基于AV4.0的美国自动驾驶汽车产业规划与实践研究.pdf

2020 年 3 月 31 日 2020 年第 2 期 （总 008 期） 基于 A V4.0 的美 国自动 驾驶汽 车 产 业规划 与实践 研究 【内 容摘 要】2016 年，美国发布联邦自动驾驶政策：加 速道路安全变革 （即 A V1.0 ） ，明 确自动驾驶设计开发、测试 和运行的相关要求，同时作为顶层设计文件保持年度更新。 2020 年 1 月，美国 发布确保美国自动驾驶汽车技术的领 导地位：自动驾驶汽车 4.0 （即 AV 4.0）， 进一步明确政府工作 方向和发展原则。 本文通过系统分析 AV 1.0AV 4.0 重点内容，深入剖析了美 国自动驾驶规划发展理念和指导思想，在此基础上阐述了以安 全豁免为代表的实施效果，为中国智能网联汽车产业发展提供 了借鉴。 基于 AV4.0 的美国自动驾驶汽 车产业规划与实践研究 1 作为汽车与信息、 通信等产业跨界融合的创新载体和典型应用， 自动驾驶汽 车不仅代表汽车产业发展战略方向， 更是解决城市交通、 环境保护和能源问题的 重要手段。 为抢占技术创新制高点， 美国等汽车强国均将自动驾驶汽车作为发展 重点，通过加强战略规划、规范市场等措施引导和促进产业有序发展。 一、美国自动驾 驶汽车产业政策 与立法体系始终 走在世界 前列 早在 1992 年，美国就出台了智能车- 高速路系统战略计划 ，明确智能车 路系统相关服务功能，并 于 2009 年和 2014 年分别以网联化和自动驾驶为重点发 布智能交通系统战略计划。 2016 年， 美国交通部发布 联邦自动驾驶政策： 加速 道路安全变革 （即 AV1.0） ，明确自动驾驶 设计开发、测试和运行 的相关要求， 同时作为顶层设计文件保持年度更新， 详见表 1。 可以说，A V1.0AV 4.0 不仅被 视为美国自动驾驶产业的战略性指导文件， 也是引领全球自动驾驶产业发展的方 向标。 表 1 美国 持续 制定 发布 自 动驾驶 汽车 战略 规划 规划 文件名称 发布时间 AV 1 .0 Federal Automated V ehicles Policy ：Accelerating the Next Revolution in Roadway Safety 联邦 自动 驾驶 政策 ：加 速道路 安全 变革 2016 年 9 月 AV 2 .0 Automated Driving Systems: A Vision for Safety 2.0 自动 驾驶 系统 ：安 全愿 景 2.0 2017 年 9 月 AV 3 .0 Preparing for the Future of Transportation: Automated Vehicles 3.0， 为未 来交 通做 准备 ：自 动驾驶 汽 车 3.0 2018 年 10 月 AV 4 .0 Ensuring American Leadership in Automated Vehicle Technologies: Automated V ehicles 4.0 确保 美国 自动 驾驶 汽车 技术的 领导 地位 ：自 动驾 驶汽 车 4.0 2020 年 1 月 总 体上 ，交通 部在 编制发 布 A V1.0A V4.0 1 过 程中 ，其 发展理 念和 指导思 想 是 一脉 相承， 不断 迭 代更 新的 。 一方面， 四份 规划均为非强制自愿性指南， 始终 保持技术中立， 给予企业最大创新自由度。 另一方面， 在确保安全的前提下，规 划强调不断弱化政府监管和淡化行业标准， 政府工作重点也由“增强安全标准执 法”逐步转向“为产业发展扫除一切制度上的障碍”。 1详细对比资料见附表。 基于 AV4.0 的美国自动驾驶汽 车产业规划与实践研究 2 与 此同 时， 不 同发 展阶段 ， 交 通部制 定的 A V1.0A V4.0 也有所 侧重 ， 在 明确 政府 监管 工作 重点 和原则 的基 础上， 政策 体系不 断丰 富完善 。 在 A V1.0 中， 交通部要求汽车厂商提供设计、 开发、 测试和部署四个方面的 15 项安全评估文件，强调联邦政府对安全技术标准的管理权。 A V2.0 是对 A V1.0 的替 代， 提出创新性的监管方案。 具体来看， 一是发布自 愿性自动驾驶系统指南，包 含 “车辆网络安全”“人机界面”“耐撞性”“消费 者教育培训”“自动驾驶系统碰撞后的行为”等 12 个优先考虑的安 全设计元素； 二是阐明联邦和各州在自动驾驶系统监管方面的职能， 交通部负责车辆安全设计 和性能管理，各州负责驾驶员和车辆操作管理。 相较之下，A V3.0 进一步放宽对自动驾驶技术的发展限制， 确保核心安全政 策符合自 动驾驶 技术发 展需求。 具体来 看，一是 明确“ 安全第 一” “ 保持技术中 立” 等监管原则； 二是取消十大指定自动驾驶试验场； 三是强调“人将不再是交 通工具唯一的操作者， 也可以是自动驾驶系统”， 作废 “机动车辆必须安装方向 盘、踏板和倒车镜等传统控制装置，方可在公共道路上行驶”规定。 最新发布的 A V4.0， 则聚焦于使监管政策跟上产业发展步伐， 致力于推动企 业创新，提升公众对自动驾驶车辆的认知与信任。 二、AV4.0 进一步明确政府工作 方向和发展原则 AV 4.0 由美国总统行政 办公室科技政策办公室、 交通部共同制定和发布， 对 A V3.0 内容进行了补充 ，以加快推动自动驾驶产业发展，确保美国领先地位。 首先， 为加强政府部门在安全、 残疾人出行、 基础研究、 网络安全、 基础设 施、 频段和网联技术、 经济和劳动力研究等领域的合作，AV 4.0 提出 整合包括交 通部（DOT ，含 NHTSA、FMCSA 、FTA 、FHWA 等下属部门） 、国 家交通安全 委员会 （NTSB ） 、 内政部 （DOI ） 、 司法部 （DOJ ） 、 国防部 （DOD） 、 国土安全部 （DHS ） 、 能源部 （DOE ） 、 联邦通信委员会 （FCC）及 全国残疾人理事 会 （NCD） 等在内的 38 个联邦政府部门、行业机构自动驾驶相关职能。 其次， 为 自 动驾驶 汽车产 业发 展提供 全方 位的支 持。 一方面， 依托先进制造 技术、人 工智能 与机器 学习、网 联化与 频谱分 配和量子 信息科 技加强 技术支持； 另一方面， 依托STEM 学 科教育、 STEM 劳动力和产业链整合加强产业与社会支持。 再次，进一步 明确 政府 自动驾 驶领 域主要 工作。 技术投入方面，涉及 安全、 保障移动力、 基础研究、 数据安全与隐私、 经济学与劳动力研究、 基础设施、 频 谱与网联化等； 保障工作方面， 涉及促进政企合作， 标准一致化， 法规与自动驾 驶，财政 、贸易 、知识 产权，环 境质量 ，竞争 、隐私与 市场等； 行政 资源方面，基于 AV4.0 的美国自动驾驶汽 车产业规划与实践研究 3 涉及科技与研发、产业支持、透明的政府支出和多部门多领域支持等。 此外， AV 4.0 扩展并发布十大自动驾驶技术发展原则， 涉及保护用户和公众、 推动有效市场和促进协作三大方向， 充分体现了 “促进创新、 保障自由、 美国优 先”的思路： 保 护用 户与社 区 ： 安全 第一、 重视网络/ 数据安 全、 确保隐私和数据、 增 强机动性和可得性； 促 进市 场活力 ： 保持技 术中立、 保障美国的创新创造力、 促进法规现代 化； 促 进合 作与协 同 ： 统一 标准与政策、 确保联邦措施一致性、 改善运输系 统层面的效果。 纵观 AV 1.0 AV 4.0 文 件， 安全 第一 、 保护 创新、 技术 中立是 美国 自动驾 驶规 划 的最 基本原 则， 其 中安 全被反复提及。 安全 第一 方面， 美国发展自 动驾驶的初 衷是“使 道路更 加安全 ” ，安全 第一是 最核心 的原则， 同时加 强网络 和数据安全 管理， 逐步扩展安全第一原则范畴。 保 护创 新方 面， 美国持续通过知 识产权保护 机制和反垄断制度推动自动驾驶领域的创新， 培育经济增长新引擎， 这一原则基 本沿袭美国创新战略 （2015 年修订）提出的创新制度框架。 美国在坚持安全第一和保护创新的同时 ， 始终 保持自动驾驶技术发展路径 的 中立 性， 培 育良好 的创 新创 业环境。 在美国， 当前政府对各个领域科技发展都 是采取“ 技术中 立”“ 监管阻碍 创新”“ 保护 美国的创 新和创 造力” 发展态度。 例如，2019 年 11 月， 美国针对人工智能行业即提出 “联邦机构在监管行为或非 监管行为上， 必须避免 不必要地妨碍AI 创新和增长的行为” 。 特别 是， 由于自动 驾驶产业具有跨界融合、 协同创新等特点， 在网联通信标准、 复杂环境感知、 以 及高精度 全天候 定位等 方面均存 在纷繁 多样的 技术路径 ，一时 无法确 定，因此， 坚持技术中立、 鼓励市场自由选择、 企业申请豁免， 是一条边探索边实践的创新 发展之路，并取得了良好的实施效果。 三、美国自动驾 驶规划政策实施 效果显著 在 美国， 自动驾 驶规 划政 策的 确 削减 了制 约产业 发展 和技术 创新 的桎梏，其 中 ，极 具代 表性的 就是创 新性 提出 安全要 求豁免 。 目 前， 联邦汽车 安全标准 要求汽车必须具备基本的人为控制， 包括装配方向盘， 踏板， 后视镜等， 且企业 须达到 75 条标准才可 生产自动驾驶汽车，极大阻碍自动驾驶汽车产业化应用的 步伐。 为此， 在编制 A V1.0 之初， 交通部就提出企业可以寻求国家公路交通安全 管理局 （NHTSA） 的安全要求豁免， 并在后续文件中进行补充完善。 值得关注的基于 AV4.0 的美国自动驾驶汽 车产业规划与实践研究 4 是，2018 年 1 月，通用汽车计划投放一批具备高度自动驾驶功能的零排放车辆 （ZEA V ） ， 用于提供出 行服务， 并向 NHTSA 提交豁免申请书， 详细解释了 ZEA V 的自动驾驶功能是如何满足联邦机动车安全标准 （FMVSS ） 安全目的 与意图， 两 年来一直持续改进功能并论证如何做到万无一失。 而 就在 A V4.0 发布 不久后， 今年 2 月，NHTSA 公布豁 免了 Nuro 公司 2 第 二 代自 动驾驶 汽车 的安全 要求 ， 这 是美国 豁免的 第一 个自动 驾驶 应用案 例 。 Nuro 公司能够抢先获得豁免权的主要得益于三方面原因： 首先， 该公司申 请豁免的产 品定位是无人送货车， 没有驾乘座位， 时速上限仅为 25mph （约 40km/h）， 车 身 结构和材料经过特殊设计， 对其他交通参与者影响较低； 其次， 企业保证远程监 控， 并可随时进行人工接管， 最大程度地保障车辆行驶的安全性； 同时， 在与监 管部门的 沟通过 程中， 不断提升 安全技 术水准 ，提出包 括低速 运转、 自我牺牲、 额外行人保护等全 面的 安全解决方案。总 之，Nuro 的做法是通 过多 种设计手段 和防范措施，来满足 FMVSS 对于安全性的严格要求，并得到所在社区领导者、 长期合作伙伴和关心道路安全相关人员支持， 这是值得国内管理单位与设计厂商 所借鉴的。 综上 所述 ，A V4.0 为解决导致联邦与各州、 各州与各州之间管理制度方面的 冲突提供了指导，并 明确了未来的重点工作： 一是联邦政府将为自动驾驶发展提 供系统性支持， 如将自动驾驶列为政府研发预算优先事项； 二是推动自动驾驶与 先进制造、 人工智能与机器学习、 联网汽车等相关行业合作； 三是加快自动驾驶 测试和部署， 支持自动驾驶商用化发展。 A V4.0 可以说是承前启后的过渡性文件， 至于是否能有效助力美国在自动驾驶领域保持领先，我们拭目以待。 作 者介 绍： 国 家智 能网联 汽车 创新中 心 战 略与 标准研 究部 李 乔 张 冬明 中 国汽 车工程 学会 产 业研 究部 郑 亚莉 史 天泽 2Nuro 公司由谷歌前无人驾驶 项目负责人 Dave Ferguson 和 Jiajun Zhu 共同创立，主要业务范围包括 机器人技术和人工智能。2018 年 12 月，Nuro 第一代无人送 货车与克罗格超市合作，向公众运送食品杂 货，本次豁免的为 Nuro 第二代 无人送货车。 基于 AV4.0 的美国自动驾驶汽 车产业规划与实践研究 5 参 考资 料： 1U.S. Department of Transportation. Federal Automated Vehicles Policy, 2016. 2U.S. Department of Transportation. Automated Driving Systems2.0: A Vision for Safety, 2017. 3U.S. Department of Transportation. Preparing for the Future of Transportation: Automated Vehicle 3.0, 2018. 4U.S. Department of Transportation. Ensuring American Leadership inAutomated Vehicle Technologies: Automated Vehicles 4.0, 2020. 5美国国家公路交通安 全管理局: 本届政府期间收到的豁免申请 nhtsa.gov/laws-regulations/petitions-nhtsa 6美国国家公路交通安 全管理局:Nuro 安全豁免申请报告 nhtsa.gov/sites/nhtsa.dot.gov/files/documents/nuro_petition.pdf 7美国国家公路交通安 全管理局: 通用汽车安全豁免申请报告 nhtsa.gov/sites/nhtsa.dot.gov/files/documents/gm_petition.pdf 8美国发布自动驾驶 4.0 计划 most.gov/gnwkjdt/202001/t20200131_151310.htm 9NHTSA ：批准 Nuro 低速无人驾驶汽车豁免申请 nhtsa.gov/press-releases/nuro-exemption-low-speed-driverless-vehicle 基于 AV 4 . 0 的美国自动驾驶汽 车产业规划与实践研究 6 附表 美国 A V1.0A V4.0 相 关内容 项目 AV 1 .0 AV 2 .0 AV 3 .0 AV 4 .0 名称 Federal Automated V ehicles Policy ：Acceleratingthe Next Revolution in Roadway Safety ， AV 1 .0 联邦 自动 驾驶 政策 ：加 速道 路安全 变革 Automated Driving Systems: A Vision forSafety 2.0 ， AV 2 .0 自动 驾驶 系统 ：安 全愿 景 2.0 Preparing for the Future ofTransportation: Automated Vehicles 3.0 ，A V3.0 为未 来交 通做 准备 ：自 动驾驶 汽车 3.0 Ensuring American Leadership inAutomated Vehicle Technologies: Automated V ehicles 4.0 ，A V4.0 确保 美国 自动 驾驶 汽车 技术的 领导 地 位 ：自 动驾 驶汽车 4.0 发布时 间 2016 年 9 月 2017 年 9 月 2018 年 10 月 2020 年 1 月 发布部 门 交通部 交通部 交通部 总统行 政办 公室 科技 政策 办公室 、交 通部 与之前 文 件关系 对 2013 年高 速公 路交 通安全 管 理局发 布的 对 自动 驾驶 车辆 管制政 策的 初步 意见 进 行修 改 对 A V1.0 的 替代 对 A V2.0 进 行确 认和 补充 对 A V3.0 进行 补充 指导意 义 为自动 驾驶 技术 的安 全检 测和 运用提 供指 导性 的监 管框 架 自动驾 驶汽 车研 发的 规则 手 册, 明确 态度 和引 导方 向 阐明政 府立 场和 角色 明确技 术原 则和 政府 工作 方向 章节标 题 1. 自动驾 驶汽 车性 能指 南 2. 示范性 统一 的州 政策 3. 现行美 国交 通部 监管 工具 4. 未来监 管工 具创 新 1. 自愿性 自动 驾驶 系统 指 南 2. 对州政 府提 供技 术性 支 持 1. 自动驾 驶原 则和 实施 战略 2. 自动驾 驶与 多运 输模 式整 合 3. 联邦、 地方 政府 、私 营部 门 在自动 驾驶 中的 角色 划分 1. 自动驾 驶经 济社 会效 益及 三大原 则 2. 联邦政 府各 部门 行政 命令 及活动 3. 政府开 展的 各类 投资 促进 活动， 以及提 供的 资源 核心内 容 要求汽 车厂 商提 供设 计、 发布自 愿性 自动 驾驶 系 提出“ 安全 第一”“ 技 术中 提出整 合交 通部 、司 法部 等 38基于 AV 4 . 0 的美国自动驾驶汽 车产业规划与实践研究 7 项目 AV 1 .0 AV 2 .0 AV 3 .0 AV 4 .0 开发、 测试 和部 署四 个方 面的 15 项安 全评 估文 件 强调联 邦政 府对 安全 技术 标准的 管理 权 统指南 ，包 含“ 车 辆网 络安 全”“ 人机 界面”“ 耐 撞性”“ 消 费者教 育培 训” 、“ 自动 驾驶 系统碰 撞后 的行 为” 等 12 个 安全设 计元 素 阐明联 邦和 各州 在自 动 驾驶系 统监 管方 面的 职能 ， 交通部 负责 车辆 安全 设计 和 性能管 理， 各州 负责 驾驶 员 和车辆 操作 管理 立”“ 使规 则现 代化”“ 鼓励 始终如 一的监 管和 操作 环境”“ 积 极地为 自动驾 驶做 准备”“ 保 护并 提升自 由” 等六 大监 管原 则 取消十 大指 定自 动驾 驶试 验 场 强调“ 人 将不 再是 交通 工具唯 一的操 作者 ，也 可以 是自 动驾驶 系统” ， 取消“ 机 动车 辆必 须安装 方向盘 、踏 板和 倒车 镜等 传统控 制装置 ，方 可在 公共 道路 上行驶” 规定 个政府 主管 部门 自动 驾驶 相关工 作 发布“ 安全 第一”“ 强 调网 络安 全”“ 确保 隐私 和数 据安 全”“ 增强 移动 出行和 便利 性”“ 保持 技术 中立”“ 保护 美国的 创新 和创 造力”“ 法 规现代 化”“ 推行 统一 的标 准和 政策”“ 确保 一 致的联 邦监 管方 法”“ 提高 对交通 系统 层面的 影响” 十大 技术 发展原 则 ，涉 及“ 保护 用户 和公 众”“ 推动 有效市 场”“ 促进 协作” 三大 方向 为自动 驾驶 汽车 产业 发展 提供全 方位的 支持, 包括 技术 支持、 产 业与 社会支 持两 大方 面。 进一步 明确 政府 主要 工作 ，包括 技术投 入、 保障 工作 、行 政资源 三大 方面。 联系人：李 乔 邮 箱：liqiaochina-icv 地 址：北京市经济开发区荣华南路 13 号中航国际广场 H5 办公楼 网 址：caicv