动驾驶汽车的专用或优先车道

8.网约车和自动驾驶汽车对当地交通规划和模式影响的更新。

9.网约车和自动驾驶汽车技术对国家和地方交通机构网络安全的影响。

10.按需移动和自动驾驶系统:公共部门的评估框架

11.构建网联汽车的基础设施，以支持自动驾驶汽车的各种商业模式。

12.网联汽车和自动驾驶汽车所需的规划数据和采集技术的应用。

13.网联汽车和自动驾驶汽车运行应用程序所需的数据管理策略

14.联网汽车和自动驾驶汽车对公路基础设施的影响

15.准备网络连接和自动驾驶汽车，以应对交通事件管理。

16.面向网联汽车数据应用的开源应用开发门户(OSADP)实施指南(开源应用开发门户)【注:美国交通部为开发网联汽车原型应用提供了大量资金。现在在开源应用开发门户(OSADP)上，有各种原型数据可供公众访问]

17.自动驾驶汽车运行和碰撞事故分析所需的最低安全数据

18.美国国家公路运输官员协会更新了网联汽车和自动驾驶汽车的研究路线图。

19.国家和地方机构的劳动力能力战略

20.为改善自动驾驶汽车的运行而进行的基础设施改造

21.高度自动化的车辆驾驶和共享出行对出行者行为的潜在影响。

22.网络和自动驾驶汽车以及共享出行的基础设施助推器——短期和中期

单从这个研究项目就可以感受到，美国交通部对于网联汽车和自动驾驶汽车的研究、部署和实施，是经过了慎重、认真的考虑的。从科研、应用、社会、法律、基建、人文、劳工等方面做好前期准备。从这份研究任务清单也可以看出，网联汽车离网络和车辆技术还很远，但需要大量的配合，尤其是基础设施。针对这些任务，本文只举一个例子，即道路标线。

按照目前国际汽车厂家的预测，到2023年，全球71%的新车将安装LDW（Lane Departure Warning），也就是车道偏离警告系统，事实上，2019年，已经有约39%的新车安装了这个系统。其技术原理就是，通过车载的机器视觉系统读取车道标线，一旦发现车辆有偏离行车道的现象就会发出警报，提醒驾驶人。如果标线的显示质量无法被车载视觉系统识别，这个功能就等于浪费了。根据目前国际汽车厂商的预测，到2023年，全球71%的新车将配备LDW(车道偏离预警)，即车道偏离预警系统。事实上，在2019年，约39%的新车已经配备了该系统。技术原理是车载机器视觉系统读取车道标线，一旦车辆偏离车道就会报警提醒驾驶员。如果车辆视觉系统不能识别标记线的显示质量，此功能将被浪费。

为什幺保持车道的技术系统会被汽车厂家首先研发呢？研究显示，有49%的致命事故和73%的与天气有关的碰撞事故都与偏离正常行驶的车道有关。而道路标线增加亮度（即可视性）可以减少28.3%的事故，使用雨夜反光标线可以减少25%的事故。为什么保持车道的技术系统首先是汽车厂商开发的？研究表明，49%的致命事故和73%的与天气有关的碰撞都与偏离正常车道有关。但是，增加道路标线的亮度(能见度)可以减少28.3%的事故，在雨夜使用反光标线可以减少25%的事故。

从以上观点可以发现，网联汽车和自动挡汽车的驾驶环境测试，其实是一个完善而彻底的系统工程。如果一个城市提出，他们为自动驾驶搭建了开放道路的测试环境，但是道路基础设施没有针对性的改善，甚至没有考虑到夜间和雨夜的标线识别问题，也就是说，连目前近40%新车安装的车道偏离预警系统都无法使用。这样的创新热情和科研理想与现实的技术环境和在可预见的未来即将面世的车辆自动安全技术之间的距离有多大？