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运输系统案例集/自动驾驶卡车

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摘要

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自动驾驶卡车的发展历程可以追溯到 120 年前的卡车创新，从最初的汽车运输到现在的全自动运输，可以将 2,000 箱百威啤酒运送 120 英里。这种运输和配送行业未来的浪潮涉及大量规划，许多州和地方政府都需要在许多不同的政策问题上进行规划。技术（即 V2V、V2I 和 V2P）是这一发展过程中的关键问题之一，它为其他领域奠定了基调，例如：安全、就业、培训和许可、环境和能源以及法规。自动驾驶卡车相对较新，但研究人员认为，它将在物流行业产生重大影响，例如：燃油效率、人为错误导致的交通事故（将减少对运输产品的损害），以及通过消除对人工驾驶员的需求来降低人工成本。随着不断的改进，可以肯定地说，自动驾驶卡车行业还有更多需要学习的经验教训，自动驾驶卡车将像载有人类的卡车一样撞向我们。[1]

参与者注释列表

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美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA)

  • NHTSA 由 1970 年的《公路安全法》设立，致力于在机动车和公路安全方面实现最高标准。该机构每天都在努力帮助预防交通事故及其随之而来的成本，无论是人力成本还是财务成本。[2]

联邦公路管理局 (FHWA)

  • FHWA 负责管理国家高速公路、桥梁和隧道的建设、维护和保养。FHWA 还进行研究，并向州和地方机构提供技术援助，以努力提高安全、流动性和宜居性，并鼓励创新。[3]

美国交通部

  • 美国交通部的使命是通过确保快速、安全、高效、便捷且可访问的交通系统来为美国服务，该系统满足我们重要的国家利益，并提高美国人民今天和未来的生活质量。[4]
    • 联邦汽车运输安全管理局 (FMCSA)
      • FMCSA 于 2000 年 1 月 1 日在 1999 年的《汽车运输安全改进法》下，作为美国交通部的一部分成立。FMCSA 的主要使命是减少涉及大型卡车和公共汽车的交通事故、伤亡和死亡。[5]

美国机动车管理者协会 (AAMVA)

  • AAMVA 是一家免税的非营利组织，致力于制定机动车管理、执法和公路安全的示范计划。该协会还充当这些领域的资料库，并充当这些利益相关者的国际发言人。AAMVA 成立于 1933 年，代表美国和加拿大的州和省级官员，这些官员负责执行和管理机动车法律。AAMVA 的计划鼓励各州和省之间的统一和互惠。该协会还充当与其他政府层级和私营部门的联络人。其发展和研究活动为更有效的公共服务提供指导。AAMVA 的成员包括协会、组织和企业，它们对该协会的目标抱有共同的兴趣。[6]

联邦贸易委员会 (FTC)

  • FTC 就美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 关于车对车通信的拟议规则制定预先通知发表了评论。作为负责保护消费者隐私的主要联邦机构，FTC 在其评论中表示支持 NHTSA 处理隐私和安全风险的审慎、流程化方法，其中包括隐私风险评估。评论还赞扬 NHTSA 设计了一个 V2V 系统，以将收集和存储的数据限制在仅服务于其预期安全目的的数据。[7]

美国国家运输安全委员会 (NTSB)

  • NTSB 是一个独立的联邦机构，由国会授权调查美国发生的每一起民用航空事故以及其他运输方式（铁路、公路、海洋和管道）发生的重大事故。NTSB 确定事故的可能原因并发布安全建议，旨在防止未来事故。此外，NTSB 还进行有关运输安全的特别研究，并协调联邦政府和其他组织的资源，为受重大运输灾难影响的受害者及其家属提供援助。[8]

州机动车管理局 (DMV)

  • （例如）弗吉尼亚州 DMV 的职责包括车辆所有权和登记、驾驶执照以及驾驶员和车辆记录的维护。该机构还监控该州的卡车运输行业，并担任该州的公路安全办公室。此外，该机构有效地执行机动车和运输相关的税收法律，并有效地征收和分配运输相关的收入。[9]

执法机构

  • 海关与边境保护局 (CBP)
    • CBP 的规则和条例将需要解决自动驾驶车辆的停车和搜查问题。该技术需要能够识别和在边境口岸进行通信。
  • 州和高速公路巡逻队
    • 如果需要对交通违规行为进行处罚（例如超速、车灯故障等），国内执法机构需要能够与自动驾驶车辆进行通信。

自动驾驶汽车技术的开发商

  • Peloton 技术
    • Peloton 是一家自动驾驶汽车技术公司，致力于减少交通事故并提高卡车的燃油效率。他们的技术通过直接的车对车 (V2V) 通信连接卡车，使非领头卡车能够立即对前方卡车的动作做出反应。这种碰撞缓解系统不断部署雷达传感器来检测前方卡车的停车或减速，以便在需要时提醒驾驶员并应用制动器。[10]
  • 戴姆勒卡车
    • 2015 年 5 月，戴姆勒卡车在美国制造了首辆获得许可的自动驾驶商用卡车，名为 Freightliner Inspiration Truck，可以在开放的公共道路上行驶。[11]

卡车司机联盟

  • 卡车司机联盟成立于 1903 年，其使命是组织和教育工人，帮助他们提高生活水平。目前有 140 万名成员分布在 21 个工业部门，包括几乎所有 imaginable 的职业，无论是专业人士还是非专业人士，私营部门还是公共部门。[12]
    • 卡车司机联盟 - 货运部
      • 货运部代表来自大约 200 个地方工会的 75,000 多名卡车司机联盟成员的利益。货运员工包括卡车司机、码头工人、机械师和办公室人员。货运部每天都会协调国家申诉小组、区域申诉小组、业务变更以及个人合同的谈判。货运部还会回复成员和地方工会关于工人福利、设备安全、申诉、业务变更和组织新成员的询问。该部门与其他部门紧密合作，以进一步促进货运成员的利益。[13]

美国卡车运输协会 (ATA)

  • ATA 是卡车运输行业最大的全国性贸易协会。通过 50 个州级卡车运输协会以及行业相关的会议和委员会组成的联合会。[14]

卡车司机培训项目

  • 专业卡车司机学院 (PTDI)
    • 自1986年以来，PTDI 一直与运输公司、卡车司机培训学校、保险行业和政府合作，将安全放在卡车行业的全国首要位置。PTDI 是第一个非营利组织，为卡车行业制定统一的技能表现、课程和认证标准，并为入门级卡车司机培训课程和公路运输公司司机精修项目颁发课程认证。我们的目标是提升卡车司机培训、技能和专业性，并让合格的司机上路。PTDI 在整个认证过程中与运输公司和学校合作，以获得全国认可，证明他们的项目符合这些标准。PTDI 自1989年以来一直在认证入门级卡车司机培训课程。[15]

相关企业

  • 货运交通周围发展起来的卡车休息站、酒店、餐馆和其他服务设施，对卡车驾驶的持续发展有着 vested interest，并将不得不将其业务与自动驾驶车辆整合。

事件时间表

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1898: 俄亥俄州克利夫兰的亚历山大·温顿于1898年发明了半挂卡车，称其为“汽车运输车”。[16]

1899: 温顿汽车公司开始生产“汽车运输车”，供自己使用以及其他汽车制造商使用。[17]

1914: 奥古斯特·查尔斯·弗洛伊豪夫成立了“弗洛伊豪夫拖车公司”，并开发了挂车半挂车。[18]

1939: 华盛顿州塔科马一家名为“Peterbilt”的公司开始销售其半挂卡车。[19]

1942: 行业首款全铝驾驶室商用车问世，被称为“铲鼻”。[20]

1950: 弗莱特莱纳向一家名为“Hyster”的公司出售了首款跨大陆驾驶室越顶式卧铺卡车，该卡车可以拖曳35英尺长的拖车。[span>21]

1953: 弗莱特莱纳推出了首款 WF64 型号的顶置卧铺卡车，用于长途运输，以符合联邦法律和规定。[22]

1966: 与康明斯合作开发了原型转向轴，以便通过山区通道运送双拖车和三拖车，应用制动器降低拖车的速度。[23]

1974: 空气悬挂系统被开发并获得专利，为公路上的司机提供更舒适的乘坐体验，并减轻卡车拖车在公路和高速公路上的磨损和撕裂。[24]

1982: 制定了1982年《地面运输法》，以解决运输行业中的许多问题，以标准化卡车的尺寸和重量限制，首次为法规带来全国一致性。[25]

2013: 一家名为“力拓”的煤炭开采公司在 4 月份运送了 1 亿吨煤炭。[26]

2015: 内华达州向戴姆勒卡车北美公司颁发了在美国公路上运营自动驾驶卡车的首张许可证。[27]

2016: 美国交通部发布了关于自动驾驶车辆的联邦政策，为制造商的开发和部署设定了明确的预期，并确定了联邦和州在监管中的作用。[28]

2016: 奥托卡车（现在被优步以 6.8 亿美元收购）在没有驾驶员的情况下，以全自动驾驶模式行驶了 120 英里，运输了 2000 箱百威啤酒。[29]

位置地图

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已颁布自动驾驶车辆立法的州

美国州际公路系统

明确识别政策问题

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技术 - 技术开发包括确保车辆安全准确运行的工具。技术的主要考虑因素包括以下类别：车对车 (V2V)、车对基础设施和车对行人 (V2P)。总的来说，在美国，车辆与任何其他实体之间的通信被称为车对任何事物或 V2X。V2X 通信系统的首要问题包括无线频谱的使用、设备验证（有关更多信息，请参阅“安全”部分）、实时环境容量、系统更新以及 DSRC 系统或其他所需技术/设备的报废。关于 V2X 是否应在自己的平台上运行存在持续的争论，因为担心干扰和过饱和，或者是否应使用当前平台（无线、3G、4G 等）。实时通信也是一个问题。所有系统关于消息接收和传递的阈值尚不清楚。例如，在拥挤的州际公路上，同时可以存在多少辆车，并且能够有效地进行通信，而不会出错？技术更新也正在考虑之中。很难预测用户对实施这些更新的接受程度。如果更新自动发生，它将提高系统保持最新并维护跨通信的能力，但是，如果车辆需要带到经销商处或基础设施设备需要更换/手动更新，这会对系统之间的准确性和有效性造成风险。此外，所用技术的生命周期尚不清楚。当技术需要更换时，流程将是什么？[30]

  • 车对车 (V2V) - V2V 通信是指一种旨在车辆之间传输基本安全信息的系统，以帮助驾驶员了解即将发生的碰撞。V2V 通信组件包括车载传感器、摄像头和雷达应用。这些组件解决碰撞避免和碰撞安全性，以确保车辆、操作员/乘客、周围基础设施、其他车辆、其他操作员/乘客和行人的安全。车载通信使用专用短程无线电通信设备 (DSRC) 传输有关车辆速度、车辆航向、制动状态等信息到其他车辆。反过来，通过 DSRC，其他车辆也会传输带有补充信息的回信。V2V 通信正在由多家公司和国家开发。为了避免异构技术带来的限制，开发行业正在承受压力，要求他们创建能够相互通信并使用相同或几乎相同的通信语言的融合系统。与口语语言的差异类似，V2X 通信的变化会导致错误，进而增加事故的可能性。V2V 系统的其他车内组件包括内存、GPS 接收器、安全应用电子控制单元、驾驶员-车辆接口以及车辆的内部通信网络。[31]
  • 车对基础设施 (V2I) - V2I 通信是指一种旨在车辆和基础设施之间传输信息的系统，包括安全信息、位置信息以及有关其他车辆、交通拥堵等的信息。为了支持连接车辆核心系统架构，该系统的架构包括动态移动性应用程序，以提供实时交通信息、道路天气应用程序以及实时信息合成安全，用于机器对机器通信 (Aeris)。V2I 通信必须包含许多考虑因素。其中一些考虑因素包括：公交车和紧急车辆的信号优先级、道路维护、行人交通密度、交通信号定时、闯红灯警告、弯道速度警告、减速区域警告、停车标志间隙辅助、闯停车标志警告、天气信息、超大型车辆警告等。[32]
  • 车对行人 (V2P) - V2P 通信是指一种旨在车辆和行人之间传输信息的系统。这包括安全信息和位置信息。车对行人通信是一个有争议的开发项目。与车辆或周围基础设施不同，嵌入式通信系统的永久硬件组件是不切实际的。除了通过雷达或摄像头识别之外，一些解决方案可以为车辆、基础设施和行人提供安全和位置信息，包括让行人使用配备无线设备（例如手机）来发送和接收信息。[33]

环境与能源 - 将普通汽车转换为高度自动驾驶汽车 (HAV) 对环境和能源的潜在影响难以完全准确地预测，但无疑会对燃油经济性、交通拥堵和碳排放产生影响。只有在自动驾驶汽车和自动驾驶卡车得到广泛采用后，我们才能充分了解对环境的全部益处以及对节能的影响。预计这至少要到 2035 年才会发生。[34]

  • 燃油经济性 - 尤其是对于自动驾驶卡车来说，随着自动驾驶卡车的采用率不断提高，燃油经济性将显著提升。卡车编队是一种提高燃油经济性的方法。这使得卡车可以“一起”行驶，车辆间距为 30 英尺。编队最大限度地减少了换挡、加速/减速、不必要的停车和不必要的怠速。根据非自动驾驶卡车司机的经验、变速箱类型（手动、自动手动或自动）以及周围的运营商，燃油经济性会大幅下降。除了编队之外，在重型车辆（如牵引车）中整合自动驾驶技术可能会导致重量减轻，因为它们将过渡到自动变速箱，或者更可能是电动卡车。在自动驾驶过渡期间，卡车和汽车都预计会推动向更轻的电动汽车过渡。[35]
  • 交通拥堵 - 从整体上看，自动驾驶汽车可以减少交通拥堵。人们预期自动驾驶汽车会增加人们对拼车的需求，从而减少道路上的车辆数量。然而，自动驾驶汽车一旦全面实施，其运输成本的降低和便利性的提高可能会相反地增加需求。这还可能导致消费者更愿意通过私人运营或拼车的方式使用自动驾驶汽车，而不是使用现有的交通方式（地铁、公交等）。对贸易和商业的卡车运输需求正在增加。目前，合格司机短缺以及成本限制了这种不断增长的需求。一旦自动驾驶卡车在全国范围内可用，成本的降低和对合格司机的需求消除，这种需求就可以得到满足。这种机会将导致自动驾驶卡车造成交通拥堵增加。目前正在探索专门为自动驾驶卡车建造车道的可能性，但这项工程成本高昂，而且还没有得到保证。[36]
  • 碳排放 - 通过减少怠速时间，自动驾驶卡车可以减少碳排放。此外，如果转向电动卡车，燃料使用量和碳排放量将进一步减少。[37]

培训和许可 - 对车辆制造商、技术开发商、基础设施工程师、州交通部/机动车管理局/执法部门、联邦关键参与者（交通部、NHTSA、FHWA 等）、驾驶员和行人进行自动驾驶技术培训，对许多人来说将是一个巨大的学习曲线。当今社会越来越依赖技术，人们也越来越熟悉技术。尽管我们社会的技术能力不断提升，但与自动驾驶汽车相关的人机交互 (HMI) 仍然令人担忧。车辆的许可制度将会发展，或者从个人的角度来看，会退化到一种状态，即车辆中的驾驶员知道如何操作技术，但不知道如何操作车辆本身。对于自动驾驶卡车来说，这种转变将是什么样子呢？大多数现任司机需要持有 A 类商用驾驶执照。除了对技术的培训之外，行业还担心消费者的接受度。[38]

  • 培训 - 目前，自动驾驶技术的培训是通过模型项目、出版物以及行业和全球合作伙伴关系进行的。为了开发能够在国家和全球范围内相互交互的系统，关键参与者之间的沟通至关重要。如果组织和国家之间能够共享信息，自动驾驶汽车将更加安全、可靠和高效。美国交通部与欧盟委员会之间的关系就是一个通过合作伙伴关系进行培训和学习的例子。他们一直在合作开发V2V系统，以实现系统之间的协作。自动驾驶汽车和自动驾驶卡车的模型项目仅限于少数几个州。内华达州是自动驾驶卡车创新和政策的领先州之一。该州是第一个获得戴姆勒公司许可的自动驾驶电动卡车的州。该州的举措中汲取的经验教训已被充分记录下来。由此产生的政策和出版物在一定程度上已供其他实体进行研究和学习，从而继续推进 V2V 沟通和部署方面的培训。也有人推动联邦政府制定培训计划。交通部已成立了 ITS 联合项目办公室 (ITS-JPO)，该办公室负责开发支持专业能力建设 (PCB) 的课程。目前可用的课程旨在提高专业人士和公众对 V2V 系统、V2I 系统、系统部署、挑战以及自动驾驶汽车的当前和未来适用问题的理解。他们提供 ITS 培训模块、“交通技术对话 (T3)” 网络研讨会、会议、研讨会、网络和课堂课程。在全球和国家范围内，都已建立起会议和研讨会。例如，由交通研究委员会 (TRB) 和国际无人驾驶飞行器系统协会 (AUVSI) 支持的首次自动驾驶汽车研讨会于 2012 年举行。[39]
  • 许可 - 自动驾驶卡车的许可制度尚未确定。对完全自动驾驶卡车的操作员进行许可需要考虑几个因素。牵引车属于组合车辆，需要取得 A 类许可证才能获得认证。如果所载货物为危险品，该许可证将进一步专业化，需要进行危险品背书，并且根据车辆的组成部分（气刹、手动与自动变速箱等）和授权区域（州内与州际）进行限制。美国机动车管理局协会制定了 A 类车辆许可的全国最低要求，并获得了联邦公路安全管理局 (FMCSA) 和交通部的批准。要求包括笔试（一般知识、气刹、组合车辆、油罐（如果适用）、危险品（如果适用））、实践操作（车辆检查、基本控制技能测试（倒车/停车））和路试。测试由各州机动车管理局负责。随着社会向自动驾驶汽车过渡，对操作员的要求将降低，而对车辆及其技术的 Anforderungen 将增加。[40] 尚未确定具体要求。交通部需要确定：如何测试操作员对技术的掌握程度；是否、如何以及在多大程度上要求操作员了解车辆的操作作为故障安全措施；是否、如何以及在多大程度上根据货物类型、车辆类型、州际/州内运输、车辆组成部分对车辆和/或操作员进行限制。认证流程过渡的时间表也很重要。年龄考虑因素和操作员工作时间/培训也将进行评估。目前，个人必须年满 21 岁才能持有 A 类驾照（正在实施一项试点计划，允许 18 至 21 岁的个人操作）。由于向自动驾驶卡车的过渡不会立即完成，因此需要在全面过渡完成之前保留现有的认证流程和新的认证流程。这对工作量将产生什么影响？这对卡车运输的执法和商业监管将产生什么影响？[41]

监管 - 关键参与者已认识到需要制定国家监管制度来规范自动驾驶汽车。与之前交通方式的开发（铁路、大众交通、汽车等）类似，协调联邦政府与州政府的角色以及公共部门与私营部门的权力也是一项挑战。由于公共安全、公共安全、责任和商业等总体问题，权力领域相互交叉。

  • 联邦与州 - 自动驾驶基础设施和车辆的研究与开发始于 20 世纪 90 年代，当时引入了自动高速公路系统 (AHS)，后来改名为智能车辆高速公路系统 (IVHS)，现在称为智能交通系统 (ITS)。与 1991 年的《联运地面运输效率法案》(ISTEA) 相一致，6 亿美元用于支持该倡议的研究，此后每年平均投入 1 亿美元。联邦政府对自动驾驶汽车和基础设施有既得利益，因为公众期望安全。这种利益随着 1997 年的智能车辆倡议、2003 年的车辆基础设施完整性倡议和 2006 年的碰撞避免指标伙伴关系 (CAMP) 的推出而不断发展，仅举几例。对于卡车或重型车辆而言，预计 V2V 技术将解决 81% 的碰撞事故原因，而 V2I 技术预计将解决 15% 的碰撞事故原因，平均为 2009 年交通部碰撞分析报告中确定的 79% 的事故原因。这可以大幅减少涉及卡车的交通事故数量。[42]

交通部和联邦政府负责监管机动车辆和机动车辆设备。NHTSA 负责：为新机动车辆和机动车辆设备制定联邦机动车安全标准 (FMVSS)；执行 FMVSS 合规性；调查和管理对违规行为和与安全相关的机动车缺陷和召回进行全国范围内的召回和补救；与公众沟通并教育公众了解机动车安全问题；并发布供车辆和设备制造商遵循的指导方针。2016 年 9 月，美国交通部发布了《联邦自动驾驶汽车政策》。这是在自动驾驶技术开发阶段而不是开发之后提供监管的一个重要步骤。虽然该政策没有解决所有问题或提供所有挑战的答案，但它表明联邦政府有主动积极参与自动驾驶汽车部署的意愿。[43]

各州负责监管人类驾驶员以及机动车操作的大多数其他方面。这包括：在各自管辖范围内对（人类）驾驶员进行许可和对机动车进行登记；制定和执行交通法规；在各州选择进行的情况下进行安全检查；以及监管机动车保险和责任。一旦许可主要适用于技术而不是操作员，联邦政府将制定车辆和设备的最低要求。基础设施相关的通行权将由联邦政府监管，但与现行政策一样，各州很可能仍将负责其管辖范围内的维护和开发。州对自动驾驶汽车的政策将服从联邦法规，但尽管如此，各州仍然在积极制定政策。内华达州、华盛顿特区、亚利桑那州和加州等州是首批制定许可和允许自动驾驶汽车的政策的州（2011 年至 2015 年）。[44]

  • 公共与私营 - 公共和私营行业之间关于权力的主要讨论与汽车、技术、设备和基础设施制造商有关。由于联邦政府将确定自动驾驶汽车和自动驾驶卡车技术的安全和安全最低要求，制造商必须根据这些标准生产和测试他们的设备，因此必须有一种监督机制。在目前的汽车生产中，联邦政府对汽车生产进行监督。人们预计自动驾驶汽车也是如此。争议的焦点将在于有关技术的专有信息的隐私。所有公司都将被要求满足相同的标准和能力，以便在不同品牌/型号和设备/通信系统之间进行通信。这将限制一些公司在技术创新方面的增长，并提高对共享发展的期望。第二个关注领域在于公司测试新技术的能力。公司会自己测试技术还是需要建立独立的测试设施？此外，关于技术和数据的监督，政府会监控还是由独立的第三方监控？两种方法都涉及各种风险和利益冲突。[45]

安全和保险 - 在过去的二十年里，自动驾驶卡车和自动驾驶汽车的推广很大程度上得益于其在道路上提高安全性的承诺，以及减少因车祸造成的死亡和伤害。根据美国交通部的事故分析报告，预计自动化技术将解决 79% 与商用卡车有关的事故原因。尽管自动驾驶卡车很可能满足这一预测的预期，从而提高安全标准，但它也可能无法实现这一预期，以及信任新技术所带来的风险，这引起了保险公司的担忧。确定谁愿意提供保险以及保险费用的多少是自动驾驶卡车被广泛接受之前需要克服的一个重大障碍。关于安全问题的监管、要求和系统更新；美国交通部与国家公路交通安全管理局将是安全标准的主要制定者和监管者。参与制造、销售和购买的所有人员都将在确保安全标准得到满足和维护方面发挥作用。[46]

法律和道德 - 自动驾驶汽车的法律和道德问题将影响从保险公司到汽车制造商、销售商、驾驶员和软件开发人员的众多实体。软件需要被编程为做出通常留给人类判断的道德决策。例如，如果一辆自动驾驶卡车处于必须与另一辆车辆发生碰撞或被迫驶离匝道的场景中，软件程序将如何让车辆做出反应？关于这种道德选择应该在联邦层面确定还是由软件的实际制造商确定，一直存在争议。[47]

隐私和安全 - 这项新技术的隐私和安全性至关重要。对于运输货物并具有足够大的尺寸以造成大量损坏的自动驾驶卡车来说，如果隐私或安全性受到损害，其后果将是毁灭性的。政策中已经写入了防止公司、政府、州、当局等使用该技术追踪个人或车辆数据的规定。此外，通过该技术进行的隐私入侵是被禁止的。关于隐私和安全监管的细节尚未确定，发生事故的后果也尚未确定。复杂的技术还产生了一些特征，这些特征转化为漏洞：强大的能力（数据速率能力/计算/存储）、高度的机动性（难以预测节点）、动态网络拓扑结构（数据可以快速加入和离开系统）、时间敏感性/延迟（为了确保安全，数据需要及时接收）、足够的能量（具有复杂算法的资源丰富的设备）、物理保护要求、无线通信、异构技术、异构运行环境。这些特点被攻击者积极地研究和利用。[48] 攻击者可以分为三大类

  • 主动与被动 - 主动攻击者试图直接攻击系统节点。通常，这些攻击者是内部人员，他们拥有对系统的内部访问权限。被动攻击者试图在系统节点之间获取信息，通常是为了通过研究和模式识别来准备攻击。被动攻击者通常是外部人员，即系统外部人员。[49]
  • 外部与内部 - 外部攻击者没有访问系统的授权或身份验证。内部攻击者拥有进入系统的授权和/或身份验证。[50]
  • 恶意与理性 - 恶意攻击者没有具体目标。理性攻击者有具体目标。[51]

ITS 攻击可能包括对可用性、身份识别和真实性、机密性和隐私、完整性和数据信任以及不可否认性和问责制的攻击。ITS 可用性攻击的例子包括：拒绝服务、干扰、广播篡改、黑洞、恶意软件、垃圾邮件等。身份识别和真实性攻击的例子包括：中间人攻击、重放、GPS 欺骗、位置伪造、伪装、密钥/证书复制等。机密性和隐私攻击的例子包括：窃听、流量分析、信息收集等。完整性和数据信任的例子包括：消息篡改、消息抑制和更改等。不可否认性和问责制攻击的例子包括：事件可追溯性丢失、虫洞等。[52]

为了对抗所有针对自动驾驶卡车的攻击者，V2X 需要包含：用户、来源和位置身份验证；可追溯性和撤销权限；数据完整性；用户和车辆的隐私和匿名性；数据的可用性和实时能力；不可否认性或 ITS 实体的唯一关联；对外部攻击者的鲁棒性。满足这些要求的安全性机制包括：对敏感消息进行加密；随机化流量模式；消息签名；可信硬件模块；主动检测系统；消息签名和其他用于内容交付的完整性指标；证书随消息签名一起提供；检查机制；伪随机跳频；不可沉没的基于 ID 的系统，用于用户隐私。[53]

就业 - 当前卡车行业的驾驶员队伍正在减少。这是一个老龄化行业。据预测，到 2022 年，美国将短缺约 240,000 名卡车司机。与此同时，美国卡车运输协会估计，目前大约有 350 万名卡车司机在工作。一旦广泛普及，自动驾驶卡车将消除商业司机驾驶车辆的必要性。这将有助于缓解预期的司机短缺，提高满足不断增长的运输需求的能力。这也将使数百万人失业，或者工资大幅下降。在拖车后面没有人类驾驶员之前，还需要一段时间。这在一定程度上归因于公众的接受程度。可以理解的是，大多数人都不愿意看到一辆拖车在没有人类驾驶员的情况下行驶在州际公路上。此外，运输产品的公司需要对货物安全有信心，然后才会购买这项技术，尽管它具有潜在的成本节约和更高的吞吐量。此外，人们认为，为了保证货物安全、技术监控和维护等问题，始终应该有个人坐在方向盘后面。随着向自动驾驶技术的过渡，"驾驶员"工资预计会下降，最低年龄要求也会降低。支持自动驾驶卡车的基础设施和技术的就业机会将增加，但大多数目前的卡车司机没有工程或信息技术背景。同样，卡车司机也是老龄化劳动力。自动驾驶卡车的广泛实施预计要到 2035 年才会实现。到那时，大部分老司机将已从体系中退出。可以说，为当今年轻一代的卡车司机提供 IT/客户服务方面的培训，为他们提供支持该行业的机会，可能是有价值的。[54]

贸易 - 根据美国卡车运输协会的数据，美国约 70% 的货物吨位是由卡车运输的。自动驾驶卡车可以改善在满足该行业货物吞吐量方面的障碍，包括：对卡车司机实施的严格的驾驶时间规定；燃料不足；速度不足；对安全的需要；以及日益严重的司机短缺。缓解这些障碍有可能改善商业活动。与此同时，需要考虑有关运输商品的保险；文件处理流程；获取所有权签名；保护货物等问题。[55]

案例叙述

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在过去的十年中，如果不是更长时间，汽车制造商和科技公司已经花费了数十亿美元，试图将自动驾驶汽车带到美国的道路上。几个州已经出台了允许在他们的道路上进行测试的立法 [引用]，福特承诺将在 2021 年推出用于拼车服务的量产全自动驾驶汽车[5]。自动驾驶汽车的第一个应用可能是卡车行业。与任何问题一样，自动驾驶卡车也存在着优点和缺点，双方都有支持者出现。

美国交通研究机构 (ARTI) 在 2013 年进行的一项分析发现，卡车运输中以司机为基础的成本约占所有边际成本的三分之一[3]。其他估计可能会有所不同，但很明显，如果卡车变成无人驾驶，运输公司将节省大量成本。运输公司还可能节省时间。目前，美国联邦公路管理局要求运输货物的车辆驾驶员只能连续驾驶 14 小时，并且只能在连续 10 小时下班后驾驶[6]。无人驾驶卡车不会被迫休息，并且可以行驶更长时间。ARTI 研究还发现，燃料成本是运输公司边际成本的重要组成部分，约占 38%[3]。近年来，这一数字可能有所下降，因为从 2013 年到 2015 年，柴油平均价格下降了每加仑一美元以上[4]。然而，运输公司仍然有可能实现节省，因为不受驾驶时间限制的无人驾驶卡车可以以更低、更省油的速度行驶。最后，也许自动驾驶卡车最重要的优势是提高安全性。2014 年，涉及大型卡车的交通事故造成 3660 人死亡，其中 16% 是卡车本身的乘员[1]。显然，如果卡车没有驾驶员，驾驶员就不会在事故中丧生。此外，按照设计工作的自动驾驶卡车根本不会发生事故。

然而，自动驾驶技术的进步并非没有缺点，最明显的是失业。截至 2015 年 5 月，美国有超过 160 万名卡车司机[2]，并且在 50 个州中超过一半的州，卡车司机是最常见的职业 [需要引用]。不仅如此，许多其他行业也从卡车运输中受益，例如加油站、餐馆和汽车旅馆。这些类型的场所将因需要在长途驾驶中停站的卡车司机而失去生意。

经验教训

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主动政策 vs. 被动政策

  • 链接到美国交通部 2016 年 9 月发布的政策

缺乏试点地点（完整的测试环境）

  • 如果没有一个独立的试点地点，提供完整的测试环境，这项技术就无法得到全面评估。
  • 加州在 2016 年 9 月通过法案用于测试。

需要吸取的教训（政策可能无法及时解决的领域）

  • 支出
  • 维护
  • 隐私（车辆之间的数据共享）

讨论问题

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如何将伦理程序到自动化技术中？谁应该做出这个决定？

如果一辆自动驾驶卡车即将与另一辆非自动驾驶车辆发生碰撞，卡车是尽量减少自身及其乘员的损失，还是尽量减少非自动驾驶车辆及其乘员的损失？

卡车自动化后，卡车司机的角色是什么？需要哪些培训？

卡车自动化将如何影响经济（例如失业）？

我们将如何确保自动驾驶卡车（或任何自动驾驶车辆）不会被恐怖分子利用？

自动驾驶卡车在服务期间如何维护？

自动驾驶卡车是否会被编程成在轮胎爆胎时停靠在路边？

进一步阅读

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参考文献

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