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共享车辆、电动汽车和自动驾驶将给未来出行带来怎样的改变

发布日期:2020-06-28

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原标题:共享车辆、电动汽车和自动驾驶将给未来出行带来怎样的改变 来源:自动时代:无人驾驶重塑世界

我不明白为什么人们害怕新想法。我害怕旧的。

——约翰·凯奇

我们的生活方式正在改变。汽车出现130年以后,我们再次面临交通方式的重大变革。上个世纪,占主导地位的出行方式是私有的燃油驱动并由人类驾驶的汽车,而现在我们正在转变为用电动和无人驾驶车辆提供出行服务,根据行程或订单付费。

这意味着什么呢?很快,我们大多数人将不再需要拥有或驾驶汽车,而是依靠安全便捷的自动驾驶车辆提供的服务,将我们送到想去的地方。出行服务提供商将负责我们交通体验的方方面面,从停车、清洁到保养和充电。我们不会再有因为拥有汽车而给我们带来的各种麻烦。我们不再需要为汽车购物、按揭和投保,也不再需要花时间开车、停车或加油。交通也不会这样令人头痛。我们可以选择乘坐为公众提供服务的共享车辆;也可以选择支付更多费用,拥有一个专属的自动驾驶“服务员”,不仅可以在我们需要的时候提供门到门服务,还可以派出去跑腿或运送家人和朋友。

只需点击一下手机,就可以召车。召来的车辆没有方向盘、油门和刹车踏板。大多数出行都是采用舒适的两座电动汽车,因为大部分时候我们都是单独出行或只和一个人一起出行。所有这一切将会大为缩减我们的运输成本。

这本书记录了即将到来的变革的起源。书中描述的变化使用**的技术以新的方式解决出行问题。我们并不经常认为出行是个问题,但它的确成问题。每天,当我们想去某个地方,都需要思考该如何去。我们想出了各种解决方案。一个多世纪以来,北美地区的主要解决方案一直是私有的燃油驱动并由人类驾驶的汽车。然而这种方案带来了无穷的问题。

如今,在美国有2.12亿人持有驾照,拥有2.52亿辆轻型车辆,每年行驶5万亿公里,消耗的燃油超过7千亿升。汽车和卡车的排放量占美国温室气体排放量的五分之一。我们乘坐汽车的里程不断增长,从1990年到2016年增加了大约50%。

在这样的氛围下,大多数工作的成年人认为拥有一辆汽车是融入现代社会不可或缺的一部分。然而,在美国汽车有95%的时间都被闲置。

不仅如此,这些车辆的能效还非常低。现在美国销售的汽车超过95%都是由燃油发动机驱动。你为汽车加的燃油只有不到30%的能量用于驱动汽车,还有少量能量被用来给前灯、收音机和空调等车载设备供电,其余的能量则变成热和声音被浪费掉。一般的车辆重约1400千克,而人重约70千克,所以驱动汽车的能量只有约5%用于运送乘客,这仅占燃油总能量的1.5%。

这种低效是因为我们购买的汽车的设计性能远超我们大部分时候的需求。Waymo**执行官约翰·克拉菲克称之为“偶尔的使用需求”。想想吧,在美国,85%的个人行程是坐汽车。平均载客率每车1.7人,上下班的车辆载客率更是低至1.1人。拥挤城市的平均车速低至每小时20公里。然而,我们驾驶的轿车、皮卡和越野车足以容纳至少五名成人,而且引擎强劲,大多数车辆能以每小时180公里甚至更高的速度行驶。克拉菲克注意到,“行驶在我国道路上的汽车配置完全是乱来”。

这些过度设计的车辆很危险,因为它们很重。世界卫生组织估计,全世界每年有130万人因车祸丧生。仅在2016年,美国就有37,461人因车祸丧生,这使得意外伤害成为美国人过早死亡的首要原因。

你的车辆只有5%的时间在使用,这意味着在余下的95%的时间里你必须找一个地方来停放车辆。所以,你需要将你家的很大一块地方用作车库(和车道),不仅如此——你工作的地方也必须为你的汽车预留空间。你最常去的购物中心、牙科诊所、你最喜爱的球队的体育场、你的城市街道也是一样,这个清单还可以继续列下去。因此,我们的城市需要用大量宝贵的土地来铺路,建造沥青热岛,这会升高城市气温,并可能导致气候变化。

正因如此,摩根士丹利金融分析师亚当·乔纳斯称汽车为“世界上利用率**的资产”,汽车行业为“地球上最应该停止的业务”的原因。这也是为什么普利策获奖记者爱德华·休姆斯说,“几乎从任何可以想到的方面来看,目前对汽车的配置和使用都是疯狂的”。


美国洛杉矶拥堵的交通

我非常同意。谢天谢地,我们已经进入了一个让我们走向更健康的交通解决方案的时期——这是几十年甚至几个世纪以来罕见的改善生活方式的转变之一。这种转变之所以会发生,是因为它能让人们更高效便捷地出行。令人高兴的是,这个解决方案对地球也更友好。

这场巨变的许多重要参与者都是在经历了对汽车及交通系统的极度失望之后,转变了他们的工作方向。例如谷歌的联合创始人拉里·佩奇,他在密歇根大学读书时没有汽车。

佩奇1991至1995年在密歇根大学求学,获得计算机工程学士学位。他的家人与这所学校很有渊源;他的祖父是通用汽车弗林特雪佛兰工厂的工人,他开车带佩奇的父亲和姑妈在密歇根大学安阿伯校区兜风,鼓励孩子们以后去那里求学。后来两人都读的这所学校。佩奇的父亲也是在那里遇到了佩奇的母亲。因此,佩奇几乎注定会读密歇根大学。

安阿伯在春天、夏天和秋天都很宜人,树木葱郁,山丘起伏,学生们在校园骑自行车或慢跑,这里的景色由绿色的天然植被和黄色的玉米主导,这也是学校的官方颜色。

但是到了冬天,在户外变得很难熬。12月至3月间,很少有人骑自行车出行,因为密歇根的冬天很冷。校园处于内陆,附近没有能缓冲温度的大片水域。到了晚上5点,夜幕降临,寒冷难耐。在初冬的时候,人行道上会有积雪和泥浆,到1月和2月,积雪和泥浆会冰冻成坚硬的黑冰。

安阿伯的另一个特点是交通很糟糕。夏天就很糟糕。冬天,道路两旁坚硬的雪堆使得本来就拥堵的道路变得更窄,堵车和停车问题变得更加严重。没车的人不得不乘坐公共汽车,公共汽车从不准点,有时候甚至压根不来。

佩奇上完下午的工程课后,会走到公共汽车站,冻得瑟瑟发抖地望着马路尽头,希望看到当地公交特有的前灯样式出现。当有汽车经过时,佩奇蜷缩在车站雨棚下,羡慕地看着司机坐在温暖的车里,希望有车能载上他,但是车似乎永远也不会来,这时他就会想,这个社会对交通问题的解决方式太糟糕了。

因此,佩奇开始着迷于寻找替代方案。佩奇在密歇根的冬天等公共汽车的那段漫长的时间促使还在密歇根大学读书的他起草了一份个人快速交通系统的方案,这是一种单轨交通网络,运行能坐两人的豆荚车,可以快速将乘客送到想去的地方。挨冻的经历也促使佩奇加入了密歇根大学的太阳能赛车队——因为使用免费太阳能的汽车也许能让出行的费用更加低廉。同样,这些经历也使得佩奇1990年代末在斯坦福大学攻读研究生时曾考虑以自动驾驶汽车为研究目标,虽然他最终选择的是后来改变了世界的搜索引擎研究。这些经历也激发了佩奇对美国军方国防高级研究项目局(DARPA)沙漠和城市挑战赛的兴趣,这项挑战赛2004、2005和2007年在加州举行。这项比赛使得佩奇和他的合作伙伴谢尔盖·布林决定资助谷歌的自动驾驶汽车项目(也就是后来的Waymo),这个项目使得全世界认识到,自动驾驶汽车不仅是可能的,也是不可避免的,而且比许多人预期的要快得多。

我对旧的解决方案最失望的时刻发生在德国,当时我正在参加法兰克福2001年国际汽车展。我那时候在通用汽车担任负责研发和规划的副总裁,也是**执行官里克·瓦格纳的十三人战略委员会的成员,该委员会负责为通用汽车做大决策。

那天在法兰克福我正要回酒店,我的手机响了,是通用汽车安保部门打来的,这很不寻常。更不寻常的是那位安全官员似乎很紧张。他说电话里不便细说,请我回到酒店马上去某间会议室。

我从未接到过这样的电话。

当我走进会议室时,通用汽车战略委员会其他几名成员也在场,电视机开着。我在屏幕上看到世贸中心的一座塔楼着火了。几分钟后,一架大型客机撞击了另一座塔楼。

三天后我才从德国回到家。在那以后,我做了很多思考。有许多理论解释袭击发生的原因,但不能忽视的一个因素是美国对中东石油的依赖。

我不禁感到汽车业对发生的事情负有一些责任。美国依赖外国石油,因为我们需要用它来为通用汽车生产的车辆提供动力。通用的产品给我们的客户带来了极大的自由。但是,我问自己,这种自由值不值得所付出的代价?对我来说,9/11揭示了受燃油发动机主导的汽车工业的现状是不可接受的。既然是我在领导通用汽车的研发工作,我就应当对此做些什么。我觉得我有责任加速开发现有交通系统的替代品。

此后,作为底特律**级别的汽车业高管,我开始为美国汽车交通系统的大规模改革摇旗呐喊。(我记得,在底特律同样也在呼吁关注这些问题的还有小威廉·克莱·福特。)

我在演讲和文章中指出,石油依赖、安全问题、交通拥堵和全球变暖——只要我们改变汽车工业,这些问题都可以解决。我专注于用电力驱动和计算机控制重新定义汽车的“设计DNA”,并用现在已广为人知的通用汽车Autonomy(自主)概念车展示了这种可能性,该车在2002年底特律北美国际汽车展上首次亮相。(Autonomy是基于一个类似滑板的平台,类似于现在特斯拉的平台。)我还领导通用汽车开发了一系列基于氢燃料电池、先进电池技术和生物燃料的替代动力系统,并安排通用汽车赞助卡内基梅隆大学的Tartan团队,该团队以雪佛兰Tahoe车型为基础开发的自动驾驶汽车赢得了DARPA城市挑战赛。当通用汽车及其竞争对手在奋力挺过2008-2009年的经济衰退时,我推动开发了一款可共享的自动驾驶电动概念车通用EN-V,它展示了自动驾驶的未来。


通用汽车Autonomy(自主)概念车


通用EN-V电动概念车

当时是汽车业最黑暗的日子,通用汽车和克莱斯勒破产,福特被抵押,勉强得以避免同样的命运。与此同时一些汽车业局外人开始用新技术和创新商业模式的惊人融合挑战底特律的主导地位。正是在这一时期,谷歌聚集了DARPA挑战赛中最杰出的工程天才,启动了自动驾驶汽车项目。高起点的特斯拉在2008年推出了它的第一款车Roadster,锂电池驱动,用优异的性能让人信服电动汽车的前景。接下来,充满活力的Uber和Lyft等初创公司建立了巨大的共享车市场,使得人们开始摆脱自己拥有汽车的观念。当底特律在为生存而战的时候,汽车行业的外来者凭着对数字技术的深刻理解以及对设计和提供令人信服的交通体验的热情,正在播下出行革命的种子。

2009年通用汽车破产后不久,我离开了通用汽车,到哥伦比亚大学主持可持续交通项目,为经济学家杰夫·萨克斯的地球研究所工作。在那里,我启动的第一个项目是研究被共享车辆、电动汽车和自动驾驶这三个独立又相关的因素改变的未来交通会造成怎样的经济影响。虽然每个因素肯定都会造成重大变化,但我更感兴趣的是当它们融合时会有什么后果。数学建模专家比尔·乔丹和我在2011年计算出,部署这样一个集成系统仅在美国就可以减少4万亿美元的汽车出行费用——大约相当于联邦政府的全部预算。更重要的是,我们的研究表明,专为共享交通服务而设计的无人驾驶电动汽车可以将美国城市传统汽车出行的费用和时间成本降低80%以上(从每英里1.50美元降低到每英里0.25美元),同时还更安全便捷。

在我开始这项工作后不久,谷歌无人车项目负责人塞巴斯蒂安·特伦和工程主管克里斯·厄姆森请我去担任顾问,此后我担任这个职务直到今天。这个项目现在被称为Waymo,是人类工程史上最激动人心的挑战之一。今年是我为这个项目提供建议的第八个年头,有机会与塞巴斯蒂安、克里斯、安东尼·莱万多夫斯基、布莱恩·塞莱斯基、迈克·蒙特梅洛、德米特里·多尔戈夫和亚当·弗罗斯特以及Waymo**执行官约翰·克拉菲克等这些才华横溢的人一起工作,我感到非常幸运。

2018年,Waymo实现了2009年团队成立时的梦想——部署自动驾驶的共享电动汽车。从迈阿密到旧金山到纽约,各地测试这些车辆的大公司数量已达数十家。自动驾驶的电动车辆开始提供出行服务,这将成为自汽车发明以来汽车行业最轰动的事件。我们正在进入新的汽车化时代,这个时代重新定义了汽车所带来的自由,将以更低的成本为更多的人提供更好的出行服务。这不仅会改变我们的生活方式,也会对汽车工业以及与其有关的一切带来深远的影响。


Waymo自动驾驶共享电动汽车

这项变革将会改变我们的生活方式、出行方式以及商业模式。车祸将基本上消除,从而大为减少每年车祸致死的人数。长途卡车运输成本将降低约50%,生产率显著提高,并有力地促进电子商务的增长。对以驾驶车辆为生的数百万人和小企业主来说,这样的前景令人沮丧。对汽车制造商来说则**吸引力,他们的商业模式将从向数百万不同的顾客销售数百万辆汽车转变为在世界各地的人口密集地区运营大规模自动驾驶出租车队。今天,大多数汽车公司销售一辆车的平均利润在1000美元到5000美元之间。相比之下,一辆提供出行服务的车,例如,运营里程累计50万公里,每公里仅赚0.06美元,每辆车的生命期能获得30,000美元的利润。(500,000公里这个数字是基于油电混合动力出租车的大致寿命。)

这本书讲述了一些松散关联的未来幻想家的故事,他们的幻想是如何实现的,以及这个未来将如何重塑我们的世界。由于他们的乐观,多年来他们被贬低为未来学家、不切实际的梦想家、玩沙子的小孩——直到2015年秋天和2016年春天,这个行业突然意识到,幻想家们描述的未来不仅是可能的,也是可行的和可取的,而且比任何人想象的都来得快。

这是这些男人和女人如何完成这一转变的了不起的故事——充斥着复杂的结盟和背叛。它包含了工程奇迹和机械事故,杰出的编程技巧和很多有待观察的行为,既有巨大的牺牲,最终也带来了巨大的财富。这里有英雄和恶棍,也有许多介于两者之间的角色。

这个故事可以有许多开端。你可以说它始于1939年的世界博览会,在那里,通用汽车展示了一个与即将到来的世界非常相似的有预见性的版本。我也希望至少有一部分是在我成为通用汽车研发部门的负责人时开始的,**执行官里克·瓦格纳向我提出挑战,要我重新发明汽车。你也可以从波士顿附近开始,罗宾·蔡斯在那里共同创立了共享租车公司Zipcar。电动汽车方面则肇始于加利福尼亚州的帕洛阿尔托,在那里,刚刚成功卖出一家初创公司的马丁·埃伯哈德和马克·塔彭宁决定在汽车上试一试新的锂离子电池——并引进了一位名叫埃隆·马斯克的投资者。


1939年纽约世界博览会,通用汽车展示了“明天之路”


1939年纽约世博会,通用汽车在展馆展示的透明汽车

最终,这种颠覆性的三位一体开启了不可避免的转型。也许这一切是从2001年9月11日的恐怖袭击开始的,这场恐怖袭击引发了一系列战争,刺激了美国政府的一个不知名的部门——DARPA——组织了最终触发这些多米诺骨牌的挑战赛。但是我不会从弗吉尼亚州阿灵顿县DARPA的总部开始这个故事。相反,我将从一个工程学学生开始,他可能是所有人中牺牲最大的人——然而在15年后,他可能也是收获最多的人。

这个故事将从克里斯·厄姆森开始。


本文为《自动时代:无人驾驶重塑世界》(【美】劳伦斯·伯恩斯、【加】克里斯托弗·舒尔根/著 唐璐/译,湖南科学技术出版社2020年5月版)的引言,原题为“汽车的问题”,澎湃新闻经授权刊载,标题为编者所拟。






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