美國

一、戰(zhàn)略規(guī)劃

在美國政府的積極推動下，美國智能網(wǎng)聯(lián)汽車起步較早且發(fā)展迅速。近年來，美國政府部門開展了大量戰(zhàn)略規(guī)劃部署來推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展。

（一）《ITS戰(zhàn)略計劃2010—2014》

2010年，美國交通運輸部提出了《ITS戰(zhàn)略計劃2010—2014》，第一次從國家戰(zhàn)略層面提出要大力發(fā)展網(wǎng)聯(lián)技術（V2X）及汽車應用，為未來五年智能交通系統(tǒng)（ITS）研究項目提供戰(zhàn)略指導。《ITS戰(zhàn)略計劃2010—2014》在網(wǎng)聯(lián)汽車應用、網(wǎng)聯(lián)汽車技術、網(wǎng)聯(lián)汽車政策與制度等方面，從特定模型的ITS研究、ITS探索性研究、ITS交叉行業(yè)支持等角度，制定了相應的研究計劃。美國智能網(wǎng)聯(lián)汽車從以ITS信息化研究應用為主，逐步演變?yōu)橐云嚍楹诵模ㄟ^信息與汽車深入連接，解決交通系統(tǒng)中的各類問題。

（二）《ITS戰(zhàn)略計劃2015—2019》

2014年，美國交通運輸部與美國智能交通系統(tǒng)（ITS）聯(lián)合項目辦公室共同提出《ITS戰(zhàn)略計劃2015—2019》，為美國未來五年在智能交通領域的發(fā)展明確了方向，汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化成為該戰(zhàn)略計劃的核心內(nèi)容，成為美國解決交通系統(tǒng)問題的關鍵技術手段。美國提出的未來交通系統(tǒng)的發(fā)展思路為：通過研究、開發(fā)、教育等手段促進信息和通信技術實用化，確保社會向智能化方向發(fā)展，即部署智能交通設備、開發(fā)智能交通技術。

該戰(zhàn)略計劃還提出了使車輛和道路更安全、加強機動性、降低環(huán)境影響、促進改革創(chuàng)新、支持交通系統(tǒng)信息共享5項發(fā)展戰(zhàn)略目標。

（1）使車輛和道路更安全：開發(fā)更好的防撞保護措施、碰撞預警機制、商用汽車安全機制、基于基礎設施和協(xié)同式安全系統(tǒng)。

（2）降低環(huán)境影響：更好地控制交通流、車輛速度和交通堵塞，以及通過其他先進的技術手段管理車輛行為。

（3）加強機動性：改進交通管理、事故管理、運輸管理、貨源組織管理、道路氣候管理等管理系統(tǒng)。

（4）促進改革創(chuàng)新：通過ITS項目，培養(yǎng)先進技術，持續(xù)促進創(chuàng)新，調(diào)整、收集并部署技術開發(fā)路線以滿足未來交通發(fā)展的需求。

（5）支持交通系統(tǒng)信息共享：應用先進的無線技術，使所有車輛、基礎設施、可移動設備等能夠互聯(lián)互通，實時傳輸信息并進行應用。

（三）《ITS戰(zhàn)略計劃2020—2025》

2020年3月，美國智能交通系統(tǒng)聯(lián)合計劃辦公室和美國交通運輸部聯(lián)合發(fā)布了《ITS戰(zhàn)略計劃2020—2025》，明確了加速應用智能交通系統(tǒng)、轉(zhuǎn)變社會運行方式的戰(zhàn)略愿景，以及“領導智能交通系統(tǒng)的合作與創(chuàng)新研究、開發(fā)和實施，以提供人員通勤和貨物運輸?shù)陌踩院土鲃有浴钡氖姑枋隽宋磥砦迥昝绹悄芙煌I域的重點計劃和保障措施。

《ITS戰(zhàn)略計劃2020—2025》提出了6項重點計劃，從新興科技創(chuàng)新、數(shù)據(jù)信息共享、網(wǎng)絡信息完整、自動駕駛技術、完整出行服務、加速ITS部署6個領域進行了詳細、完整的規(guī)劃部署，力求實現(xiàn)ITS技術的全生命周期發(fā)展。

（1）新興科技創(chuàng)新：美國交通運輸部協(xié)同各部門建立長效協(xié)同機制，識別和評估人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等各類新興技術在交通系統(tǒng)中的應用潛力，將具備潛力甚至顛覆性的創(chuàng)新技術引入交通系統(tǒng)。

（2）數(shù)據(jù)信息共享：研發(fā)創(chuàng)立數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)機制，推進ITS數(shù)據(jù)信息共享，建立具有普遍性、一致性、安全可信賴的訪問權限，以支持自動化、人工智能應用程序、交通服務數(shù)據(jù)與其他基本公共服務的融合。

（3）網(wǎng)絡信息完整：在交通系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)持續(xù)、系統(tǒng)地評估ITS技術應用帶來的風險漏洞，以便將攻擊和故障相關的風險降到可接受的水平，并完善事故發(fā)生后的網(wǎng)絡韌性恢復能力。

（4）自動駕駛技術：以安全第一、技術中立為原則，完善相關法律法規(guī)，提倡市場自由發(fā)展自動駕駛技術，推動自動駕駛車輛測試、部署和集成，全面促進自動駕駛技術安全、可操作且有效地集成到交通系統(tǒng)中。

（5）完整出行服務：消除“交通荒漠”，重視弱勢地區(qū)和弱勢群體，針對交通需求難以得到滿足的殘障人士、交通設施尚不完善的偏遠地區(qū)居民，以及交通出行方式受限的低收入出行者，通過ITS技術提供全鏈條的智能出行服務體驗。

（6）加快ITS部署：通過ITS技術評估、ITS專業(yè)能力構建、ITS架構和標準制定及ITS宣傳交流等途徑，促進ITS知識和技術向?qū)嵺`應用拓展，降低市場投資者的不確定性和投資風險，加速ITS技術從研究到落地的整體部署。

美國各階段ITS戰(zhàn)略對比分析如表1所示。

（四）《自動駕駛1.0》

2016年，美國交通運輸部發(fā)布了《聯(lián)邦自動駕駛汽車政策指南》（也稱《自動駕駛1.0》），針對近年來自動駕駛技術飛速發(fā)展的需求，提出了美國聯(lián)邦政府關于促進自動駕駛汽車發(fā)展的國家戰(zhàn)略，確立了美國聯(lián)邦政府關于自動駕駛汽車設計、生產(chǎn)、供應、測試、銷售、運營、監(jiān)管等環(huán)節(jié)的政策框架。《自動駕駛1.0》的出臺，表明美國對發(fā)展自動駕駛汽車高度重視，引起了國際社會的廣泛關注。

《自動駕駛1.0》明確了加快高度自動駕駛汽車革命的戰(zhàn)略目標，并確定了高度自動駕駛汽車設計開發(fā)和應用兩大任務，從自動化汽車技術、政府監(jiān)管職能定位、國家交通安全現(xiàn)行監(jiān)管措施和新的監(jiān)管措施方面，詳細闡述了政府關于構建高度自動駕駛技術和無人駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和監(jiān)管機制的政策指南。

（1）確立自動化汽車性能指南框架：一是建立自動駕駛通用功能性能指標，包括系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡安全、人機交互、數(shù)據(jù)存儲與交互等；二是建立自動駕駛個性功能性能指標，包括操控性關鍵性能、突發(fā)狀況預測與處理功能等。

（2）確立美國聯(lián)邦政府與地方政府的監(jiān)管職能：一是精確定位美國聯(lián)邦政府監(jiān)管職責，包括安全標準的制定、對存在安全隱患的機動車實施執(zhí)法等；二是引導地方政府制定監(jiān)管政策和措施，以保證地方政府在美國聯(lián)邦政府的統(tǒng)一政策框架下制定相應政策的細節(jié)措施。

（3）建立監(jiān)管手段和管理工具：為將高度自動駕駛前沿技術引入美國市場，美國道路運輸安全管理局采取了3種手段，一是制定新的政策措施，對前沿技術在政策范圍內(nèi)給予例外處置和實施執(zhí)法等；二是建立各類評估和認證，如監(jiān)管認證、軟件更新售后認證、安全評估等；三是對新建立的監(jiān)管工具和手段提出合理化建議，包括環(huán)境測試、功能測試、系統(tǒng)安全檢測等。

（五）《自動駕駛2.0》

2017年9月，美國交通運輸部發(fā)布了《自動駕駛系統(tǒng)2.0：安全愿景》（也稱《自動駕駛2.0》）。相較于《自動駕駛1.0》，《自動駕駛2.0》進一步精簡了內(nèi)容、簡化了流程、降低了入門門檻。《自動駕駛2.0》在沿用《自動駕駛1.0》制定的方針基礎上，不再要求強制執(zhí)行，而是作為一個可選擇的路徑供自動駕駛研發(fā)廠商和州政府參考使用。《自動駕駛1.0》要求廠商自愿將15個方面的安全評估報告提交給監(jiān)管機構，《自動駕駛2.0》刪除了這個要求。另外，《自動駕駛2.0》鼓勵各州重新評估現(xiàn)有的交通法律法規(guī)，為自動駕駛技術的測試和部署掃除法律障礙。

《自動駕駛2.0》主要包括兩個部分：自動駕駛系統(tǒng)的自愿性指導，技術援助與最佳實踐。《自動駕駛2.0》第一節(jié)，提出了一種非監(jiān)管的自動車輛技術安全方法，以支持汽車行業(yè)和其他主要利益相關者，為他們考慮和設計了測試和安全部署自動駕駛系統(tǒng)的最佳實踐，包括12個優(yōu)先考慮的安全因素，即車輛網(wǎng)絡安全、人機界面、耐撞性、消費者的教育和培訓，以及碰撞后的ADS行為等。考慮到技術的發(fā)展狀況，這種自愿性指導提供了一個靈活的框架，供行業(yè)在選擇如何處理給定的安全設計元素時使用。此外，為了獲取公眾的信任和信心，自愿性指導鼓勵從事測試和安全部署的實體公開披露其系統(tǒng)的安全自我評估，以展示其實現(xiàn)安全的各種方法。《自動駕駛2.0》第二節(jié)中提出了美國聯(lián)邦政府向各州提供的技術援助，以及立法機構對于自動駕駛系統(tǒng)的最佳實踐，闡明了在監(jiān)管時美國聯(lián)邦政府的角色及州政府的角色，美國聯(lián)邦政府管理汽車和機動車輛設備的安全設計和性能，各州政府繼續(xù)管理駕駛人和車輛。立法機構對于自動駕駛系統(tǒng)的最佳實踐，其中包括對于ADS（各州政府應考慮立法）常見的與安全相關的構件和重要元素。此外，《自動駕駛2.0》第二節(jié)還提供了國家公路安全官員的最佳實踐，為各州發(fā)展ADS的公共道路安全運行條件及程序提供了一個框架，還包括了在應用程序和權限測試、登記和所有權、與公共安全官員合作，以及責任和保險等方面的考慮。

（六）《自動駕駛3.0》

2018年10月，美國交通運輸部正式發(fā)布自動駕駛指導文件《自動駕駛系統(tǒng)3.0：準備迎接未來交通》（也稱《自動駕駛3.0》）。《自動駕駛3.0》的發(fā)布并不是要廢止和取代《自動駕駛2.0》，而是要通過優(yōu)化和補充部分條款進一步對《自動駕駛2.0》補充和完善，《自動駕駛2.0》中關于測試程序等的準則仍然有效。相對于《自動駕駛1.0》和《自動駕駛2.0》，《自動駕駛3.0》以更開放、更積極的態(tài)度，極力推動自動駕駛技術與智能交通系統(tǒng)融通發(fā)展，為未來自動駕駛全面商業(yè)化落地做好充分的準備。

《自動駕駛3.0》以將綜合成本效益高、安全性高、可靠性高的自動駕駛技術集成到多模式的地面運輸系統(tǒng)為目標，強調(diào)社會各界利益和自愿性原則，詳細闡述了美國聯(lián)邦政府對自動駕駛管理思想、監(jiān)管措施、實施策略和商業(yè)化落地的思考。

在制定《自動駕駛3.0》之前，首先確立了6項制定原則。

（1）安全優(yōu)先：致力于解決潛在的安全風險。

（2）保持技術中立性：采取靈活、中立的政策，而不是具體的技術解決方案，鼓勵競爭和創(chuàng)新，實現(xiàn)安全、可靠和經(jīng)濟的目標。

（3）法規(guī)更新與優(yōu)化：對于將來阻礙自動駕駛技術發(fā)展和不滿足關鍵安全需求的法律法規(guī)，首次調(diào)整“駕駛者”和“操作者”定義的理解，承認二者并不僅限于人類駕駛員，也可以包括自動駕駛系統(tǒng)。

（4）提倡政策一致性和運營環(huán)境：致力于促進各地監(jiān)管框架的一致性，保障自動駕駛汽車在美國范圍內(nèi)順利運行。

（5）積極主動準備自動駕駛：美國政府將提供指導、測試、試點計劃和其他援助。

（6）保護和加強出行自由：保護出行者根據(jù)自身出行需求選擇最佳出行方式的權利，包括殘疾人、老年人等出行不便的群眾獲取安全和獨立出行的自由。

基于上述六大基本原則，美國交通運輸部還制定了五大實施戰(zhàn)略，包括利益相關者的廣泛參與、采用最佳實踐及政策、采用自愿性技術標準、做有針對性研究、法律法規(guī)修正革新，以助力自動駕駛發(fā)展。

（七）《自動駕駛4.0》

2020年1月，美國總統(tǒng)行政辦公室科技政策辦公室和美國交通運輸部聯(lián)合發(fā)布了《自動駕駛系統(tǒng)4.0：確保美國自動駕駛領先地位》（也稱《自動駕駛4.0》）。《自動駕駛4.0》整合了美國交通運輸部、司法部、國防部、國家交通安全委員會、內(nèi)政部、國土安全部、國家能源部、聯(lián)邦通信委員會等38個聯(lián)邦部門、獨立機構、委員會及總統(tǒng)行政辦公室，由各個部門共同提供工作指導，確保美國自動駕駛汽車在全球的領先地位。一是美國政府積極投資包括基礎研究、安全和網(wǎng)絡安全、基礎設施建設、頻譜和車聯(lián)網(wǎng)，以及經(jīng)濟和勞動力研究等在內(nèi)的自動駕駛相關領域，促進創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化。二是美國政府積極開展一系列監(jiān)管、非監(jiān)管活動，促進自動駕駛技術安全且充分地融入地面運輸系統(tǒng)中。

美國政府充分肯定了自動駕駛帶來的潛在社會效益和經(jīng)濟效益，包括：提高交通出行的安全性，提高公民生活、交通及出行效率和質(zhì)量，降低能源消耗，優(yōu)化供應鏈管理，等等。為了使自動駕駛潛在效益實現(xiàn)最大化，在《自動駕駛3.0》的基礎上，《自動駕駛4.0》進一步從保護用戶和群眾、促進市場高效運行、各項工作統(tǒng)籌協(xié)調(diào)一致3個層面明確了自動駕駛技術的十大原則。

在保護用戶和群眾方面，一是安全優(yōu)先；二是強調(diào)技術與網(wǎng)絡安全；三是確保隱私與數(shù)據(jù)安全；四是強化機動性與可及性。

在促進市場高效運行方面，一是保持技術中立性；二是保護美國的創(chuàng)新成果；三是法規(guī)現(xiàn)代化。

在各項工作統(tǒng)籌協(xié)調(diào)一致方面，一是標準與政策統(tǒng)一化；二是聯(lián)邦方針一致化；三是運輸系統(tǒng)高效化。

這十大原則將促進美國自動駕駛技術的研究、開發(fā)與整合，刺激美國經(jīng)濟的增長。

在基礎保障方面，《自動駕駛4.0》提出，自動駕駛是先進制造、高速通信技術、先進計算技術、計算機視覺、先進傳感器、機器學習及人工智能等技術創(chuàng)新融合的結果；同時，應將自動駕駛的開發(fā)工作列為各部門研究與開發(fā)預算的優(yōu)先事項，積極出臺各類保障促進政策，為自動駕駛技術提供創(chuàng)新要素。

在技術支持方面，促進可用于支持V2V、V2X數(shù)據(jù)交換的高速通信技術研發(fā)是美國聯(lián)邦政府當前的首要任務。在人才保障方面，美國國家科學技術委員會（NSTC）發(fā)布的《美國STEM教育策略》將科學、技術、工程、數(shù)學（STEM）及計算機科學等作為重點學科。

從《自動駕駛1.0》至《自動駕駛4.0》系列文件可以看出，安全第一、保護創(chuàng)新、技術中立是美國自動駕駛規(guī)劃的最基本原則，其中安全被反復提及。

在“安全第一”方面，美國發(fā)展自動駕駛的最終目標是“使道路更加安全”，安全第一是最核心的原則，同時加強網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)安全管理，逐步擴展安全第一原則范疇。

在“保護創(chuàng)新”方面，美國持續(xù)通過知識產(chǎn)權保護機制和反壟斷制度推動自動駕駛領域的創(chuàng)新，培育經(jīng)濟增長新引擎，這個原則基本沿襲《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略》（2015年修訂）提出的創(chuàng)新制度框架，如表2所示。

美國在堅持“安全第一”和“保護創(chuàng)新”的同時，始終保持自動駕駛技術發(fā)展路徑的中立性，培育良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境。當前，美國政府對各個領域科技發(fā)展基本采取“技術中立”“監(jiān)管阻礙創(chuàng)新”“保護美國的創(chuàng)新和創(chuàng)造力”發(fā)展態(tài)度。例如，2019年11月，美國針對人工智能行業(yè)提出，“美國聯(lián)邦機構在監(jiān)管行為或非監(jiān)管行為上，必須避免不必要地妨礙AI創(chuàng)新和增長的行為。”特別是，由于自動駕駛產(chǎn)業(yè)具有跨界融合、協(xié)同創(chuàng)新等特點，在網(wǎng)聯(lián)通信標準、復雜環(huán)境感知、高精度全天候定位等方面均存在紛繁多樣的技術路徑，一時無法確定，因此，堅持技術中立、鼓勵市場自由選擇、企業(yè)申請豁免，是一條邊探索、邊實踐的創(chuàng)新發(fā)展之路，并取得了良好的實施效果。

二、政策法規(guī)

（一）《自動駕駛法案》

2017年，美國眾議院通過了《自動駕駛法案》，首次對自動駕駛汽車的生產(chǎn)、測試和發(fā)布進行管理。《自動駕駛法案》成為美國首個針對自動駕駛汽車的全國性法律。

1.組建自動駕駛汽車顧問委員會

按照《自動駕駛法案》相關要求，NHTSA需要建立一個自動駕駛汽車顧問委員會，委員會成員應當包括來自商業(yè)界、學術界的代表，以及獨立的研究人員、州和當?shù)貦C構的代表、安全專家、消費者代表、工程師、勞工組織代表、環(huán)境專家、國家高速公路安全管理局代表等。委員會將根據(jù)需要組建次級委員會，以開展信息搜集活動、制定技術意見并向NHTSA提供建議。委員會的任何次級委員會的成員不得少于15人，也不得超過30人。

2.完善安全標準

《自動駕駛法案》要求NHTSA逐步完善自動駕駛汽車各個零部件細分領域的相關安全標準，其中包括自動駕駛汽車的基本元素，如人機交互界面、傳感器、執(zhí)行器、相關軟件和網(wǎng)絡安全要求等。相關安全標準和安全范圍應該定期審查和更新。

3.保障網(wǎng)絡安全和用戶隱私

《自動駕駛法案》要求自動駕駛車輛廠商必須做出網(wǎng)絡安全詳細計劃，包括如何應對網(wǎng)絡攻擊、未授權入侵及虛假或惡意控制指令等安全策略，用于保護關鍵的控制、系統(tǒng)和程序，并根據(jù)環(huán)境的變化對此類系統(tǒng)進行更新，制定內(nèi)部人員的安全培訓和管理制度。同時，《自動駕駛法案》也要求廠商必須制定隱私保護計劃，包括對車主及乘客信息的收集、保存、使用等方面的保護措施等。另外，美國聯(lián)邦交易委員會展開系列研究，以確認哪些參與方將會獲得車主或者乘客的隱私信息，哪些信息可以公開，可以對隱私信息進行哪些相關處理等。

4.及時披露自動駕駛的相關信息

《自動駕駛法案》要求NHTSA在法案生效后的3年內(nèi)完成相關研究，以向消費者告知關于自動駕駛汽車的最佳操作方式，以及自動駕駛汽車的實際能力和短板，并制定相關的信息公示規(guī)定。此外，《自動駕駛法案》還引導交通部門檢查是否升級前燈，并規(guī)定所有乘用車在2年內(nèi)安裝后排乘客警告系統(tǒng)，以避免兒童被遺忘在汽車內(nèi)造成的安全隱患。

5.通用性豁免

根據(jù)《自動駕駛法案》規(guī)定，汽車制造商第一年的汽車豁免量為2.5萬輛，第二年的汽車豁免量為5萬輛，第三年和第四年的汽車豁免量均為10萬輛。被豁免的自動駕駛汽車可以不用嚴格遵守現(xiàn)有的汽車安全標準和相關規(guī)定，例如，要求汽車具有方向盤和油門踏板，以及4年的安全標準測試時間等。

（二）加利福尼亞州新法案

2016年9月，美國加利福尼亞州通過了一項新法案，首次允許在公共道路上測試沒有司機干預的全自動駕駛汽車，比當時加利福尼亞州法律要求測試自動駕駛汽車時必須有司機實時準備接管更進了一步。加利福尼亞州是美國最早通過法規(guī)允許在公路上測試自動駕駛汽車的州之一，但是此前法規(guī)要求車上必須有司機監(jiān)控，隨時準備處理緊急情況。而根據(jù)新法案，沒有方向盤、油門踏板、剎車踏板及司機干預的全自動駕駛汽車也將能在加利福尼亞州的公路上測試。

新法案規(guī)定，無人監(jiān)管的全自動駕駛汽車測試速度不超過56.3千米/小時。另外，新法案要求測試地點在加利福尼亞州東北部康特拉科斯塔縣的兩處全自動駕駛汽車測試點：一處是由一座美國海軍前大型軍火庫改建的自動駕駛汽車測試場，另一處是一個包括公共道路在內(nèi)的辦公園區(qū)。

（三）紐約州S2005/A3005法案

紐約州生效了涉及自動駕駛汽車的S2005/A3005法案。該法案允許自動駕駛汽車上路測試，并開放自動駕駛汽車上路測試的申請渠道。紐約州要求汽車制造商必須遵守相關的監(jiān)管措施和規(guī)則。申請上路測試的企業(yè)必須擁有價值500萬美元的保險單，并向州政府提交報告，由州警察監(jiān)管且向州警察支付每次測試監(jiān)管的費用。另外，測試不能在建筑和學校區(qū)域內(nèi)進行，并嚴格按照提前上報給州政府的路線進行。佛羅里達州不禁止汽車在公共道路上測試自動駕駛技術，允許有駕照的測試人員操作自動駕駛汽車，明確車輛制造商的責任，并確定自動駕駛汽車可以進行測試的具體條件。

（四）美國其他地區(qū)自動駕駛相關法案

華盛頓特區(qū)實施了自動駕駛汽車法案（B19-0931），要求駕駛人應準備好隨時接管自動駕駛汽車，限制對現(xiàn)有車輛的改造，并明確自動駕駛汽車制造商的責任。

密歇根州通過法案，使自動駕駛汽車上路測試合法化，但是法律只允許汽車廠商申請進行自動駕駛汽車上路測試，谷歌、Uber等互聯(lián)網(wǎng)科技公司則需要與汽車廠商合作開發(fā)、生產(chǎn)汽車，或者得到美國國家公路交通安全管理局的批準，才能在公共道路上測試和部署。

猶他州批準的法案授權交通部門組織網(wǎng)聯(lián)汽車測試項目。

北達科他州建立了關于自動駕駛汽車的立法管理結論（HB 1065法案）。

田納西州生效了HB 616/SB 598法案，不允許地方政府禁止符合適當安全規(guī)范的自動駕駛汽車上路使用。

據(jù)統(tǒng)計，截至2019年年底，美國已有包括加利福尼亞州、內(nèi)華達州等30多個州頒布了智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關的法律或行政令。

三、技術進展

（一）智能整車

美國Waymo公司開發(fā)的自動駕駛車輛在無人工干預的情況下連續(xù)自動駕駛里程數(shù)達3219萬英里，在全球遙遙領先。目前，Waymo公司正計劃擴大其技術在卡車和商業(yè)配送方面的應用。總體來說，Waymo公司旗下的智能汽車產(chǎn)品已經(jīng)進入商業(yè)化驗證階段。Waymo公司在2018年就推出了L4級自動駕駛出租車，并在全球首次展開了商業(yè)化運營，并不只是示范應用。2020年年初，Waymo公司發(fā)布了旗下第五代自動駕駛系統(tǒng)，該系統(tǒng)搭載了旗下新型激光雷達、毫米波雷達和高清攝像頭等感知系統(tǒng)，同時在車身四周布置了29個高精度攝像頭，提供相互重疊的感知信息，最遠能識別500米以外的交通信號標志，能夠在復雜天氣及惡劣環(huán)境下捕捉到更為清晰的圖像（見圖1）。據(jù)統(tǒng)計，Waymo公司第五代自動駕駛系統(tǒng)通過了161億千米的計算機模擬測試和3218萬千米的實際道路測試。

美國的特斯拉也推出了L3級自動駕駛汽車Model S。該車型采用Autopilot系統(tǒng)架構，可以實現(xiàn)在高速公路和城市快速路等特定場景下的自動駕駛。

據(jù)Lex Friedman發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至2020年1月，特斯拉旗下所有自動駕駛汽車行駛總里程已達307億英里，其中，自動駕駛里程達35億英里，穩(wěn)居全球第一位。特斯拉整車累計交付量超過900000萬輛，其中，搭載Autopilot 2.0+系統(tǒng)的自動駕駛車輛有737570輛，搭載Autopilot 1.0系統(tǒng)的自動駕駛車輛有114525輛（見圖2）。

美國通用公司于2017年率先在凱迪拉克CT6上搭載Super Cruise超級智能駕駛系統(tǒng)，目前搭載這套系統(tǒng)的車型已在北美市場銷售了3年時間，市場反應良好。Super Cruise超級智能駕駛系統(tǒng)在車身配置了前視攝像頭、短距離毫米波雷達、長距離毫米波雷達、環(huán)視攝像頭和超聲波雷達，定位系統(tǒng)來自高精度GPS定位和高精度地圖，車內(nèi)配備了監(jiān)管駕駛員的攝像頭和方向盤傳感器。

2020年1月，通用汽車旗下子公司Cruise發(fā)布了Cruise Origin自動駕駛汽車，這是一款沒有腳踏板和方向盤的電動汽車。該款車型沒有發(fā)動機引擎蓋、側視鏡和乘客側車窗，并且能夠讓兩人同時上下車。Cruise Origin擁有多層傳感器套件，可以看到更廣的波長光譜，AI處理決策的速度比人類大腦快，并部署了計算機視覺模型，可實時分析乘客的情緒變化（見圖3）。

（二）智能感知系統(tǒng)

Velodyne是自動駕駛汽車領域生產(chǎn)激光雷達全球領先的制造商。2017年年底，Velodyne推出了新一代128線激光雷達——VLS-128。VLS-128的探測距離可以達到300米左右，是64線激光雷達產(chǎn)品的2倍，角分辨率是64線激光雷達的3倍，體積只有64線激光雷達的1/3左右。VLS-128不僅具有超長的探測距離，還具備強大的細節(jié)捕捉能力，比起一般的激光雷達，其高分辨率還能夠直接輸出汽車計算機需要的環(huán)境圖像，減少復雜性，縮短計算時間（見圖4）。

2018年，Metawave公司發(fā)布毫米波雷達產(chǎn)品——WARLORD，頻段為76～81GHz。WARLORD采用了自適應超材料天線，能發(fā)射可操控的、高度定向的電磁波束，探測目標物的位置、速度，并且不易受惡劣天氣及環(huán)境影響（見圖5）。這款毫米波雷達內(nèi)置了Metawave公司研發(fā)的人工智能引擎，通過傳感器識別由物體微動產(chǎn)生的多普勒特征，對汽車、行人、自行車、路人及遠處物體進行分類和追蹤，并分析潛在危險。人工智能引擎內(nèi)設計了多種算法，包括雜波干擾抑制算法、目標檢測和跟蹤算法等，可以優(yōu)化毫米波雷達的整體性能，讓其具備物體識別和分類能力。

2019年4月，Metawave公司發(fā)布了一款非常獨特的相位控制器。該控制器為Metawave公司專有的WARLORD 77GHz汽車雷達平臺提供動力，該設備不僅可以用于數(shù)字應用程序，還可以在真實世界中實現(xiàn)精確射束成形及射束轉(zhuǎn)向。該設備結合了Metawave公司專有的人工智能（AI）技術AWARE。該技術不僅能夠通過雷達傳感器探測物體，還能更精確地對看到的物體進行分類。對于自動駕駛汽車來說，該技術可使其在不可預測的城市甚至鄉(xiāng)村道路上安全駕駛。

Oculii公司在全球首創(chuàng)發(fā)布了77GHz 4D毫米波雷達，其成像效果可與16線激光雷達相當；隨著點密度增大，其成像效果甚至可以達到64線激光雷達的效果。4D毫米波雷達就是能測量目標物體的3D坐標+1D速度。4D毫米波雷達多了一個高度維度，能探測物體的3D坐標數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)融合容易，融合精度也非常高。由于采用了TI的CMOS單芯片解決方案，77GHz 4D毫米波雷達的體積僅為傳統(tǒng)雷達體積的一半左右（見圖6）。

（三）車載系統(tǒng)

谷歌研發(fā)的Android Auto車載系統(tǒng)在2015年就進入了汽車前裝市場，全球占有率較高。谷歌旗下的Waymo無人駕駛汽車優(yōu)異的性能也得益于其自動駕駛芯片的出色性能。

2020年，谷歌推出了新的Android車載系統(tǒng)，這套新系統(tǒng)將接入汽車系統(tǒng)進行操作，用戶可以通過谷歌智能助理打開暖風、關閉座椅加熱，甚至預約維護。此外，這套新系統(tǒng)還可以根據(jù)汽車制造商的不同風格進行定制，使其能夠獲得比Android Auto車載系統(tǒng)或蘋果CarPlay更多的控制權。

NVIDIA公司研發(fā)了人工智能超級計算機Xavier。Xavier是一款車規(guī)級的SoC芯片，集成了全新的GPU架構及新的計算機視覺加速器（見圖7）。作為自動駕駛汽車的大腦，Xavier的GMSL（千兆多媒體串行鏈路）高速I/O將其與迄今為止最大陣列的激光雷達、毫米波雷達和攝像頭傳感器連接起來，將其探測到的物體由不同的處理器進行處理，并利用各種計算機視覺、信號處理和點云算法進行感知。各種深度學習網(wǎng)絡能同時運行，在辨識出應避開物體的同時，其他網(wǎng)絡能確定哪條是可以安全駕駛的道路，實現(xiàn)多樣性和冗余度。該處理器提供20TOPS（萬億次運算/秒）的高性能，功耗只有20瓦。

2019年，NVIDIA公司發(fā)布了一款適用于下一代SoC芯片驅(qū)動的自動駕駛汽車芯片——Orin。該芯片由170億個晶體管組成，集成了NVIDIA新一代GPU架構、Arm Hercules CPU內(nèi)核、全新深度學習和計算機視覺加速器，每秒可進行200萬億次計算，性能是Xavier芯片性能的7倍。另外，Orin與Xavier可以完美兼容，程序開發(fā)者可沿用現(xiàn)有的開發(fā)資源。Orin芯片還具有非常好的可擴展性，可以兼容配置提供L2級以上的輔助駕駛，直至L5級的完全無人駕駛操作。Orin芯片可處理在自動駕駛汽車中同時運行的大量應用和深度神經(jīng)網(wǎng)絡，NVIDIA DRIVE生態(tài)系統(tǒng)可以訪問NVIDIA預訓練的DNN和主動學習、遷移學習、聯(lián)合學習等流程，可以大大縮短相關功能程序的開發(fā)周期。

（四）車聯(lián)網(wǎng)與信息交互

在C-V2X通信模組領域，美國高通公司發(fā)布了基于3GPP Release 14規(guī)范、面向PC5直接通信的C-V2X商用解決方案——高通9150 C-V2X芯片組。該芯片組包括運行智能交通系統(tǒng)V2X堆棧的應用處理器及硬件安全模塊。該芯片組可以支持車輛、基礎設施和行人在全球統(tǒng)一的5.9GHz智能交通系統(tǒng)頻段進行直接通信。依靠5.9GHz頻段，9150 C-V2X芯片組可以在車—車（V2V）、車—基礎設施（V2I）、車—人（V2P）場景通信，無須任何用戶身份模塊或網(wǎng)絡協(xié)助。同時，該芯片組針對3GPP Release 14版本的C-V2X直接通信進行了優(yōu)化，不僅支持GPS定位，還支持北斗定位、高精度定位。在支持C-V2X技術的同時，該芯片組還能支持5G技術。

美國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)參與者眾多，不僅有福特汽車、通用汽車、特斯拉等汽車企業(yè)，還有Uber、Lyft等出行服務類企業(yè)，以及谷歌、高通、英特爾等IT類企業(yè)。各行各業(yè)通力合作，共同推動美國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

四、測試示范

2016年，美國交通運輸部發(fā)布了自動駕駛測試場試點計劃，并于2017年確立了10個自動駕駛試點測試場。10個自動駕駛試點測試場分別位于美國東部、東北部、北部、西部、西南部等，具有各地區(qū)獨特的地理結構和天氣環(huán)境，提供了豐富的測試場景和測試環(huán)境。

（一）美國密歇根州M-city測試場

M-city測試場是由美國密歇根州立大學主導、密歇根州交通運輸局支持建設的無人駕駛虛擬之城，位于密歇根州安娜堡市，占地約13萬平方米，投資1000萬美元，于2015年正式投入運營，是世界上第一個針對測試無人駕駛汽車技術打造的模擬小鎮(zhèn)。M-City測試場是世界上第一個專門為測試無人駕駛汽車、V2V/V2I車聯(lián)網(wǎng)技術設計建造的智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗場，主要用于模擬高速公路環(huán)境的高速試驗和城市近郊的低速試驗（見圖8）。

作為世界上第一個針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的專用測試場，M-city測試場的設計特色之一就是采用強化試驗的思想進行智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試，多種道路突發(fā)狀況可以集中發(fā)生。因此，每千米的測試路程能夠代表真實環(huán)境中幾十千米甚至幾百千米的行程。M-city測試場的另一個特色是柔性化設計理念，即道路無固定標線，可以隨時更改車道布置。多種交通元素（如建筑外墻、假人等）可以移動，交通標志也可以隨時根據(jù)試驗要求進行更換，而且還預留了巨大、平整的瀝青路面區(qū)域用于設計和布置已有場地中未包含的場景，如大型停車場等。這樣可以極大地方便測試者按需調(diào)整測試場景，進而大大降低后期升級成本。

M-city測試場由多種路面和道路元素構成，包含水泥、柏油、仿真磚等鋪裝路面，以及泥土、碎石等非鋪裝路面。在測試區(qū)內(nèi)，隨處可見交通標志、車道線、信號燈、人行橫道、指示牌、減速帶等道路元素，也包括生活中出現(xiàn)頻率較低的隧道、環(huán)島、交通管制區(qū)、施工區(qū)等道路元素。在城市場景中，該測試場有可移動的房屋外墻，墻體材料均取自真實建筑材料，用于模擬傳感器對于不同材料的識別。該測試場還有多種停車位可供選擇，如側方停車、倒車入庫和斜對角停車等。該測試場市中心區(qū)域設置了郵箱、消防栓、候車椅、計時碼表等自動駕駛車輛在真實世界中會遇到的交通元素，用于測試自動駕駛車輛對它們的識別及反應狀況。M-city測試場除可以模擬日常交通場景（十字交叉口、丁字路口、斜坡、環(huán)島等）外，還特別設計了一些用于測試傳感器和整車控制算法的場景，例如，用于測試傳感器信號在被削弱、遮蔽和延遲時對自動駕駛車輛的影響設置的人造樹蔭區(qū)域、隧道等；用于測試全球定位系統(tǒng)精度的正南北、正東西方向的道路；用于測試圖像處理系統(tǒng)性能的貫穿整個測試場的照明設施，以及配有不同發(fā)光源和故意做舊的道路標牌等（見圖9）。

（二）加利福尼亞州GoMentum Station測試場

加利福尼亞州康特拉科斯塔郡交通運輸管理局與汽車制造商、通信公司、科技公司等共同建設運營自動駕駛汽車測試中心——GoMentum Station測試場，并在80號州際公路、4號州際公路建設智能走廊及開展其他智能交通項目，包括共享自動駕駛汽車等，以最大限度地提升所在區(qū)域的運輸通行效率。GoMentum Station測試場位于舊金山硅谷以北65千米，占地約20平方千米，是目前美國最大的自動駕駛汽車測試場。該測試場目前已建設32千米的公路和街道，其中包括立交橋、隧道、鐵路、城市路口、異形彎道、橋梁等日常交通場景，其獨特多樣的地形和道路基礎設施，吸引了奔馳、大眾、日產(chǎn)、豐田等自動駕駛整車企業(yè)在該測試場開展自動駕駛測試。GoMentum Station測試場具備多種交通元素的測試場景，包括：多個停車場用于測試多用戶并發(fā)停車，2條400米長的隧道用于測試導航、傳感器與通信技術，超過30千米的道路用于高速公路、鐵路道口和軌道、地下通道、可變路網(wǎng)、道路網(wǎng)格系統(tǒng)等的測試（見圖10）。

（三）美國移動中心測試場

美國移動中心測試場位于密歇根州的伊普西蘭提鎮(zhèn)，占地面積2000畝，是密歇根州的智能網(wǎng)聯(lián)和自動駕駛技術測試場。美國移動中心測試場為自動駕駛測試企業(yè)提供了更逼真的環(huán)境和高風險場景，用于自動駕駛測試、卡車列隊行駛測試、無人駕駛汽車測試及無人機裝載貨物、無人機與地面通信測試等。美國移動中心測試場具備多種氣候條件的測試環(huán)境，面積是M-City測試場的10倍，具有冗余空間并可根據(jù)不同的測試需求做出調(diào)整。美國移動中心測試場現(xiàn)有的多處公共基礎設施和建筑結構均可靈活利用，如雙層高架公路、鐵路道口、混凝土基礎路面、結冰和濕滑路面、復雜交通路口等（見圖11）。