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热议!现阶段自动驾驶技术真的可以取代人接管方向盘吗?

作者:捏个论车

上周日,埃塞俄比亚航空公司ET302航班在起飞6分钟后坠毁失事,而执飞本次航班的机型正是刚刚在2017年交付的波音737 Max8(国内常用机型代码7M8)。无独有偶,去年10月同样是在起飞阶段坠毁的印尼狮航JT610也正是这款波音737 Max8。短短半年时间,同款机型相似的命运不由得让人对这款飞机的安全性产生了猜测。

按照目前业内的普遍猜测,事故原因很可能就是由于MCAS机动特性增强系统(Maneuvering Characteristics Augmentation System)对飞行员的操作产生了干扰。这个MCAS是什么呢?恐怕这个就说来话长了……

和经典的保时捷911一样,虽然机型都叫737,但事实上早在1967年就投入使用的波音737如今已经发展到了第四代。其前三代分别为传统型(Original)737-100、737-200,改进版(Classic)737-300、737-400、737-500,新一代(Next Generation,简称NG)737-600、737-700、737-800、737-900。和前三代一样,最新一代737 MAX也根据机身长度分为Max7、Max8、Max9、Max10四款。

作为针对支线航班的机型,早期波音737的机身仅为28.6米,标准载客量为104人。由于对发动机推力要求不高,因此尽管采用下单翼、吊挂发动机的布置形式,但起落架的高度仍然低,这主要是便于维护发动机,并且可以减小起落架舱的空间。然而随着机型的不断加大,对发动机的要求不断提高。除了需要更大推力以外,更加严格的排放法规和上涨的油价也让飞机制造商不得不采用效率更高的大涵道比发动机,这就让发动机的直径变得越来越大。

为了避免飞机在起飞降落时,受侧风影响导致发动机“托底”,除了将前起落架高度升高8英寸(20厘米)以外,波音公司在737 Max上采用了将发动机前移并升高的方法来保证足够的离地间隙。发动机位置的移动使机翼的空气流场发生了改变,同时飞机重心以及俯仰配平性能也有所变化。简单来说就是在爬升阶段中,上升率过大时就会造成机翼升力过载,从而造成失速,因此波音采用了MCAS系统自动压低机头来进行补救。

事实MCAS的工作条件很苛刻,只有已收回襟翼、且未衔接自动驾驶、未收到安定面配平指令的前提下,当迎角AOA超过系统设定的限值时介入。其工作原理为持续10秒施加低头力距,帮助防止飞机迎角超过临界出现失速。尽管MCAS介入时会自动切断手动驾驶杆,但并不会对机组人员进行警示,而且在737 Max最初的飞行机组操作手册(FCOM)中也没有提及MCAS相关内容。

结合ET302和JT610两起事故的飞行数据分析,飞机在失控前都出现了飞行高度剧烈波动的现象,据普遍猜测很可能是迎角传感器(另一说是空速传感器)出现数据误报后,MCAS强行介入并压低机头,而飞机驾驶员在发现机头下沉后,即使加大带杆量,但MCAS仍然会保持压低机头令飞机持续下降……

事件发生后,一向以安全著称的中国民航总局在3月11日上午立刻通知境内各航司在3月11日18:00前暂停波音737 Max8机型的商业运行。受坠机事件影响,波音股价在3月11日开盘即下跌12%,市值蒸发288亿美元,折合人民币1937亿元,相当于中国国航和东航市值的总和。

随后世界各地多家航司也纷纷宣布停飞了包括737 Max8和737 Max9在内的两款装备MCAS机型的飞行。最终在3月13日加拿大交通部长宣布在加空域停飞所有737 Max8后,美国联邦航空管理局也不得宣布停飞所有737 Max机型。至此波音737 Max8已经实现了全球停飞。

目前有不少人将这两起737 Max8事故的原因都归咎为智能辅助系统与人类驾驶员对于飞机控制权的争夺。但从MCAS的设计初衷来看,其主要功能的作用仍然是弥补飞机驾驶员的误操作,只不过是在优先级的设定上出现了Bug。

说到这里人们无疑会将波音MCAS事件和汽车的智能驾驶联系到一起。之前也曾出现过车辆在高速公路上出现车速失控的事件,虽然最终的第三方检测结果证明,车辆完全没有任何故障,唯一的可能还是人在说谎。但人们也许还是会产生疑问,智能驾驶系统是否会出现这种智能辅助系统与人类驾驶员争夺控制权的可能,又或者智能驾驶系统会不会出现优先级上的Bug。

思考这个问题之前,可能首先要正确的认识一下智能驾驶的概念,也许很多人都觉得,实现了智能驾驶是不是就不需要驾照了,但其实这可能是人们将无人驾驶、自动驾驶和智能驾驶混为一谈了。准确的说,无人驾驶和自动驾驶都属于智能驾驶的范畴之内,而且都是智能驾驶较高阶段。

目前人们对于智能驾驶的划分通常都采用美国高速公路安全管理局(简称NHTSA)和国际自动机工程师学会(简称SAE)的分级标准。其中NHTSA将完全由驾驶员控制的车辆定义为L0(Level 0) ,并将具备智能驾驶功能的车辆则分为L1-L4四个等级。其中车辆可以在行驶方向控制或速度控制上提供某项支持即属于L1,比如车道保持、半自动泊车、自适应巡航、碰撞预警等。

如果可以在限定场景下,车辆可以实现行驶方向控制或速度控制的大部分功能,而驾驶员无需直接对车辆进行操控,只需监控周边环境,则可以定义为L2级智能驾驶;而更高级别的L3级智能驾驶则是在限定场景下,车辆可实现行驶方向控制或速度控制的全部功能,并自主监控周边环境,而驾驶员只需在车辆无法自主工作并报警时接管车辆。

如果当车辆能够实现在限定场景下,无需驾驶者接管车辆,那么便可以认定为L4级智能驾驶。而SAE则是在此基础上定义了更高级别的L5,也就是在所有场景下都无需人类参与驾驶,也就是说L5级智能驾驶已经完全不需要方向盘了。因此通常来说,L5才可以成为真正的无人驾驶,而L4则只能叫自动驾驶,以此类推L3及以下只能算是辅助驾驶。

从目前情况来看,较为强势的车厂大多可以实现L2级智能驾驶,也有个别厂家达到L3,而头部互联网企业则直接进军L4,但距离大规模商业化落地似乎还有一定距离。所以还是回到智能驾驶系统与人类驾驶员争夺控制权的话题上,在目前比较主流的L2级智能驾驶领域,人仍然是驾驶主体,而智能系统更多的还只是起到辅助的作用。在没有明显Bug或偶发故障的前提下,智能系统是不可能超越人的操作对车辆进行控制。那么如果发展到了更高级别的智能驾驶,智能系统有可能超越人类在驾驶中占据主导地位吗?显然这个问题的关键在于谁更不容易犯错。

“我觉得主导的一方必须是操作正确率更高,无论是人还是机器。”奇点汽车美国研发中心首席科学家黄浴博士坦诚地说出了自己的看法。“智能系统主导驾驶的前提是其必须能判断自身系统的安全,这就要求在技术上解决智能系统对自己算法或者技术失败的预测能力,以及环境是否适合由智能系统控制的检验能力。”作为目前智能驾驶领域的资深专家,黄浴博士对目前智能技术的现状做出了进一步的分析:“由智能系统主导驾驶就意味着,智能系统可以主动接管人类的操作,但目前人类显然还没有足够的信心来接受这一点。”

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