冗余安全系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全的“最低風(fēng)險(xiǎn)條件”

對(duì)于L4級(jí)、L5級(jí)自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)，車(chē)輛自動(dòng)化程度已經(jīng)高度發(fā)達(dá)，方向盤(pán)、制動(dòng)踏板和加速踏板等設(shè)備都可能已取消，一旦車(chē)輛內(nèi)部發(fā)生故障，完全沒(méi)有人介入的可能性。那么在這種情況下該如何保證行駛安全和車(chē)內(nèi)人員的安全？

首先，Waymo自動(dòng)駕駛系統(tǒng)每秒鐘可以進(jìn)行數(shù)千次檢查，以最大程度的降低故障發(fā)生率。其次，Waymo的每輛自動(dòng)駕駛車(chē)輛都配備了一系列關(guān)鍵系統(tǒng)的冗余，如傳感器、計(jì)算和制動(dòng)。一旦自動(dòng)駕駛車(chē)輛在行駛過(guò)程中遇到過(guò)于復(fù)雜的道路情況，技術(shù)無(wú)法處理，或者技術(shù)本身出現(xiàn)故障檢查出故障，由于冗余安全關(guān)鍵系統(tǒng)的存在，Waymo自動(dòng)駕駛車(chē)輛仍然能夠安全停車(chē)。

Waymo的亢余安全關(guān)鍵系統(tǒng)

備用電源系統(tǒng)：每個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都有獨(dú)立的電源。這些獨(dú)立的電源確保車(chē)輛的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)元件在單次電力故障或電路中斷時(shí)保持在線。

備份制動(dòng)：如果主制動(dòng)系統(tǒng)失靈，將立即啟動(dòng)一個(gè)完整的輔助制動(dòng)系統(tǒng)。任何一種制動(dòng)系統(tǒng)都可以使車(chē)輛在另一種系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)安全停車(chē)。

備份碰撞檢測(cè)和避免系統(tǒng)：多個(gè)備份系統(tǒng)（包括獨(dú)立的避碰系統(tǒng)）不斷地掃描車(chē)輛正前方和后方的道路，尋找行人、自行車(chē)和其他車(chē)輛等目標(biāo)。這些冗余系統(tǒng)在主系統(tǒng)不檢測(cè)或不響應(yīng)車(chē)輛路徑中的對(duì)象的情況下，會(huì)使車(chē)輛減速或停止。

備份轉(zhuǎn)向：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有獨(dú)立控制器和獨(dú)立電源的冗余驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)。其中一個(gè)可以在另一個(gè)發(fā)生故障的情況下管理轉(zhuǎn)向。

車(chē)輛定位冗余慣性測(cè)量系統(tǒng)：冗余慣性測(cè)量系統(tǒng)幫助車(chē)輛精確地跟蹤其沿道路的運(yùn)動(dòng)。如果在任何一個(gè)系統(tǒng)中檢測(cè)到故障，這兩個(gè)系統(tǒng)就會(huì)互相交叉檢查，并相互控制。

通過(guò)這套亢余安全關(guān)鍵系統(tǒng)，無(wú)論自動(dòng)駕駛車(chē)輛內(nèi)部發(fā)生何種故障，都能夠?qū)崿F(xiàn)最低風(fēng)險(xiǎn)條件，即在沒(méi)有人干預(yù)的情況修下安全停車(chē)。

Waymo無(wú)人駕駛車(chē)輛的網(wǎng)絡(luò)安全

Waymo在谷歌安全流程的基礎(chǔ)上建立開(kāi)發(fā)了一個(gè)強(qiáng)大的流程來(lái)識(shí)別、優(yōu)化和減輕網(wǎng)絡(luò)安全威脅。并通過(guò)NHTSA網(wǎng)絡(luò)安全指南和汽車(chē)信息共享與分析中心（Auto－ISAC）汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)安全最佳實(shí)踐等出版物獲得信息。

為了協(xié)助開(kāi)發(fā)未來(lái)的最佳安全實(shí)踐計(jì)劃，Waymo加入了Auto－ISAC，這是一個(gè)行業(yè)運(yùn)作的倡議，旨在提高全球汽車(chē)行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)和合作。

此外，Waymo在汽車(chē)安全設(shè)計(jì)方面，例如：方向盤(pán)、剎車(chē)、控制器等都與外界隔絕。例如，決定車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的安全關(guān)鍵計(jì)算和車(chē)上的3D地圖都是屏蔽的，不受車(chē)輛的無(wú)線連接和系統(tǒng)的影響。

考慮到無(wú)線通信的安全性，Waymo的自動(dòng)駕駛車(chē)輛并不依賴(lài)于固定的網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)安全運(yùn)行。在已拓展的區(qū)域中，其他車(chē)輛和Waymo之間的所有通信（例如冗余蜂窩連接）都是加密的，包括Waymo的運(yùn)營(yíng)支持人員和乘客之間的通信。但可以通過(guò)車(chē)輛與Waymo運(yùn)營(yíng)中心進(jìn)行溝通，以收集更多的路況信息。

從內(nèi)到外的安全措施，充分保證了Waymo自動(dòng)駕駛車(chē)輛的網(wǎng)絡(luò)安全。

虛擬路測(cè)，塑造世界上最具有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)

Waymo的自動(dòng)駕駛是車(chē)輛除了在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行路測(cè)之外，還在虛擬世界進(jìn)行仿真測(cè)試，通過(guò)深度學(xué)習(xí)進(jìn)一步掌握現(xiàn)實(shí)世界中的駕駛技能，正在成為最具有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)。

在現(xiàn)實(shí)測(cè)試中，Waymo識(shí)別出在公共道路上遇到的最具挑戰(zhàn)性的情況，并將它們轉(zhuǎn)化為虛擬場(chǎng)景，供自動(dòng)駕駛軟件在模擬中進(jìn)行實(shí)踐。

Waymo的模擬器可以回放每個(gè)新軟件版本中實(shí)際行駛的英里數(shù)，也可以構(gòu)建全新的、真實(shí)的虛擬場(chǎng)景以供測(cè)試。

每天，多達(dá)2．5萬(wàn)輛虛擬的Waymo自動(dòng)駕駛汽車(chē)在模擬環(huán)境中行駛多達(dá)800萬(wàn)英里（約合300萬(wàn)公里），改進(jìn)舊的技術(shù)，測(cè)試新的操作方法，幫助它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中安全駕駛。通過(guò)模擬仿真測(cè)試將一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的遭遇變成成千上萬(wàn)個(gè)練習(xí)和掌握技能的機(jī)會(huì)。

Waymo模擬仿真測(cè)試

Closed－Course（城堡）測(cè)試，進(jìn)一步提高靈活應(yīng)急能力

Waymo在加州建立了一個(gè)91英畝的私人封閉課程測(cè)試設(shè)施，專(zhuān)門(mén)為獨(dú)特的測(cè)試需求而設(shè)計(jì)和建造。這座昵稱(chēng)為“城堡”的私人設(shè)施就像一座模擬城市，從高速公路到郊區(qū)車(chē)道，再到鐵路道口，應(yīng)有盡有。

Waymo通過(guò)這個(gè)和其他封閉課程的設(shè)施來(lái)驗(yàn)證新軟件，然后將其發(fā)布到車(chē)隊(duì)中，同時(shí)還可以設(shè)置具有挑戰(zhàn)性或罕見(jiàn)的場(chǎng)景，以便在不尋常的情況下獲得經(jīng)驗(yàn)。在封閉課程中，能夠進(jìn)行成千上萬(wàn)的“結(jié)構(gòu)化測(cè)試”，為學(xué)習(xí)和測(cè)試重建特定的場(chǎng)景。

“城堡”中突然竄出的好斗司機(jī)

為了給模擬器提供動(dòng)力，Waymo在Castle開(kāi)發(fā)了超過(guò)2萬(wàn)個(gè)模擬場(chǎng)景。每一個(gè)都模擬了一個(gè)想要模擬的駕駛場(chǎng)景，比如說(shuō)一個(gè)好斗的司機(jī)沖出車(chē)道，或者一個(gè)行人突然從一輛停著的車(chē)?yán)锩俺鰜?lái)，而這往往可能需要花上幾十萬(wàn)英里的車(chē)程才能在公共道路上遇到。

這種“結(jié)構(gòu)化測(cè)試”是加速全自動(dòng)駕駛技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵，并確保車(chē)輛在日常和具有挑戰(zhàn)性的駕駛環(huán)境中的安全性。

結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)駕駛發(fā)展至今，已經(jīng)歷了洗牌期重歸于冷靜，反而是件好事。而2020年初始就已發(fā)生的一件接一件的“黑天鵝”，在這期間，正是潛心突破自動(dòng)駕駛相關(guān)瓶頸技術(shù)的好時(shí)機(jī)，經(jīng)歷了寒冬之后，必然會(huì)迎來(lái)真正的春天。

但是對(duì)于自動(dòng)駕駛而言，最重要的依然是安全。在這一點(diǎn)上，不妨將已經(jīng)走過(guò)了十個(gè)年頭的Waymo作為看清自身的一面鏡子。

作者：牛得汀EO