欧盟智能驾驶汽车发展战略和路线图

1 前言

欧洲公路运输研究咨询委员会（ERTRAC）在其2018年Strategic Research Agenda的报告中提出了欧盟智慧城市智慧交通愿景2050[1]。信息和物理融合的发展大潮正在重新塑造传统的移动出行，移动出行正在发生颠覆性的巨变。在互联和智能驾驶车辆、共享移动性、零排放以及运输模式之间轻松转换的时代开始之际，现在是憧憬和规划欧洲移动性未来的时候了。欧洲必须从当今分散的运输网络转向一个与能源和数字网络相连的综合、现代和可持续的移动系统。必须为整个欧洲的公民和企业提供安全、智能和无缝的移动解决方案[2]，而欧洲的基础设施必须是全球主要经济体中最先进的。

2050年欧洲客运交通预计增长42%，货物运输预计将增长60%[2]，根据这样的预测，憧憬和规划欧盟可持续移动意义重大。同时全面的监管和支持措施可以使清洁、有竞争力、互联和智慧的移动性成为现实，并使欧洲成为塑造移动性未来的全球领导者。

GEAR 2030报告中首次建议2020年实施智能驾驶汽车[3]，通过特殊的车辆安全型式认证框架，目前已经允许在欧洲进行智能驾驶车辆投放，GEAR 2030最终报告指出（2017年11月发布）将包括关于预计到2030年的车辆自动化程度更高的长期建议。

2 欧盟智慧城市智能交通发展愿景

欧盟智慧城市智慧交通愿景2050：“人们和物品可以以健康、安全、经济、可靠和舒适的方式到达城市目的地[1]。

●步行、自行车、集体和共享交通服务以及私人车辆构成城市交通运输主干线；

●移动性更高效但流畅，包容和可持续；

●得益于知情选择，鼓励可持续和健康的移动行为；

●移动需求包括共享（Carsharing)和共驾（Ride⁃sharing）；

●共享车辆和新技术的改进利用已经释放了前停车场和其他基础设施以供新用途；

●智能和动态访问控制；

●与智能充电集成的智能、自动化和动态停车管理和分配；

●主动的交通和事件管理；

●在城市地区零排放；

●智能城市物流，与客运和长途货运建立联系。

图1 欧盟智慧城市智慧交通愿景2050 Integrated Urban Mobility[1]

欧盟提出了2020-2030研究6大主题，其中与交通工具有关的研究主题包括[1]：

●利用和开发工具，推出集成的主动式需求响应型公路运输网络管理

充分利用数字化支持的政策响应和动态网络管理工具，有效协调和整合不同的运输、网络和模式，采用以用户和公民为中心的城市交通和物流方法。

期望的作用：更具包容性、舒适性、个性化和灵活的基础设施和多模式联运服务。包括丰富的信息化内容和综合服务提供。增强低密度人口和低需求区域的可达性，优化使用网络容量和提高成本效益，通过优化使用来释放基础设施的可用空间。

●基础设施和服务交互，实现智能和无缝的多模式联运

智能交通枢纽的规划方法和业务模型，实现无缝的多模式和城市交通能源转换，是针对遗留系统而设计的。

期望的作用：无缝和综合使用不同的运输方式，实现高效安全的交换，包括所有用户。通过交互加强了对移动服务的模式转变，实现灵活且可升级的交换机制。通过集成创新技术，实现车辆和车队共享的可持续和持久的商业模式汇集。

●新的可持续和智能交付货物的方式，以更好地利用城市空间

遏制由于城市不断增长、人口增长、人口密度的增加而增加的货运和废物运输的不利影响，研究新的购买模式（例如电子商务）：运输需求、货物规模并优化运输过程。

期望的作用：新的可持续和智能的运输方式，以更好地利用城市空间并最大限度地减少拥堵，包括新的交付模式，如3D打印、吊舱(pods)、自治、分组和定制交付和无人机等，同时开发相关的影响评估工具。

●城市新型车辆使用要求和概念

下一代车辆（从自行车到公共汽车的所有车型）需要专门设计和优化，以适用于城市运营：包括续驶里程、编队能力、全网联，智能HMI，新一代车辆将基于可配置模块化架构，完全满足特定用户需求（通勤者、儿童、老人、行动不便的人）。针对“城市形状”车辆，需要调整车辆配置满足城市需求，满足公众的期望，包括便利、愉快、智能、绿色、安全、舒适需求，核心是以用户为中心。

期望的作用：与公众和城市相匹配车辆的新用途改进城市活力。

图2 “城市形状”汽车社会发展愿景[1]

2 互联和智能化是改善移动出行的核心技术

欧盟提出了未来移动出行愿景：“数字化使人们能够以最高的舒适度和安全性获得最佳服务”（图2），具体包括[1]：

•全面的多式联运服务，包括旅行计划、定价和付款。

•随时随地连接，具有稳定的连接和数据速率。

•车辆和基础设施之间的通信，以优化交通流量和流量管理和安全。

•无论拥有权如何，移动性即服务。

•预测个人行为的需求，实现适当的模式能力和需求管理。

•用于车辆访问监管，费用支付和优先排序的数字技术。

•数据隐私和数据交换和连接的国际标准。

•高度自动化的车辆，包括弱势用户和减少用户移动性（PRM）。

•事故和延误非常罕见，延迟自动解决。

•自动化车辆的统一法律框架

为实现上述数字化移动出行的愿景，欧盟提出了9项2020-2030研究主题[1]，这是欧盟实现愿景的9大技术路线，定了技术框架。

研究主题1：在混合交通中部署自动驾驶乘用车以提高安全性和公路运输效率

确保和支持CAD（Connected and Automated Driv⁃ing）车辆的部署，以满足社会需求和减少欧洲协调的障碍。CAD一般要求运输系统、汽车行业和公路运营商，尤其是加快了机械到软件和数据定义功能等的技术转移。这种技术转移的需要加速了越来越多地开发CAD产品和服务的方法、工具和流程分布式和复杂的开发环境，这也需要新的研发能力和发展伙伴关系。欧盟高度智能驾驶车辆大项目（L3-L4）和各自的数字基础设施对于支持统一的欧盟国家特别有意义：

•在短期内，来自地平线2020的示范项目应该跟随更进一步的L3级实际道路试验（FOT），示范运营测试包括对用户、交通和社会的影响评估。

•从中期来看，L4级部署研究计划应该针对不同的用途案例，包括复杂的交通环境、共享最新的数字地图和自动化系统弹性。

•长远来看，评估互联和协同系统的集成如何支持高水平的车辆自动化和自动化交通管理。

期望的作用：协调欧洲网联和自动车辆的逐步部署

研究主题2：在混合交通中部署自动化重型商用车辆以提高安全性和高效的公路运输

实施新的自动化技术，以提高效率和可持续性货运和重型商用车：

•在短期内，实施短距离（»5米或0.3秒）的卡车编队，管理“飞行中的编队”。

•在中期，在开阔的道路上实现智能驾驶卡车驾驶（最高L4）和多品牌卡车编队行驶。

•从长远来看，实现运输自动化（L5）：包括装载、处理和自动移动（首先是封闭区域，然后是在开阔的道路）。

•人因和驾驶员接受（工作变更）。

•道路网络拓扑（出口、桥梁、隧道等）、交通和环境的挑战情况（拥堵、交通繁忙、下雪等）和自动化系统灵活性。

•V2I和I2V通信，用于安全、隐私保护、访问监管、定价和支付及最佳路由（包括IT基础设施）。

期望的作用：提高货运流动性、提供更安全、更高效的车辆和包含所有供应链的全球多项标准优化。

研究主题3：适用于城市的全自动车辆

•为特定的全自动无人驾驶车辆开发和演示概念，增强人员和货物流动性的应用，如机器人、公交车、创新货运物流，从一个交通枢纽到另一个交通枢纽的自动化、自动化模式交换移动交通枢纽。

•评估对公共交通的潜在影响以及与共享移动性的整合。

•在城市地区开发创新的移动服务，展示高效和富有灵活性的公路运输系统和环境城市可持续性（考虑能源效率、二氧化碳中和、噪音污染和空气质量）。

•研究不同城市类型和交通结构的潜在案例，包括城市间和农村。

期望的作用：提高人员和货物的流动性，提高运输效率，最大限度地提高运输效率，在时间和空间上使用道路基础设施。

研究主题4：社会效益和用户接受度

•需要提高用户对CAD的认识、接受度和信任度，了解用户行为以增强车辆

与人交互，减少复杂性和建立信任。确保正确的用户信息并评估用户的未来技能和专业人士。

•展示用户价值、增强便利性、舒适性、性能、交通效率和安全。研究成本与用户利益、社会效益，例如包容性、年龄群体差异、多样性和伦理。确保社会接受和信任互联智能驾驶，对于充分发挥互联智能驾驶技术的潜力至关重要。

期望的作用：用户和社会对CAD的渴望。

研究主题5：混合交通条件下高度全自动车辆的车队和交通管理

•为人员和货物提供移动服务需要安全和有效的车队和自动驾驶汽车的交通管理。研究道路管理部门的角色和责任，交通管理人员和私人车队运营商。支持用户接受和明智的选择。

•考虑到模拟未来自动道路运输情景的新模型和方法混合交通的挑战，特别是在过渡时期。同时管理数千甚至更多车辆的车队是一项挑战，新颖的计算和人工智能解决方案，以及需要开发的物理和特别是数字基础设施，以应对大型车队的实时管理。

•运输系统级效率也可能需要车队管理才能实现全自动化车辆，虽然这里的车队管理正在与交通管理相结合。

期望的作用：在事故、事件和天气干扰和混合交通条件下，可靠的运输系统、人员和货物的移动性至少与人驾驶的车辆一样的效率，

研究主题6：确保功能安全、信息安全和有灵活性的互联智能驾驶

•为确保功能安全/安全案例和网络安全要求，互联智能驾驶车辆和数字基础设施需要对技术故障和外部威胁，如网络攻击等都具有灵活性，尤其是整个系统内的数据安全（车辆、沟通和云）。

•处理不断增加的系统复杂性，并通过互联智能驾驶确保更高的安全性。一个特定的安全问题是自动和人为控制操作之间的任务共享。需要制定欧洲统一的验证和认证方法，目标是实现高度智能驾驶，包括远程更新。

期望的作用：安全、可靠和灵活的互联智能驾驶技术是在欧洲道路上部署互联智能驾驶汽车的先决条件。

研究主题7：政策和监管支持

•确保开发和测试（包括虚拟方法）的研究与未来法规相关联，以加快互联智能驾驶政策和法规所需的活动。

•支持欧盟各国统一车辆认证和安全监管、道路基础设施要求和分类以及交通规则的统一。

•数据管理的治理和道德规范。

期望的作用：促进在欧洲道路上快速引入互联智能驾驶汽车产品和服务，并保持全球领先地位。

研究主题8：车辆和基础设施的连接和自动化技术：传感器、软件、系统、高性能计算和人工智能

•在短期内，主要的复杂性和成本建立在模块化、可扩展性、标准化的基础之上和维护，包括系统的融合。提供强大、互补和高度可靠传感器系统（例如固态激光扫描仪）和车辆定位技术。

•在中期，准备好高性能计算、联网、车载人工智能和机器学习系统。将模块化可扩展的软件定义智能系统无缝集成在车辆、基础设施、交通管理和后台系统中。

•从长远来看，传感器和感知分析的新物理学，以及新的概念基于神经网联计算机的人工智能，也包括人机协同战略。

期望的作用：通过所有相关利益攸关方的合作，促进欧洲技术领先。

图3 未来汽车互联与智能驾驶、交通场景[1]

研究 主题9：通过连接和自动化实现的人员和货物的新服务

•基于全球标准和系统，为公司、私人用户和物流运营商开发创新、可靠、公平和无处不在的移动和运输服务，包括新车型分享运输资产，混合客运和货物运输服务（见图3）。建立新的和增强现有的业务能力，建立合作伙伴、互联和自动化移动服务的能力中心。

-为最终用户定制的公共和商业服务开发方案。

-连接和自动移动服务的数据所有权、处理、共享：公共角色和私人角色。

-开放数据、数据隐私和安全：法律和预期治理问题。

-决策工具，算法和透明度。

期望的作用：提高运输系统利用率和移动效率，防止事故发生，减轻拥堵和提升移动出行质量，如可预测性和交通模式选择。

3 欧盟智能驾驶演变技术路线图

欧洲交通研究顾问委员会（ERTRAC）2017年发布了欧盟互联智能驾驶技术路线图（Automated Driv⁃ing Roadmap），路线图中发布了智能汽车发展路径。智能汽车技术的发展是基于先进驾驶辅助系统（ADAS），目前一部分ADAS在市场上已经非常成熟，欧洲已经完成了智能驾驶的初级阶段部署，如交通拥堵助手、泊车助手等基础的自动驾驶功能、主动安全的警报系统。一些更高级的智能驾驶功能正在进行测试。未来10年是欧洲智能驾驶汽车向高度智能驾驶方向发展的最重要时机，这也是智能汽车技术演变的重要路径（见图4），即在ADAS和主动安全系统支持和警报基础上，欧洲已经基本完成了Level 2,即实现部分智能驾驶功能，2018年将实现Level 3智能驾驶，有条件的智能驾驶，即代驾功能。2020年左右开始实现Level 4，高度智能驾驶，2025年左右开始实现全智能驾驶，即Level 5。

图4 智能驾驶汽车技术发展路径[4]

欧洲互联智能驾驶技术发展分为3个主要应用场景，即城市移动出行智能驾驶汽车技术发展路径（图5），智能驾驶乘用车的技术发展路径（图6）和货运车辆智能驾驶技术发展路径（图6）。

图5 城市移动出行智能驾驶汽车技术发展路径[4]

图6 乘用车智能驾驶技术发展路径[4]

城市移动出行智能驾驶汽车技术发展路径（图5）中，基础是当前已经成熟的技术，如变道预警，盲区预警，前端碰撞预警、ABS、ESC、紧急制动，自适应巡航控制（Stop&Go）、车道保持助手、换车道助手、泊车助手。

Level 2将在2021年实现城市公交车助手、交通拥堵助手和泊车助手。Level 3有条件智能驾驶将在2024完成实施智能城市公交代驾。Level 4高度智能驾驶将在2024年实现专用车道全智能驾驶、快速换乘（PRT）/摆渡车、专用车道全智能驾驶公交车。2029年实现混合交通全智能驾驶、快速换乘（PRT）/摆渡车和混合交通全智能驾驶公交车。2030年以后将实现全智能驾驶。

智能驾驶乘用车的技术发展路径（图6）同样也是基于已经成熟的先进驾驶辅助技术。Level 2部分智能驾驶已经基本实现了交通拥堵助手和泊车助手。Level 3,2020年实现交通拥堵代驾，2022年实现高速公路代驾。Level 4高度智能化功能，将在2025年实现高速公路自动驾驶和护航，2027年实现城市和郊区智能驾驶。2030年后将实现乘用车全智能驾驶。

货运车辆智能驾驶技术发展路径（图7）更关注车队的经济性和减轻驾驶员的负荷等技术。在基于已经成熟的ADAS基础上，Level 1将在2022年实现卡车的协同巡航编队行驶。Level 2将在2020年实现交通拥堵助手，2026年将实现自动编队行驶。Level 3将在2020年实现交通拥堵代驾，2023年实现高速路代驾。Leve 4将在2021年实现在限定范围内实现高度智能驾驶，在2026年前实现在专用路上高度智能驾驶，在2028年前实现高速路自动驾驶编队，在2030后实现在开放路上实现高度智能驾驶。2030年后实现货运卡车全智能驾驶。

图7 货运车辆智能驾驶技术发展路径[4]

4 互联智能汽车发展的机遇与挑战

智能驾驶技术的发展不仅仅是车辆智能驾驶技术、生产和工业化技术发展问题，也涉及智能驾驶汽车能系统和提供的服务，同时面临着社会政策法规等挑战（见图8），需要系统的方法进行研究[4]。

在系统和服务方面，主要面临人机因素和互联性，这是智能汽车发展中与社会与人类直接相关的要素。新的移动服务、共享经济和业务模式、大数据、人工智能和应用为智能汽车的发展提供了更广泛的机遇，数字化和物理基础设施的发展则为智能汽车的发展提出了更大的挑战。

图8 互联智能汽车发展的挑战[4]

在社会层面，用户意识、用户和社会接受程度、道德、驾驶员培训、政策和监管需求、欧盟成员国内部协调、社会经济评估和可持续性、安全验证和道路行驶测试是智能汽车发展的社会基础。

5 结束语

根据欧盟支持的一项调查报告，到2022年互联智能汽车相关的智能驾驶、互联服务、安全相关的产业将达到1 470亿美元，可见互联智能汽车市场前景巨大，促进经济发展的意义重大[5]。

欧盟国家汽车主机厂在研发传统汽车技术方面有很强的优势，但对于互联智能汽车创新技术方面，特别是缺乏人工智能方面的技术，目前主机厂在与软件的合作有限。欧盟国家汽车主机厂在积极努力跟踪、开发、采用创新技术，使其在国际竞争中保持技术领先地位。欧盟一些国家已经出台法律，允许互联智能汽车在公共道路上进行测试，欧盟需要统一的法律来支持互联智能汽车的发展。

Augusto Medina等建议建立一个统一的欧盟互联智能驾驶法律框架，消除法律障碍和法律一致性，给互联智能汽车的创新研发提供测试便利，促进互操作，关注互联智能汽车标准的制定、信息安全和统一的测试方法。欧盟将在基础设施与车辆的互联互通技术的投资给予优先权，改善基础设施。改善智能汽车感知和预测环境，为智能汽车的复杂决策奠定基础。

欧盟也将鼓励加强信息技术（ICT）公司与汽车主机厂的合作，创造综合效益，支持人工智能、深度学习、大数据分析、高精度地图等技术能力提升，这些能力的提升对于保持欧盟智能驾驶汽车技术的国际竞争力至关重要。

面对未来移动可持续发展和巨大的互联智能汽车市场容量，欧盟发布了欧盟智慧城市智慧交通愿景2050，提出了实现宏伟愿景的互联智能汽车技术路线图，总结了机遇与挑战，提出了指导互联智能汽车可持续发展的政策框架，为欧盟在互联智能汽车领域保持国际领先地位和实现智慧城市智慧交通愿景奠定了社会、基础设施系统和汽车行业基础。