如今,無人駕駛汽車採用了雷達、雷射雷達、攝影機和高級運算等先進技術。即使沒有行動網路連接,它們也能仿效人類的駕駛行為,但未來要實現完全無人駕駛,就必須將高級連接技術整合到交通生態系統中。
想像一個完全互連、電氣化和自動化的交通生態系統的樣子。在這個系統中,車輛可以即時獲取海量的交通資料,以及不斷更新的高清地圖,這些地圖相當於道路的數位分身。借助這些資料,車輛能夠更敏銳地感知周邊環境的危險和天氣變化。同時,資料分析還能與交通管理系統配合,實現貨物與人員的安全、高效與永續運輸。
這個生態系統將充分發揮5G的網路優勢,無論是在當前還是在未來的行動網路中,都能實現無縫的切換和連接。
如果這是未來的美好願景,那麼我們要經歷怎樣的旅程才能實現它呢?
“汽車與道路網路和其他汽車的連線速度是自動駕駛的關鍵要素。”
James Baggott,
CarDealerMagazine.co.uk主編
汽车工程师协会 (SAE) 将车辆自动化分为六个级别。大多数车辆处于 0 级(没有自动化)和 2 级(具有一些自动驾驶功能,但驾驶员必须随时准备好控制)之间。
然而,一些汽车制造商现在在欧洲和美国推出了 3 级汽车,这种汽车可以在特定地点和条件下控制某些驾驶任务,即使驾驶员必须随时准备好在条件发生变化时接管控制权。
如今,许多 2 级和 3 级车辆都配备了先进的驾驶员辅助系统 (ADAS),该系统依赖于摄像头、激光雷达和雷达等车载传感器,这些传感器是实现完全自动化的重要踏脚石。
越来越多的公司正在研究 4 级和 5 级车辆。此类车辆只要停留在一定区域内就不需要人工干预,该区域被称为车辆自动驾驶系统的操作设计域(ODD)。
要大规模部署 4 级和 5 级车辆,连接性至关重要。原因之一是许多当局现在要求在公共道路上运行的自动驾驶车辆始终与外部监管人员连接。无法足够自信地处理情况的自动驾驶车辆可能会请求人工干预,以获得下一步行动的指导。在某些司法管辖区,远程监管人员可能在执行操作时承担责任,因此需要通过视频流和其他方式密切监控。
目前的 4 级自动驾驶汽车尚不允许高速行驶,因为它们是针对传感器范围内最坏的情况而设计的。先进的连接可以通过连接板外和板载传感器来解决当前的限制,使它们能够在困难的情况下相互补充。随着自动驾驶得到更广泛的接受,5G 和未来的 6G 网络将发挥至关重要的作用。
探索以下车辆中使用的不同类型的 ADAS/自动驾驶技术:
2021年,愛立信攜手Volvo,在5G網路上成功進行了首次車輛跨境切換試驗。試驗結果顯示,5G網路能夠跨境提供無縫的服務連續性,這對於擴展未來自動駕駛汽車的生態系統至關重要。該試驗利用5G技術展示了高清地圖可利用即時資料進行動態更新。借助這項技術,連網汽車可以在整個行程中像智慧群集一樣協同運行,並保持持續通信。
2019年,瑞典貨運公司Einride在公共道路上部署了全球首批全電動自動駕駛汽車。此後,Einride與愛立信合作,為其無人駕駛卡車提供高性能的5G連接,以保證無縫運行。2022年,它獲得了美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)的許可,成為首家在美國公共道路上營運的無人駕駛電動卡車的公司。
Einride的車輛利用雷達、雷射雷達和攝影機等感測器實現自動導航。它們採用無駕駛艙設計,既減輕了重量,又提高了空氣動力學性能,還可以遠端監控,無需在車內配備安全駕駛員。
每輛Einride自動駕駛電動運輸(AET)車都配備了雙5G數據機,可以同時連接行動網路和本地私人網路。Einride將其先行部署在複雜度較低的環境中,加快了客戶的商用部署。
Einride的自動駕駛電動運輸車與遠端操作員相連,遠端操作員可以進行監測並在必要時協助自動駕駛系統。遠端操作員是一種新興的職業,為司機提供了一個無噪音無振動的工作環境,Einride希望這個角色也能平衡卡車司機或「操作員」的工作與生活。隨著營運規模的擴大,未來操作員將能夠同時監測多輛車。
Tiffany Heathcott是一名來自德州的資深卡車司機,過去經常要連續一周在路上奔波,後來被Einride邀請成為了一名遠端操作員。
「我迫不及待地想要享受它為我們卡車司機帶來的各種好處。我可以多陪陪家人、抱抱孫子孫女,享受其樂融融的家庭生活。這真讓人開心!」
Einride正在將一個依賴類比信號和化石燃料的行業轉變為一個數位化、互連的電氣化行業。它將自動駕駛技術和電動技術相結合,可最大限度地提高永續性和效率。
Ellen Kugelberg,
Einride首席產品長
車輛目前已成為移動的電腦,產生了海量的資料。從中期來看,隨著可靠性的提高以及儲存和處理資料能力的增強,這些趨勢將更加明顯。自動駕駛汽車供應商需要在其車隊中持續部署先進的自動駕駛功能,並通過無線更新來維護軟體。為了保證軟體定義汽車在路上安全高效地行駛,需要以合理的成本部署大量軟體,這將對網路性能提出巨大挑戰。
除了維護軟體的良好狀態外,人類在未來的交通生態系統仍然發揮著關鍵作用——從監督所有道路車輛的運行到負責商用車的點到點運輸作業,包含上貨與卸貨工作。
Scania是一家瑞典重型商用車製造商,在推動永續重型運輸車輛的轉型方面走在了全球前端。未來,Scania的重型商用運輸車隊將能夠根據不同的運輸任務和距離保持合理的速度,從而有效降低能耗。
此外,Scania的卡車還採用了自動駕駛技術,能夠在交通量較少的時候持續行駛,不需要經常停車休息,這樣既能夠提高運輸效率,又能緩解商用車司機短缺的問題。目前,Scania已經在瑞典的常規交通條件下測試了這項技術,並成功實現了在超過300公里的物流中心之間自動駕駛運送貨物。這是一項具有革命意義的創新。
交通世界將很快實現無處不在的連接、電氣化和自動化。
Tony Sandberg,
Scania 集團斯Scania Pilot Partner負責人
有多少比例的受訪者認為自動化將在2030年前徹底改變通勤方式?
這項研究還發現,通勤者認為,ADAS功能能夠給他們提供額外的保護,有助於緩解他們在通勤途中和通勤後的壓力。此外,大多數受訪者也非常關心那些超出他們視野範圍的危險資訊。這些資訊對於所有希望道路更安全的通勤者都非常重要,無論是司機、乘客還是行人。
為了滿足自動駕駛汽車的需求,交通和物流生態系統需要有靈活的政策和立法機制,能夠與技術的發展保持同步。首要任務是解決網路中立性問題(即營運營商對網路上的所有資料一視同仁),並確保網路中立性原則不會妨礙部署各種具有不同重要性和要求網路性能的服務。
愛立信一直在與多個全球機構合作,不僅參與制定了3GPP核心網和無線接入網(RAN)標準,而且還在5G汽車協會(5GAA)、汽車邊緣計算聯盟(AECC)和網聯協作式自動化出行協會(CCAM Association)等組織中推動其他產業的發展。除此之外,愛立信還與其他組織一起致力於實現全球服務互通性,並與汽車製造商、通訊營運商和公共道路管理機構代表一起探討如何將汽車產業引向下一代行動通訊。
ADAS和自動駕駛交通將有助於提高交通安全和效率,優化能源利用,減少交通堵塞。
此外,從更廣泛的角度來看,自動駕駛汽車的興起也可能推動汽車共用的發展,從而減少道路上或停車場的車輛數量。自動駕駛公共交通可擴大城市中心周邊的宜居區域,使人們無需擁有汽車也能方便地生活,進一步減少堵塞,同時也緩解偏遠地區居民的交通壓力。
電氣化以及其他無碳技術對減少交通碳排至關重要。然而,未來的發展也需要儘量延長各種車輛的使用壽命,這可能需要將車輛改造成電動或混合動力汽車,並為其配備自動駕駛功能。軟體定義汽車也可以通過連接進行軟體更新,從而延長其使用壽命。
此外,交通基礎設施需要為電動汽車的普及提供支援,例如建設便捷的充電站,以及有效地控制能源消耗等。在這個背景下,連接對於優化線路規劃和充電策略,以及保持電池相關軟體持續更新非常重要。
2030年願景和愛立信的作用
我們正朝著一個完全互聯的自動化交通生態系統邁進,所有主要參與者都有自己的短期和長期責任。監管機構需要制定技術中立的框架和要求,以便在短期內實現互通性,同時讓市場選擇最佳方案。營運商需要保證覆蓋面,汽車製造商需要實施基於物聯網的可擴展解決方案。這將是一場真正的技術協作。
展望未來,網路將把連接與網路邊緣的即時運算和儲存功能整合在一起,形成網路運算架構(Network Compute Fabric)。網路不僅能夠連接物理系統,還能夠控制物理系統,涵蓋從簡單到複雜的各種應用場景。但是對於道路車輛,至少在可預見的未來,控制功能還需要留在車輛內部。
到2030年及未來,物理世界與數位世界將逐步融合。環境中的外部感測器能夠捕捉物體和人的資訊,並將其轉化為數位分身,與人工智慧(AI)系統協同工作。
借助數位分身,人工智慧系統將能夠更準確地預測人們在環境中的運動速度和軌跡,從而避免發生碰撞。這不僅能夠讓自動駕駛汽車更敏銳地感知周圍的環境,還能夠更有效地優化路線。
屆時,5G連接將成為基本的要求。因此,我們開始全面探索6G對提升連網駕駛行業的價值和意義也只是時間問題。
您認為2030年及未來,自動化交通將如何改變社會呢?
Contributors
With additional thanks to:
Rajat Kumar Kochhar, Friedhelm Ramme, Nina Lövehagen, Pietro Lungaro, Michael Björn, Stefano Sorrentino