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「无人驾驶」共生道路：为自动驾驶技术服务的基础道路设施


导 语服务于人和机器的共生道路在推动自动驾驶技术发展、减少交通事故等方面有着至关重要的作用 。 那么 ， 什么是共生道路？共生道路为什么会起到如此关键的作用？共生道路的发展趋势是怎样的？
其实自动驾驶技术从出现至今已有近百年了 ， 1925年就有人利用无线电技术 ， 遥控车辆行驶；1961美国科学杂志认为下一代人就可以憧憬在开车的时候看报纸 。 而现实中 ， 1939年美国通用汽车公司在世界博览会上展示了无人驾驶汽车技术模型；1990年代 ， 有些公司厂区已经在使用无人驾驶的区间班车接送工人；1998年一些知名汽车企业已经开始提供自动巡航系统 ， 这些其实都是自动驾驶领域的尝试 。 既然自动驾驶技术已经发展这么久了 ， 为何到今天还没有被广泛应用呢？这其实是一个更值得思考的问题 。
一、驾驶能力低于驾驶任务需求时易引发交通事故
作为交通安全从业者 ， 在面对自动驾驶这个话题时 ， 首先要考虑在自动驾驶条件下 ， 如何预防交通事故 ， 保障交通安全 。 事故预防首先要研究车辆为什么会失控发生碰撞 。
“任务需求与能力接口（Driving Task Demand & Capability Interface）”理论认为车辆从可控制到失去控制再到碰撞要经历一个过程 。 如图1所示 ， 在车辆可控制和失去控制之间 ， 一方面是驾驶任务需求（D） ， 一方面是驾驶人的能力（C） ， 如果驾驶人的能力优于驾驶任务需求 ， 即C大于D ， 车辆就是是可控的；反之D大于C ， 车辆就会失控 ， 失控后就可能发生碰撞 。 因此 ， 发展人工智能的目的就是想用机器弥补人的能力的不足 ， 甚至是替代人去做一些无法完成的任务 ， 自动驾驶也由此应运而生 。
「无人驾驶」共生道路：为自动驾驶技术服务的基础道路设施
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图1：任务需求与能力接口（Driving Task Demand & Capability Interface）理论
驾驶任务主要由控制、指示和导航构成 。 为了完成这些任务 ， 驾驶人必须关注以下信息：随道路情况变化的路面信息 ， 如交通标志标线；强制停车、禁止转弯等占主导地位的交通规则；其他道路使用者的行为变化 ， 如另一方的减速、并线 ， 超车等；自己驾驶的车辆和他人车辆的特点 ， 如车辆尺寸 。 另外 ， 驾驶人的注意力还可能会被其他与驾驶任务无关的刺激信息所分散 ， 比如吸引人眼球的风景、路边广告、路边活动等 。
自动驾驶车辆的研发也是围绕完成驾驶任务展开的 ， 要保证车辆完成任务和不发生碰撞 ， 保证对车辆的控制能力高于驾驶任务的需求 。 自动驾驶技术就是在驾驶过程中 ， 以人工智能技术模仿人进行智能化的判断和操作 ， 用更高的质量和效率完成人需要完成和甚至是完成不了的任务 。
二、有效可靠的信息沟通系统有助于减少交通事故
同样 ， 从工程角度看 ， 在自动驾驶条件下减少交通事故的基本途径与人的驾驶控制过程也没有发生变化 ， 那就是需要一个有效和可靠的信息沟通系统 ， 为道路系统内的“所有用路者”的安全移动提供引导信息 。
道路信息处理系统由道路使用者和路况一同构成 。 1970年代初 ， 美国联邦公路管理局局长提出：“如果我们不能始终为机动车驾驶人提供物质保护使之远离危险 ， 我们就必须向其提供足够信息 ， 令其能自己保护自己” 。 直到今天 ， 自动驾驶技术也是努力向机器提供足够信息 ， 让它自己能“保护”自己 ， 以帮助人们驾驶 。 那么 ， 无论是驾驶人还是自动驾驶车辆 ， 需要哪些信息呢？一直以来 ， 参照物和路况信息都是完成驾驶任务最基础的要素 ， 也是人们驾驶的基本依据 。 交通标志标线是道路使用者和道路系统之间实现沟通的最主要途径 。 要如何帮助人们开好车呢？需要提供更好的信息 ， 持续优化信息质量 ， 保证其视认性 ， 给予恰当的数量和准确的时间点 ， 并提高驾驶人或机器处理道路信息的能力 。


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