Special Topic Empowering High-Quality Development of Transportation with New Productive Forces

Considerations and Countermeasures for Promoting Application of Autonomous Vehicles in Transportation Services

  • ZHOU Wei , 1, 2 ,
  • LI Wenliang 1, 2 ,
  • LI Huajian 1, 2 ,
  • GAO Jin 1, 2 ,
  • LIU Zhichao , 1, 2, *
Expand
  • 1 Research Institute of Highway, Ministry of Transport, Beijing 100088, China
  • 2 Key Laboratory of Operation Safety Technology on Transport Vehicles, Ministry of Transport, Beijing 100088, China

Received date: 2024-04-08

  Online published: 2024-06-24

Abstract

In order to promote the commercial application of autonomous vehicles in road transportation market and guide the healthy and orderly development of autonomous driving transportation services, firstly, the long-tail issues hindering the widespread adoption of autonomous vehicles are analyzed and the countermeasure to eliminate the long tail issue by adding constraints is proposed from the perspective of road transportation industry management. Then, from the five aspects of vehicle technology, route utilization, practitioner qualifications, enterprise management, and industry regulation, the conditions for using autonomous vehicles to engage in transportation service business activities that match the current autonomous driving technology and meet the requirements of current laws and regulations are clarified to address the long-tail issues in the application of autonomous driving technology. Finally, the relationships between commercial application risks of autonomous vehicles and factors such as openness of operational areas for autonomous vehicles, in-area vehicle speed, passenger and cargo capacity are analyzed, the index parameters for various factors across high, medium, and low risk levels are determined, and based on the risk levels of different transportation modalities, the application expectations of autonomous vehicles are put forward to propose feasible countermeasures for the commercialization of autonomous vehicles.

Cite this article

ZHOU Wei , LI Wenliang , LI Huajian , GAO Jin , LIU Zhichao . Considerations and Countermeasures for Promoting Application of Autonomous Vehicles in Transportation Services[J]. Transport Research, 2024 , 10(2) : 61 -65 . DOI: 10.16503/j.cnki.2095-9931.2024.02.007

0 引言

目前,全球汽车产业经历了深刻变革,自动驾驶技术作为我国培育新质生产力的重要突破口之一,受到了国家的重视和支持[1]。近年来,我国先后发布了《中国制造2025》《交通强国建设纲要》《智能汽车创新发展战略》《国家立体综合交通网规划纲要》,从顶层设计层面提出了自动驾驶(智能汽车、智能网联汽车、车路协同)发展战略[2]。在此背景下,我国自动驾驶技术发展迅速,在高精度环境感知、高性能线控底盘、车路协同[3]、云控平台[4]、信息安全等核心技术方面已具备自主研发能力,基于嵌入式平台的自动驾驶系统算法较国外产品具备核心竞争力,主流整车企业具备L4级自动驾驶汽车量产能力 [5]
在自动驾驶技术路线选择上,我国坚持“单车智能+车路协同”并行的技术发展路径,以城市(区域)为载体,快速推动成熟技术示范应用[6-7]。单车智能方面,搭载L3、L4 级别自动驾驶系统的汽车进入区域性示范应用阶段。车路协同方面,我国已形成“车路云一体化”技术方案[8],逐步推动在限定区域内开展智能公交、智能乘用车、自动泊车、城市物流、自动配送等多场景应用试点[9]。政策保障方面,通过多部门协同工作,密集出台政策指导文件,加速推动自动驾驶技术落地应用。2021年7月,工业和信息化部、公安部、交通运输部联合发布《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行)》[10],标志着自动驾驶汽车由道路测试向示范应用扩展。2023年11月,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)[11],组织实施自动驾驶汽车应用试点工作。同月,交通运输部发布《自动驾驶汽车运输安全服务指南(试行)》[12],规范自动驾驶汽车在运输服务领域的应用,为自动驾驶汽车进入道路运输市场做好服务监管支撑。截至2023年底,全国已有51个市(区)出台自动驾驶试点示范政策,其中深圳、上海等多地已制定自动驾驶相关地方性法规,北京、武汉等多地已开展无驾驶人车辆公开道路试点示范。根据工业和信息化部数据,截至2023年底,全国共建设17个国家级测试示范区、7个车联网先导区、16个智慧城市与智能网联汽车协同发展试点城市,开放测试示范道路超2.2万km,发放测试示范牌照超5 200张,道路测试总里程累计达8 800万km[13]
然而,现阶段自动驾驶汽车在道路运输领域各业态服务贡献占比均小于0.1%,自动驾驶汽车商业化应用进程未达预期,反映出当前自动驾驶应用的理念与路径存在偏差[2]。鉴于此,本文将从道路运输行业管理的角度出发,以为自动驾驶汽车合理配发道路运输证,推动自动驾驶汽车在道路运输市场实现商业化应用为目标,分析制约自动驾驶汽车应用存在的长尾问题,提出与现阶段自动驾驶技术相匹配的车辆使用条件,以期为构建自动驾驶汽车运输服务体系,破除自动驾驶汽车在道路运输领域商业化应用的障碍提供参考。

1 自动驾驶汽车应用障碍

1.1 自动驾驶汽车应用长尾问题

“长尾效应”是幂律分布的一种通俗说法,在物理学中也被称为无标度现象。长尾效应的特点是少数个体对应极高的轴值,而拥有极低轴值的个体数量占总体的绝大多数,这种分布现象普遍存在于道路交通领域 [14]。道路运输车辆运行区域中既存在机动车、非机动车、行人等出现概率较高的常规交通参与要素,也存在特殊车辆、动物、遗撒物等出现概率较低的非常规交通参与要素,非常规要素在道路运输车辆日常行驶任务中出现的概率远小于常规要素。由此可知,车辆运行区域中交通参与要素符合长尾分布,如图1所示。
图1 交通参与要素的长尾分布特征
就自动驾驶汽车实际使用而言,通过前期大量机器学习和系统迭代,自动驾驶系统可以准确应对绝大部分交通场景[15]。然而,由于车辆运行区域交通参与要素呈现长尾分布的特性,意味着存在一些自动驾驶系统可能无法有效应对的极端场景。虽然这些场景在自动驾驶车辆从事道路运输服务过程中出现概率极低,构成了自动驾驶汽车应用的边缘场景,但是边缘场景下自动驾驶系统脱离控制的概率较高,易衍生风险甚至引发事故。

1.2 增加约束条件消除应用长尾

基于上述分析,自动驾驶汽车应用的长尾问题主要由车辆使用条件与其自动驾驶功能不匹配所致。以自动驾驶汽车运行区域为例,区域内交通要素的类型和数量越多、运动状态越复杂多变,风险程度越高,则长尾问题越严重。本研究将自动驾驶汽车运行区域分为封闭区域、有限开放区域和开放区域[16],其分别对应由低至高的风险等级,详见表1
表1 自动驾驶汽车运行区域分类
分类 定义 开放
程度
限制因素
(自车)
限制因素
(外界交通
要素)
风险
程度
封闭区域 该区域与外界交通要素没有交互 不开放 禁止驶出 禁止出入
有限开放区域 该区域与外界交通要素有限交互 部分
开放
允许出入 部分禁止
出入
开放区域 该区域与外界交通要素没有交互限制 开放 允许出入 允许出入
自动驾驶汽车运输服务的属性定位是使用自动驾驶汽车作为生产工具进行道路运输经营活动,而自动驾驶和人工驾驶仅表征执行运输任务时车辆被操控的状态,并不改变自动驾驶汽车的生产工具属性。当前,自动驾驶汽车已具备运输服务能力,推动其商业化应用的关键在于基于不同运输服务场景构建与现阶段自动驾驶技术相匹配的使用条件,通过限定自动驾驶汽车使用条件来尽量消除其应用的长尾问题,降低使用风险。

2 自动驾驶汽车运输服务使用条件构建

2.1 车辆技术条件

自动驾驶营运车辆技术条件是指车辆应具备安全上路行驶、提供运力保障、实施运输作业所必需的功能与性能,包括根据实际使用需要提出的对整车及零部件系统在安全、高效、绿色、便捷、经济、智能等方面的技术要求。根据运输服务特点,将自动驾驶营运车辆安全技术条件划分为6个评价维度,分别为:本体安全、事故防控、使用过程安全保障、运营功能要求、事故责任界定、可靠性保障。

2.2 线路使用条件

线路使用条件与车辆技术条件相辅相成,共同保障车辆完成运输服务任务。线路使用条件直接体现车路协同的内涵,并间接体现车辆智能化水平的高低,线路“条件”越少,车辆“智能化水平”越高。应通过构建与车辆技术条件相匹配的线路使用条件,推动自动驾驶汽车在有限条件下运行。自动驾驶营运车辆线路使用条件分为可用条件和不可用条件,详见表2
表2 自动驾驶营运车辆线路使用条件
可用条件 不可用条件
良好天气 恶劣天气
良好路面 积水积雪
高精地图 无地图
5G信号覆盖 无信号
远程监控 无监控

2.3 从业人员条件

相较于传统道路运输经营企业,使用自动驾驶汽车从事运输服务活动的企业,在相关岗位从业人员的职责分工、专业技能等方面提出了新的要求。自动驾驶汽车运输服务商业化运营相关从业人员包括安全员(含车内安全员和远程安全员)、调度员、运营维护人员等。以应聘安全员岗位的从业人员为例,其从业条件包括表3所示的基本要求和专业技能要求两部分。
表3 安全员从业条件
基本要求 专业技能要求
符合交通运输领域从业人员管理规定和要求,取得相应的从业
资格证
掌握以下理论知识:①自动驾驶汽车使用说明;②远程监测控制装置使用方法;③车辆使用条件清单和异常事件清单等
掌握以下操作技能:①自动驾驶汽车日常维护与保养;②远程监测控制装置使用;③一键应急制动装置使用等

2.4 企业管理条件

自动驾驶汽车运输服务作为一种以自动驾驶汽车为载运工具的新型运输方式,与传统道路运输相比,在企业组织模式、运输服务方式等方面存在明显不同,对企业的经营条件、安全生产管理制度、运营安全风险评估、动态监控与信息管理、突发事件应急预案制定提出了新的管理要求,详见表4
表4 企业管理条件
管理条件类别 描述
基本经营条件 依法办理市场主体注册登记,获得相应运输业态的经营资质
安全生产
管理制度
①车辆管理制度,包括车辆技术管理制度、动态监控管理制度、运营线路管理制度;
②人员管理制度,包括安全生产责任制、从业人员安全管理制度、关键岗位安全生产操作规程;
③应急保障管理制度,包括安全隐患排查治理制度、突发事件应急预案
运营安全
风险评估
包括运营安全风险清单、分级管控措施、全要素全过程风险评估
动态监控
与信息管理
①动态监控管理,包括:车外行驶环境监控、车内监控、车辆技术状态监控;
②信息管理,包括:记录车辆行驶环境信息、存储驾驶舱和乘员舱信息、传输车辆基本信息、自动驾驶系统运行信息、车辆运动状态信息、人机交互与控制模式信息等
突发事件
应急预案
明确突发事件类型、应急响应程序、职责分工和保障措施等,并定期组织开展应急演练

2.5 行业监管条件

自动驾驶技术的商业化应用将对道路运输管理工作提出新要求。为推动自动驾驶产业健康发展,保障自动驾驶车辆使用安全,道路运输管理部门应聚焦“三关一监督”职责,对自动驾驶道路运输经营者(企业)的主体构成、资质条件提出要求;从现阶段对道路运输车辆技术状态的管理转变为对自动驾驶车辆技术状态和运营线路条件的一体化管理;对自动驾驶技术应用衍生出的安全员、远程监控人员等新的道路运输从业者提出从业资格要求。未来针对自动驾驶运输经营者、车辆、从业人员等核心要素的道路运输监管体系将持续完善。依据《中华人民共和国行政许可法》有关规定,行业管理部门应遵循“谁许可谁监管、谁审批谁负责”的原则履行相应的监管职责,如图2所示。
图2 交通运输行业自动驾驶汽车监督管理

3 自动驾驶汽车商业化应用预期

自动驾驶汽车商业化应用风险主要由运行区域开放程度、车辆运行速度、客运业态的载客量、货运业态的载货质量决定,运行区域开放程度越低、车辆运行速度越低、载客人数越少、载货质量越低,则风险越低。将自动驾驶汽车商业化应用风险分为低、中、高3个等级,不同等级的风险划分因素取值情况详见表5
表5 自动驾驶汽车商业化应用风险划分
划分因素 低风险 中风险 高风险
运行区域开放程度
(要素复杂度)
封闭
区域
半开放
区域
开放
区域
运行车速
载客人数
(依据:考虑载客人数与车长的对应关系,根据JT/T 325—2018使用车长作为载客人数划分指标, L表示车长)
L≤6 m 6 m<L
≤9 m
9 m<L
≤13.7 m
载货总质量
(依据:JT/T 1274—2019,GVW表示车辆最大设计总质量)
GVW≤1800 kg 1800 kg<GVW
≤4500 kg
GVW
>4500 kg
基于上述划分的风险等级类别,应优先推动自动驾驶汽车在低风险运输业态中应用。对于高、中风险运输业态,可通过构建车辆技术条件、车辆使用条件、从业人员条件、企业管理条件和行业监管条件,将高、中风险等级降为低风险,确保自动驾驶车辆在匹配的应用条件下使用。

4 结束语

本文以为自动驾驶汽车合理配发道路运输证,推动自动驾驶汽车商业化应用为目标,结合道路运输车辆使用需求及特点,分析自动驾驶汽车从事道路运输服务存在的长尾问题,从车辆技术、线路使用、从业人员、企业管理、行业监管等5个维度研究提出自动驾驶汽车商业化应用所需具备的条件,可为推动自动驾驶技术快速落地提供新的思路,确保不同技术水平、不同运输业态、不同运输风险等级的自动驾驶汽车在道路运输领域能实现规模化应用,有效防范和化解新技术应用可能带来的交通运输安全生产风险,促进行业良性发展。
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Outlines

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