研究周报 | 世行规划未来交通,无人驾驶何时实现?

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世界银行全球出行报告(GLOBAL MOBILITY REPORT),是第一个尝试量化全球范围内交通部门表现以及交通对可持续发展贡献的报告,该报告每两年更新一次,目标是建立一个全球性的基础交通追踪框架,并基于联合国统计署列出的可持续发展目标,为机构提供决策和政策制定的信息。

最新出版的《2017年全球出行报告》中出现了交通与联合国可持续发展目标(SDG)直接相关的条目:到2030年,为所有人提供安全、廉价、可持续的交通系统,提高道路安全,拓展公共交通,关注弱势群体、女性、孩子、残疾人和老人。到2020年,减半全球道路交通安全事故导致的死伤事件。并提供高品质、可靠、可持续、弹性的基础设施,包括区域性和跨界的基础设施来支持发展,关注为所有人创造廉价、公平的出行条件。

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图:世界银行2017年全球出行报告

可见,《2017年全球出行报告》分享了未来交通模式的美好愿景——高效、安全、绿色。要想达成这一目标,无人驾驶技术目前看来已经成为创建更安全、更智能交通系统的重要载体。其实,无人驾驶技术发展的初衷就是,将人工智能应用于交通领域以避免因车祸导致的每年数万人的丧生。那么,无人驾驶究竟何时可以实现?是否能与世界银行《2017年全球出行报告》指出的时间节点对接?

按照国际通用的SAE(国际自动机工程师学会)分级标准,自动驾驶技术分为从驾驶支援到完全自动驾驶的5个发展阶段。人们通常所说的“无人驾驶”其实是指自动驾驶技术的最高阶段(即Level 5 完全自动化,在所有人类驾驶者可以应付的道路和环境条件下,均可以由自动驾驶系统自主完成所有的驾驶操作),排在Level 5前面的还有4个阶段:Level 1 驾驶支援(通过驾驶环境对方向盘和加减速中的一项操作提供驾驶支持,其他的驾驶动作都由人类驾驶员进行操作);Level 2 部分自动化(通过驾驶环境对方向盘和加减速中的多项操作提供驾驶支持,其他的驾驶动作都由人类驾驶员进行操作);Level 3 有条件自动化(由自动驾驶系统完成所有的驾驶操作。根据系统要求,人类驾驶者提供适应的应答);Level 4 高度自动化(由自动驾驶系统完成所有的驾驶操作。根据系统要求,人类驾驶者不一定需要对所有的系统请求作出应答,限定道路和环境条件等)。

一、Level 2级(部分自动化)车辆已小规模入市

当前,Level 2功能已经通过高速公路自动巡航系统的方式存在于现有车辆中,高速公路自动巡航系统指汽车在高速公路行驶的路况下实现了速度和行驶控制,但是仍需驾驶员实时注意。具备这种能力的车辆有特斯拉Model S和Model X、宝马7系列、奔驰S-Clasee、英菲尼迪Q50和沃尔沃XC90(XC90系统仅支持在低于50km/h速度下工作)。这些品牌车辆的性能及适用场合有所不同,目前看来,特斯拉高速巡航系统的表现性能最佳。

表:自动驾驶汽车SAE level 2各地区销量(2015–2030)

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资料来源:Berg Insight

就像ADAS系统的性能一样,Level 2级的能力将会在未来数年内显著提升。许多车商已经计划在多种驾驶条件和车型中增加半自动功能。沃尔沃S90和V90、奔驰E-Class等车型都在2017年增配具有Level 2级能力的高速巡航系统。到2020年,豪华车将基本覆盖Level 2功能,届时,基础车型和中级车也开始部分实现Level 2功能。

Level 2级车辆2016年新注册数量达到30.4万辆。到2020年,将有17%的新车具有Level 2能力,Level 2级车辆的全球销量当年将达到180万辆。至2030年,预计将有4300万辆Level 2级车被销售,同年,全球Level 2级车的在用数量将达到1.77亿辆。

在2024年以前,北美仍为Level 2车辆的第一大销售地区,这一现象自2024年开始转变,亚太地区将取而代之,成为Level 2车辆的最大销售区域。

二、Level 3级(有条件自动化)车辆将于2020年初步销售

Level 2和Level 3级别中存在一个重要的过渡。Level 3是迈向自主驾驶的第一步,而Level 2仅提供辅助驾驶功能。在Level 3中,司机的视线可以短暂离开道路。然而,目前几乎所有地区均禁止司机停止驾驶意识,所以真正实现Level 3的前提是需要制定新的道路交通相关法规,规律法规是Level 3能否被市场接受的重要因素。

Level 3最有可能通过技术演进和增强ADAS功能的手段实现。到2018至2019年,一些汽车制造商将在ADAS中增加足够的功能,用以确保部分车辆达到Level 3水平。最初的Level 3应用应该是通过增加交通拥堵辅助功能或停车辅助功能的形式引入,接着将引入高速公路自动驾驶功能。所谓高速公路自动驾驶功能,是指在典型高速公路路况下实现自主驾驶,但是出现退出高速公路或遇到十字路口等状况时,仍需司机确认并恢复驾驶责任。

全球范围内,Level 3级车辆预计将于2020年初步销售,当年销售量约20万辆(其中北美地区19万辆),并在之后十年内以55%的年复合增长率快速增加。2025年,全球Level 3级车辆销量将接进300万部。2027年左右,由于Level 4级车辆的大量上市,Level 3级车辆的销量将受到明显影响。2030年当年,预计约有1600万辆Level 3级车被销售,同年,全球Level 3级车辆的在用数量将达到5700万辆。

从销售区域来看,亚太地区将于2030年取代北美地区,成为Level 3级车辆的最大销售市场。

表3:自动驾驶汽车SAE level 3各地区销量(2015–2030)

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资料来源:Berg Insight

三、Level 4级(高度自动化)车辆预计2025年于特定城市推广

Level 4级指在特定模式下具备完全无人驾驶的能力,Level 4级与Level 3级的主要区别在于遇到突发状况时不需要依赖司机。应该指出的是,Level 4级是一个非常广泛的范畴,包括如全自动公路驾驶、完全自主的停车辅助系统等最初功能,以及在除恶劣天气条件或其他特殊情况下实现完全自主驾驶的更先进功能。

具备Level 4水平的车辆将于2022年开始出现。初始化应用可能为高速无人驾驶模式,除了不需要人工介入以外,基本于Level 3级特征相似。之后,高速无人驾驶模式将延伸到一些干线公路。当然,Level 4级车辆上路的前提,也是首先要得到当地法规允许。

在2022年时,有一些特定的区域(如市区、公司园区或大学校园等)将会出现低速运行的无人驾驶短泊车,用于接送乘客。这些无人驾驶短泊车将没有司机(不同于谷歌的原型车)。然而,由于限制在特定场地运行,这种车型的数量不会太多。直到2025-2030年期间,第一代城市级Level 4无人驾驶车才有可能在一些特定城市推广,届时,也正是通过革命性创兴路径生产的汽车的销量,赶上通过传统技术演进路径生产汽车销量的时刻。谷歌的城市Level 4级无人驾驶技术很可能会继续保持领先,并在市场上占有重要份额。

表4:自动驾驶汽车SAE level 4各地区销量(2015–2030)

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资料来源:Berg Insight

Level 4级车的推出,预计不会遵循Level 3级车普及的规律而受豪华车型的约束,因为第一代Level 4级车辆很可能本身就是豪华车。在2022年,预计Level 4级车辆的销售量仅为1万辆。然而,销售量将以130%的复合增长率快速增长,2030年达到约780万个新注册量。同年,全球具备Level 4级能力的汽车预计将共计达到1340万辆。

四、Level 5级(完全自动化)车辆很难在2030之前出现

Level 5是自动驾驶汽车的最高级别。这意味着,汽车将能够在所有环境条件下实现无人驾驶。Level 5汽车将必须能够处理所有的情况,这是非常具有挑战性的。最有可能的是,Level 5级车将通过不断完善Level 4级车的途径实现,直到它们达到足够的可靠性。具备Level 5级能力的汽车不可能在2030之前出现,而且将会晚很多。

五、小结

目前自动驾驶汽车市场仍然处于萌芽期,部分细分市场甚至尚处于空白阶段,蕴藏着巨大的发展潜力。到2020年,通过传统的技术演进路径发展而成的Level 3有条件自动化级车辆将出现在市面上。经过进一步更新系统,第一批Level 4高度自动化级车辆将于2022年上市。同时,还存在另一种革命性创新路径,使得智能驾驶汽车跳过Level 3级、进而直接达到Level 4级。到《2017年全球出行报告》提到的2030年,全球具备Level 3和Level 4级自动驾驶能力的车辆销量共计将超过2400万辆,同年,两类车的在用数量将预计达到7000万辆,成为未来交通的理想出行工具之一,届时,北美和亚太将为全球最大应用市场。

可见,自动驾驶汽车离我们的生活越来越近了,如何将这项新技术与我们生活的世界相融合,撇开技术因素不谈,还有道路基础设施、事故责任认定、社会伦理等阻碍有待克服。

参考文献:

[1]berginsight.The Future of Autonomous Cars.M2M Research Series2016;

[2]Sustainable Mobility for All.GLOBAL MOBILITY REPORT 2017.

来源:第一电动网

作者:大道易行

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