这是笔者关于中国的无人驾驶、共享汽车和智能交通信息网络整体化发展的设想。
汽车无人驾驶技术即使达到了如同人脑般智能化“独立行为能力”的水平,仍存在诸如是否比人类驾驶更安全的伦理和法规挑战、仍会陷入目前大中城市道路交通拥堵的问题。智能互联、无人驾驶、共享出行和电力驱动为未来发展目标奠定了基础,只有将车、路、智能交通信息网络作为一个密不可分的整体,才能从根本上解决城市道路拥堵、满足人们乘车出行的目的。
未来乘车出行模式的变化,对目前的汽车生产、销售和服务模式、驱动能源及供应模式、基础设施条件、道路交通规则,对社会生活和人们的思维及文明都将带来影响重大的积极意义,甚至与目前方式和状况产生颠覆性的变化,不是吗?
无人驾驶的意义到底在哪?是给厂商家们创造无限商机?那么商机背后人们购买使用汽车的目的又是什么?
相信多数人们需要汽车的主要目的是为了乘车出行安全、迅捷、舒适、方便和经济。发明汽车而取代了马车,是因为汽车能更快、更远、更便捷。当然相比马车,汽车是与道路伴随为人们出行能力革命性地提升了一大步。今天汽车技术的发展,无论是石化燃料发动机还是电能驱动、车载地图加卫星定位导航、无线通讯和传感技术的各种应用都已取得了不错的成就,但这使得汽车厂商间陷入更加激烈的“红海”商战拼搏。智能无人驾驶技术,尤其是互联网和非传统汽车企业的加入这个领域,使得这项技术还未普及应用就已经又将陷入一片“红海”之中了。但问题是,以这种智能机器人般无人驾驶汽车,能否会如同发明汽车取代马车般的又将人们乘车交通出行能力得到提升和彻底的改善呢?中国现在大中城市道路交通状况较差的主要因素是车辆保有数量太大,况且我们国情条件下人为因素造成事故和拥堵的原因占相当大的比重。大量追尾、触碰刮蹭等交通事故,可以归纳为依赖驾车人的驾驶。
理想的解决方案应该是在未来交通车+路+智能交通信息网络一体化的解决方案。设想在这个一体化构成中,要素和要点应该大致如下:
要素和要点:
A.现阶段的问题
B.智能交通的大数据信息网络
C.无人驾驶
D.汽车共享
E.分阶段实施应用
F.汽车产业的两极分化:交通出行与娱乐服务
要点剖析
现阶段车载导航系统和产品其实是“近视眼”。
3.道路交通拥堵是无序模式的结果,其中人的影响因素占较大比重。
4.有人驾驶的汽车共享难以避免驾驶人素质和水平而带来的安全、绕路多行、停车等问题。
5.汽车驾驶人的因素对交通的影响:素质、驾车水平、身体状况等。
6.公交车并非最优化:不能点到点、占用道路资源、非高峰空载、能耗与污染。
B.智能交通的大数据信息网络控制和管理–车联网
道路智能交通系统(ITS)的理念在中国九十年代已经开始了。发展到今天,在信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学等科学技术支持下,实现道路和行驶车辆的信息探测和CCTV监控、位置和数量采集、车载Telematics*、车载GPS导航、路口信号灯管理、车辆通行信息及收费等道路交通监控和管理。
随着互联网技术发展和普及应用,车联网通过GPS、射频识别信号、传感器、摄像等技术,将所有行驶车辆各种信息传输汇集到中央处理器,在将大量信息分析处理后计算机通过无线网络发布车辆最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯管制,从而以车载移动信息、车际网和道路智能交通互联网,无线通讯和信息交换系统网络,实现动态信息服务、车辆智能化控制的一体化智能交通管理网络。
未来智能交通信息网络体系,设想是由城市中心超级计算中心向下辐射覆盖若干中型区域计算中心,每个中心计算中心又向下辐射覆盖并指挥若干计算云连接的蜂窝区域内道路沿途固定远距离射频传感器和途径车辆的车载传感器,蜂窝间无线辐射边缘是交叠汇集避免搭界遗漏。沿途设置的传感器按冗余配置,能确保不会因个别末梢神经出现故障或无线信号衰减而影响整个系统完整性的工作正常。所有固定和移动传感器都各负其责的将周围信息收集上传,又将各中心层级统筹计算后的信息无线发射。车辆接受并执行最为安全可行的行进指令。
以上述最能直接服务于人们乘车出行的车联网企业,将会在未来道路交通领域中占据主导地位,甚至出现汽车制造企业为其打工的局面。
*花絮:笔者个人认为Telematics一词最早进入中国是在1997年左右在北京的一次国际车展上,由德国曼内斯曼旗下VDO公司(MannesmannVDOAG)展示的汽车行驶路线导航系统。当时查遍英汉、英英词典都没有这个词,只好按照德国专家的意思翻译为“车载远程导航通讯系统”。而当时的这个Telematics导航,与之后出现的地图线路导航概念完全不同。当时的Telematics线路导航概念是车载电子信息传感器与道路旁的沿途无线信息传感器交互信息,然后在仪表总成中央的电子显示屏上,显示直行线路前方实时距离有多远有需要右转(或左转)箭头指示,并伴随语音提示。这与现在的地图导航在路口附近的箭头和语音提示方式一样。
未来无人驾驶汽车的目标,应该是集合智能互联、无人驾驶、共享出行和电力驱动四个纬度。
以目前的技术水平,智能机器人能达到正常成人的大脑对复杂环境的应对思维能力甚至更发达的水平仍有相当长的路要走。车联网是推进智能交通的重要步骤,为埋头苦恼于如何解决车用雷达、车载视觉系统、高精度地图、车载通讯模块、算法和决策芯片等无人驾驶汽车的“个人独立行为能力”难题,在基础设施端解决方案和服务落实提供了盟友,能各自取长补短。无线网络传输技术的飞速发展,在5G时代智能交通信息网络对无人驾驶汽车的行驶控制将会更加容易实现。在交通出行的系统中都是这种信息网络监控和协调条件下的无人驾驶车辆在行驶,那么一直悬疑而头痛的无人驾驶汽车在人类社会中伦理与法规问题都伴随着体系的逐步完善而逐渐淡化直至最后规避。
合成要素B+C+D解决了A的问题:
·汽车在城市限购、限行与社会需求旺盛的经济发展供需矛盾;
·点到点的交通迅捷出行;
·停车难-车辆使用率高而停车占地累计总面积减少;
·道路拥堵–道路有序快速行驶,车辆总数减少和道路面积资源利用率更高;
·不规范行驶和停车–减少人为驾驶不安全因素和车辆触碰事故;
·提升车辆使用能效优化,以现在保有量的1/2甚至1/3就能满足人们乘车出行的目的;
·排除了因“个人隐私”而不能对车辆网络监控及时故障排除与维修;
·车辆自动行驶就近站点补充能源,解决了电动汽车选择充电还是换电模式的彷徨;
·可以真正实现车队列行驶,即在某一速度车道行驶的所有车辆自动编队,只有当某车辆需要时,通过事先路程规划和实时路况信息掌控才能变更车道。这将提高汽车运输不再受浓雾和冰雪天气的影响。
·城市市容与社会文明都将会加大改善和提高。
实施要素:
1.加强智能交通信息网络建设,形成基础设施配套的单车信息采集、大数据信息处理、道路流速流量信息监督和分配控制、停车场信息监督和分配控制等完整网络系统。
2.无人驾驶共享汽车的“个人独立行为能力”与智能交通信息网络的“天罗地网”相结合为整体体系。在这个体系中,“信息”涵盖了计算和传输,同时更是以获取、发送和接收以及执行为基础。
3.如果能在某一个城市一下就全面铺开这种车、路、网体系是很理想的。但是这种理想在现实中不存在,毕竟各地城市仍有大量的燃料发动机人工驾驶汽车在使用。所以在初始和过渡阶段,先如同目前城市公交专用道的未来城市无人驾驶车辆专用车道建设或与公交专用道共用,逐步体系完善。
4.车辆无人驾驶技术与智能交通信息网络技术对接匹配完善,直至成熟推广应用。
5.汽车共享信息技术和应用体系与智能交通信息网络技术对接匹配完善,直至成熟推广应用。
6.过渡阶段在用有人驾驶汽车向无人驾驶信息技术的升级改造,逐步形成与智能交通信息网络技术对接匹配完善,直至成熟推广应用。
7.如同铁路人货分流专线一样的道路专线分流。
8.先行完成城市内的应用完善,再辐射城市间形成体系对接匹配,最后全国覆盖。
第一阶段:从有人驾驶燃料汽车向无人驾驶电动共享汽车的过渡阶段
现在已经有比较成熟的通过内置在汽车、航空、船舶、火车等运输工具上的计算机系统、无线通信技术、卫星导航装置、交换文字、语音等信息的互联网技术而提供信息的服务远程通讯信息系统技术(Telematics)并且在相当普及在用车辆上安装有这种产品了。
第二阶段:未来交通的车+路+智能交通信息网络城市应用阶段
·智能交通信息网络得到申请人确认后,执行共享车辆调派、设计路线预定、乘车人到达目的地后的共享车辆再次调派或待命或行驶到就近停车场的计算规划。
·智能交通信息网络计算中心是一个大系统,按区域及共享车辆数目、区域内路线数量和沿线射频信号传感器天线数量层级划分中系统和子系统,并按照各系统中心和区域云计算能力分配执行计算工作任务。智能交通信息网络认为除计算共享车辆实时的位置、行驶、道路使用分配外,还接收和监控车辆实时状况,如车辆机械和电子电器部件状况、能源剩余量对应行驶里程能力等。一旦监控到该车辆状况不再适合继续使用时,能够及时得到车辆故障信息,向该车辆发出停止运营并到就近车辆停车场补充能源或做维修。车辆维修站在该车进入前,已经从智能交通信息网络得知该车故障信息,从而能够有针对性地实施修理或零部件更换。
·无人驾驶共享汽车应该是电动的。没有了燃油的污染和燃烧危险,各车辆停车场不仅是一个车辆停泊中心,同时也是电动车辆能源补充和车辆维修中心。此外,它还可以是智能交通信息网络重要组成部分,甚至可以被设定为周围区域的智能交通信息网络子系统计算中心,承担按照统一技术标准,但可以是不同厂家提供的共享车辆停泊、能源补充、维修保养等服务功能。
·无人驾驶共享汽车应保留有人驾驶功能,以便在特殊情况如智能交通信息网络故障、租乘人希望做城市智能交通信息网络尚未覆盖的远郊驾车游等极个别情况时的车辆行驶。当然,一般正常状态下应尽量排除有人驾驶的人为因素对网络体系的影响。对需要在周末节假日远郊驾车出游的申请,信息网络在统筹计算后能够调派驱动能量充足的车辆。当车辆行驶到智能交通信息网络覆盖区边缘时,会收到语音和屏幕显示告诉乘车人改为有人驾驶准备和接手。在返回时亦同样在网络覆盖边缘区改为无人驾驶模式,避免人为驾驶因素对城市内体系的人为影响。
·共享车辆的拥有者按照信息网络提供显示的车辆行驶里程及状况,联系协调第三方监测机构到各车辆停车场做车辆安全、电子电器部件与智能交通信息网络射频识别无线信息数据传输互动等涉及车辆安全和运营条件项目做技术质量监测确认。
·无人驾驶共享车辆未来呈现消费者无需再买汽车,却能享受更实际的道路交通出行的便利、迅捷、经济和安全。
综上所述,以智能交通信息网络为技术核心的交通运营商,将会因能提供满足人们乘车出行最佳需求,使得人们从使用方便和经济角度在自己购车欲望极度淡化,转而更加依赖交通运营商的服务。运营商的市场规模和经济投入产出比效益非常可观;政府行政管理和干涉智能得到极大简化;社会交通条件与市政市容环境都得到极大改善;国家经济发展更加合理有效。
第三阶段:智能交通信息网络全面覆盖城市和全国道路
·当第二阶段的城市交通应用完成后期,亦开始对城市间所有道路的智能交通信息网络基础设施开始覆盖建设,最终达到全国道路全面覆盖。城际间和偏远地区路况车辆数量相对稀疏时,以车载智能无人驾驶的“个人独立行为能力”模式行使。进入城市边缘受到城市智能交通信息网络信号覆盖范围内时,自动切换转入由信息网络统筹调度指挥驾驶模式。
·当第二阶段的城市交通应用完成后期,在货运车辆完成与客运无人驾驶条件相同的改造后,对于货运车辆白天禁止进入市区的限行,视城市内道路交通条件可以逐步开放。
·未来城市交通车+路+智能交通信息网络体系能否惠及于依靠公交(含地铁)、骑自行车和电动助力单车等经济方式出行的相当一批低收入人群呢?坦诚的说笔者在开始动笔初的着眼点是以目前以小型机动车出行方式环境考虑的,是希望以未来体系解决目前的城市拥堵头痛问题设想的。那么未来交通体系服务的乘坐价格是否经济和可行,笔者从下述几个方面看到了有利因素:
3)从近期涌现的共享单车、快递服务等新生事物的出现原因角度回顾,可以归纳为城市道路交通问题,要么是公交不能解决“最后一公里”;要么是不经济不方便;要么是减少城市污染排放和自然能源低效利用等。而且这种两轮车出行容易受雨雪等自然气候和出行距离等条件限制,作为交通工具而言是人们在没有比较理想的方式之前的无奈。上述这些缺陷,恰恰是未来无人驾驶电动共享汽车能够解决的长处。
1.交通出行的概念
·交通出行的目的是人从甲地到乙地的地理位置移动
·大多数人们乘飞机、火车、城市轨道、轮船等交通出行时,没有自己拥有这个工具和自己驾驶的需求,也没有直接参与涉及这些载体的接送、维修保养和定期检验的事情
·汽车是作为满足人们出行交通工具才出现的
2.休闲娱乐服务领域
·当社会物质生活水平发展达到较高阶后,人们对丰富的休闲娱乐节目就会有追求
·都是体验速度的刺激,游乐场所过山车不是自己驾驶的,但自己能驾驶汽车获得不同的感受
·综合娱乐商业服务场地供应商:场地及活动内容服务
·娱乐用汽车供应与服务商:各种有人驾驶汽车赛车供应、驾驶培训服务
1.车辆交通出行领域-需要下述各参与者的贡献、综合协调与整合
·无线数据信息基础设施承包商
·智能交通大数据信息网络控制和管理服务商
·无人驾驶汽车供应商
·汽车共享服务服务供应商
·立体停车场服务供应商及能源补充分包商和车辆维修分包商
·企业、研发机构与政府共同推动在技术标准、车辆与行驶安全认定标准、服务资质标准与牌照批准方面的工作
·第三方安全技术检测认证机构
上述构成元素中,目前至少参与或触及的单位有中国移动、联通、电信等手机全国覆盖的无线信息通讯网络运营商;公安部交管局道路交通网络监控管理(但应将目前以摄像监控的人工管理模式逐步转入以红外探测、激光测距、传感器天线阵列数据与云计算及中心统筹计算整体式无线数据监控管理模式);百度、阿里、藤讯、乐视等车联网信息服务商;万达集团的商业、文化、金融及电子商务四个支柱产业发展战略结合其已经具备的商业地产、金融和电子商务整合能力是比较理想的立体停车场服务商;参与无人驾驶汽车的企业和单位就更数量众多了(尽管不少是以“个人独立行为能力”模式的智能机器人为技术发展方向,这将会有较长的路要走,并且还会面临所谓无人驾驶的伦理和法规问题)。
综合娱乐商业服务场地供应商:场地及活动内容服务
娱乐用汽车供应与休闲文化服务商:各种有人驾驶汽车赛车供应、驾驶培训服务、汽车文化博览与传播、假日休闲与文化节目编排服务等以提供满足人们物质与精神生活水平的需求。
结束语
希望以上表述能“抛砖引玉”,加快人类社会早日摆脱目前城市道路交通拥堵与不便、安全事故损失频发、自然资源占用大却利用率低等头痛却难以解决的问题,为更安全、方便、迅捷、经济的道路交通出行模式的所有参与者们提供一个新的思路。
作为结束语,这里引述GoogleX和无人驾驶汽车项目的联合创始人塞巴斯蒂安·斯伦(SebastianThrun)曾说的话:“交通对我们非常重要。目前,大多数人都依赖拥堵的公路出行。我相信,如果我们能发明安全、经济和安静的技术——哪怕很久后才会在全国范围内普及,我们将真正改变交通。它将具有惊人的影响。”
作者:大卫
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