《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無人車、超級高鐵、智慧城市......這是一份來自未來的出行報告

2019-10-08
關(guān)鍵詞: 機器智能 運輸業(yè)

  在新興技術(shù)的驅(qū)動下,運輸業(yè)即將迎來第二春。雖然個中細節(jié)還需打磨,但未來的運輸系統(tǒng)必然會實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動、彼此相關(guān)聯(lián)、高度自動化。

  有關(guān)技術(shù)與運輸業(yè)未來的文章比比皆是,但卻很少有提及噴氣背包的。

  自 1920 年以來,噴氣式背包就一直是科幻小說中必不可少的一個元素。1960 年代,噴氣背包正式以 Bell Rocket Belt(比爾系火箭包)的形式從科幻走進了現(xiàn)實。人們做出了許多類似的努力,然而城市的天空卻拒絕了噴氣式飛行器的存在。

  如果一種新興的交通工具想要真正走進人們的生活,它必須滿足一些關(guān)鍵的條件。首先要足夠安全,并且要能在合適的監(jiān)管框架中運作。

  另外,如果要將一個新穎的想法搬出實驗室、經(jīng)歷測試并被人們所廣泛接受,那么產(chǎn)品的公眾接受度以及商業(yè)模式的穩(wěn)健程度也至關(guān)重要。

  不可否認的一點是,有很多關(guān)于未來交通方式的討論存在大量炒作,但其中也包含了一些實質(zhì)內(nèi)容。畢竟,很多大型投資都是由那些對行業(yè)產(chǎn)生顛覆性影響的科技公司和現(xiàn)任業(yè)內(nèi)人士做出來的。

  那么,技術(shù)能夠更快、更安全、更環(huán)保地幫助人們運送貨物嗎?

  具有互聯(lián)功能的自動駕駛汽車(CAVs)

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  Waymo 的全自動駕駛商務(wù)車在公路上行駛

  無人駕駛汽車,或者說具備互聯(lián)功能的自動駕駛汽車,正逐漸成為世界關(guān)注的焦點。與此同時,人們也在探討著自動駕駛汽車和其它新型交通工具的更廣泛應(yīng)用,例如,更智能、更環(huán)保、更高效地實現(xiàn)貨物配送等。

  要想更加全面地了解這一領(lǐng)域的內(nèi)容,可以參考 Gartner 公司推出的 Hype Cycle 模型和 ZDNet 發(fā)布的 2017 年度互聯(lián)車輛以及智能移動相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀。

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  Gartner(上方),ZDNet(下方)

  根據(jù) Gartner 的報告來看,里面列出的大部分技術(shù)仍處于邁向主流市場接納階段的過程中,其中僅有五分之三抗過了幻想破滅期。

  毫無意外的是,互聯(lián)自動駕駛汽車領(lǐng)域一片火熱。

  針對 2014 年 8 月到 2017 年 10 月「自動駕駛汽車或其核心技術(shù)的投資和交易」,布魯金斯學(xué)會進行收集整理并發(fā)布了一份報告。他們發(fā)現(xiàn),這期間總共完成了 160 余筆、總額達 800 億美元的交易。

  在列的交易覆蓋面極廣,包括汽車電子、微芯片、拼車應(yīng)用、人工智能/深度學(xué)習(xí)、數(shù)字地圖、非人工智能軟件、物理系統(tǒng)和傳感器等。

  作者總結(jié)說道:「2018 年,對互聯(lián)自動駕駛汽車的投資會遠超 2014 年至 2017 年間披露的 800 億美元,并且會隨著技術(shù)前進的步伐呈一定程度的上漲。」

  同一時間,公眾對自動駕駛汽車安全問題的看法似乎正在向積極的方向發(fā)展。

  Gartner 去年的一項調(diào)查顯示,盡管在美國和德國的受調(diào)者中有 55 % 的人表示不會在旅行中考慮搭乘完全自動駕駛汽車,但仍然有 71 % 的人表示會乘坐部分自動化的車輛。

  德勤 2018 年度全球汽車消費者調(diào)查也驗證了 Gartner 的調(diào)查結(jié)果。

  德勤的調(diào)查顯示,認為全自動駕駛車輛不安全的受訪者比例從 57%(日本)到 22%(墨西哥)不等。在去年的調(diào)查中,這一比例更高,范圍從 81%(韓國)到 54%(巴西):

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  德勤 2018 年度全球汽車消費者調(diào)查

  盡管如此,正如德勤指出的那樣,人們距離全自動駕駛汽車仍然有很長的一段路要走。原因在于,幾乎有一半的消費者對這項技術(shù)的安全性還心存疑慮。

  顯然,自動駕駛汽車的「自動」程度很重要,美國汽車工程師學(xué)會將自動駕駛汽車分為了 6 個不同的等級,從無自動化(L 0)到全自動(L 5)。

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  美國汽車工程師學(xué)會劃分的自動駕駛汽車等級

  只有 L3 以上的車輛才被認為是「自動駕駛系統(tǒng)」。在這個等級的汽車中,系統(tǒng)會自主處理轉(zhuǎn)向、加速、減速等任務(wù)并監(jiān)控駕駛環(huán)境。在需要的時候,人類也可以隨時干預(yù)系統(tǒng)。

  L5 的全自動駕駛車輛不需要方向盤、剎車油門之類任何控制設(shè)備——人類僅僅扮演乘客的角色。

  眼下,世界各地都在競相進行自動駕駛汽車的測試,其中以加州的試驗密度最高,這也為人們提供了自動駕駛汽車交通事故的最佳統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

  自 2014 年以來,加州機動車輛管理局(DMV)記錄在案的自動車輛事故報告一共有 54 起(截止到 2018 年 1 月 18 日為止)。

  從這些報告中可以發(fā)現(xiàn),其中僅有 4 起事故(占總體的 7.4%)的責(zé)任可以「怪罪」在自動駕駛汽車上,而且這 4 起事故中的車輛都曾在發(fā)生事故的過程中有一段時間受到人類的手動控制。

  幾乎所有的事故都是低速的輕微碰撞,沒有造成人員傷害,大部分事故(56%)是人類手動駕駛時由于疏忽導(dǎo)致的車輛追尾。

  加州車輛管理局目前正在修改相關(guān)規(guī)定,允許在沒有駕駛員隨行的情況下進行全自動駕駛車輛的測試(即 L5)。當(dāng)然,這也會給人們帶來一些全新的事故報告。

  事實上,保障自動駕駛汽車性能以及安全性的關(guān)鍵,在于底層車對車(V2V)、車對基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)的通信以及實時數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等技術(shù)的成熟度。

  隨著時間的推移,這其中涉及到的組件價格也會更加親民,例如激光雷達系統(tǒng)等,有助于消除技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的障礙。同時,各類組件將會在未來變得更加節(jié)能,與環(huán)保的電動車輛更加相配。

  其實,自動駕駛車輛可能會比傳統(tǒng)汽車的安全性更高,一旦這一情況被證實,公眾對自動駕駛車輛的信心肯定會隨之上漲。

  但受到傳統(tǒng)車輛淘汰緩慢的影響,即使在最佳的情況下,互聯(lián)自動駕駛汽車的部署不可避免地會存在時間滯后的問題。例如,2014 年美國輕型車輛平均使用年齡為 11.4 年。這一過渡過程可能會持續(xù)十年之上,在這期間,人們會看到公路上混雜運行著自動駕駛和人工駕駛的車輛,這一現(xiàn)象可能會對司機、乘客、監(jiān)管機構(gòu)和執(zhí)法機構(gòu)形成挑戰(zhàn)。

  當(dāng)然,一旦自動駕駛車輛成為人們出行的標配,就必然要應(yīng)對好駕駛環(huán)境中行人以及其他不可預(yù)測的非車輛因素。

  送貨無人機

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  亞馬遜無人機

  相信大多數(shù)人都對電視里經(jīng)常出現(xiàn)的的無人機很熟悉。事實上,低端無人機的親民價格已經(jīng)足夠讓消費者收入囊中并研究一番。

  在商業(yè)方面,亞馬遜、DHL 和 UPS 等物流公司已經(jīng)在調(diào)研將無人機用于包裹寄送等方面的使用情況,尤其是郊區(qū)「最后一公里」的交付過程。「最后一公里」常常是傳統(tǒng)貨車和卡車難以啃下的一塊硬骨頭。

  Google X 的登月工廠(moonshot factory)同樣在項目 Wing Project 下進行無人機的研發(fā)。

  就公眾的接受度而言,企業(yè)對無人機交付雖然有興趣但仍持謹慎態(tài)度。

  美國郵政服務(wù)公司在 2016 年 6 月進行的一項在線調(diào)查發(fā)現(xiàn),雖然在 1465 名受訪者中,有四分之三認為預(yù)計到 2021 年可以實現(xiàn)無人機送貨,但是僅有不到一半(44%)的人喜歡這個想法。

  無人機出現(xiàn)故障是公眾最擔(dān)心的問題(46%),除此以外還有對偷竊(16%)、故意濫用(14%)等較輕問題的擔(dān)憂。

  快速送貨以及緊急送貨是資本市場對無人機送貨技術(shù)抱有期待的主要原因。

  根據(jù)英國 IMRG 2016 年度消費者家庭交付調(diào)查,在 1280 名受訪者中,有四分之一的人(25.6%)接納用無人機寄送包裹,比前一年的調(diào)查結(jié)果(23.8%)略有提升。

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  NASA 提出的空中交通管制系統(tǒng)(UTM)將會安全地管控郊區(qū)以及城市地區(qū)建筑物上空約 400 英尺進行的機載作業(yè)

  監(jiān)管是送貨無人機未來發(fā)展的關(guān)鍵。

  在美國,這屬于美國聯(lián)邦航空管理局的管理范圍。美國法律允許經(jīng)過認證的飛行員操作整個系統(tǒng)重量低于 55 磅(25 公斤)的無人機,無人機的飛行需要時刻保持在操作員的視線范圍內(nèi),并且不得越過國家或州際邊界。此外,法規(guī)還限制無人機必須在白天運行,并且保持在 G 級的飛行空域內(nèi)(不受管制,低空),不得坐在行駛車輛內(nèi)對其進行操作。

  在實際應(yīng)用中,美國聯(lián)邦航空管理局會根據(jù)情況對違規(guī)操作進行免責(zé)判定,并且仍在修改和擴充這些規(guī)則。這使得亞馬遜的 Prime Air 選擇在英國完成首次展示并非巧合,原因在于英國對無人機方面的條例限制較少。

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  Starship Technologies

  考慮到送貨無人機和大型無人機的監(jiān)管問題,Starship Technologies 公司采取了一種更加穩(wěn)妥的路線:Starship 的小型六輪自動駕駛機器人在半徑 3 公里(2 英里)范圍內(nèi)運行,在 15 到 30 分鐘內(nèi)遞送包裹、雜貨食品等商品。

  截止去年十月,Starship 的機器人共計運行了 100000 公里,其中包括與 Domino 合作的一項披薩遞送試點項目。

  飛行出租車

  Volocopter

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  Volocopter 2X 可以看作是在送貨無人機基礎(chǔ)上的一次飛躍。

  它由 9 個高容量電池供電,配備 18 枚旋轉(zhuǎn)葉片的 VTOL(垂直起飛降落),擁有有人和無人兩種模式,即可在允許區(qū)域內(nèi)由操控員控制飛行,也可自主飛行。

  290 公斤的 Volocopter 2X 最大有效載荷為 160 公斤,27 公里(17 英里)范圍內(nèi)巡航速度為 70 公里/小時(43 英里/小時);巡航速度 50 公里/小時(31 英里/小時)下的最大飛行時間為 27 分鐘。

  安全功能包括旋葉、電機、電源、電子設(shè)備、飛行控制和顯示器等關(guān)鍵部件的多份備余機制,還有一個制造商聲稱「你永遠用不到」的緊急降落傘。

  去年 9 月,Volocopter 在迪拜舉行了飛行出租車的首次試飛。其德國制造商認為,飛行出租車是一種按需變化的智能召喚服務(wù)。在此活動中,Volocopter 的 CEO Florian Reuter 宣布 5 年內(nèi)將啟動這項飛行服務(wù)。

  在美國,Uber 和 NASA 正在合作開展一項名為 Uber Elevate 的 VTOL 出租車方案,計劃在 2020 年之前展示,并在 2023 年前啟動服務(wù)。

  超級高鐵

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  在所有新型運輸技術(shù)中,最具未來感的當(dāng)屬超級高鐵——磁懸浮列車和(部分)真空鋼管的組合。這是一種能夠以接近聲速推進乘客及貨物的「膠囊」,或者說是「貨倉」。

  盡管是建立在已有想法的基礎(chǔ)上,但是超級高鐵的推進還要歸功于企業(yè)家 Elon Musk。他在 2013 年發(fā)布了白皮書《Hyperloop Alpha》,對技術(shù)進行了概述的同時,表明了超級高鐵在連接「相距 1500 公里(約 900 英里)大流量城市」上的適用性。

  Musk 認為,除了超級高鐵之外,人們也應(yīng)該開發(fā)出更經(jīng)濟、更迅捷的超音速航空旅行。

  迄今為止,超級高鐵的測試時速達 240 英里/小時(387 公里/小時),這僅僅達到 Musk 在白皮書中提出的 760 英里/小時(1200 公里/小時)的三分之一。

  超級高鐵最終可能會達到這個速度,但是就公眾接受度、監(jiān)管制度以及商業(yè)可行性來看,超級高鐵仍然存在很多問題。

  2017 年 2 月的在線調(diào)查顯示,在 1346 名成年美國人中,有 17% 的受訪者表示比起一次太空之旅,他們更愿意選擇進行一次超級高鐵旅行。這可能會鼓舞這項技術(shù)的支持者,但是調(diào)查還顯示有 43% 的人懷疑是否能在有生之年看到超級高鐵的真正運營。如果現(xiàn)在實現(xiàn)運營,有 37% 的人表示愿意乘坐,但是有 8% 的人則徹底拒絕。

  搭建超級高鐵系統(tǒng)是一件大工程,無論是地面上的真空管道部分,還是更加昂貴的地下隧道工程都很棘手。

  Elon Musk 已經(jīng)建立了自己的隧道挖掘公司 Boring Company,其目標是降低隧道施工的成本——目前每英里的造價高達 10 億美元。

  除了建設(shè)成本之外,超級高鐵還在面對其他令人頭疼的問題,例如土地征用、隧道工程的權(quán)利、環(huán)境影響、安全標準、安防措施等。

  Virgin Hyperloop One

  不過,眼下存在的障礙并沒有阻止初創(chuàng)公司們推進和實施超級高鐵技術(shù)。

  除了 Elon Musk 的 SpaceX/Tesla 之外,超級高鐵技術(shù)的領(lǐng)跑者還包括 Hyperloop One,最近更名為 Virgin Hyperloop One。

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  此外,在這個新興的生態(tài)系統(tǒng)中,還有 Hyperloop Transportation Technologies(HTT)、 Transpod 和 Arrivo 等其他參與者。

  智慧城市

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  未來,主流的新型運輸技術(shù)將會在更智能的互聯(lián)世界中運行。

  這將對城市的設(shè)計(二次設(shè)計)和管理方式產(chǎn)生深遠的影響,也將改變?nèi)藗冊诔鞘袃?nèi)部或是城對城的移動方式。不過,這一切還言之過早。

  今年 1 月在 CES 舉辦的研討會主題就圍繞智慧城市,尤其關(guān)注自動駕駛汽車在智慧城市中的運行,一些業(yè)內(nèi)專家就當(dāng)前的發(fā)展情況發(fā)表了見解。

  通用汽車全球戰(zhàn)略副總裁 Mike Abelson 表示:「從我們在舊金山的測試中可以看出,我們目前仍在學(xué)習(xí)車輛與周圍環(huán)境交互的方式,包括行人、騎自行車的人還有其他的交通工具。至于自動駕駛汽車如何顛覆城市,重構(gòu)我們對城市的設(shè)計和構(gòu)想,我們還沒有走到這個階段。要想實現(xiàn)這一點,你需要部署相當(dāng)數(shù)量的自動駕駛車隊,與城市交互,嘗試做一些實驗。我們期待這種互動,也認為自動駕駛汽車將對城市的運作方式以及物理布局產(chǎn)生重大的影響?!?/p>

  在 Mobileye 高級開發(fā)與戰(zhàn)略副總裁 Erez Dragan 看來,繪圖是一個關(guān)鍵因素。「自動駕駛的一個非常關(guān)鍵的推動因素就是動態(tài)更新的環(huán)境地圖。我們實現(xiàn)這一目標的方式就是使用單目攝像頭、低自主性車輛的眾包方案?!?/p>

  這顯然要求地圖具有高度的連通性,高通公司產(chǎn)品管理副總裁 Nakul Duggal 強調(diào):「我們近 15 個月一直在關(guān)注的就是『V2x』技術(shù)。如果你開始在城市中的基礎(chǔ)設(shè)施上配備傳感器,例如交通信號燈、建筑區(qū)等。這一舉措基本上可以讓汽車擁有能夠準確『聽辨』環(huán)境的傳感器。隨著未來城市在連通性方面更加現(xiàn)代化,交通網(wǎng)絡(luò)也需要變得更加智能。」

  動態(tài)地圖、配備傳感器的基礎(chǔ)設(shè)施以及智能的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),這些都讓智慧城市可以實現(xiàn)更高效的路徑和停車指示。伴隨著共享汽車和和電動汽車的推進,這樣的發(fā)展有助于節(jié)省時間、節(jié)約土地,減少未來城市中的污染和擁堵。

  經(jīng)濟形勢

  2017 年 7 月,一份名為《自動駕駛汽車將重塑全球經(jīng)濟》的報告顯示,六個關(guān)鍵領(lǐng)域被認為有望進行「深刻變革」:汽車、運輸物流、保險、政府、媒體以及數(shù)據(jù)安全和隱私。

  Forrester 表示,「在我們看到自動駕駛汽車真正為廣大的消費者所接納之前,像亞馬遜、DHL 和 UPS 這樣的物流運輸公司將開創(chuàng)自動駕駛汽車的商業(yè)化應(yīng)用。實際上,每次采訪中我們都在這樣一個觀點上達成一致:運輸物流是汽車自主性最能在近期展示出其潛力的一個領(lǐng)域。」

  市場情報公司 Tractica 最新的研究也支持了這一觀點,預(yù)測自動駕駛卡車、自動駕駛巴士的銷售額和收入將從 2017 年的 343 和 8400 萬美元增加到 2022 年的 188000 和 350 億美元:

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  自動駕駛卡車和自動駕駛巴士,Tractica 2018

  Tractica 研究分析師 Manoj Sahi 在一份聲明中表示:「自動駕駛卡車和自動駕駛巴士的潛力巨大,市場增長正在加速,前方不斷傳來試點項目成功的捷報?!?/p>

  「考慮到未來 2 到 3 年將會是成敗關(guān)鍵的時期,多家知名公司正在優(yōu)先考慮對那些可以大規(guī)模開發(fā)的應(yīng)用進行投資。」他補充道。

  以下是 Forrester 對接下來十年自動駕駛卡車和自動駕駛巴士的發(fā)展預(yù)測:

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  在新興技術(shù)的驅(qū)動下,運輸業(yè)即將迎來第二春。考慮到現(xiàn)有運輸方法的事故傾向性、污染、資源浪費以及耗時巨大等特性,也是時候改變了。

  目前,許多新型的交通技術(shù)正在試行,許多既得利益者也爭先恐后地想要在這發(fā)展中的生態(tài)系統(tǒng)中謀的一席之地。

  雖然個中細節(jié)還需打磨,但未來的運輸系統(tǒng)必然會實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動、彼此相關(guān)聯(lián)、高度自動化。

  也許不久的將來,運輸、通勤都將成為迷人的詞匯。


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