自动驾驶出租车远程遥控驾驶研究*

葛雨明，廖臻，康陈，林琳，刘晋

（1.北京信息科技大学，北京 100096；2.中国信息通信研究院，北京 100191；3.广汽埃安新能源汽车有限公司，广东 广州 511434）

0 引言

在新一代信息通信技术的赋能下，汽车产业逐步向着实现高级别自动驾驶应用方向演进，衍生出自动驾驶出租车等新模式和新业态。自动驾驶出租车将可以降低由于人类驾驶员疲劳驾驶、超速行驶、未按交通信号通行、违规停车等诱因造成的交通事故发生，提升行驶安全性。另一方面，自动驾驶出租车也将赋能社会生态，有效缓解城市的拥堵情况并解决停车难等多方面问题。根据IHS Markit在2021 年发布《中国自动驾驶市场和未来出行市场展望》的报告，预计未来自动驾驶出租将占到共享出行市场的60%以上的份额，市场规模预计超过1.3 万亿。与此同时，随着5G 技术的演进增强以及智能化、网联化的路侧基础设施的发展建设，远程遥控驾驶的概念也被业界广泛提出。一方面，远程遥控驾驶应用将有效提高车辆行驶的安全性和可靠性，通过远程的实时监管及控制提供冗余保障；另一方面，可以有效降低企业的运营成本。

远程遥控驾驶与自动驾驶出租车的“结合”成为业界关注的重要应用场景。考虑到自动驾驶出租车上路后的“零事故”安全行驶是未来应用落地的首要目标，依托远程遥控驾驶技术可以借由云端对自动驾驶出租车实时监控以及特殊状况下的紧急接管，有效缓解仅靠自动驾驶出租车自身能力无法“脱困”的问题。本文通过介绍自动驾驶出租车的国内外进展情况，对自动驾驶出租车的远程遥控驾驶的需求、技术、应用等方面进行分析，并给出下一步研究建议。

1 自动驾驶出租车发展概述

近年来，多个国家和地区接连出台自动驾驶法规和政策文件，越来越多的互联网企业、传统车企以及造车新势力布局自动驾驶出租车，期望为人们提供便捷、安全、绿色的智慧出行方式，同时助力运营公司降低成本、提升效率。

1.1 国外进展情况

（1）政策法规

美国加快完善更新自动驾驶相关政策，为自动驾驶测试和商业应用提供良好的环境。美国交通运输部在2020 年发布《确保美国在自动驾驶汽车技术方面的领导地位：自动驾驶汽车4.0》（Ensuring American Leadership in Automated Vehicle Technologies:Automated Vehicles 4.0），将推动构建统一的指导规范，着力提升民众对于自动驾驶的信任度；2021年1 月发布《自动驾驶汽车综合计划》（Automated Vehicles Comprehensive Plan）介绍自动驾驶出租车等应用的推进情况。在州层面，以加利福尼亚州为代表，美国加州交通管理局在2021 年自动驾驶数据报告中指出加州2021 年公共道路累计自动驾驶里程超400 万英里，较2020 年增长一倍以上。此外，欧洲和亚洲也积极推动自动驾驶法规草案更新并出台相应政策予以支持，德国2021 年5 月联邦议院和参议院通过《自动驾驶法》草案；英国也持续推进自动驾驶相关法律法规的制修订工作，规范自动车道保持系统（ALKS）搭载在上路车辆；日本在《日本自动驾驶政策方针》4.0 版本以及《面向实现和普及自动驾驶的措施报告与方针》中多次提及期望在2022 年实现基于远程监控的自动驾驶服务。

（2）产业应用

Waymo 在美国加利福尼亚州和亚利桑那州提供自动驾驶出租车服务，并在密歇根州、德克萨斯州、佛罗里达州和华盛顿州等多地开展了自动驾驶测试，其中2021 年Waymo 在加州测试里程共计超过232 万英里。Cruise 已获准在旧金山开展没有安全员的自动驾驶汽车测试，并计划于2022 年开始提供自动驾驶出租车付费服务，截至2021年3 月在加州、旧金山积累开展了200 万英里的自动驾驶测试里程。Mobileye 与大众汽车公司、Champion Motor Group、SIXT、RATP 等多家企业合作，计划在以色列特拉维夫、慕尼黑、巴黎等多地提供自动驾驶出租车服务。美国共享出行公司Lyft 与自动驾驶技术公司Aptiv 开展合作，截至2020 年2 月，已经完成了10 万次的自动驾驶出租车服务。此外，Lyft 与自动驾驶技术公司Argo AI、福特也达成三家战略合作协议，Argo 与福特研发的自动驾驶出租车将接入Lyft 平台，逐步由美国迈阿密向奥斯汀等其他城市拓展，为大众提供自动驾驶出租车服务。

1.2 国内进展情况

（1）政策法规与示范应用

在顶层战略层面，我国陆续出台相关文件。工信部联合公安部、交通运输部发布《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范（试行）》，推动智能网联汽车由道路测试逐步走向示范应用。交通运输部发布《关于促进道路交通自动驾驶技术发展和应用的指导意见》并组织开展自动驾驶和智能航运先导应用试点，支持在特定区域开展自动驾驶出租等示范应用。在地方层面，截至2021 年8 月，全国27 个省市先后出台道路测试管理细则。其中，北京、广州、沧州、深圳、长沙、上海等多地已经实现自动驾驶出租车道路测试和示范应用的开展，并以北京、阳泉等地为代表积极探索自动驾驶出租收费模式。北京市先后印发《北京市智能网联汽车政策先行区总体实施方案》、《北京市智能网联汽车政策先行区自动驾驶出行服务商业化试点管理实施细则（试行）》等文件，并在2021 年11 月启动全国首个自动驾驶出行服务商业化试点。沧州市颁发自动驾驶测试通知书和自动驾驶示范运营通知书，企业可通过折扣优惠、发放体验券、乘坐体验者自愿付费等多种形式探索收费机制。深圳市大力推进《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》，推动全域开放道路测试、示范应用及商业化试点。上海市印发《上海市智能网联汽车示范应用场景拓展工作实施方案（2021-2023 年）》，打造智能出租新标杆，下一步持续加大法规政策突破，制定示范运营管理规则，对达到条件的企业允许收取费用。

（2）产业生态

以百度、滴滴、文远知行、AutoX、小马智行等为代表的企业持续发力自动驾驶出租领域。百度Apollo 发布“萝卜快跑”自动驾驶出行服务平台，截至2021 年年底，已实现超过1 600 万公里的测试里程，目前已经在北京、阳泉、沧州、长沙、广州等多地实现自动驾驶接驳服务。滴滴已获得北京、上海、苏州、美国加州等多地的自动驾驶路测资格，并于2020 年开始面向公众开放自动驾驶服务，在上海市嘉定区为通过审核的用户提供试乘体验。文远知行在2021年4 月获得美国加州全无人测试牌照，2022 年1 月文远知行WeRide 实现超1 000 万公里的自动驾驶里程。AutoX 在2020 年7 月获得美国加州全无人测试牌照，并在2022 年2月宣布其无人驾驶车队实现超过1 000 台的规模。小马智行在北京、上海、广州、美国加州等多地提供自动驾驶出租车服务，已经实现超800 万公里路测里程。此外，越来越多的新玩家也开始入局自动驾驶出租领域。整车企业上汽集团旗下的享道出行于2021 年底在上海正式投入运营，小鹏汽车也计划于2022 年下半年开始探索自动驾驶出租车业务。

2 自动驾驶出租车远程遥控驾驶

2.1 远程遥控驾驶的需求及政策分析

远程遥控驾驶从广义上讲，可涵盖实时监控、远程协助、远程接管等多个环节。其中，实时监控主要是指通过远程遥控驾驶平台或远程驾驶舱实时了解车辆行驶过程中自身状态与周边环境；远程协助主要是指通过远程端向车辆提供辅助的驾驶建议；远程接管则是由远程端直接对车辆实现控制。

现阶段，远程遥控驾驶在自动驾驶道路测试和商业运营等方面上的应用已经被多个国家明确要求，远程驾驶员需要进行实时监控，必要时实现对自动驾驶车辆的接管，以此保证自动驾驶车辆去掉车内驾驶员后的安全行驶。美国方面，2018 年DMV（美国车辆管理局）表示可以允许无安全员的自动驾驶车辆上路测试，但是要求具备远程遥控和接管自动驾驶车辆的能力，以确保运行的安全；德国方面，新《自动驾驶法》草案明确指出当自动驾驶汽车遇到问题时，技术人员可通过远程接管进行控制；英国方面，允许自动驾驶汽车可以在公开道路上无安全员测试，但是亦需要具备实时接管的能力，且英国交通研究实验室（TRL）发布《联网和自动驾驶汽车的远程操作》中明确了远程操作的概念、用例等方面，并给出实现智能网联汽车远程操作的实施路线图；日本方面，除2021 年的《日本自动驾驶政策方针4.0 版本》、《面向实现和普及自动驾驶的措施报告与方针》中提及基于远程监控的自动驾驶服务以外，早在2017 年就已经颁布《远程自动驾驶系统道路测试许可处理基准》，该基准允许自动驾驶车辆可以在车内无安全员的情况下上路测试，同时明确远程遥控驾驶员作为承担现行道路交通法规上规定义务和责任的驾驶人，并具备控制车辆的制动功能，可通过屏幕掌握测试车辆周围和行驶方向的状况；中国方面，《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范（试行）》中明确提出道路测试主体应具备对道路测试车辆实施远程监控的能力以及对应的网络安全保障能力，同时多个地方的智能网联汽车道路测试管理实施细则中也明确指出测试车辆需要具备冗余系统，在系统发生故障时应能立即转为最小风险条件下的运行模式，并通知安全员进行人工接管或远程协助。

自动驾驶出租车方面也将基于现有的政策和法规的要求，积极研究和探索远程遥控驾驶，未来面向车内无安全员的场景，充分利用5G 网络大带宽、高可靠、低时延的优点，依托远程遥控平台或者位于远程遥控驾驶舱的人类安全员进行远程遥控接管，辅助自动驾驶出租车解决单车智能无法决策和处理的问题；远程遥控驾驶结束后，自动驾驶出租车也将可以回到自动行驶状态，以此实现主驾无人场景下一人控制多车的高效运营服务，降低人员的运营成本。

2.2 自动驾驶出租车远程遥控驾驶技术进展

IMT-2020（5G）推进组C-V2X 工作组已经完成了《基于5G 的远程遥控驾驶业务分析与系统需求》的课题研究工作，中国通信标准化协会（CCSA）也正在同步开展《基于5G 的远程遥控驾驶业务要求 自动驾驶出租车云端控制》等系列标准的制定工作，旨在通过5G 网络的赋能实现远程遥控驾驶功能，为未来自动驾驶出租车的安全行驶提供冗余保障。整体上，自动驾驶出租车远程遥控驾驶系统遵循“车-路-网-云”的体系架构，参考《基于5G 的远程遥控驾驶业务要求 自动驾驶出租车云端控制》等标准的定义，系统架构如图1 所示：

图1 自动驾驶出租车远程遥控驾驶系统架构

车端上，自动驾驶出租车需要具备5G 通信能力，搭载激光雷达、毫米波雷达、摄像头等车载感知设备以实现对周围驾驶环境信息的识别、采集和传输，并支持高精度地图、具备高精度定位能力。结合车辆行驶状态，自动驾驶出租车可随时发起或者接收来自平台发出的远程遥控驾驶的接管请求，在进入远程遥控驾驶模式后，根据平台发来的路径规划、远程遥控驾驶等指令来行驶。

路侧系统作为可选辅助基础设施，主要由路侧通信单元（RSU）、路侧感知设备、路侧计算设备组成，可以实现与自动驾驶出租车、平台之间的互联互通，解决自动驾驶出租车的感知盲区等问题，并将采集到的道路交通状况、交通参与者等信息上传至平台。

网络连接上，自动驾驶出租车与远程遥控驾驶平台之间采用5G 的方式进行信息的传输，保证信息传输的可靠性和实时性。其中，自动驾驶出租车会将传感器采集到的数据或车端接管请求等信息通过5G 网络实时上传至远程遥控驾驶平台，平台会经由5G 网络将推荐路径和决策指令等信息及时下发至车端。

平台上，呈现多层级的系统架构，远程遥控平台或远程遥控驾驶舱将结合系统部署规模和业务服务区域进行部署。平台端需要支持大规模的自动驾驶出租车的高并发接入，同时也可支持来自路侧系统的道路状态等信息的上报。平台端将完成对远程遥控驾驶的业务控制，支持对自动驾驶出租车的实时监控、路径规划、远程遥控等功能。

2.3 自动驾驶出租车远程遥控驾驶应用现状

目前，Waymo 可以支持对自动驾驶出租车的远程协助，即在自动驾驶出租车遇到问题时可以联系远程团队，辅助车辆获得更丰富的探测信息，如在前方道路异常时由远程端给出提醒信息，但值得一提的是，Waymo 的远程协助尚无法实现对自动驾驶出租车的直接遥控，即决策任务仍由自动驾驶出租车主要负责。百度Apollo 可以支持“5G 云代驾”功能，远程遥控驾驶舱配有环绕屏以及方向盘、脚踏板等控制器，在保证远程遥控驾驶员的舒适感和体验感的同时，还可以从远程遥控平台直接实现对自动驾驶出租车周边环境的实时监控，拥有强大算力的远程遥控平台在遇到紧急情况时可以触发“主动安全机制”，并弹窗提醒远程驾驶员，可以直接从远程端进行紧急刹车、加速、转弯等远程遥控。文远知行也将支持5G 远程遥控的“双模式”，既通过远程遥控驾驶平台给车端远程指引，同时针对异常情况也可以及时接管来完成远程遥控。测试车辆可根据路况需要实时切换为远程接管模式。截至2020 年7 月，文远知行的远程遥控驾驶员也已完成超1 000 小时的模拟训练，为自动驾驶出租车的安全上路行驶提供全方位保障。滴滴建立的自动驾驶安全护航中心可以实现对车辆运行过程中的实时监控，并在自动驾驶出租车面临复杂情况时实施远程遥控、给予协助指令，以滴滴双子星为例，自动驾驶车辆将结合部署的4 个鱼眼摄像头并配合后台实现场景检测，远程护航中心以此实现零距离多视角的远程监控，为解决未来自动驾驶运营时可能发生的问题打好基础。

总体而言，虽然远程遥控驾驶已经被不少企业应用于自动驾驶出租车的方案中，但是不同企业仍存在不同的实现方式。一方面，在远程遥控驾驶应用上，不同企业仍存在差异化考虑，有些企业可支持对车辆的远程控制，有些企业仅支持来自远程的引导提醒，而对后者的选择一定程度上也来自于企业对远程遥控驾驶的安全顾虑；另一方面，在业务架构或者部署上，企业也将结合自身对远程遥控驾驶的应用需求以及运营范围等因素进行差异化部署。

3 自动驾驶出租车远程遥控驾驶产业发展思考

结合自动驾驶出租车远程遥控驾驶的技术及应用现状，为保证自动驾驶出租车未来规模应用时的安全行驶和高质量服务，需要解决网络通信质量、网络安全、平台与车端互联互通、服务一致性等问题。

在通信性能方面，远程遥控驾驶需要依托5G 蜂窝网络来实现数据的传输，所以在自动驾驶出租车运行的区域范围内信号质量的稳定至关重要。企业应具备监测机制及冗余保障方案，以防在远程遥控驾驶过程中因连接不稳定或者干扰造成交通事故的发生。一方面，远程遥控驾驶车辆应具备主动安全能力，可以在网络不稳定或车端、平台端发生故障导致信息不能接收时，通过降低车速或者路边停车等方式将风险降为最低来保证运行安全；另一方面，远程遥控驾驶平台也可以根据监测到的5G 网络通信质量，如数据传输速率、传输时延等性能变化情况，及时调整远程遥控驾驶应用状态。

在网络安全方面，远程遥控驾驶会面临安全隐患和风险漏洞等问题，远程遥控驾驶平台发给自动驾驶出租车的遥控指令可能会出现信息伪造、数据篡改、重放攻击等情况，需要避免黑客从远程直接控制自动驾驶车辆进行诸如加速、转弯、刹车等操作，导致严重的社会安全问题。因此，建议严格落实车联网身份认证和安全信任体系，从网络和数据等方面加强安全保障能力建设。

在服务连续性和互联互通方面，虽然短期内自动驾驶出租车尚在较小区域范围内运营，但是未来随着自动驾驶出租车的规模推广，一方面，车辆需要在多个城市或者跨区域的道路环境下行驶，将会面临连续接入多个远程遥控驾驶区域平台的问题，如何保证车辆跨区域行驶时远程遥控服务质量的一致性是未来需要解决的问题之一；另一方面，自动驾驶出租车也会逐步迭代升级，随着车队规模的扩建，远程遥控驾驶平台可能需要管理来自不同整车制造商生产的车辆，车端与远程遥控驾驶平台之间的互联互通可能会存在问题。因此，考虑到后期自动驾驶出租车业务的规模普及，建议遵循标准化的自动驾驶出租车远程遥控驾驶系统架构，并保证平台端与车辆之间应用层信息交互的一致性。

4 结束语

目前车联网产业发展进入快车道，自动驾驶出租车应用持续升温。5G 网络的规模化建设给自动驾驶出租车与平台之间提供了高可靠、低时延的通信链路，远程遥控驾驶的应用将为用户带来安全、便利和高效的服务体验，同时降低企业的运营成本。下一步，自动驾驶出租车远程遥控驾驶的应用推广需要跨行业的通力合作，保证自动驾驶远程遥控的连接稳定性和业务安全性、跨车型跨平台跨企业之间的互联互通和互相信任、跨区域服务的一致性。一方面，加强5G 等关键技术以及安全冗余保障方案的研究工作，推动在自动驾驶出租远程遥控驾驶上的应用；另一方面，加快推进自动驾驶出租远程遥控的标准制定工作，规范“车-路-云”之间的接口协议、系统性能等要求，建立覆盖系统功能、性能、互联互通、安全等方面的评估体系，便于应用推广时有据可依。