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未来汽车——推动生活方式革命
汽车工业正在经历一场革命，这是自马取代汽车以来我们从未见过的。这场革命将揭示未来的汽车
改变我们的生活方式。当然这辆车是自动驾驶的。它将使旅行和通勤更实惠。最重要的是，它将提供一个可定制的体验，使旅行既愉快又高效。但是当将未来的汽车将从街头的新奇事物变成我们日常生活中不可或缺的一部分。这份白皮书涵盖了更多。
1．执行概要
在过去的两到三年里，我们看到自动驾驶汽车的话题从一个新奇的话题变成了一个流行的话题，在聚会上，我们每天的谈话和新闻的一部分。在这段时间里，在这段时间里，我们有机会采访了3D打印自动驾驶飞机、电动汽车、移动即服务、飞行汽车、分心驾驶技术影响、智能交通系统、自动驾驶平台和仿真方面的专家。其其结果是对运输业在为未来做准备时所面临的问题提出了多方面的看法。在这些对话中获得的见解被用在了这篇文章中。论文探讨了必须克服什么，使未来汽车的愿景成为日常现实，并随之改变我们的生活。
2.实现未来汽车愿景的障碍
稍后，我们将讨论未来汽车将带来的巨大变化，在这个世界上，旅行是负担得起的，甚至是免费的。去一个理想的目的地旅行可能是我们期待的一种体验，因为它将是我们在固定生活中所做事情的无缝延续，无论是工作还是娱乐。但是，为了从我们目前的交通状况过渡到未来汽车所能提供的交通状况，有技术上的、社会上的因素以及必须克服的政府障碍。让我们从未来汽车革命所面临的挑战开始。
西门子智能交通系统(ITS)在其中发挥了关键作用，绿洲项目中，林斯皮德自主概念车提供了未来移动的愿景。在这个项目中,采用西门子的解决方案对交通流进行优化，提供一个应用程序来预订和计费多种模式的交通，包括自动拼车和铁路。虽然自主绿洲汽车是一款概念车，与西门子相连车辆解决方案是现成的技术，目前正在坦帕的美国运输部(USDOT)联网车辆试点项目中进行演示，不幸的是，应用程序用于计费和调度现在还没有多模式的交通工具可以用于旅行计划，但是什么时候可以使用呢?
根据公路安全保险协会的说法，是这样的，从最初推出防抱死刹车和安全气囊到成为标准配置或可选配置，花了大约30年的时间95%的注册车辆。这在一定程度上是由于人类与新汽车技术的互动多年来造成了无法预料的后果。当防抱死制动系统(ABS)被引入时，每-有28个由于许多司机不知道如何使用防抱死系统或不了解它的局限性，致命的脱轨事故增加了百分之二。ABS的搏动吓坏了司机，让很多人相信刹车要么失灵，要么就要从车上掉下来。缺乏教育和信任也导致了销售的损失，并大大减缓了一项可以挽救生命的技术的部署。由于汽车经销商接受的是销售和服务汽车的培训，而不是教育工作者，因此合并未经培训的经销商会带来负面影响驱动因素和新技术减缓了新技术的采用。
1997年，第一辆混合动力汽车丰田普锐斯在日本问世。尽管预测在2008年执行短暂的“混乱”以外的清晰3的商业价值研究院称,到2020年所有新车都有某种程度的杂交,混合动力和电动汽车还没有拿到5%的市场penetration4近20年之后推出的普锐斯。在推出普锐斯数年后。技术适应评估有时会受到技术障碍、法规或市场力量的影响。在这种情况下，当美国汽油价格上涨时，对节油混合动力车的需求下降，从2008年的4美元多降至2017年的不到2.5美元，降幅近40%。事实上，政府对2020年后的减排和燃油经济性的严格要求，可能会对电动汽车(EV)的市场渗透率产生相反的影响。
3.汽车自动化水平
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0级 没有自动功能，司机完全控制 |
1级 司机协助，司机完全控制 |
2级 完全参与或控制的部分自动化驱动程序 |
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3级 有条件的自动化驾驶员安全干预 |
4级 在有限的环境下完全自主 |
5级 在所有环境中完全自主 |
图1:汽车自动化的六个层次
几十年来，汽车没有自动化和一切由机械控制。这被认为是0级自动化(参见图1)。具有防抱死制动或电气控制的汽车是level 1自动化的一个例子。在这种情况下，控制器比人类驾驶员更容易在冰或雪等不利条件下保持牵引力。
最近，级别2或部分自动化已经可用。你现在可以买一辆自动平行停车的汽车。如果你考虑到大多数人在平行泊车时遇到的困难，不难想象计算机会比大多数人做得更好。技术也可用来帮助汽车识别行人和骑自行车的人，以避免碰撞;同样，有一种技术可以帮助汽车保持在白线以内。特斯拉和其他公司最近也推出了类似产品
自适应巡航控制，使汽车保持在其车道内，保持与前面车辆的距离，并提供由转弯信号触发的自动换车道功能。
通过第2级，驾驶员必须完全投入并对所有乘客的安全负责。只有5级，这是完全自主，物理上消除刹车踏板和转向轮子。在某些情况下，如高速公路驾驶、选择城市区域、校园和封闭式社区，四级考试不需要这些考试。
图2:缺乏情境意识对反应时间的影响
请注意，级别3的自治是一种独特的情况，因为当自治系统无法处理某个情况时，人工驾驶员是手动控制的。研究表明，司机需要8秒的时间来恢复意识状态，加上3到4秒的反应时间，在这段时间内发生碰撞的几率是非常大的（每小时60英里(约25米/秒)，一辆汽车在切换发生之前要经过三个足球场(参见图2)，设备制造商(oem)正在考虑跳过三级自治。第4级和第5级的自治，连同其他变化，如服务的流动性，将带来重大的社会改变。因此，只考虑级别4级或5级自动驾驶汽车的市场渗透率应该在其他汽车技术的范围内，但将取决于技术面临的挑战、政府监管(或缺乏监管)以及消费者的接受程度。
4.市场对自动驾驶汽车的接受程度
根据Gartner的数据，在20176年自动驾驶汽车刚刚通过“预期膨胀的顶峰”正在进入“幻灭的低谷”，负面的炒作将变得更多，很明显。结果，预计未来几年的覆盖范围将减缓市场接受程度呈现负增长。此外，自动驾驶汽车是唯一的技术已经超过了膨胀的预期峰值，这个峰值在达到预期的生产率平稳期之前有10多年的时间，公司还拥有其他先进的技术，如脑机接口和智能尘埃。IHS7在2017年的一项预测显示，到2030年，自动驾驶汽车在汽车销售中所占的比例将显著上升，但到2030年，这一比例还不到4%(见图4)。
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L1和L5车型的销售份额 |
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2030 |
3.80% |
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2032 |
7.00% |
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2034 |
12.60% |
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2036 |
21.90% |
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2038 |
35.90% |
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2040 |
54.90% |
图4:IHS对2017年全球自动驾驶汽车销量的预测
图5:按年龄分组，信任部分或完全自动化
就在最近的2015年，2030年的水平超过了20%，言下之意，预示着预期的下降趋势，这与进入幻想破灭的低谷是一致的。由于激光雷达(光方向和测距)等必要技术的成本，缺乏政府监管，最重要的是，消费者的信任有限，特别是当你考虑到电动汽车在19年后的普及率仅为5%。自动驾驶汽车(SDC)市场渗透的最大障碍将是缺乏消费者信任。麻省理工学院年龄实验室的一项研究发现，消费者并不是真的想要自动驾驶汽车自动化带来的舒适感与年龄有关，年轻一代对完全自动化或部分自动化感到更舒服比老一代的人。只有40%的Y/Z一代消费者不舒服，而大约80%的人不舒服。婴儿潮时期出生的人和婴儿潮前出生的人都不舒服。此外,对于那些45岁或更年轻,10到20个百分比降低舒适度发生在2016年至2017年之间,指示一个消极的趋势在组织信任署(参见图5)。虽然消费者的信任会影响较长期的趋势，但私人消费者缺乏信任可能不会对可持续发展公司的首次购买产生重大影响，因为大多数首次购买将由车队的所有者进行，用于市政巴士、垃圾收集、食品/包裹递送、出租车、警察和军队。此外，自动驾驶汽车的好处，这将在后面讨论，最初并不明显，因为它们只能通过我们生活方式的根本转变来实现。因此，随着自动驾驶汽车的推出，人们可能过分强调了它们的缺陷，但随着时间的推移，这些好处将变得明显。
任何失误或事故，特别是在受伤的情况下，都会造成伤害也慢慢接受。最近，一辆自动驾驶的拉斯维加斯巴士在启动后两小时内发生事故，受到了负面报道。虽然事故并不是这辆巴士的错，最初报道称这是一起自动驾驶巴士相撞事故。引起的事故的是运货卡车撞上了停在原地的公共汽车。如果公共汽车的程序设定为按喇叭或倒车以避开移动的物体就能避免。幸运的是,单个SDC所吸取的经验教训可以在整个车队范围内共享(与人类司机不同)，从而加速改进，但不能避免负面新闻。当沃尔沃XC60采用自动驾驶时，即使是经销商演示的驾驶员辅助功能也会产生负面影响，谅解备忘录突然刹车，导致两名观看示威的人受伤，两人受了伤，但伤势并不严重。幻想破灭的低谷出现了大幅下跌，一辆优步无人驾驶汽车发生事故，据称造成一名行人死亡，自动驾驶汽车以一种消极的方式回到了新闻头条。此次撞车事故的影响在整个汽车行业产生了反响。事件发生几天后，优步、丰田和波士顿市暂停了自动驾驶汽车测试，结果均为阴性，覆盖范围扩大，这反过来又将减缓消费者对自动驾驶汽车的接受程度。自主技术和汽车供应商的营销也可能对消费者的信任产生负面影响。2016年，一名男子在驾驶特斯拉时发生车祸身亡。S型自动驾驶系统，尽管是自动驾驶，但一旦他的手长时间离开方向盘，汽车便会警告不要这样做。美国运输安全管理局(NHTSA)的调查没有发现与安全相关的缺陷，
特斯拉车主手册将自动驾驶仪描述为“驾驶员辅助功能”的集合，并指出驾驶员有责任保持警惕并保持对车辆的控制。然而，国家公路交通安全管理局确实表达了担忧自动驾驶技术的市场营销。“自动驾驶仪”一词让人想到飞机上飞行员长时间不干预飞行使用的系统。然而，航空是一个高技能、高训练的领域，需要几分钟的反应时间。另一边是汽车，低技能的操作人员和事故在几秒钟内展开。夸大的营销信息，即使不是故意的，也可能不仅具有误导性，而且如果自动驾驶能力被认为比实际更强大，它们可能会降低它们试图打造的市场吸引力。
图6:自适应巡航控制界面
良好的交通工具和乘客之间的沟通是有帮助的，司机和乘客知道什么时候该信任自动系统，什么时候不该信任。不幸的是，开发汽车的工程师相互配合的技术可能与创造人机界面的工程师处于不同的部门，从而导致次优的沟通。
图6显示了传统的自适应巡航控制界面，其中大部分空间分配给了速度计。指示安全关键功能状态的开/关灯分配的空间要少得多。当司机把注意力集中在执行紧急任务的车辆闪亮的刹车灯上时，这样的警示灯可能不会被注意到停在他或她的车前面。为了维护驾驶员和乘客的信任，仪表板需要重新设计。新通信技术可以使用，如弹出式方向盘，明确表明司机必须采取控制。
自动驾驶汽车必须克服赢得消费者信任的挑战。自动驾驶汽车最大的好处最初不会很明显，因为它们只能通过我们生活方式的根本转变来实现。随着自动驾驶汽车进入幻灭的低谷，它们的缺陷很可能会出现过份强调。
4.人与自动驾驶汽车的互动
图7:阅读肢体语言
iRobot的创始人罗德尼bull;布鲁克斯(Rodney Brooks)写道:“这是个大问题，拥有自动驾驶汽车的是人，我们会让问题变得更糟。下面举个例子，说明自动驾驶汽车很难理解人类互动的微妙之处。人类司机立即认出左边的这对夫妇正在交谈(参见图7)而右边的男人刚要走到路边，而右边的女人正要走到交通。自动驾驶汽车很难区分，所以SDC必须假设最坏的情况以确保安全，从而减缓交通。SDC难以执行的其他微妙交互发生在两者之间，司机与行人等进行眼神交流时或司机与司机接触时进入绕道决定通行权。在这些情况下，SDC将会变慢。此外，人们还会故意让自动驾驶汽车减速，只是为了好玩。自动驾驶汽车还将为车主提供匿名服务，让他们成为混蛋，或者用布鲁克斯的话说，“代理混蛋”(参见图8)。例如，为了获得一个能很快从某地回家的职位在一个拥挤的城市里，主人可能会在比赛开始前几个小时派一辆机器人汽车到比赛场地附近停车确保有一个停车位，甚至在这一区域绕圈数小时，造成交通堵塞或减少可用车辆。政府对城市道路使用收费的规定应该有助于减少代理收费的发生，但新规定可能会滞后于最初的滥用案例。
图8:代理人的混乱
5.连接车辆的作用
图9:连接车辆技术(V2X)、车辆对车辆(V2V)、基础设施(V2I)、网络(V2N)、行人(V2P)
作为一项服务的移动性正在大大增加对移动性的需求。当移动服务自主驱动时，这一趋势将进一步加速。结果，以前不会开车的人，比如年轻人，老年人或者是身体暂时不适，或者是以前没有能力开车的人，很快就会在交通拥挤的时候增加交通流量超出了城市街道的通行能力。在连接车辆(V2X)环境中实现自治车辆，包括车辆对车辆(V2V)、车辆对基础设施(V2V)、车辆对网络(V2V)和车辆对行人(V2V)通信，这些好处将使自治旅行更具吸引力(参见图9)。
这些好处包括:资料编号：[5135]
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