车联网概念引申自物联网,根据不同的行业背景,对车联网的定义也不尽相同。传统的车联网是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静态、动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统。
随着车联网技术与产业的发展,车联网的内容越来越丰富,已经超过了上述概念所涵盖的范畴。根据车联网产业技术创新战略联盟的定义,车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车——X(X:车、路、行人及互联网)之间进行无线通信和信息交换的大系统网络,是能够实现智能化交通管理、智能化动态信息服务和智能化车辆控制的一体化网络,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。
(一)世界车联网的当下
笔者通过总结美国、欧洲各国、日本车联网的发展历程,将车联网的发展分为三个阶段,即动态感知,主动管理,人、车、路协同。
中国目前正处于车联网发展的初级阶段——即由动态感知向主动管理过渡的阶段,与发达国家相比较还有15~20年的差距。受到目前科研技术发展水平的限制,各国互联网巨头仍然把布局车联网产业的重点放在更有趣、更有用的信息提供方面,使车辆与智能交通平台联网,实现导航、救援、信息服务等功能,这就是主动管理阶段的主要内容。
目前,国内外进入车联网市场的巨头中,苹果、谷歌、百度分别推出了CarPlay、Android Auto和CarNet,主要目的在于提高驾驶过程中的舒适度;特斯拉最初立足于人车交互,减少车内实体按钮、优化交互,现在也开始做智能驾驶;OBD类设备、车载导航、行车记录仪等设备同样专注于智能驾驶辅助;高德地图近日召开了战略发布会,确定了未来会回归车载导航,从导航切入车联网。
近几年,各大互联网巨头纷纷布局车联网业,车联网更是为创业者们所津津乐道。不可否认,目前车联网所能提供的服务确实能提高车主们的出行体验,使出行更为便捷和有趣,但是这些功能离车联网发展的第三个阶段——人、车、路协同还有很远的距离。不难发现,车联网在发展到车、路协同阶段之前,其所能赋予的用户体验有很强的可替代性,因此,沿着既有轨迹布局下去的车联网业,离蓬勃发展尚有不小的距离。那么,车联网的未来,人、车、路协同阶段究竟能给人们带来怎样的极致体验呢?
(二)国内车联网的当下:一个新的商业战场
近几年,国内车联网新增产业不断:百度与汽车厂商进行车联网合作、上海汽车集团股份有限公司(以下简称上汽集团)宣布和阿里巴巴牵手打造互联网汽车、乐视与北京汽车股份有限公司(以下简称北汽集团)推出互联网智能汽车计划等,加上苹果、谷歌、特斯拉、宝马、奥迪等知名厂商均宣布开展无人驾驶汽车的研发项目。让人们不禁猜想,车联网的春风到来了吗?毫无疑问,在未来车联网一定会引爆一个新的产业,但这一产业远未到风起云涌的时刻。
依据产业生命周期理论,判断一个新兴产业进入快速发展阶段,要具备三大要素:
第一,从技术到市场,已基本形成较为完善的商业模式。企业开始懂得如何以此拓展业务获取商业收益,市场消费者开始享受产业变革带来的价值。
第二,在产业的核心资源控制上,上下游产业链开始形成自己的定位,核心资源不断向创新企业聚集。
第三,行业配套设施开始不断完善,技术和产业共同的标准基本确立。
目前,车联网商业模式还未完全成型,各大巨头各玩各的,都希望占据该市场的主导权,盈利更是尚有时日。
1.商业模式:还处于混沌的拓荒阶段
按照前文所述车联网产业技术创新战略联盟对车联网的定义:车联网是能够实现智能化交通管理、智能化动态信息服务和智能化车辆控制的一体化网络。综观目前的车联网市场,可以发现这里所说的一体化网络仍处于构想阶段。且不说技术和产品尚未成熟,其最为核心的商业模式也才处于探索期。以三大巨头百度、阿里巴巴、腾讯为代表的互联网企业,其核心商业模式为轻资产模式,即“人+机(数据库)+虚拟空间”模式。但是对于重资产特征非常明显的传统整车企业,往往一个产品的开发和生产线建设都要耗费数十亿元的资金。由此可见,车联网产业技术创新战略联盟对车联网的定义具有明显的缺陷。
如何创新性完善真正属于车联网的互联网重资产模式,融合和打通互联网企业和汽车上下游产业链,仍是未来车联网亟需回答的问题。
2.核心资源掌控:仍有打不开的死结
阿里巴巴的马云、腾讯公司的马化腾、奇虎360科技有限公司(以下简称奇虎360)的周鸿祎等这些在互联网产业获得巨大成功的企业家,由于互联网的资本、技术准入门槛相对较低,因此,他们遵循的核心是开放共享,甚至可以交易专利。但是放眼于汽车行业,这种思维就行不通了,一个大型的汽车企业可能有着百年的技术积累,各家汽车企业投入巨大的资金和研发人力,建立了各种强大的技术和产品壁垒。这自然使得整车企业与互联网结合的过程中,谨小慎微地保护着自己的技术和数据资源,以避免沦为互联网企业的“管道”。
没有哪个整车企业愿意让出自身的核心资源,包括最为重要的整车数据和芯片端口环节,在车企与互联网企业构建车联网的过程中,这是横亘在两大产业之间的巨大鸿沟。
3.配套设施和共同产业标准:还是大片的空白
即便是发展长达30年的美国车联网产业,仍需要增强产业发展的配套设施建设。而中国车联网产业在2010年前后才开始起步,智慧交通还处于起步建设阶段,存在很多问题,正如高速公路的ETC也是经历了一段时间才解决了全国联网的问题一样。实现车联网标准通信协议的真正统一尚需一段时日,并且不能仅仅依靠互联网和传统汽车企业。
全球统一行业标准是产业面临的另一大难题。苹果、微软和谷歌三大巨头正在不断利用自己的技术优势,试图建立能够自己掌控的产业标准,但从目前的推进来看,举步维艰。目前,国内车联网也面临同样甚至更严重的问题,国内车联网行业发展的政策、法规及标准几乎处于空白状态。
(三)车联网的未来:无人驾驶
随着智能控制技术、通信技术在汽车领域的广泛应用,具有高度智能化水平的无人驾驶汽车得到了飞速发展。与传统汽车相比,无人驾驶汽车减轻了司机操纵汽车的劳动强度,降低了司机不规范操作和误操作对汽车运行安全性的影响,无疑提高了汽车乘坐的舒适性,在某种程度上也提高了汽车行驶的安全性【9】。如果无人驾驶得以实现甚至只是部分实现,那么车联网的发展就已经达到了人、车、路协同阶段的要求,即实现道路行车安全预警、交通优化。我们可以想象,无人驾驶汽车在未来某些特定场合将取代传统汽车成为汽车发展的主要方向。
1.无人驾驶的发展历程
在汽车业内看来,汽车智能化是一个渐进的过程,首先是各种智能辅助系统的引入,使汽车能完成某些特定的“自动驾驶”动作,比如变道、超车等,这些单一化的动作,通过该系统变得更加智能化,而这种智能驾驶的终极阶段会发展到无人驾驶。
无人驾驶车辆的历史可以追溯到20世纪,1953年,美国贝瑞特电子公司研制出全球第一台自主导航车。它是由一辆牵引式拖拉机改造而成的,在一间杂货仓库中,沿着布置在空中的导线运输货物【10】。20世纪80年代,美国开展了自主地面车辆(AVL)项目,该项目成功开发了一辆带有8个轮子的无人驾驶机器人,该机器人实现了在低速良好路面上的自动驾驶【11】。1994年,戴姆勒-奔驰汽车公司和德国国防大学的Ernst Dickmanns研制出两辆比较相像的全自动化汽车——VaMP和Vita-2,这两辆无人驾驶汽车在巴黎一条三车道公路上以130千米/时的速度顺利行驶了1000多千米【12】。1995年,卡内基梅隆大学研制成功了一辆智能车辆Navlab-V,该车完成了横穿美国东西部的无人驾驶试验,行驶路程达上万千米【13】。
到了21世纪,人们对无人驾驶车辆的热情不减。2007年,卡内基梅隆大学的Boss(一辆由2007款Chevy Tahoe改装的无人驾驶汽车),以领先第二名20分钟的成绩,赢得了无人驾驶汽车在复杂都市障碍赛道行驶比赛的冠军。2008年,一辆由大众帕萨特轿车改装的无人驾驶汽车——斯坦福大学的Junior以40千米/时的速度驶过两个街区,在一个写有“停”的指示牌前停止了信号接收。
谷歌是在企业层面运用无人驾驶技术的先行者。2010年,谷歌研制的无人驾驶车辆开始了城市道路的行驶测试。2012年4月1日,谷歌决定联合全国运动汽车竞赛(National Association for Stock Car Auto Racing,NASCAR),将自己的无人驾驶汽车跟真正的赛车一起测试,证明机器人比人类驾车技术要高。在正式加入NASCAR之前,他们的无人驾驶汽车还需经过各种检测才能最终驶向NASCAR的赛道。同年,美国内华达州机动车辆管理局为一辆搭载谷歌智能驾驶系统的汽车颁发了牌照,这也使得无人驾驶汽车开始真正驶入普通人的视线。
2014年5月28日,在”Code大会”(Code Conference)上,谷歌推出自己的新产品——无人驾驶汽车。和一般汽车不同,谷歌无人驾驶汽车没有方向盘和刹车。虽然还处于原型阶段,不过即便如此,它依旧展示出了与众不同的创新特性。和传统汽车不同,谷歌无人驾驶汽车行驶时不需要人来操控,这意味着方向盘、油门、刹车等这些传统汽车必不可少的配件,在谷歌无人驾驶汽车上通通看不到。
谷歌联合创始人谢尔盖·布林认为,无人驾驶汽车还很初级,谷歌希望无人驾驶汽车可以尽可能地适应不同的使用场景,只要按一下按钮,就能把用户送到目的地。
2.车联网系统如何作用于无人驾驶技术
毫无疑问,车联网技术的发展,将促进无人驾驶汽车的发展,这主要依赖于车联网系统如何作用于无人驾驶技术。对于无人驾驶汽车来说,车辆对环境信息的识别,将直接影响车辆对行驶状态的判断及控制,主要包括以下两个方面。
(1)车辆与道路基础设施之间的信息交换(V2I)
向当前的道路交通信号系统植入无线数字传输模块后,该模块可以向行驶过程中遇到的汽车发放数字化交通灯信息、路况信息、指示信息,并接受联网汽车的信息查询及导航请求,再将有关信息反馈给相关联网汽车。将无线数字传输模块植入到联网汽车中,联网汽车可以接收并显示来自交通信号系统的数字化信息,同时将信息与车内的自动驾驶系统相连接,作为汽车自动驾驶的控制信号。
联网汽车的显示终端可以作为城市道路交通导航系统,在这个车联网系统中,将不再需要独立的车载卫星导航设备。相比于卫星导航,数字化交通系统给出的导航信息具有更快、更新、更全面的导航功能。另外,联网汽车的数字传输模块包含联网汽车的身份代码信息,这就是交通管理部门所说的“数字车牌”信息,是车联网对汽车进行通信、监测、收费及管理的依据。(2)车辆与车辆之间的信息交换(V2V)在联网汽车内植入无线数字传输模块,数字传输模块可以向周边联网汽车提供数字化交通灯信号信息及状态信息,且数字化信息与传统交通灯信号信息是同步发送的。如图6-1所示,联网汽车中的无线数字传输模块可同步接收来自其他联网汽车的数字化信息并在汽车内进行显示,同时将信息与车内的自动驾驶系统相连,为联网汽车的安全行驶提供依据【14】。根据接收到的由其他联网汽车发送的数字信息,联网汽车便会知道周边联网汽车的状况,包括位置、距离、相对速度及加速度等,在紧急刹车的情况下,可令随后的联网汽车同步减速,有效防止汽车追尾事故的发生。
(四)无人驾驶——危机重重,但仍值得期待
第二届世界互联网大会在浙江省乌镇开幕。在百度展台,无人驾驶汽车成了各大媒体的关注焦点,“定位精度达到10厘米”“比通常2~5米的GPS定位更精确”“最高时速达100千米/时”等令人振奋的数字信息一时间铺满主流媒体。
如果认为无人驾驶仅仅就是精度达到多少和能跑多快,那就把这项技术想得太简单了。虽然目前无人驾驶离现实生活还有段距离,但这注定是汽车产业发展的趋势,总有一天它会走进我们的生活,穿梭于大街小巷。在这一天到来之前,我们先来弄清楚为什么会出现无人驾驶汽车这一产品?正如无人驾驶先驱谷歌所认为的:无人驾驶汽车可减少99%由于人类疏忽而造成的交通事故。
可见,无人驾驶的核心目的还是为了交通的首要要求——安全【15】。通过无人驾驶技术,基本实现人、车、路协同,有效降低司机的工作量,并对交通险情主动做出避险行为。
毫无疑问,无人驾驶汽车充满吸引力,但目前无人驾驶汽车距离实际应用还有很长的路要走。汽车智能化的企业领先者——谷歌的无人驾驶汽车及特斯拉的自动驾驶汽车近期都相继出现了交通事故。既然人类开发自动驾驶技术的目的就是希望未来能够达成“零事故”这样的愿景,那么只要出现事故,就代表着技术还不算成熟,依然还有进步的空间。
【要闻】无人驾驶相关交通事故
(1)谷歌无人驾驶撞车、伤人事故
谷歌无人驾驶汽车自路测以来,其安全性就一直备受争议。到目前为止,谷歌无人驾驶试验车总行驶里程已经超过160万千米,共发生过14起车祸,最近发生的一起车祸最为严重,造成了人员受伤。
据谷歌官方发布报告称,这次交通事故发生在2015年的7月1日,地点是在加利福尼亚州的一个十字路口。当时,交通指示灯显示为绿灯,但是前方的路况出现拥堵,包括谷歌无人驾驶汽车在内的3辆汽车都停了,以防开到前面被堵在十字路口。不过,就在谷歌无人驾驶汽车停下的一瞬间,后方的一辆汽车以约30千米/时的速度撞上了谷歌无人驾驶汽车,车内坐着的3名乘客受到了轻微损伤。
谷歌无人驾驶汽车项目负责人Chris Urmson称:“我们的刹车是正常的,并且我们身后的汽车有足够长的刹车距离,但是它并没有减速。很明显,驾驶这辆汽车的司机似乎是走神了,并没有在过十字路口时观察前方路面。幸运的是,两辆汽车乘坐的所有人除了一些小伤外并无大碍。我们的汽车保险杠也只是出现了一些刮痕,但是后面的汽车就没有那么幸运,它的整个前保险杠被撞脱落。”尽管发生了有史以来最为严重的车祸,但谷歌坚持表示:没有任何一起事故是由于无人驾驶汽车本身引起的。
(2)特斯拉Model S自动驾驶交通事故
有观点认为,鉴于各国不同的路况,无人驾驶汽车20年内都很难形成气候,但是自动驾驶技术将会越来越多地应用到汽车上。
近期,一名Model S车主在使用Autopilot自动驾驶模式时发生事故死亡。据了解,当时在一个十字路口,在这辆特斯拉汽车的前方,一辆重型卡车正在左转,而Autopilot系统和司机都没有发现挂车,于是Model S撞向卡车。
特斯拉方面之后声称:“在天空明亮光线的照射之下,Autopilot系统和司机都未能发现挂车,因此,刹车功能就没有启动。”并且官方强调,客户需要认识到,自动驾驶功能还是一项新技术,仍处于公测阶段,之后才能正式启动使用。司机还要认识到一点,即“你需要保持对车辆的控制,而且还要对行驶的车辆负责”。
官方的回应以及近期发生的自动驾驶车辆事故显然招致了外界针对自动驾驶系统不安全的质疑,特斯拉方面在回应中表示,此次致命车祸是Model S系列汽车自动驾驶功能激活使用行驶约2.1亿千米过程中遇到的第一起,而全世界平均每9656万千米行程就会发生一起致命车祸。
所以,偶尔的交通事故并不能证明自动驾驶功能存在明显缺陷,但特斯拉也保证会继续完善该系统。
无人驾驶的初衷很美好,前景也被多方看好,但其大面积应用还未到时候。除上述交通事故外,2015年5月还有报道称,一辆处在自动驾驶模式下的特斯拉Model S在躲避并线车辆时与旁边车道停靠的一辆大货车发生追尾,而且追尾发生前,Model S甚至进行了轻微的加速。毫无疑问,作为车联网技术在车辆驾驶层的应用实践,无人驾驶技术必须以安全为前提并不断完善,才能使这一美妙的黑科技进入寻常百姓家成为可能。目前,不论是无人驾驶还是自动驾驶,这类高科技技术的安全性有待提高,还无法保证使用者的出行安全。
撇开安全问题不谈,无人驾驶汽车产业化的背后,还存在着高昂的成本、不清晰的商业模式以及不成形的产业链条等问题。但换个角度来看,越来越多的企业、研究机构对这一领域的热情也让这一领域的未来充满了可能。未来,一旦无人驾驶汽车成功面世,必将给产业带来颠覆性变化。届时,人类的生活方式也会发生改变,并将面临法律及道德等社会考验。无人驾驶汽车替代人类驾驶,同时又具备更安全高效的特征,这是自动驾驶汽车存在的意义。未来汽车将会成为一种简单的交通工具,品牌的差异化会逐步消除,人类的生活习惯也会随之改变,这些场景让人期待。
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