关于安全员和车联网对自动驾驶车辆安全作用的探讨

来源: 交通言究社 | 2021-08-26 14:09

导语 近年来,自动驾驶一直是被普遍关注的热点话题,尤其是关于自动驾驶车辆的“安全”问题。围绕“安全”问题,言究社推送的这篇文章将重点探讨两个话题:一是自动驾驶测试阶段为什么需要安全员?二是车联网是否有助于自动驾驶车辆的安全?


自动驾驶测试阶段安全员的作用至关重要


1现阶段,各家自动驾驶公司安全员干预车辆情况


探讨“自动驾驶测试阶段为什么需要安全员”这一话题之前(本文所说的安全员是指道路测试、示范应用驾驶人),我们先来了解一下加州机动车辆管理局官方网站(dmv.ca.gov)发布的2019自动驾驶车辆脱离接触报告(2019 Autonomous Vehicle Disengagement Reports),该报告对各家自动驾驶公司在当地测试并自主上报的安全员干预车辆情况进行了统计。


根据各家自动驾驶公司自主统计上报的情况来看,百度公司的车辆,每18050英里需安全员进行一次干预;谷歌姊妹公司Waymo的车辆,每13219英里需要安全员进行一次干预,之后是CRUISE,AutoX,Pony.ai,Nuro,Zoox,PlusAI等(见图1)。


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图1:加州机动车辆管理局统计的自动驾驶公司自主报告的安全员干预情况表,2019(来源:https://thelastdriverlicenseholder.com/2020/02/26/disengagement-report-2019/)


除平均干预里程间隔外,另一个引人注目的变化是:需要安全员干预的里程变化速度。从国外媒体梳理出的加州机动车辆管理局统计的历年安全员干预情况表看,2018年-2019年,有些自动驾驶公司的干预里程变化速度出现惊人的变化,但这些数据也引发一些专业人员对真实性的质疑(图2)。


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图2:加州机动车辆管理局统计的历年自动驾驶公司自主报告的安全员干预情况表,2015-2019(作者注:该表数据真实性引来不少质疑,这里仅供参考。)


脱离接触率(Disengagement Rates)已成为观察自动驾驶车辆成熟度的重要指标,但仅看这一指标还不够,还需参考测试所在公共道路的环境,例如,测试环境是人烟稀少的农村还是人口密集的城市。另外,据早前国内有媒体报道称,《中国自动驾驶小汽车营运能力分析报告(2019-2020年度)》提出:“自动驾驶将取消安全员”,以及“即使不具备车端安全员,无人出租车的运营中心仍会有远程安全员,通过5G和车联网等技术监控车端的安全状况”。报告中的这些提法有待探讨,如果鼓励取消安全员,那理应提出取消安全员的观察指标,或提出其他步骤与衡量方法。


2目前测试阶段的自动驾驶车辆需要安全员的原因探讨


测试阶段的自动驾驶车辆需要安全员的首要理由是安全,同时,对于自动驾驶研发而言,安全员还有改进系统的作用。


▶ 首要理由是为了“安全”


美国道路安全保险研究所(IIHS)在2020年6月提交的一份报告认为,如果自动驾驶车辆能达到人的水平,那么自动驾驶汽车可能最多减少大约三分之一的交通事故,这是通过对5000起撞车事故进行分析后得出的结论。这个结论打破了关于自动驾驶车辆会彻底安全的论断,也受到许多自动驾驶从业者的批评。


这份报告把事故因素分为五类,分别是:观察错误、预测判断错误、决策错误、执行错误、失能。这五类中,因观察错误导致的事故占23%,因失能,如酒驾或突发疾病导致的事故占10%,这两类事故不会在成熟的自动驾驶车辆上发生。而在预测判断、决策和执行方面,目前看,自动驾驶还未达到人类的水平,因此只能减少三分之一的事故。2018年3月发生的Uber测试车的撞车致人死亡事故也可作为这一判断的例证:事发前6秒,横穿道路的行人和自行车被自动驾驶车辆标记为未知物体;事发前1.3秒,自动驾驶车辆提醒紧急制动,但安全员未能做到,最后以63km/h的速度撞击行人。


这起事故也证明了自动驾驶车辆在预测能力方面存在严重缺陷。人类驾驶人员面对未知物体时的处理方式要比自动驾驶车辆谨慎很多。正常的驾驶人会关注并预测未知物体动向,无法判断时,会采用保守方式进行规避,譬如刹车或变道远离等。另据Uber测试车致人死亡事故的视频显示,事故前6分钟到事故发生,安全员处在频频往下方看的分心状态。在警察的调查报告里,同样场景的几次试验中,85%的驾驶人能在44米前看到行人并能及时应对该种情景。


一直以来,部分科技公司鼓吹传感器可看到人不能见的物体,并能避开这些物体。这类宣传让一些安全员经常处在分心状态。舆论在对Uber测试车致人死亡事故的反思中,还批评了科技公司采取捷径获得成功的冒进思维。


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图3:Uber自动驾驶车辆视频记录的撞车瞬间的车内外场景


对于一些人认为自动驾驶车辆会比人类驾驶安全的想法,以及认为可以取消安全员的想法,只能说明提出者对驾驶行为并不了解。分解驾驶行为过程,就能了解自动驾驶能解决什么、不能解决什么、安全员需要做什么。


▶  安全员对改进自动驾驶车辆系统具有关键作用


上路的自动驾驶车辆往往只具备最低安全和最低能力的车辆系统,行驶过程中会出现轻微的车道偏移、急刹、停顿、急加速、不合适变道等,这些行为不一定会造成事故,但存在一定风险。即便安全员不用进行干预,也需要及时记录感受,并理出细节,便于改善系统。


自动驾驶成熟的过程,实质是拟人化的过程,这也是安全员之所以至关重要的原因。拟人化过程是根据安全员的具体判断改进每个发生的细节。机器与人相比,优势是一次改进就永不犯错、可全面发现环境信息且计算快等,但在判断决策上仍需模拟人的思维模式。这个思维过程叫人因,已在交通安全领域发展多年,不仅可用于自动驾驶,还一直用于道路、车辆的设计和驾驶人的培训。这些技术一直存在,也在不停发展,需要自动驾驶研发者了解。


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图4:遇到障碍后,自动驾驶和人类驾驶的逻辑对比 (作者注:上图为Waymo工程师设计的图,下图为路线设计理论。其实质是一样的。)


保障自动驾驶车辆安全,不能过分依赖车联网技术


目前,车联网技术在全球已进入大规模商用阶段。完全自动驾驶车辆没有明确的时间表,协同智能交通系统(C-ITS)已在一些国家的智慧城市建设重要路网中进行了有限的投资建设。随着相关技术已达到成熟并商用,技术之间的相互融合也是可预料的。但是,这其中涉及的一些原则仍要清楚。


譬如,完全自动驾驶车辆只能依赖自身能力运行,不能依赖任何实时在线技术支持。也就是说,自动驾驶车辆无需依赖车联网、智能交通系统的支持就可独立运行,甚至是不能依赖车联网、智能交通系统。这个原则至关重要,也是这个行业的共识,只需简单证明。例如,即便再过一百年,世界上可能还会有超过一半的道路是得不到车联网通信或C-ITS支持的,但这仍是自动驾驶车辆需要独立前往的道路。独立完成自动驾驶是自动驾驶车辆成立的前提。如果上述逻辑成立,就意味着自动驾驶车辆的安全性不依赖于车联网。车联网也许有助于自动驾驶车辆的安全,但其作用绝对不是决定性的,这就好比一个人读书好,主要取决于个人有多认真勤奋,而非买了多少本参考书。


当前,对于车联网、协同智能交通系统、自动驾驶车辆三个概念在传播上出现了很大程度的混淆,这可能与当前两个重大困境有关:一是中国车商要向高端发展的困境;二是一些工程技术积累不能指导问题解决。对于这两个困境的讨论,展开会有很大篇幅,此处只做简单讨论。


讨论自动驾驶车辆时,如果不落到具体应用,而仅处于空泛的背景之中,就会导致概念混淆。这十年来,许多车商已将一些自动驾驶技术落到商用,并增加了车辆附加值,例如车道保持辅助系统、车距保持和跟车辅助系统、自适应巡航控制、自助停车等,新的自动驾驶技术很快也会在新车上进行商用,如自动换道辅助系统、交通拥堵辅助系统等。这些是自动驾驶的组成部分,也是车辆的安全技术。这些已商用的自动驾驶技术具体应用并未依赖车联网和C-ITS。因此,车联网和C-ITS并非是自动驾驶的必要条件。


(本文经授权转载自澎湃新闻市政厅,作者:公安部道路交通安全研究中心特约专家、交通工程师 郭敏 )

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