饅頭老妖,南京大學(xué)化學(xué)博士、西華大學(xué)生物工程學(xué)院講師?!兑曈X之旅:化學(xué)世界的分子奧秘(彩色典藏版)》《地球簡史》等圖書譯者、吳大猷科學(xué)普及著作獎(jiǎng)獲得者(譯著類),撰寫過大量科普文章,熱衷于寫偵探小說。
現(xiàn)如今,無人駕駛汽車技術(shù)已經(jīng)成了各大汽車廠商的研究熱點(diǎn)。而在所有的無人駕駛車輛中,無人駕駛城市公交車是一個(gè)很有前途的方向。因?yàn)楣卉嚨穆肪€相對(duì)固定,車速也比在高速公路上慢,技術(shù)要求相對(duì)較簡單;同時(shí)它們整天都在路上跑,車輛利用率很高;在抗擊疫情期間,無人駕駛車輛在隔離區(qū)域的物資運(yùn)輸方面,更是發(fā)揮了獨(dú)特的作用。實(shí)際上,我國很多地方都已有推行無人駕駛公交車線路:2021年五一假期,蘇州市首批無人駕駛的公交車投入運(yùn)行;6月,廣州市也推出了首批無人駕駛公交線路??雌饋?,無人駕駛公交車的發(fā)展勢頭正勁,但事實(shí)上真的如此嗎?
事故頻發(fā),安全如何保障?
無人駕駛公交車的發(fā)展看似紅火,但目前,它在全國運(yùn)營的所有公交車中,所占的比例微乎其微。
最大的障礙,依然是那個(gè)老生常談的問題:交通安全。
汽車事故本就是一個(gè)無法忽視的問題,無人駕駛公交車的安全性能更是一個(gè)最根本也最不容商量的指標(biāo)。而且公交車的體積比轎車更大,載客量也比轎車更多,一旦無人駕駛公交車出現(xiàn)事故,后果不堪設(shè)想。因此,要想發(fā)展無人駕駛汽車,特別是無人駕駛公交車,就必須提高它的安全性,至少要提高到和目前的有人駕駛汽車相當(dāng)?shù)某潭取?/p>
但目前,無人駕駛汽車技術(shù)并不能達(dá)到這樣的水平。近年來,無人駕駛汽車造成的交通事故并不少見。比如,今年6月,我國臺(tái)灣省嘉義縣,一輛貨柜車翻倒在公路上,而另一輛使用了輔助駕駛技術(shù)的汽車,卻對(duì)其熟視無睹,直接撞進(jìn)了巨大的貨柜之中。再比如,今年8月,一名“90后”企業(yè)家駕駛蔚來ES8汽車在沈海高速發(fā)生交通事故,不幸逝世,而發(fā)生事故時(shí)汽車就正在啟用自動(dòng)駕駛功能。
事故的具體原因,眾說紛紜。但這一個(gè)又一個(gè)的事故表明,無論是激光雷達(dá)方案還是攝像頭識(shí)別方案,目前的無人駕駛汽車技術(shù),都沒有達(dá)到駕駛員能“放手不管”的程度。
路況復(fù)雜,信息如何獲???
那么,如何才能讓無人駕駛技術(shù)的安全性更有保障呢?一種比較主流的觀點(diǎn)是:無人駕駛,不僅僅需要“車”上的技術(shù)進(jìn)步,還需要讓它和“路”之間彼此配合。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來解決安全問題,甚至可以實(shí)現(xiàn)比人類駕駛更安全、更暢通、更綠色的智能交通。
具體而言,要想保證高質(zhì)量、高可靠性的交通,除了車輛本身的電子、機(jī)械部分不能出故障之外,還需要有效的信息。所謂“知己知彼,百戰(zhàn)不殆”,對(duì)于無人駕駛汽車而言,能夠獲得的有效信息越多,做出的決策就越準(zhǔn)確。
比如,在下一頁圖中的假設(shè)環(huán)境下,無人駕駛公交車跟在卡車的后面,那么,無論它裝的是激光還是毫米波雷達(dá)、攝像頭,它的“視野”都會(huì)被卡車遮擋住很大一部分。此刻,恰好要通過路口的出租車、過馬路的行人乙、騎自行車的丙,都是無法被公交車“感知”到的。更別提正在玩手機(jī)而之后可能闖紅燈過馬路的行人甲,他極可能在卡車通過之后,才進(jìn)入公交車的視野范圍,所面臨的危險(xiǎn)就更大了。
要解決這個(gè)問題,就需要更多的感知手段,并把數(shù)據(jù)綜合利用起來。如果路口的監(jiān)控?cái)z像頭能發(fā)現(xiàn)行人甲、乙和騎自行車的丙,并智能地判斷出下一步的行進(jìn)方向,發(fā)送給公交車,這樣公交車的無人駕駛系統(tǒng)就能及時(shí)做出判斷;同樣,如果出租車能和公交車能共享各自的位置、速度等信息,那么二者發(fā)生碰撞的概率就大幅降低了。
如果具備了這樣的感知能力,無人駕駛公交車的安全性將會(huì)大大提高,甚至?xí)扔兴緳C(jī)駕駛時(shí)更安全。同樣,它還能自動(dòng)地判斷車流的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài),如果再同步調(diào)整路口放行時(shí)間,并采取控制車速等措施,就能盡可能地減少堵車的發(fā)生,節(jié)約所有車輛的時(shí)間,降低能耗,真正實(shí)現(xiàn)智慧交通、綠色交通。
問題多多,5G加持改善
不過,這種智慧交通有一個(gè)非常關(guān)鍵的前提:路況檢測系統(tǒng)要能夠把這么多信息迅速地匯集在一起并做出決策,再將決策及時(shí)地反饋給路面上的各個(gè)車輛。這個(gè)前提需要非常高的時(shí)效性,對(duì)于行駛中的車輛來說,一秒鐘就能移動(dòng)15—20米,數(shù)據(jù)傳輸只要稍有遲緩,哪怕延遲10秒鐘,交通態(tài)勢就會(huì)完全改變。如果此時(shí)再按照10秒前的道路情況行駛,無異于刻舟求劍。
同時(shí),計(jì)算能力也是一大問題。路況檢測系統(tǒng)要對(duì)收集的信息加以分析、判斷,再通過人工智能系統(tǒng)做出最優(yōu)決策,這需要巨大的運(yùn)算工作量(也稱算力)。這個(gè)任務(wù)如果交給每臺(tái)車輛上的車載電腦是不現(xiàn)實(shí)的,其功耗也會(huì)非常大。
不僅如此,在傳輸時(shí)還要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕坏?shù)據(jù)被攔截,就會(huì)造成可怕的后果。比如,在《速度與激情8》中,黑客通過攔截智能汽車的數(shù)據(jù),就能操控上千輛無人駕駛汽車對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攔截、追殺。
要解決以上問題,答案只有一個(gè):5G通信技術(shù)。
5G通信技術(shù)的發(fā)展能將萬物串聯(lián),加快物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來:把所有的道路傳感器、監(jiān)控?cái)z像頭、車載雷達(dá)和速度傳感器連成一張看不見的道路交通信息網(wǎng)絡(luò),再將所有信息上傳到“云服務(wù)器”,由服務(wù)器計(jì)算后得出決策建議,最后分發(fā)給各臺(tái)車輛執(zhí)行。
同時(shí)5G技術(shù)的傳輸速率和安全性,能夠很好地滿足人、車、路、服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸要求,完全可以充當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。有了5G技術(shù)的加持,希望在不久的未來,更多的無人駕駛公交車能夠安全地開到我們身邊。