在科幻電影展現(xiàn)的未來世界當(dāng)中，無人駕駛汽車在道路上自由穿梭，它們外形科幻、靈活智能、速度飛快，幾乎滿足了人們對于自動駕駛的一切想象。然而，當(dāng)我們回到2021年的現(xiàn)實后，就會發(fā)現(xiàn)自動駕駛汽車的發(fā)展前景似乎并非像科幻電影中那般美好。


科幻電影中的自動駕駛汽車

一方面，自動駕駛汽車在緩解交通擁堵和顯著減少道路交通事故方面的確具有巨大的潛力，全球各大車企和自動駕駛公司都在發(fā)力以占領(lǐng)技術(shù)制高點。另一方面，近幾年頻發(fā)的自動駕駛汽車事故，又暴露出當(dāng)前一些具備一定自動駕駛能力的汽車在環(huán)境感知、自動控制等技術(shù)領(lǐng)域還不夠成熟，這也使得公眾開始關(guān)注自動駕駛技術(shù)及其備受爭議的實際應(yīng)用。

事故介紹：2018年3月19日晚，在美國亞利桑那州的公共道路上，發(fā)生了首例自動駕駛汽車致死案，Uber的自動駕駛汽車，在自動駕駛狀態(tài)下，撞倒了一名正在過馬路的女性，最終不治身亡。當(dāng)時車速大約在65km/h，駕駛座上的操作員也并未及時作出反應(yīng)。

因此，雖然大家基本相信自動駕駛汽車有望成為未來道路交通中的重要元素，但目前很多人還是會有一個揮之不去的問題，那就是：自動駕駛汽車真的會更安全嗎？

實際上，對于完全自動駕駛是否能使道路交通更加安全，目前世界上并沒有形成統(tǒng)一的解釋標準。為了回答這個問題，本文綜合國內(nèi)外的相關(guān)資料，力求用兩期的篇幅，從交通事故給世界帶來的傷害，以及與自動駕駛安全范疇的定義、帶來的實際安全效益、面臨的倫理難題、政策法規(guī)現(xiàn)狀等方面，探究自動駕駛與交通安全之間的關(guān)系。

01  交通事故給世界帶來哪些傷害？

| 事故造成損失巨大 |

根據(jù)聯(lián)合國最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球每年約有125萬人因道路交通事故喪生，受傷人數(shù)則高達5000萬人，造成的經(jīng)濟損失約為1.85萬億美元。而我國，在2010-2019年的10年間，平均每年發(fā)生車禍20余萬起，每年因道路交通事故死亡的平均人數(shù)約6萬人。此外，道路交通事故還是造成15-29歲年輕人死亡的首要原因。

除了道路交通傷害導(dǎo)致的公共衛(wèi)生影響外，還使其成為一個重要的經(jīng)濟發(fā)展問題：道路交通事故給各國造成的經(jīng)濟損失約達國內(nèi)生產(chǎn)總值的 3%，而在低收入和中等收入國家造成的經(jīng)濟損失相當(dāng)于國內(nèi)生產(chǎn)總值的5%。

| 多數(shù)事故可以預(yù)防 |

根據(jù)公安部統(tǒng)計，在道路交通事故數(shù)量中有86%為機動車違法造成的交通事故。同時，在事故誘因分析中，94%的交通事故是由人為因素引發(fā)，人工駕駛員因注意力分散、未按道路規(guī)則行駛、錯誤路況判斷、酒駕等因素導(dǎo)致交通事故，成為傳統(tǒng)出行方式一大痛點。而一項經(jīng)典的研究表明，如果提前1.9秒有效預(yù)警并采取措施，事故率可以下降90%，如果提前2.7秒有效預(yù)警并采取措施，事故死亡率可以下降95%。

【案例】 2006年廣東韶關(guān)“8·26”特大交通事故

2006年8月26日凌晨，在京珠高速韶關(guān)段一輛滿載鐵礦石的大貨車因故障在路邊停車；隨后的大客車司機因疲勞駕駛處于精神恍惚狀態(tài)，誤以為大貨車是處于緩慢行駛狀態(tài)，于是加大油門想超過大貨車繼續(xù)行駛，沒想到由于車速較快，未能敏捷地“越位”，發(fā)生碰撞導(dǎo)致大客車半邊車身都被鏟掉，造成50余人死傷，其中喪生的17人中竟有3名是拿著大學(xué)錄取通知書去報到的準大學(xué)生，在人生即將展開燦爛篇章的時刻殞命黃泉，可悲可嘆！

因此，雖然道路交通事故多年來一直是全球死亡和傷害的主要原因，但大多數(shù)道路交通碰撞都是可以預(yù)測和預(yù)防的。有大量證據(jù)表明有效的干預(yù)措施可以使道路更加安全：實施這些干預(yù)措施的國家已經(jīng)相應(yīng)減少了道路交通死亡人數(shù)。在持續(xù)降低道路交通死亡人數(shù)和比率方面一些最成功的例子都采用了“安全系統(tǒng)方法”。

這種保證道路安全的方法認識到人體極易受到傷害，而且人類會犯錯誤。因此采取一系列互補性干預(yù)措施來建造更安全的道路和更安全的車輛，實行更安全的車速，并促使道路使用者采取更安全的行為。這些元素綜合發(fā)揮作用可彌補駕駛者的錯誤。這個系統(tǒng)的所有部分都需要得到加強，這樣如果系統(tǒng)的一個部分失靈，其他部分仍將能保護相關(guān)人員。采用安全系統(tǒng)方法需要交通運輸、衛(wèi)生、警察、工業(yè)和民間 社會等許多部門的參與和密切合作。

02  自動駕駛車輛安全涉及哪些范疇？

正所謂產(chǎn)業(yè)發(fā)展，標準先行。目前國際上為了從標準上明確自動駕駛安全的范疇，制定了一些與自動駕駛安全相關(guān)的標準，主要涉及功能安全、預(yù)期功能安全、信息安全等方面。

| 功能性安全（Functional Safety） |

2011年國際標準化組織道路車輛技術(shù)委員會（ISO/TC22）發(fā)布的ISO26262《Road Vehicles Functional Safety》道路車輛功能安全國際標準。該標準涵蓋的范圍廣泛，幾乎涉及到了所有與功能安全相關(guān)的汽車電子、電氣產(chǎn)品，包括傳統(tǒng)汽車和新能源汽車。

功能性安全標準目的在于提高汽車電子、電氣產(chǎn)品的功能安全，在產(chǎn)品研發(fā)流程和管理流程中，預(yù)先分析和評估潛在的危害和風(fēng)險，通過實施科學(xué)的安全技術(shù)措施、規(guī)范和方法來降低風(fēng)險，利用軟硬件系統(tǒng)化的測試驗證和確認方法，使電子、電氣產(chǎn)品的安全生命周期內(nèi)滿足汽車安全完整性等級的要求，提升系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠性，避免過當(dāng)設(shè)計而增加成本，以及避免因系統(tǒng)失效、隨機硬件失效、設(shè)計缺陷所帶來的風(fēng)險，使電子系統(tǒng)的安全功能在各種嚴酷條件下保持正常運作。

新能源汽車三電功能安全

功能性安全標準為應(yīng)對電控系統(tǒng)失效導(dǎo)致的安全風(fēng)險提供了系統(tǒng)化的解決方法。但對于自動駕駛車輛，除了需要避免因電控系統(tǒng)故障而引起的安全風(fēng)險，還需考慮電控系統(tǒng)在沒有發(fā)生故障的情況下的安全風(fēng)險，例如那些基于傳感器輸入環(huán)境信號進行決策和控制的系統(tǒng)，如果傳感器不能正確識別道路場景，處理算法針對所輸入的信號采取一種危險的決策，從而引起安全風(fēng)險。

| 預(yù)期功能性安全(Safety Of The Intended Functionality) |

多起因自動駕駛汽車引發(fā)的致命交通事故表明，依靠傳統(tǒng)的以質(zhì)量保障為中心的車輛安全體系已經(jīng)不能滿足自動駕駛車輛的安全保障需求，汽車工業(yè)領(lǐng)域亟需建立全新的自動駕駛安全評判準則體系。

為此，國際標準化組織于2018年正式啟動全球首個自動駕駛安全國際標準ISO/PAS 21448《道路車輛預(yù)期功能安全》（Road Vehicles-Safety of The Intended Functionality）的制定工作，旨在為全球自動駕駛車輛的安全開發(fā)和測試評價提供技術(shù)指導(dǎo)。不同于ISO26262《道路車輛功能安全》（對應(yīng)GB/T 34590）關(guān)注并解決的是電控系統(tǒng)故障導(dǎo)致的危害，ISO/PAS 21448《道路車輛預(yù)期功能安全》立足對自動駕駛安全影響更廣泛的非故障安全領(lǐng)域，重點關(guān)注自動駕駛系統(tǒng)的行為安全，解決因自身設(shè)計不足或性能局限在遇到一定觸發(fā)條件（如環(huán)境干擾或人員誤用）時導(dǎo)致的危害。因此，功能安全和預(yù)期功能安全技術(shù)為確保自動駕駛車輛在故障、非故障情況下的安全運行提供了根本保障。

| 信息安全（Cybersecurity） |

有別于傳統(tǒng)人工駕駛車輛，自動駕駛車輛的駕駛過程是機器不斷收集駕駛信息并進行信息分析和自我學(xué)習(xí)從而達到自動駕駛的系統(tǒng)工程。每輛汽車將從過去的封閉轉(zhuǎn)向開放，融入到聯(lián)網(wǎng)的平臺中進行實時的信息交互。黑客可以通過網(wǎng)絡(luò)對車輛進行遠程攻擊，使車輛做出熄火、剎車、加減速、解鎖等操作，也可以通過截獲通訊信息、攻擊云端服務(wù)器，達到竊取用戶信息和車輛數(shù)據(jù)的目的，嚴重的還會威脅駕駛員和乘客的生命安全。同時，在自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中，數(shù)據(jù)的采集、存儲、 處理、傳輸、共享等生命周期各環(huán)節(jié)潛在的安全威脅都給自動駕駛數(shù)據(jù)防護帶來了全新的挑戰(zhàn)，要想實現(xiàn)自動駕駛汽車規(guī)?；?、商業(yè)化落地，必須解決“數(shù)據(jù)安全”這一“攔路虎”。


與汽車相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)信息設(shè)施

在自動駕駛場景下，相關(guān)安全防護技術(shù)需要結(jié)合自動駕駛的差異性特點進行改進，如自動駕駛車輛的車內(nèi)數(shù)據(jù)安全要求車輛認證加密或密鑰的管理具備輕量、易集成和延遲低的特點，車路協(xié)同自動駕駛的 V2X 安全傳輸要求海量證書管理能滿足廣播、小批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。同時，按數(shù)據(jù)重要程度和面臨的風(fēng)險不同，所采用的數(shù)據(jù)安全防護技術(shù)也需要做出相應(yīng)的完善與調(diào)整。

為此，國際標準化組織ISO與美國汽車工程學(xué)會SAE聯(lián)合編制ISO/SAE 21434《汽車信息安全工程》（Road Vehicle - Cybersecurity Engineering）標準。該標準為確保網(wǎng)絡(luò)信息安全預(yù)先設(shè)計到車輛中定義了一個結(jié)構(gòu)化過程，為整個供應(yīng)鏈提供了一種交流和管理網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險的通用語言，量化了車輛中不同系統(tǒng)或功能的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險，從而使相關(guān)公司就降低風(fēng)險所需的嚴格程度達成一致，避免“公說公有理，婆說婆有理”或“不知所云”的尷尬。

ISO/SAE 21434為汽車公司建立了一個網(wǎng)絡(luò)安全框架，旨在加強行業(yè)在網(wǎng)絡(luò)安全方面的合作，從而開發(fā)更好地解決當(dāng)今和未來網(wǎng)絡(luò)安全問題的技術(shù)和解決方案；將有助于工程師在開發(fā)過程的每個階段和現(xiàn)場考慮網(wǎng)絡(luò)安全問題，創(chuàng)建一個涵蓋掃描漏洞、增強車輛自身網(wǎng)絡(luò)安全防御能力的檢查表，并對每個組件的潛在漏洞進行風(fēng)險分析。新的國際標準還將借鑒SAE的指導(dǎo)方針，構(gòu)建一個全面的網(wǎng)絡(luò)安全工具，在全球范圍內(nèi)解決行業(yè)的所有需求和挑戰(zhàn)。同時也將有助于解決道路車輛電氣和電子系統(tǒng)工程中的網(wǎng)絡(luò)安全問題，幫助制造商跟上不斷變化的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)攻擊方法。

03  自動駕駛車輛將帶來哪些安全效益？

| 高級輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS） |

目前，經(jīng)過統(tǒng)計驗證的專家評估已經(jīng)證明了未來提升安全性的車輛和駕駛員輔助系統(tǒng)的潛在效益。在傳統(tǒng)駕駛方式中，駕駛員注意力會受各種因素影響而分散，而運用高級輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）的車輛，可以通過車路協(xié)同技術(shù)在人類視覺盲區(qū)接收道路信息，或通過激光雷達在光線不佳的情況下看到人眼分辨不清的障礙物，提前規(guī)劃行為決策，避免交通事故。


汽車ADAS功能之一：防碰撞系統(tǒng)

通過高精度3D關(guān)鍵點的追蹤及動作捕捉技術(shù)，能夠準確識別打電話、吸煙、分神、疲勞駕駛等不安全的駕駛行為，并及時發(fā)出預(yù)警提示。而致密臉部跟蹤、致密眼球跟蹤、靜默式活體檢測等技術(shù)的運用也讓人臉識別能力更為精進。全球最大的汽車再保險公司瑞士再保險公司（Swiss Re）和地圖開發(fā)商HERE預(yù)測，ADAS可能導(dǎo)致汽車事故頻率減少25%，相信智能駕駛將成為降低交通事故率、提高交通效率的重要途徑。

| 自動駕駛與“零死亡愿景” |

雖然到目前為止，還沒有經(jīng)驗證明完全自動駕駛功能的整體安全性。但由于人為錯誤是道路交通事故的主要原因，并且道路事故分析的結(jié)果可以肯定的地表明，駕駛?cè)蝿?wù)的自動化從“僅駕駛員”、“輔助”、上升到“部分自動化”的駕駛類別，是有助于最小化人為錯誤后果的關(guān)鍵技術(shù)。


不同自動駕駛等級下駕駛者與車輛所扮演的角色

基于2010年數(shù)據(jù)的碰撞事故總數(shù)下降趨勢（2030-2070年）

根據(jù)對自動駕駛功能發(fā)展的預(yù)估，僅就單車安全性而言，基于2010年可預(yù)防的碰撞事故數(shù)據(jù)，到2030年將可以實現(xiàn)事故總數(shù)下降19%左右，2040年將減少23%，2050年減少50%，到2060年減少71%，到2070年幾乎可以完全預(yù)防事故的發(fā)生。這樣的預(yù)測表明，2070年的汽車幾乎不會發(fā)生事故，但車輛仍然能夠承受嚴重的碰撞。從技術(shù)角度看，今天的自動駕駛車輛已經(jīng)可以在有利條件下的移動交通中接管許多駕駛?cè)蝿?wù)，其中高度自動駕駛，特別是完全自動駕駛旨在使車輛盡可能無事故、高效率地行駛，有望在未來接近實現(xiàn)“零死亡愿景”。


一輛運行中的自動駕駛汽車

04  結(jié)語

安全是汽車工業(yè)發(fā)展的永恒主題，也是汽車工業(yè)發(fā)展的最高優(yōu)先級。對自動駕駛汽車而言，雖然能帶來可以預(yù)見的安全效益，但Uber等企業(yè)的前車之鑒又證明社會對技術(shù)造成的事故容忍度極低。各國政府普遍遵循以安全為中心的準則，制定了自動駕駛管理及測試政策,規(guī)劃自動駕駛汽車發(fā)展路線,但這樣做可能導(dǎo)致將安全標準設(shè)置過高而減慢自動駕駛技術(shù)發(fā)展速度。


進行道路測試的Tesla自動駕駛汽車

不過，即使無人駕駛汽車的技術(shù)還未達到完美，并且出現(xiàn)了一些尚未知的事故情況，還受到交通倫理、公眾接受度不高的約束，但當(dāng)技術(shù)成熟的無人駕駛車輛在道路交通中廣泛投入使用后，預(yù)期將產(chǎn)生較大的社會、經(jīng)濟和安全效益。因此，有關(guān)自動駕駛的跨科學(xué)研究活動仍然得到了促進和加強。