无人驾驶“硬知识”

2018年韩国京畿道城南市，举行了全国第一辆无人驾驶巴士试乘活动。

人类的经济发展史很大程度上是一部产业发展史。从当代产业角度来说，先进工业制成品的市场占有率是西方发达国家非常关注的指标。而汽车作为典型的先进工业制成品更是引人瞩目。从汽车产品的技术特点看，每辆汽车都是当代高新技术的结晶，汽车工业是应用机器人、数控机床、自动生产线最大的产业。同时现代汽车也运用了大量新材料、新工艺、新设备和电子技术，汽车工业不但和钢铁、冶金、橡胶、石化、塑料、玻璃、机械、电子、纺织等产业休戚与共，而且延伸到商业、维修服务业、保险业、运输业和公路建筑业等行业。一旦抓住汽车产业这个龙头，相关产业就能被带动。近年来，汽车产业发展的一个重要方向就是无人驾驶。可以说无人驾驶技术不仅对汽车本身产生重要影响，也会在很大程度上改变世界经济格局。而说起汽车的无人驾驶，就不得不提起人工智能。

人工智能发展小史

人工智能的产生与产业革命有着密切的关系。按照著名军事科学家刘戟锋将军的观点，第一次产业革命结束后，社会生产力的发展由工业进入到机器体系阶段，世界经济开始在英国等少数国家突破传统经济状态进入到现代经济增长阶段，从而形成了第一个主导产业部门即棉纺织工业部门，以及第一个由纺织工业、冶铁工业、采煤工业、早期制造业和交通运输业组成的主导产业群体。随后虽然没有立即发生新的产业革命，但是由于第一次产业革命成果的延伸应用，铁路和机车的发展，于19世纪中叶开始铁路狂潮的出现，又形成了第二主导产业部门及主导产业群，即钢铁工业和铁路修建业部门以及由钢铁工业、采煤工业、造船工业、纺织工业、机器制造业、铁路运输业、轮船运输业、以及其他工业组成的主导产业群体。19世纪末20世纪初，电力的发明和应用以及由此形成的第二次产业革命，又使电力、汽车、化工和钢铁工业即重化工业成为第三个主导产业部门，由电力工业、电器制造业、化学工业、汽车工业以及第二个主导产业群中各产业部门组成了第三个主导产业群。20世纪上半叶，第二次科技和产业革命的继续深化，又使汽车、石化、钢铁、耐用消费品工业历史地成为第四个主导产业部门，使耐用消费品、宇航工业、计算机工业、原子能工业、合成材料工业以及第三个主导产业群中各产业部门组成第四个主导产业群体。现在，随着第三次科技革命的完成和一系列高新技术的产业化，以及知识经济时代的到来，初步形成了第五个主导产业及其主导产业群体，信息产业是其主导产业，而新材料、新能源、生物工程、宇航工业等新兴产业部门再加上第四个主导产业群再加上第四个主导产业群中各产业部门组成第五个主导产业群体。

上述产业革命带来的一个直接结果就是信息技术的迅速发展。信息技术是一个技术群，作为其基础技术，通常包括微电子、激光、光子、光电子、分子电子、超导电子等技术;作为其系统技术，通常包括信息的获取、传输、处理、控制等技术，以及电报、电话、传真、广播、电视、光纤通信、卫星通信、遥感、遥测、遥控、传感、仿真等技术。

人工智能就是信息技术发展的产物。自从电子计算机发明以来，将人类智能赋予计算机就一直是计算机领域研究者们的梦想。早在1950年，阿兰图灵就在他题为《计算机与智能》这一论文中提出了一个非常著名的问题：“机器可以思考吗？”随后，他提出了一种测试机器是否能够独立思考的方法，即著名的“图灵测试”。就其概念而言，人工智能是一门研究如何实现人类脑力活动自动化的科学，也就是在计算机模拟人脑所从事的思考、分析、推进、判断、规劃和学习等思维活动，企图解决人类专家才能解决的复杂问题。美国学者杰瑞·卡普兰据此认为，计算机技术的加速发展推动了机器人、感知以及机器学习领域的进步，这些成果让新一代系统可以匹敌甚至超越人类的能力。这些发展很有可能会开辟出一个前所未有的繁荣而安逸的新时代。而这个新时代的象征之一就是汽车无人驾驶。

无人驾驶意义重大

无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知车辆周围环境，根据所获得的道路、旁边车辆位置、障碍物信息红路灯等信息，以及通过车载网络从各种地图即时获取城市路况，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。目的在于解决交通拥堵问题以及降低交通事故的发生率。

在无人驾驶汽车领域里，人工智能技术是不可缺少的一项技术。汽车驾驶最为重要的基础在于选择最优路线，提升汽车出行的效率。在传统有人驾驶汽车的情况下，一方面受困于驾驶员自身的预判，如事先不知道所要行驶的路线处于交通拥挤的状况，一旦上路则会耽误很多的时间。另一方面，有人驾驶汽车的情况下，尽管有汽车导航可以对线路进行规划，但是往往线路规划的不是非常理想，当去到一个陌生的区域时，会极大地影响出行效率。 人工智能技术的应用，可以在行驶的过程中，自动进行线路规划，所规划的线路有别于传统有人驾驶汽车，在更加精确的同时，保证了线路规划的最优性。

专家唐怀坤指出，人工智能与交通的结合，不仅是无人驾驶技术本身的变革，而且从城市交通、高速公路到乡村各种道路场景，停车场、加油站、服务区、公交站、收费站、交通路口等各种管理场景都需要行业持续演进。未来城市中，所有车辆都将是无人驾驶，汽车将取消方向盘，汽车的设计将更加灵活多样，道路将取消红绿灯，由无人驾驶信息系统自动根据路口的车流量进行自动调配，而行人的通行道路将统一单独规划路网，与无人驾驶不会产生交叉路口，私家车将基本消失，所有私人和公共停车位均为无人驾驶电动汽车，每个车位都配有充电桩。人工智能在地球资源有限的前提下能为人类带来最高极限的生产力，优化生产、生活方式，为人类造福。在交通领域，新能源汽车、无人驾驶技术的国际竞争也愈演愈烈。

无人驾驶技术整体突破阶段概念图

无人驾驶技术现状及发展

无人驾驶的发展大致可分为三个阶段：智能车辆导航探索阶段、汽车辅助驾驶阶段、无人驾驶技术整体突破阶段。智能车辆导航探索阶段的关键在于数字化。唐怀坤认为，数字化的对象是道路、车辆、运行指挥。首先，室外道路数字地图在全球卫星定位系统开始启用就已诞生，数字地图在20世纪90年代开始逐步产业化。其次，车辆的制造在1980年也开始数字化，依托数字化制造工业机器人开始用应用于汽车制造。一台车辆的制造可以依托虚拟世界的数字化模型来生产，汽车运行过程中的各项参数数据当前也已实现从模拟化向数字化转变。再次，红绿灯道路指挥系统、违章监控系统都已经实现数字化。下一步将是全部道路及道路上车道、桥梁隧道限高、道路限速、充电桩位置、加油站位置等全程数字化。最后，惟一不确定的是道路上非汽车出行模式的行为，如步行、自行车、电动车、摩托车等。因此无人驾驶在城市推行的第一步需要设置专用的无人驾驶通道，道路交通元素的数字化、去干扰因素化是确保无人驾驶安全运行的第一道屏障。

汽车辅助驾驶阶段的关键在于车联网。无人驾驶汽车发展所需基本的技术有9项，即车对车通讯、巡航控制、自动刹车、车道维持、雷达、循迹或稳定控制、视频摄影机、位置估计器、全球定位系统。在这些基本技术中，前5项技术的专利申请数量相对较多。其中，车对车通讯是车联网的终端入口，通过这项技术可实现车辆之间的物联网模式的通信，基于这些互动数据实现车辆之间的速度调整，如巡航、刹车、加速、速度同步等。车联网是确保无人驾驶安全运行的第二道屏障。车联网是无人驾驶的基础，且将经过两个主要阶段：正常驾驶与无人驾驶互相联网阶段和纯无人驾驶联网阶段。车联网从热门炒作到目前进入成长期，已经有10余年时间。在无人驾驶领域，为了确保道交通安全，车联网须为强制安装。如果两种驾驶模式下都有车联网设备，通过所有车联的联网将实现路网交通信息服务云，让车辆能够自主判断最优车速和最佳路径，确定前后车距离，实现城市交通的最佳调度，大大提升交通效率。

自动驾驶技术不仅在一定程度上解放了司机的劳动力，更多则是为道路安全带来了保障，因为人工智能系统不会出现“ 疲劳驾驶”。

无人驾驶技术整体突破阶段要满足道路识别、路标识别、自动导航、物体识别、车速识别、车辆属性识别等，更多的是特定交通场景。

各国视为竞争领域

美国著名经济学家迈克尔·波特认为，影响一国生产力的关键要素，从经济形态的成功和失败中窥知其要，因为关键要素是一个国家在复杂的产业和产业环节中的竞争能力。至于国家的经济是否繁荣，不仅与它在某个时点上的表现形态有关，更重要的是该国产业长期自我提升的能力。因此，一个国家的经济繁荣，是该国产业竞争优势扩张和提升的结果，亦即产业界在现有基础上，达到更广泛和深入的竞争优势。这种发展趋势，促进了生产力的提高，也在越来越专业的新兴产业环节和整个产业中，奠定了有利的竞争基础。产业升级促使生产力提高，并且维持充分就业;反之，如果经济无法繁荣，其后果将导致现有的产业生产力下降，一些高生产力产业也将丧失竞争地位。结果首当其冲的便是工资问题，也因此而延缓人均国民收入的增长。

无人驾驶汽车涉及产业众多，是体现国家在复杂产业竞争能力的重要指标。一旦无人驾驶汽车量产并占据市场的大部分，将会有几个工业国家在其中占据优势。首先是美国。美国谷歌公司是最先发展无人驾驶汽车的公司，并且在2017 年 11 月率先进行了不配备安全驾驶员的无人驾驶汽车的测试。此外，特斯拉公司在无人驾驶领域也取得了一定优势。

其次是中国。百度、长安等企业以及国防科技大学、军事交通学院等军事院校的无人驾駛汽车走在国内研发的前列。长安汽车、百度汽车都已经进行了无人驾驶汽车的测试并初步取得成功。除此而外，无人驾驶技术也引起了公共交通领域的重视。在中国一些较为发达的城市，公共交通事业部门已经将无人驾驶公交车项目纳入到未来发展的计划，甚至有的已经开始了前期的测试工作。

接着是日本和德国。日本是汽车产量仅次于中国的全球第二大汽车生产国 （2017年），日本半导体企业预计无人驾驶汽车下一个可望引领半导体产业发展的新兴应用领域。从瑞萨、东芝、索尼、索喜等企业的动向可以看出，自2015年日本半导体产业非常关注汽车产业对芯片的需求，以期维持未来增长。尽管其人工智能技术落后于中美，但其实力不可小觑。德国在无人驾驶领域也频频发力。德国在无人驾驶领域的专利数量位居世界第一，德国是大众集团、戴姆勒、宝马集团等车企的发源地，在无人驾驶技术领域的投资比例都相当大。德国政府官员一直以来都在就无人驾驶汽车事故的认定而进行协商，如在行驶时考虑的是撞上骑自行车的人还是超速违规行驶避开事故并于2017年制订了相关法律细则。

除此之外，新兴工业强国韩国在无人驾驶领域也开始发力。2018年3月，韩国《亚洲经济》网站发布消息称，韩国现代汽车公司对3辆氢燃料汽车和2辆捷恩斯汽车进行了无人驾驶实际测试。车队从首尔出发，在2小时30分钟后抵达目的地平昌，全程零失误。本次参与测试的两款车型均符合美国汽车工程师协会（SAE）规定的4级标准。4级标准指，汽车在没有驾驶者的干预下自动行驶，驾驶者仅需实时监测路况。

随着5G时代的来临，无人驾驶汽车又朝我们近了一步——前者延时低、速度快以及应用广的优势将在无人驾驶汽车领域得到淋漓尽致的发挥。无人驾驶汽车需要大数据、云计算、人工智能、超级网络（5G）通讯技术等。这些基础性技术中国都不落后，甚至居于世界前列。这是中国实现产业升级的契机，更是美国发动贸易战的深层次原因。所以，中国在该领域的前途是光明的，但是道路可能是曲折的。

作者简介：马尧，复旦大学一带一路战略与国际安全研究所研究员，国际关系专业博士，著名时事及军事评论员，从事国际安全、地缘政治思想和军事装备及战略战役战术理论研究，澎湃防务军事顾问，曾在《参考消息》、《南方周末》、《解放日报》、《中国青年报》、《新民晚报》、《中国国防报》、《国防参考》、《世界博览》和中国社会科学网等报刊杂志和新媒体发表评论文章600多篇。