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无人驾驶卡车:物流行业的变革者

来源:中国工业评论  作者:中国工业评论  投稿时间:2017-11-22

  构成
 

  看过电影《金刚狼3》的观众想必脑海中还存有这样一个场景:高速公路上行驶的都是无人驾驶卡车。现实中,无人驾驶卡车正越来越引发市场的关注,目前已经有成型的产品通过了测试,更多的产品在研发的路上。
 

  从标准上来看,无人驾驶卡车采用SAE标准。SAE是美国汽车工程师学会的缩写,其研究对象是轿车、载重车及工程车、飞机、发动机、材料及制造等。SAE所制订的标准,广泛应用于汽车行业及其他行业,并有相当一部分被美国国家标准采用。
 

  SAE机动车标准包括从0-5六个等级。其中L1级是简单的驾驶辅助。L2级是辅助型的半自动驾驶。L3级是在一定的条件下,实现无人驾驶。L4级和L5级则是高度和完全的无人驾驶。根据市场研究机构Cowen & Co的分析,到2022年至2027年,达到L3级的卡车在美国高速公路上可能会很普遍。L4级和L5级至少要再过十年甚至更久才能实现,因为大型道路交通生态系统还无法达到99.999%的可靠性,只有达到这种水平才能实现L4级和L5级无人驾驶。
 

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  从技术上来看,“卡车自动编队技术”是关系到无人驾驶卡车能否普及的关键。该技术是“车联网”的一个重要应用,通过新一代的无线传输技术,每辆卡车都能实现相互间低时延的互联,这种情况下它们能形成一个多辆卡车同时行进的队列,每辆车在行驶过程中自动保持车间距,并且带头卡车无论是加减速、转向还是刹车,跟随的卡车都会实时同步完成。这样理论上一个司机就能控制整个队列的卡车,甚至与全自动驾驶技术整合后,队列也可实现无人驾驶。多辆卡车以队列形式在道路上行驶的好处是:带头的卡车能减少队列中其他卡车行驶时遭遇的空气阻力,有助于减少油耗、降低排放。
 

  从设备上来看,主要包括雷达系统:在保险杠旁安装有传感装置,当检测到危险物出现在汽车盲点时发出警告;红外照相机设备:安装在挡风玻璃上的照相机监测红外信号;车辆稳定系统:包括ESP、电子手刹以及各类电子稳定系统等。


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  变革
 

  降低物流成本
 

  根据2013年的道路物流数据调查结果显示,在整个道路运输物流成本结构中,运输成本占到整个物流成本的比重基本上在50%-60%。其中,农产品及生鲜物流的运输成本更是达到60%。而整个运输成本细分下来,其中人力成本和燃料成本占到整个运输成本中的40%,因此能够降低这两项成本就能够将整个物流行业的成本大幅降低。无人驾驶卡车直接取代了司机的地位,人力成本直接降为0。而根据Benz提供的数据显示,应用无人驾驶技术的卡车在列队行驶的状态下能够节省7%的油耗。因此,采用无人驾驶卡车既可以降低人力成本也可以降低燃料成本,从而实现降低物流成本的目的。
 

  减少交通事故
 

  长途卡车发生交通事故的概率非常高。根据统计,2012年美国总计发生了33万起同卡车相关的交通事故,将近有4000人因此丧生,且他们绝大多数都是家用轿车的驾驶员或者乘客。而在这33万起同卡车相关的交通事故中,大约有90%的意外都是由人为操作失误引起的。对于卡车司机来说,疲劳驾驶是一个大问题。在美国,根据规定卡车司机只可以在高速公路上行驶 11 小时,之后必须连续休息 10 小时,客观上制约了运输效率。相比之下,无人驾驶卡车则可以连续不休地行驶,再也不必担心疲劳驾驶的问题,从而减少了交通事故的发生。
 

  发展
 

  目前,包括美国、英国、德国、日本等在内的国家都开始鼓励无人驾驶卡车的发展,并相继出台了一些措施。
 

  在美国,目前已有包括California、Nevada、Michigan、Florida等在内的多个州允许无人驾驶车辆上路测试。2017年1月,美国交通运输部(DOT)确认了10个场地作为无人驾驶车辆的正式测试场地。2017年8月起,美国Colorado交通局在州内部署多辆无人驾驶高速公路清障车。这些经过改装的卡车,尾部都装有厚重的防撞击装置,其主要作用是用来保护车辆前方正在施工的路面作业人员。这些卡车通过无线方式和前方工作人员驾驶的车辆保持数据连接,实时传输具体的位置、速度、行驶方向等信息。
 

  在英国,2017年8月,英国政府宣布,将拨款810万英镑用于“卡车自动编队技术”的多阶段测试,以便未来提高道路运输效率。该计划将无人驾驶卡车编队行驶在高速公路。编队最前面的卡车由司机驾驶,后面采用无人驾驶卡车,首尾相接形成链条。该项目由英国交通研究实验室(TRL)协同德国物流公司DHL及DAF货车制造商等合作开展,测试将分三个阶段实施,最初会在封闭的场地开展,如果一切顺利预计2018年年底将开始在道路上进行测试。
 

  在德国,2015年10月,Benz在德国的Autobahn8公路上对半自动无人驾驶卡车Actros进行了上路测试。在“HighwayPilot”半自动驾驶系统的辅助下,Actros载着Baden-Württemberg州长和Daimler董事会成员 Dr Wolfgang Bernhard完成了整场测试。这是量产版无人驾驶卡车首次在高速公路上行驶。
 

  在日本,2013年3月,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)宣布,已联合日本大型卡车制造公司以及大学等机构耗时5年开发成功“卡车自动编队技术”,总投资近44亿日元。但目前日本禁止纯无人驾驶车辆进行公路测试。
 

  研发
 

  当前,以Uber、Waymo、Tesla、Daimler、Volvo等为代表的企业正加速无人驾驶卡车的技术研发与验证测试,并计划在数年内将量产车投放市场。Daimler、Uber、Volvo的无人驾驶卡车已经正式测试。
 

  早在2014年7月,Daimler便首次在德国高速公路上展示了自己的新型Mercedes-Benz无人驾驶卡车——Future Truck 2025。2015年5月,Daimler的Freightliner Inspiration在美国Nevada进行了全球首次无人驾驶卡车的正式上路测试。该车基于Daimler旗下的18轮卡车设计制造,配备了1部可以检测道路标识线的立体摄像机、1个可以检测道路障碍物的雷达,能基于成像技术识别路上的白色条纹和路边的指示牌,可以用来扫描最远800英尺(约243米)内的障碍物。

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