安全是自動駕駛汽車發(fā)展的重點 以減少交通事故的出現(xiàn)

近日，美國國家運輸安全委員會（National TransportaTIon Safety Board，簡稱：NTSB）公布了對 2018 年美國亞利桑那州坦佩市一起自動駕駛汽車事故的最終調(diào)查結(jié)果，報告稱“一系列的軟件設(shè)計缺陷使得自動駕駛系統(tǒng)無法對違規(guī)橫穿馬路的行人作出正確反應(yīng)，從而導(dǎo)致撞車事件發(fā)生。”

無辜的生命逝去理應(yīng)得到緬懷，而“人為”的禍?zhǔn)赂档谜麄€行業(yè)深刻反思。自動駕駛技術(shù)研發(fā)的初衷是為了大幅降低交通事故率，所以“安全”應(yīng)該是貫穿這項新技術(shù)全生命周期的關(guān)鍵詞：從系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計到驗證測試，再到自動駕駛汽車的商業(yè)化運營。此外，從技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司到成熟的 OEM 和關(guān)鍵技術(shù)的各級供應(yīng)商，制定可參考的、標(biāo)準(zhǔn)化的自動駕駛系統(tǒng)安全框架或指南是十分必要的事情。

7 月初，英特爾聯(lián)合十家從事汽車制造和自動駕駛技術(shù)研發(fā)的企業(yè)，共同發(fā)布《自動駕駛安全白皮書》，提出“自動駕駛安全第一”框架。該框架以英特爾的責(zé)任敏感安全模型（RSS）為基礎(chǔ)，能夠為安全的自動駕駛汽車的設(shè)計、開發(fā)、驗證和確認(rèn)等各階段提供指導(dǎo)。

該白皮書主要由十二條安全自動駕駛汽車的指導(dǎo)原則以及踐行該原則的必要步驟所構(gòu)成。每一條原則均細(xì)化了安全的自動駕駛汽車所必備的一系列功能，并由此推導(dǎo)出了實現(xiàn)這些功能所必需的安全要素。其中，英特爾的 RSS 模型在“駕駛規(guī)劃要素”的部分得到了重點強(qiáng)調(diào)。這一要素能夠支持汽車制造商“創(chuàng)建一種零碰撞且合法的駕駛方案”，作為理解、預(yù)測和管理自動駕駛汽車行為方式并確保其遵守道路規(guī)則的一種手段，體現(xiàn)出了安全自動駕駛的最高原則。

英特爾的 RSS 模型在“駕駛規(guī)劃要素”的部分得到了重點強(qiáng)調(diào)

RSS 模型推出于 2017 年，目的是為汽車行業(yè)提供一個“技術(shù)中立”的出發(fā)點，進(jìn)而使全行業(yè)能夠就自動駕駛汽車安全的具體定義與內(nèi)涵達(dá)成一致。RSS 將人們對安全駕駛的概念具化為一個可驗證的模型，該模型具有邏輯上可驗證的規(guī)則，并為自動駕駛汽車的決策提供了一個“安全范圍”。

“實現(xiàn)安全且負(fù)責(zé)的自動駕駛未來，關(guān)鍵所在，就是圍繞自動駕駛汽車安全性開展行業(yè)協(xié)作并通過建立框架，來保障自動駕駛汽車的安全?！庇⑻貭栙Y深首席工程師兼英特爾子公司 Mobileye 自動駕駛汽車標(biāo)準(zhǔn)副總裁 Jack Weast 如是說，“這是一項具有開創(chuàng)性意義的工作，我們很榮幸能參與其中并作出貢獻(xiàn)。我們也期待與更多的行業(yè)伙伴，圍繞這一綜合性框架以及英特爾的 RSS 模型，開展廣泛合作?！?/p>

值得一提的是，該框架的提出將進(jìn)一步推動 RSS 在全球范圍內(nèi)的推行和部署。目前，RSS 模型已經(jīng)獲得了科技公司百度、汽車零部件供應(yīng)商法雷奧以及標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)中國智能交通協(xié)會等組織的支持。

兼顧“安全”和“實用”

“利用自動駕駛技術(shù)來減少因交通事故而導(dǎo)致的傷亡”，但目前來看，恐怕要讓人類徹底交出駕駛權(quán)之后，才可能實現(xiàn)“零碰撞零事故”的愿景。因為駕駛是一種風(fēng)險相對很高的活動，事故有可能發(fā)生在自動駕駛汽車或人類駕駛汽車的任何一端。

理論上來看，搭載了攝像頭、超聲波、雷達(dá)等傳感器的自動駕駛汽車，只要軟件層不出錯，在目標(biāo)物感知和避障方面，機(jī)器應(yīng)該是優(yōu)于人的。但教會一輛自動駕駛汽車預(yù)測可能突然出現(xiàn)在車道中間的行人，依然是件很有挑戰(zhàn)的事情。

自動駕駛汽車搭載的外部傳感器布局圖

人的直覺相對機(jī)器而言是有優(yōu)勢的。比如行駛在一個沒有人行道的居民區(qū)里，安全起見，有些司機(jī)會自覺把車速降到 40 公里 / 小時以下。這并不是明文的交通規(guī)則強(qiáng)制要求的，但是常識教會人如何應(yīng)對眼前的特殊場景。

但怎么才能讓機(jī)器理解“小心駕駛”這個詞的含義呢？這其實相當(dāng)于把難題丟給了程序員，因為他們需要通過代碼的方式將人類獲得的常識進(jìn)行編譯，想方設(shè)法跨過橫亙在人與機(jī)器兩套思維系統(tǒng)中的鴻溝。最終通過數(shù)學(xué)公式化的表達(dá)，機(jī)器得到的指令可能只有“在住宅區(qū)行駛時保持安全速度”或“安全跟車距離”。

RSS 模型中對安全跟車距離的公式化定義

假設(shè)讓一輛自動駕駛汽車保持 30 公里 / 小時的速度行駛，它走起來小心翼翼，盡力避開那些可能出現(xiàn)的事故風(fēng)險。這種行為模式的確稱得上是“謹(jǐn)慎駕駛”，但如此緩慢的速度對用戶而言沒有什么吸引力，也喪失了自動駕駛自身的實用性。而且表現(xiàn)過于謹(jǐn)慎的自動駕駛汽車還可能造成更嚴(yán)重的交通擁堵，甚至?xí)驗楸憩F(xiàn)“不正?！币l(fā)交通事故。

所以如何將人類的常識變成機(jī)器可以理解的語言，這本身十分困難。即便是將某些重要的安全規(guī)則編譯為機(jī)器可執(zhí)行的指令，在英特爾提出 RSS 模型之前，似乎也沒有哪家公司針對這種人機(jī)思維隔閡的問題提出過可行性的解決方案。

再以跟車距離為例。

對人來說，哪怕是剛學(xué)會開車的新手，做到安全的跟車也不是件多難的事情。但如果把這個問題丟給計算機(jī)，可能就會因為要平衡各項因素而變得異常復(fù)雜。一套自動駕駛系統(tǒng)要做到安全跟車，既要考慮車速，不同道路的摩擦系數(shù)，還要考慮反應(yīng)時間等等。所以工程師進(jìn)行開發(fā)時，首要考慮的變量是：假設(shè)最壞的情況發(fā)生，自動駕駛汽車要保持怎樣的距離才能最快剎停？

但問題是不同品牌的不同車型表現(xiàn)截然不同。比如某德系超跑的剎車性能參數(shù)是 12.57m/s2，而某日系車型則是 8.19m/s2。這個時候讓自動駕駛汽車保持安全舒適的跟車距離就變得十分困難了。假設(shè)前車剎車性能更優(yōu)，那一定要加倍小心才不會發(fā)生追尾事故。

與此同時，要設(shè)計出一套類人的自動駕駛系統(tǒng)并非不可能。只不過它勢必會像人一樣不能保證 100%的行

駛安全，而這樣的系統(tǒng)顯然是不會被大眾所接受的。遺憾的是，目前整個業(yè)界也并沒有給出一個合理的，可供自動駕駛汽車應(yīng)用的跟車距離。雖然每條高速公路上都有明確的限速標(biāo)志，但在這個問題上，各地的監(jiān)管方并沒有達(dá)成共識。

有意思的是，我們既希望自動駕駛汽車能夠表現(xiàn)穩(wěn)妥些，但關(guān)鍵時刻也希望它“不要慫”。確切地說我們希望機(jī)器能夠像人一樣開車，不闖禍的同時還能和其他道路使用者融洽相處。所以讓自動駕駛汽車變成既安全又實用的存在，這絕非理論或哲學(xué)層面的討論，而是如今自動駕駛系統(tǒng)開發(fā)人員正持續(xù)與之較量的技術(shù)和現(xiàn)實難題。

用數(shù)學(xué)公式定義安全

所以到底一套自動駕駛系統(tǒng)應(yīng)該遵循怎樣的設(shè)計規(guī)則才能做到比人類駕駛更安全？

縱觀目前整個行業(yè)，英特爾可能是在自動駕駛汽車“安全與實用”問題上思考最多的一家科技公司，2017 年 10 月發(fā)布的責(zé)任敏感安全模型（RSS）是其目前大力推廣的技術(shù)概念。英特爾認(rèn)為自動駕駛汽車的決策必須符合人類判斷的常識，因此將“危險情況”和“正確響應(yīng)”等常識概念做了數(shù)學(xué)公式化設(shè)計，并建立了一個從數(shù)學(xué)上確保符合定義的系統(tǒng)，確保自動駕駛汽車不會招致車禍。

此前在接受媒體采訪時，Jack Weast 曾指出，RSS 模型中對駕駛策略的定義是借助增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)的，它的價值在于算法本身的獎勵機(jī)制能夠使計算機(jī)制定的駕駛策略更符合人類駕駛員的行為，因此可以做到定制化的應(yīng)用。但由于整個 RSS 模型是借助數(shù)學(xué)公式來定義的，整個公式除部分定量外，其他都是可以根據(jù)不同國家交通情況進(jìn)行自定義的變量，這也是為什么英特爾選擇與清華大學(xué)、中科院自動化研究所合作的原因，即借助來自中國道路交通的數(shù)據(jù)集開發(fā)出適應(yīng)中國駕駛環(huán)境的 RSS 模型。

不過 Weast 表示目前 RSS 仍無法覆蓋所有的交通場景，所以需要車企、該領(lǐng)域的技術(shù)公司、監(jiān)管部門以及其他相關(guān)各方一起對全自動駕駛汽車的安全驗證框架做出有意義的討論。

目前英特爾聯(lián)合十家從事汽車制造和自動駕駛技術(shù)研發(fā)的企業(yè)，共同發(fā)布《自動駕駛安全白皮書》，提出“自動駕駛安全第一”框架，正是各方共同合作的初步成果。該框架以 RSS 為基礎(chǔ)，目的是推動建立自動駕駛安全設(shè)計、開發(fā)、驗證和確認(rèn)等各階段可參考的指導(dǎo)內(nèi)容。

現(xiàn)在英特爾在以色列首都耶路撒冷開始進(jìn)行搭載了 RSS 模型的自動駕駛路測，與百度和法雷奧正式簽約，同時中國智能交通系統(tǒng)已批準(zhǔn)成立工作組，負(fù)責(zé)將中國市場的 RSS 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。英特爾已經(jīng)與世界各地政府和標(biāo)準(zhǔn)組織就 RSS 進(jìn)行了交流，相信很快借助寶馬、上汽等合作伙伴的力量，該模型也將很快在國內(nèi)進(jìn)行測試。

毋庸置疑，自動駕駛汽車一定要兼具安全和實用性。用戶既要享受到舒適的乘坐體驗，同時更要獲得比人駕駛更高的安全體驗。這需要整個行業(yè)參與者形成共識，“創(chuàng)造一種零碰撞且合法的駕駛方案”，作為理解、預(yù)測和管理自動駕駛汽車行為方式并確保其遵守道路規(guī)則的一種手段。

大數(shù)據(jù)的力量

建立了 RSS 模型，有了初期的合作伙伴，要真正實現(xiàn)安全的自動駕駛，還需要海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)研發(fā)的支持。英特爾希望對人類的駕駛數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并提取參數(shù)，隨后應(yīng)用至對應(yīng)地區(qū)的自動駕駛軟硬件系統(tǒng)開發(fā)當(dāng)中。。

因為開車這件事其實映射出非常濃厚的國家文化，中國用戶的開車方式一定和德國用戶不同，所以對不同地區(qū)駕駛數(shù)據(jù)的研究最終會促進(jìn) RSS 模型的進(jìn)一步優(yōu)化和改善。

在剛剛過去的投資者峰會上，英特爾子公司 Mobileye 宣布與中國高端電動汽車品牌蔚來達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將為中國和其他主要地區(qū)的消費市場開發(fā)高級別的自動駕駛汽車。與此同時，Mobileye 正在全球范圍內(nèi)建立商用的自動駕駛出租車車隊。

之所以如此迅速投入到出行領(lǐng)域，在英特爾看來，通過重要的沙盒演練能夠讓基于自動駕駛的出行服務(wù)最終實現(xiàn)真正的商業(yè)化運營。而在極具挑戰(zhàn)性的條件下（比如耶路撒冷、中國等地區(qū)錯綜復(fù)雜的交通狀況）對車輛進(jìn)行測試，能夠讓問題充分得到暴露，及早規(guī)避可能的安全隱患。

而最終英特爾希望整個行業(yè)能達(dá)成某些共識，讓自動駕駛汽車的決策更符合人類判斷的常識，開發(fā)出真正安全的自動駕駛系統(tǒng)。盡管很難，但作為首個提出“自動駕駛安全框架”概念的科技公司，這是一件值得挑戰(zhàn)值得辛苦付出的事情。

需要指出的是，RSS 的獨特優(yōu)勢在于，它能夠讓自動駕駛汽車天生擁有“老司機(jī)”般的駕駛能力，能夠解決需要大量自動駕駛汽車行駛數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，而僅憑幾臺測試車輛的力量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的難題。正如英特爾自動駕駛解決方案資深首席工程師兼首席系統(tǒng)架構(gòu)師 Jack Weast 所說，“我們的全球合作伙伴采用 RSS 模型，并愿意在基于 RSS 模型的安全標(biāo)準(zhǔn)上投資，這說明，他們非?？春冒踩詣玉{駛的未來前景?！?/p>

而在英特爾子公司 Mobileye 首席執(zhí)行官兼首席技術(shù)官 Amnon Shashua 教授看來，“RSS 模型有能力成為自動駕駛安全的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過在全球范圍內(nèi)的部署，英特爾進(jìn)一步驗證了 RSS 在應(yīng)對不同地區(qū)路況時的可靠性。未來將進(jìn)一步探索各地區(qū)的定制化發(fā)展路徑，以此推動道路交通安全，推動自動駕駛落地?！?/p>