专题 新质生产力赋能交通运输高质量发展

自动驾驶商业化实践与出行服务关键技术功能

  • 吴琼 ,
  • 董升伟 , * ,
  • 宋德王 ,
  • 陈晨
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  • 北京百度网讯科技有限公司,北京 100193
* 董升伟(1988—),男,山西阳泉人,硕士,工程师,研究方向为城市交通规划与管理。E-mail:

吴琼(1977—),女,北京人,硕士,研究员,研究方向车路协同与自动驾驶道路测试。E-mail:

收稿日期: 2024-04-07

  网络出版日期: 2024-06-24

Commercial Practice of Autonomous Driving and Key Technical Functions of Autonomous Driving Travel Services

  • WU Qiong ,
  • DONG Shengwei , * ,
  • SONG Dewang ,
  • CHEN Chen
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  • Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co., Ltd., Beijing 100193, China

Received date: 2024-04-07

  Online published: 2024-06-24

摘要

当前,自动驾驶技术不断成熟,无人驾驶作为未来共享出行、智能出行的趋势,商业化进程正进一步加速,但目前国内对无人驾驶商业运营仍保持审慎态度,其商业化进展不及预期。鉴于此,为推进我国无人驾驶出行行业快速发展,首先,系统梳理了国内外自动驾驶的商业化进展与实践,总结我国在相关政策法规、实践应用等方面取得的成果;其次,从自动驾驶系统、用户服务系统、运行管理系统维度探究无人驾驶提供出行服务需满足的关键技术功能;最后,依据目前无人驾驶出行服务行业发展形势,从出台关键政策法规、拓展服务区域、扩大车辆投放规模、提升民众对自动驾驶出行的认知度和接受度等方面给出发展建议。

本文引用格式

吴琼 , 董升伟 , 宋德王 , 陈晨 . 自动驾驶商业化实践与出行服务关键技术功能[J]. 交通运输研究, 2024 , 10(2) : 66 -72 . DOI: 10.16503/j.cnki.2095-9931.2024.02.008

Abstract

Currently, autonomous driving technology is constantly maturing, and as the trend of shared and intelligent travel in the future, the commercial process of autonomous driving is further accelerating. However, the domestic market still maintains a cautious attitude to the commercial operation of autonomous driving, and its commercial progress is slower than expected. In view of this, in order to promote the fast development of autonomous driving travel service industry, firstly, the paper sorted out the commercial progress and practice of autonomous driving at home and abroad systematically, and summarized the achievements on policies, regulations, and practical applications in China. Secondly, the paper explored the key technical functions that autonomous driving needs to meet in providing travel services from the dimensions of autonomous driving system, user service system, and operation management system.Finally, according to the current development situation of the autonomous driving travel service industry, the paper provided developement suggestions from aspects of issuing key policies and regulations, expanding service areas, increasing the number of autonomous driving vehicles, and strengthening public awareness and acceptance of autonomous driving travel.

0 引言

近年来,随着人工智能、5G通信、大数据等新技术快速发展,自动驾驶技术在交通运输领域加快应用,全球自动驾驶测试示范加速,并逐渐迈向商业化应用。2024年以来,Waymo、Tesla等公司通过扩展应用区域面积、延长运营时段、丰富测试场景、扩大车辆投放规模等方式,使无人驾驶商业化应用持续提速;我国在武汉、北京、上海、广州、深圳等城市也积极推动开展城市客运无人驾驶商业化示范应用,并不断取得突破。随着相关技术的不断成熟,自动驾驶已成为新质生产力的典型代表、数字经济的重要组成部分、汽车产业发展的重要方向、交通运输行业转型升级的重要途径之一[1]。2023年11月,交通运输部发布《自动驾驶汽车运输安全服务指南(试行)》[2],为自动驾驶车辆提供运输服务明确方向;2024年1月,工业和信息化部、公安部、自然资源部、住房和城乡建设部、交通运输部联合发布《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作的通知》(工信部联通装〔2023〕268号)[3],为高级别自动驾驶规模化、商业化应用提供有力支撑。
综上,城市客运自动驾驶已进入示范应用阶段并开始探索商业化运营路径[4]。然而,目前国内对无人驾驶商业运营仍保持审慎态度,在各城市自动驾驶无人化、商业化深入发展过程中,限定区域内试点投放的模式已无法满足测试场景进一步拓展的需求,自动驾驶企业对于打通无人驾驶商业模式闭环的诉求日趋强烈;此外,各企业针对无人驾驶出行服务实现的技术功能也不尽相同。鉴于此,本文将对比分析国内外无人驾驶商业化运营服务的进展,总结目前自动驾驶商业化进程取得的成果,并系统梳理无人驾驶出行服务的关键技术功能,基于城市客运无人驾驶出行服务发展形势及存在的问题提出对策建议,以期推动行业快速发展。

1 国内外自动驾驶商业化进程与实践

1.1 国际自动驾驶商业化进程与实践

近年来,各国政府进一步明确自动驾驶政策导向,自动驾驶已由道路测试阶段逐步向商业化推进。其中以美国为主,韩国、德国等其他国家也逐步开启小规模商业化试点。
美国自动驾驶技术研发和政策制定起步相对较早,主要由政府主导。2013年美国高速公路安全管理局颁布了首个关于自动驾驶分级的政策《自动驾驶汽车政策》,提出各州的自动驾驶测试落地建议。此后,为进一步明确自动驾驶应用规范,2016年美国政府颁布自动驾驶方面的首份准则文件《自动驾驶汽车准则1.0》(AV1.0),并首次将自动驾驶安全监管纳入联邦法律框架[5]。在此基础上,美国政府保持每年更新一版的频率,AV2.0至AV4.0逐步从自动驾驶技术的测试发布、多种交通系统的安全融合、安全监管体系的简化统一等层面对美国自动驾驶政策加以完善,从政府层面努力提升美国民众对智能网联汽车的信任度[6]
商业化实践落地方面,美国无人驾驶商业化进程显著提速,范围大幅扩展。2020年10月起,美国加州公共事业委员会(California Public Utilities Commission, CPUC)允许企业在获得加州机动车辆管理局(California Department of Motor Vehicles, California DMV)许可的条件下,提交乘客安全预案,申请运营收费,并陆续批准通用Cruise和谷歌Waymo在旧金山、凤凰城限定区域内提供全天候无人驾驶商业化服务,旧金山成为美国第一个实现无人驾驶商业化收费的城市。进入2024年,美国自动驾驶无人化、商业化进程再次提速,3月1日,CPUC正式批准Waymo将无人驾驶商业化服务扩展至洛杉矶、旧金山半岛的城市核心区域,允许在车内没有安全员的情况下提供7×24小时收费服务,后续计划在德州奥斯汀提供无人驾驶出行服务;4月6日,特斯拉宣布计划在2024年8月推出Robotaxi,向车主推送了完全自动驾驶系统(Full Self-Driving, FSD),并计划在特斯拉应用程序中集成网约车功能。
德国依托整车企业的技术优势,较早开展自动驾驶的政策法规制定。2021年5月,德国通过了《自动驾驶法》草案,在法规制度层面为 L4 级智能网联汽车实现常规道路运营提供了合法性基础[7]。2022年5月,德国又通过了《自动驾驶车辆批准和运营条例》,对自动驾驶车辆运行许可证的申请、审查、市场监督及数据处理规则等作出规定。德国在推进自动驾驶无人化、商业化进程中采取审慎选择区域或所覆盖人群和场景的方式,2023年由Mobileye主导在慕尼黑和达姆施塔特两个区域开展车内有主驾安全员的小规模试点商业化服务。
韩国2022年9月出台《第三期汽车政策基本规划案》,提出2024年完成L4级自动驾驶的配套保障制度,2025年全国各市、各道指定1处以上自动驾驶试点区域,2027年实现自动驾驶汽车的商业落地。实践应用方面,截至目前韩国仍处于小规模商业化试验阶段,2024年初将首尔清溪川地区纳入无人驾驶商业化试点区域。

1.2 国内自动驾驶商业化进程与实践

近年来,无人驾驶出行服务作为智能网联汽车创新应用的典型代表,备受政府、产业链相关企业和社会公众的关注,国家各部委多措并举推进自动驾驶行业发展,自动驾驶配套政策与标准体系不断完善。2021年,工业和信息化部、公安部、交通运输部联合出台《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行)》[8],从国家层面明确了智能网联汽车自动驾驶功能测试活动、示范应用的要求。2023年,工业和信息化部、公安部、住房和城乡建设部、交通运输部联合发布《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》(工信部联通装〔2023〕217号)[9],推动 L3以上级别自动驾驶商业化落地;交通运输部发布《自动驾驶汽车运输安全服务指南(试行)》[2],为自动驾驶车辆提供运输服务明确方向。2024年1月,工业和信息化部、公安部、自然资源部、住房和城乡建设部、交通运输部联合发布《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作的通知》(工信部联通装〔2023〕268号)[3],为高级别自动驾驶规模化、商业化应用提供有力支撑。
随着我国智能网联汽车在道路测试方面的政策法规逐渐完善,相关配套标准陆续制定,国内自动驾驶无人化、商业化进程加速推进。截至2024年4月,全国已有27个城市支持自动驾驶商业试点,21个城市支持无人驾驶试点[10],其中武汉、北京、深圳、重庆4城允许“车内无人”自动驾驶商业化试点服务,同时武汉、北京、深圳、上海、杭州、广州等地陆续出台扩大测试范围、开通机场/高铁站等接驳场景、延长至7×24小时商业试点等政策,自动驾驶技术在落地过程中不断成熟,安全性和强泛化能力得到提升。我国部分城市推动自动驾驶发展政策及落地实践如表1所示。
表1 我国部分城市推动自动驾驶发展政策、实践及效果
城市 政策及实践 实施时间 取得的效果及突破
武汉 按批次持续发布智能网联
汽车测试道路
最新批次路网公示时间2023年12月 武汉累计开放测试道路里程已突破3 378.7 km(单向里程),覆盖武汉12个行政区,辐射面积约3 000 km2,覆盖人口超770万
开通自动驾驶机场接驳
出行服务
2023年8月 百度萝卜快跑国内首次实现城市市区到机场的自动驾驶出行接驳服务,也是国内自动驾驶首次贯通高速公路和城市道路
支持并实现智能网联汽车
横跨长江贯通示范运行
2024年2月 百度萝卜快跑率先跨越杨泗港长江大桥和武汉白沙洲大桥,实现无人驾驶从江北区域与江南区域联通
支持自动驾驶7×24小时
商业化试点
2024年3月 百度萝卜快跑在武汉江北部分区域的自动驾驶出行服务时间拓展至7×24小时,提供日夜不间断的自动驾驶出行服务
北京 允许开展无人驾驶
商业化试点服务
2023年7月 百度萝卜快跑、小马智行被允许在政策先行区范围内开展无人驾驶商业化示范应用服务
持续推动路网、场景开放 2024年1月 启动高级别自动驾驶示范区建设4.0阶段任务,逐步推动机场、火车站等重点应用场景有序开放
支持高速公路自动驾驶载人示范
应用,开通机场接驳试点服务
2024年2月 百度萝卜快跑、小马智行等启动亦庄经开区至大兴机场的自动驾驶载人示范应用,也是北京首次面向公众开放高速公路自动驾驶
深圳 允许开展无人驾驶商业化
服务
2023年6月 2023年6月,百度萝卜快跑、安途智行在深圳坪山区获准开展无人驾驶商业化试点出行服务
2024年2月,深圳宝安区发布《深圳市宝安区智能网联汽车商业化试点管理办法》,百度萝卜快跑、小马智行、安途智行首批获准开展无人驾驶商业化试点出行服务;宝安区总开放道路超200 km,打通了宝安中心区、国际会展中心、深圳宝安国际机场
上海 允许开展无人驾驶道路测试 2023年7月 百度萝卜快跑、安途智行、小马智行获得浦东新区无驾驶人智能网联汽车道路测试许可
杭州 开通自动驾驶高铁站接驳出行
服务、机场接驳出行服务
2024年1月 2024年1月,安途智行开通了全国首条中心城区智能网联汽车高铁站示范运行线“市民中心—杭州东站”,“市民中心—萧山机场”线同步开通
全市域城区全部开放用于
智能网联汽车测试与应用
2024年4月 2024年4月,杭州发布《杭州市智能网联车辆测试与应用促进条例》,杭州将于2024年5月1日起,开放全市八城区和桐庐城区等共计3 474 km2作为智能网联汽车测试应用区域

2 无人驾驶出行服务关键技术功能

交通运输行业正在积极转型,以实现“新四化”(电动化、网联化、智能化、共享化)和“双碳”(碳达峰碳中和)等目标[11]。不断增长的居民出行需求,需要更可持续化、个性化和品质化的服务。无人驾驶出行已成为未来共享出行、智能化出行的新趋势,但目前各企业针对无人驾驶出行服务实现的技术功能不尽相同,无人驾驶出行服务的各类技术及功能研究亟待进一步完善。为此,本节将梳理行业内常见的无人驾驶出行服务的特征与场景,尝试探究无人驾驶出行服务关键技术功能。

2.1 无人驾驶出行服务技术功能设计原则

1)安全第一原则:无人驾驶出行服务应当严格遵守安全第一原则,首先保障乘客、各类交通参与者的生命安全。
2)以用户为中心原则:由于车内没有司机直接参与出行服务,在无人驾驶车辆技术设计过程中应关注用户服务流程便捷化、清晰化、互动化,服务流程要简单易行,从用户准备出行的呼叫车辆阶段,到后续的候车阶段和乘车阶段,以及到达目的地后的下车阶段,都需增强用户体验[12]
3)网络与数据安全原则:无人驾驶出行服务中涉及的各类系统、车辆、调度平台有必要建立健全网络安全防攻击能力,避免通信网络被外界攻击、控制及信息数据泄露等的网络与数据安全风险。

2.2 无人驾驶出行服务关键技术功能框架设计

无人驾驶出行服务车内无直接参与服务的安全员或司机,但需要在远端配备远程安全员,其通过远程控制设备,跟踪监测车辆运行状态、与车内用户进行语音交互、紧急情况下通过远程制动等来保障乘客及车辆安全。此外,无人驾驶出行服务还需要配备地勤安全员,在车辆故障、车辆碰撞、用户突发疾病情况下,系统调配附近的地勤安全员,第一时间赶往现场快捷处置。在此基础上,无人驾驶出行服务技术功能应覆盖无人驾驶系统、用户服务系统、运行管理系统3个方面,详见图1
图1 无人驾驶出行服务关键技术功能框架

2.3 无人驾驶出行服务关键技术功能分析

2.3.1 无人驾驶系统

无人驾驶系统作为核心系统,应自动识别所提供出行服务的各类交通场景,并将其与车辆设计运行域(Operational Design Domain, ODD)匹配,一旦检测超出自身ODD范围,或识别出车辆软硬件故障、失效等,系统能自动发出提示,立即启动安全停车或通知远程安全员进行接管。
此外,无人驾驶车辆在行驶和服务过程中,应通过感知算法、硬件等方式自动检测车辆是否发生碰撞等异常事件。一旦检测到这些事件,系统应立即提示远程安全员,并通知地勤安全员前往现场开展应急处置工作。

2.3.2 用户服务系统

无人驾驶出行服务过程非常复杂,由于车内无安全员,需要保证司机的功能完全由用户服务系统替代,并保证用户体验过程中的所有接触点有效连接。本文构建以下包含用户服务流程和技术的无人驾驶出行服务技术功能基本框架。
1)用户上车服务功能:用户约车后,手机客户端应提供车辆和乘客的定位服务,为用户提供步行寻址导航,方便用户找到车辆[13]。车辆抵达后,用户可通过密码输入或扫码等方式开启车门上车。此外,无人驾驶车辆需拥有完善的安全检测和语音提示功能,在行程开始前检测乘客是否落座、是否系安全带、是否闯入前排座椅空间等,并进行必要的提示。
2)用户行程中服务功能:行程启动后,用户可通过手机客户端、车载人机界面(Human-Machine Interface, HMI)等各类合理途径,临时变更目的地、调节车内温度、调节座位舒适度等,一旦用户出现疾病、身体不适或车内有突发事件等,车辆还应提供明显的一键求助功能,方便快速联系远程安全员,实现乘客求助、临时停靠或其他紧急需求等。
3)用户下车服务功能:用户下车时,车辆可通过语音、HMI视频、张贴标识等方式提示用户注意右后方来车情况,避免非必要的碰撞,同时提示乘客下车时取走行李物品。用户下车后,系统还应具备乘客下车状态识别功能,若判断乘客长时间未下车,将触发提示提醒乘客下车。

2.3.3 运行管理系统

无人驾驶出行服务企业还应当设置运行管理系统,能实时监控、下发指令、回放轨迹、进行统计分析、发布恶劣天气预警信息等。该系统还可以自动挖掘出行需求热点区域,智能匹配用户实际用车需求和无人驾驶车辆供给。

3 无人驾驶出行服务发展建议

1)完善无人驾驶出行服务配套政策法规,推动行业提速发展
政策法规不健全会直接影响无人驾驶行业的发展。无人驾驶出行服务当前尚面临准入审核、行业监管、运营许可、交通事故调查及判责、出行服务规定等政策法规不明确的问题,建议相关部门完善无人驾驶出行服务方面的政策法规,赋能行业快速发展。
2)丰富测试场景,进一步扩大运行区域解决自动驾驶长尾问题
目前自动驾驶技术已经得到极大提升,可应对95%以上场景的自动驾驶,但算法的长尾问题依旧存在。现阶段由于自动驾驶测试示范仍仅限于测试范围内的城市局部区域,测试场景有限,还需通过扩大运行区域,进一步丰富自动驾驶出行服务场景,包括城市道路、高速公路、交通场站等复杂场景,扩大服务区域面积及道路规模,处理不同道路条件、天气状况等长尾问题,提升自动驾驶的安全性和强泛化能力,进一步打磨并完善技术及算法,加快自动驾驶商业化落地的速度。
3)扩大投放车辆规模,打通无人驾驶出行服务商业化闭环
自动驾驶为了提升安全性能,部署了高性能计算芯片、环境感知硬件及其相应的软件系统和自动驾驶套件等,投入成本很高[14];同时由于受政策、自动驾驶技术安全水平等限制,现阶段安全员的人工成本依旧存在,自动驾驶出行服务企业的运营成本较难实现下降。因此建议鼓励各城市加大无人驾驶规模化运行能力,通过增加车辆投放规模,降低单台车辆边际成本;同时在政策层面逐步开放远程安全员配备比例,打通无人驾驶出行服务从研发到商业化闭环,支持企业在规模化出行服务中探索商业运营模式,推动行业的持续变革和良性发展。
4)提升民众对于自动驾驶技术的认知和接受程度,支撑无人驾驶规模化应用
受自动驾驶技术和政策限制,无人驾驶车辆目前仅在主要城市的限定区域内提供出行服务,触达用户有限,市场认知和接受程度有待进一步提高。此外,试点车辆投放有限,技术尚未得到大规模验证,导致民众对自动驾驶安全存有疑虑。因此,建议进一步加大自动驾驶政策支持力度,扩大测试运行范围和车辆投放规模,提高民众对于自动驾驶车辆的触达便利性,树立其对自动驾驶技术的信心和信赖,促进行业发展[15]

4 结束语

无人驾驶技术能为用户提供高品质、个性化的出行服务,是行业未来的重要发展趋势之一。本文通过梳理国内外无人驾驶商业化进展与实践,探索无人驾驶提供出行服务需满足的关键技术功能,并从出台关键政策法规、扩大服务区域、提升投放规模、加强公众对自动驾驶出行的认知度和接受度等方面提出发展建议,可为推动我国无人驾驶出行服务行业发展提供支撑与参考。
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