人工智能 市场分析 市场分析 技术应用 新品新技术 热点透析 访谈

机场新技术应用分析:自主驾驶车辆发展现状与机坪应用浅析(一)

【机场安防网】上月,交通运输部正式发布了《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》(以下简称“《指导意见》”),提出了14项交通运输领域新基建的主要任务,针对“智慧民航”明确鼓励应用智能化作业装备,并提出要在智能运行监控、少人机坪、机坪自主驾驶等领域取得突破。其中,少人机坪是未来发展的一大方向,而自主驾驶技术成为智慧民航新基建的主要任务之一。

为此,为了让广大机场同仁更加了解自主驾驶车辆(或无人驾驶车辆,本文采用自主驾驶车辆)技术的发展,及其机坪应用情况,本网近期将针对机坪自主驾驶车辆技术及其相关厂商进行采访调研,文章将从自主驾驶车辆的发展现状、自主驾驶车辆在机场的应用领域与机坪应用情况、技术难点、应用建议等方面展开介绍。

【本期受访专家】驭势科技(北京)有限公司民航业务总监杨远东先生

驭势L4级无人驾驶微公交.jpg

自主驾驶车辆的发展现状

从总体情况上来看,过去几年,自主驾驶技术取得较大的进步,主要得益于人工智能技术的不断成熟,包括:算力、芯片、速度、数据的积累等等。但坦率地说,自主驾驶这项技术应用到实际当中,并产生真正的效益,其实对于所有业内公司都是难题。

首先,从技术角度来讲。业界衡量社会道路上应用的自主驾驶技术的其中一个准则就是:车辆自主驾驶多少万公里需要人工接管一次。也就是说,在正常情况下,自主驾驶的车辆在社会道路上行驶,遇到红绿灯,车、人让行,车辆变道等等情况时车辆可以自动处理,不需要人干预,行驶多少公里后,车搞不定了,需要人接管一次。这就是自主驾驶业界技术水平排序的指标之一。

自主驾驶技术全球排名第一的是waymo,是谷歌旗下的公司,其无论在规模上,还是在技术均十分领先,是业界公认的。但因为社会道路和交通情况的复杂,使得谷歌在自主驾驶领域的投入已经至少消耗了30亿美金。去年,waymo平均行驶1.3万多英里需要人工接管一次。

从waymo的技术发展上,我们看到虽然自主驾驶技术进步了很多,但是离人的能力还相差甚远。据了解,人大概到20万英里才会有一次出险,50万英里才会有一次出警,150多万英里才会有一次受伤的情况。这也就意味着,虽然无人自主驾驶技术在不断成熟,但是要完全代替人在公开社会道路如此复杂的路况下常态化运行,还有比较远的距离。而且目前还没有看到技术快速突破的迹象。

其次,即便技术上达到了要求,但面对社会道路的各种法规,以及庞大交通体系的变革来说也需要时间。

即便如此,自主驾驶依旧是当前最吸引投资人和最吸引眼球的,主要原因在于这是一个及其巨大的市场。以中国为例,中国每年物流的成本大概占GDP的近20%,这相当于一个天文数字。我们可以想象一下,如果未来所有的人和货物的运输都不需要人驾驶了,那自主驾驶技术所带来的效益和效率无疑是巨量的,其对社会的影响甚至会超过之前的物联网产业。之前我们叫信息流,也就是信息的自由流通和联动,下一步我们将随着自主驾驶技术的不断发展而正式步入人和物的自由流通时代。除了人,还有物品从生产到运输再到各行各业、各个地区,世界完全会变成另外一种状态,毫无疑问这是一种颠覆世界的技术。所以这也是为什么大家、特别是投资者非常看好或看重这一块市场的主要因素。

当然,目前在社会道路这条“赛道”上,除了waymo之外,还有百度阿波罗(apollo)、小马智行、Cruise等专业公司,同时,还有一些大型汽车厂商对自主驾驶的战略布局,主要集中于投资或收购一些专业化的公司。

驭势L4级无人驾驶汽车.jpg

行业应用领域及技术成熟度

由于社会公开道路的复杂且漫长,自主驾驶企业如何往下走?其实对各个厂商来说都是考验。基本上目前所有自主驾驶公司都在考虑自身未来的方向。因为我们不能一直烧钱。所以,一些比较务实的公司就会选择特定场景深耕,使之量产化。

也就是说,除了社会公开道路这个赛道之外,还有一些公司在其它领域开展了部署,其中多半均集中在物流领域。包括:矿山物流、高速路、港口重卡运输、园区厂区物流等。机场的应用就类似于非常特殊的园区物流领域的细分。在这些领域,其技术复杂性相对于社会公开道路来说更为容易一些。

在矿山物流方面,矿山为什么要做?因为矿山没人、荒凉、不太容易出事、封闭。比如:踏歌智行之类的企业开发的重点行业就是矿山物流。

在高速传输方面,为什么要做高速?因为高速没有其它复杂的下道口,路上也没有人,主要都是车。专做高速运输的代表有图森未来,他们与美国的一些厂商也有比较好的合作。有一部分小规模的应用项目也在落地,但是没有成规模的、大规模的应用。

还有一些做港口重卡运输的企业,比如:主线科技。

而驭势科技主要集中在物流领域,尤其是园区厂区物流或者机场物流。当然,我们也有做社会公开道路的无人驾驶技术研发。但社会公开道路短期内并不是我们重金投入的领域,是为了提升技术能力以及和合作伙伴协同创新面向未来的一个做法。

那么,我们为什么选择园区厂区机场物流这个领域呢?我们也有自己的考虑。

驭势科技 (4).jpg

首先,我们认为在社会公开道路,包括在高速上,均需要道路交通法规及一系列配套的法律法规的支撑,过程将会非常漫长;其次,在社会道路上来讲,车速相对来说会比较高,特别是在高速上,车速至少都要达到近百公里/小时,一旦发生一点问题就会造成较大的伤害。但是在园区包括机场,车速相对来说较低,一般来讲大都是20-30km/h的车速水平,甚至是10km/h的车速,车辆在行驶的过程中其安全相对更为可控;第三,从严格意义上讲,园区道路不属于社会公共道路,所以,暂时就可以不用去考虑交通法规方面的问题,我们只需要处理好安全的问题,也就是技术本身的问题。当然,机场的话那就另当别论。

提到自主驾驶技术应用的成熟领域,很遗憾,我目前还没有看到任何一个行业的应用成熟度很高这样一个局面,目前我们接触到的每个场景都会遇到一些问题。这个问题主要有两方面组成:一个是技术方面,另一个是效益方面。

在技术上主要体现在技术挑战上,比如:针对矿山的自主驾驶应用,虽然矿山相对于社会公开道路来讲,它的应用环境具有相对封闭、没有什么人,不容易出什么事等有利应用因素,但是矿山的道路情况却比较差,它不像城市的道路比较规整,矿山在不断地挖矿,道路在不断的变化,自主驾驶的设备在适应的过程中就会有一些问题,需要不断的进行技术调整来适应矿山的道路变化;二是效益方面,主要体现在自主驾驶的产品可以为客户带来经济效益问题,也就是提升产能或者降低成本,这就意味着市场对自主驾驶的价格就会有所要求。但目前在整个自主驾驶领域里还没有达到规模化的应用水平,所以它整体供应链、产业链上下游的产品价格普遍偏高,也许应用方最后会发现这个技术可以,但是与之前使用人工相比并没有成本优势,甚至成本还会超出。这就会在很大程度上限制自主驾驶车辆的普及应用。因此,目前自主驾驶在各个领域应用的成熟度还处于初级探索阶段。

而值得一提的是,驭势科技在自主驾驶的商业化应用上,可能是业内全球最靠前的公司。毫不夸张地说,我们在成本控制、规模化应用等方面要优于其它公司,甚至要超前很多,我们的客户规模有可能是同类型公司的几倍、甚至几十倍,但尽管如此,我们的体量依然不够大。

自主驾驶车辆在机场、机坪的应用情况及问题

自主驾驶技术在机场领域的应用,驭势科技是做得最早的。从载人应用到载货、载行李应用,从广州白云机场的自主驾驶小摆渡车到香港国际机场的自主驾驶物流车,再到中标湖北鄂州机场的自主驾驶项目,以及其他国内机场的示范应用等,驭势科技在机场自主驾驶领域一路驰骋。

机场的自主驾驶技术应用分为载人和载货两个方面。无论在载人应用,还是在载货或载行李应用,我们其实都做得都还不错,尤其是香港机场。虽然自主驾驶的技术目前在特定场景的应用已经足够成熟,但是机坪严格的安全监控使得机场真正做到商业化应用还有一些问题亟待解决。

事实上,我认为机场对自主驾驶车辆的应用不是判断题,而是必选题。例如,香港机场在新冠疫情之前,是全球最大的航空货运枢纽,它的货运需要最大,一是量大,二是人工成本比较高,所以香港机场对自主驾驶技术的需求非常急迫。

在香港每个货车司机每年需要20-30万港币的薪酬,是国内机场司机几倍的成本;另外机场的货运量比较大,基本上每台车都需要配2-3个司机。这样来说,它货运的人工成本是非常高的。如果我们可以解决机场自主货运车辆驾驶的技术问题,那其产生经济效益就会非常明显。所以,香港机场及其相关管理机构几方都非常积极地去推动自主驾驶技术在香港机场落地应用。

驭势科技有幸通过了香港机场一系列的认证和几轮测试,终于在去年12月31日迎来了自主驾驶物流车辆在香港机场批量应用的成功商业化合作。这也是目前全球自主驾驶领域唯一一个在机场正式商业化运行的案例。

AET2.jpg

尽管我们前期测试了两年多,在机场已经有了很大的成绩,但是自主驾驶车辆在机场的应用还是会面临一些挑战,这个挑战主要来自于机场严格的安全监管。不光是中国的机场,包括全球其它的机场来说,其安全监管要求都非常严格,甚至苛刻。我们自己也对自主驾驶车辆在机场领域的应用也进行了评估,我们认为不是技术上的问题,而是法规上的问题。

在技术上,现有技术完全可以驾驭。因为我们也在做社会公开道路自主驾驶技术的研发,之前和一汽红旗合作研发测试了高速公路的自主驾驶,当时从长春的工厂一路开到上海的工厂,实现了2000多公里无人工干预零接管的成绩。同时,我们与合作伙伴推出的无人驾驶出租车亦在上海取得了牌照,常年运行在社会公开道路上。这也就是说,我们既然可以应对社会公开道路这种复杂的场景和载人应用,那么相对于机场这种比较规则、没有变化的场景,在技术上是完全没有问题的。

AET3.jpg

自主驾驶车辆进入机场最大的问题来自于自主驾驶车辆与航空器之间的交互问题。其实,在机坪实际运行中,自主驾驶车辆行驶的道路和航空器行驶的道路之间绝大部分是各走各路、互不干涉的,但不排除极少数交互的情况。但对于自主驾驶企业来说,通常会给车辆一个限定的区域行驶,然后用多重技术锁定这个区域,以保证车辆在行驶的过程中不会冲出这个限定的区域,所以在技术上是比较可控的,用户完全不用担心自主驾驶车辆与航空器的交互。

但是由于自主驾驶技术是当下新生的事物,所以目前还没有相应的法规标准对应。如何从机场安全运行规则的法规上实现自主驾驶技术的适应,这是该项技术在机场,特别是机坪应用的先决条件。这里面需要做的工作就多了,需要从上到下,从机场到监管局、民航局等等相关各个部门通过配合才能完成。但我个人还是比较乐观的。

对于机场的应用方面,我个人认为,载人应用在后期的规模化应用时会面临较大的安全监管问题,虽然载货也会遇到安全监管问题,但毕竟风险相对载人来说要小得多,所以我们认为这个阶段载货会是一个更好的选择。

对自主驾驶车辆在机场应用的意见和建议

自主驾驶技术在机场应用的主要问题还是机场严格的安全监管问题。我们主要有三个方面的努力和建议。

一是认知的引导。

我认为对于局方监管方面还有一个认知的过程,首先要说服他们,对于机坪安全而言,自主驾驶技术是更加有利而不是有害。

众所周知,大家为什么对机坪管理这么严格?其实主要是担心自主驾驶车辆在与飞机交互的过程当中发生意外。因为飞机是高速运行。但是事实上,从安全运行的角度上来讲,自主驾驶车辆比人驾驶车辆的安全性高很多,可控很多。

在技术上,我们会给自己的车上“四道锁”,以保障车辆在它的限定区域中运行,坏了1道、2道锁,还有另外2道,4道锁全坏基本上不可能,而且车辆具有4-5个传感器,任何一个传感器坏了,系统都会自动报警。同时,在运行过程中,自主驾驶车辆不会曲线行驶、不会打盹、不会闹情绪等,也不会因为人为的因素产生很多安全隐患。

举个例子,因为人不太守规则,人开车有可能会开到其它地方去,人有时候会把车开到机坪上去,如果哪天不高兴了或者是精神出问题了,那有可能就会做出过激的行为,但设备不会出现过激的行为。

这就是在安全认知的概念上,我认为自主驾驶的安全运行与机坪的高安全要求是相融的,甚至安全系数会更高,更为可控。

二是需要通过小规模示范应用来证明这一点。

目前驭势科技已经与国内2-3家机场开展相应合作,也希望相关机构对新技术的应用有容错机制的支撑。

机场安全的监管非常严格,层层级级的安全考核从机场集团公司的负责人往下,一层一层的考核,这个对于民航安全保障来讲是必需的,但是对于新技术应用来讲,确实是一个非常大的障碍。

三是我们认为还是要建立常态化的机制或者法规。

据悉目前机场的物流车(人驾驶)已经不属于机场专用设备了,原因在于它与飞机没有交互、它不靠机、也不直接对接飞机,它的安全性相对比较高,所以后来机场的物流车辆就从机场专用设备的清单中被剔除了。尽管如此,对于应用方的机场而言,顾及到安全监管和安全考核的因素也依旧没有胆量敢尝试。

在此基础上,我们考虑到了一个比较好的角度,就是我们从安全运行的角度上制定一些规范,在这个规范之下,我们可以与机场既有的系统对接运行。

下面怎么去往下走,新事物、新技术都处在探索的过程中,包括车辆与标准,包括安全运行的规则等。从目前来看,相关机构是非常重视的,也非常积极地在安排部署。但是从企业发展的角度上来说,双方不见得能够合拍,因为机构做事是比较稳健,一步一步来;而作为科技公司分秒必争的节奏则让双方很难适应节拍。所以,我们也期望相关机构可以加紧地推动,希望尽快有一个路线图出来,让行业参与者也可以知道下一步怎么往下走。

自主驾驶车辆的安全性

上述提到了自主驾驶车辆的一些安全性,从整体来看,自主驾驶车辆核心技术一般由3部分组成:感知定位系统、规划决策系统、控制执行系统。

其中,感知定位系统主要由激光雷达、摄像头、毫米波雷达、惯导、GPS等一系列传感器、定位技术等组成,相当于眼睛、耳朵、鼻子等人体感知器官,这些系统主要作用就是让车辆知道它在哪里,它面前的是什么,是楼、是路、是人、是车等;

规划决策系统,相当于人的大脑,也就是车辆根据前面感知定位系统的数据,来判断怎么走,是加速、减速、左转、右转,或者停车等;

控制执行系统,这部分相当于人的手脚,也就是针对规划决策系统产生执行和行动,比如:方向盘左打多少度,加速到多少,输出的速度是多少等等类似于这些操作。

吴甘沙和研发团队在工作.jpg

目前,在上述三个部分中都会有双重或多重技术保障。上面提到的4道锁主要在感知定位系统中,也就是四重技术保障。在车辆投用之前会创建应用场景的三维图,然后再给车辆设定一个虚拟的电子围栏,设定后,车辆会在虚拟的电子围栏中运行,它在运行的过程中,还会不断地矫正自己的位置,确保在它运行的范围之内。这里面应用的四种技术保障是同时保障车辆行驶的,如果一项坏了,还有另外三项技术可以正常保障车辆的运行,但往往这个时候车辆也会自动报错,厂商也会及时修复坏损的技术,让车辆以四种技术保障完整的运行。

一般情况下,同时有两种技术损坏的概率是非常小的,三种技术同时坏几乎不可能,所以从这个层面来看,其实自主驾驶车辆的安全系数要比人驾驶车辆的安全系数更高。

驭势科技在国内机场的应用情况

国内机场的应用目前有一些好的进展,但还在探索中。

目前可以公开是湖北鄂州机场,湖北鄂州机场是目前国内在建的最大的物流枢纽机场,是专业货运机场。我们双方正在探索下一步的合作方向。

当前,鄂州机场自主驾驶车辆的配套设施建设和准备工作也在顺利推进。

以上为驭势科技针对自主驾驶车辆及技术发展的综合分析,期待文章内容对机场新基建及智慧发展有所帮助。

Related posts

一文尽览5G在安防行业的五大应用领域,你最期待哪个?

一潼

机场安防智能化升级,T-ROBOT平衡车利剑出鞘

赵新

机场员工人身安全分析研究

一潼

Leave a Comment