21、自动驾驶与车联网：技术、经济与立法的全面剖析

自动驾驶与车联网：技术、经济与立法的全面剖析

1. 交通领域对通信的需求

在交通领域，无论是自动驾驶、车联网、V2X通信、道路安全，还是不同交通工具内的服务提供，都对5G基础设施有着特定的需求。可靠性必须达到最高标准，同时需要低延迟甚至极低延迟、高带宽和高数据速率的可靠服务，以支持不同速度下的移动性，特别是在高密度场景中。此外，精确的定位和广泛的覆盖也是实现服务质量的关键。

例如，驾驶辅助服务需要满足这些需求，以确保交通安全，同时推动自动驾驶和协同驾驶的发展，从而改善城市交通、减少污染、避免事故，并提供替代路线规划等。然而，交通领域的通信面临着重要挑战，比如即使在网络覆盖受到影响的情况下（如阴影、障碍物或隧道内），通信也必须保持可用。通信需要通过车联网概念，如V2V链接和VANETs，根据场景需求实时建立。网络的这种适应性在交通领域尤为关键，因为涉及到车辆的速度和移动性管理。在这些关键需求中，应急车辆需要在高速下具备低延迟、高数据速率和大覆盖范围的通信能力。

在所有涉及多种车辆通信的场景中，信号传播特性对于网络规划和部署至关重要，它有助于确定发射天线的数量、位置和传输特性，以实现服务覆盖和质量。

2. 汽车市场的演变

汽车行业的技术变革正在推动社会发生重大变化。近年来，谷歌、优步和苹果等主要电信公司以及大型汽车制造商都对智能和自动驾驶汽车的实现表现出浓厚兴趣。与自动驾驶车辆并行发展的是车辆通信市场，预计到2024年将达到183亿美元，2019年至2024年的年复合增长率为19%。

2016年是自动驾驶车辆创新的转折点，一系列新项目和试点测试相继宣布。在美国科罗拉多州，一辆自动驾驶卡车首次实现无人货物配送；在芬兰赫尔辛基，一辆城市小巴投入运营；在新加坡和美国匹兹堡，自动驾驶出租车开始首次运营；在英国剑桥，一架无人机首次成功飞行。然而，并非所有的尝试都取得了积极成果，2016年，中国和美国也记录了首批致命事故，这表明该领域仍有改进空间。

尽管在行业发展的最初几年出现了一些问题，但未来10年其发展将呈指数级增长。我们将从当前以零级、一级和二级（无自动化、驾驶员辅助和部分自动化）汽车为主的市场，过渡到以三级、四级和五级（有条件自动化、高度自动化和完全自动化）车辆主导销售的市场。预计到2030年，全球将有1000万辆五级自动驾驶车辆投入使用，部分或完全自主的私人车辆市场规模将达到600.1亿美元。

自动驾驶车辆的市场引入将是渐进式的。到2019年，三级和四级车辆将面向公众销售，但四级车辆将更受欢迎，因为其在具有竞争力的价格下提供更高的性能，使其成为一种经济实惠且可靠的产品，即使在2025年完全自动驾驶车辆开始销售时，也能巩固其市场地位。

从销售地理位置来看，预计到2035年，美洲（特别是北美）将集中销售高达25%的四级和五级车辆。同时，欧洲、中东和亚太地区的需求行为将非常相似。从2035年起，中国将引领自动驾驶汽车的销售，特别是完全自动驾驶车辆，这主要归因于该国的消费限制和人口特征。印度也是亚洲另一个重要的市场。

自动驾驶车辆市场是一个创新密集型领域，各公司之间竞争激烈，都希望率先开发出盈利的原型。过去十年，专利注册数量激增，德国公司最为突出，占据全球专利的52%。其中，连接技术、人工智能和人机界面等领域的专利注册更为集中。尽管科技公司的专利申请数量相对较少，但这些专利具有重要意义，如苹果公司的自主导航系统。

新专利的创造将带来更高程度的创新，创新程度越高，组件成本越低，规模经济效应越明显。从2020年起，自动驾驶车辆的大规模生产将在财务上可行。离岸生产现象也将在这个市场中重现，中国和印度有望成为最大的生产国，主要向中东 - 亚洲其他地区和非洲出口产品。此外，车联网市场的全球化不仅会影响国内车辆，还会影响共享（私人或公共）交通。

3. 自动驾驶车辆的经济影响

自动驾驶车辆的扩张将带来多方面的经济影响。

3.1 保险行业

保险行业将受到深远影响。一方面，需要明确交通事故的责任问题，建立清晰的法律框架以涵盖尽可能多的意外情况，从而降低潜在诉讼成本。除非乘客做出不负责任的决定（如在恶劣天气条件下授权驾驶），否则责任通常将转移到软件制造商，因此公司本身应购买针对可能技术故障的保险。

另一方面，自动驾驶车辆的使用将减少事故数量。随着自动驾驶车辆扩展到四级或五级，事故减少幅度可能高达80%，因为这一比例的事故归因于人为失误。在美国，由于道路安全性提高，保险行业规模可能减少多达60%。目前，该行业的营业额约为1800亿美元，可能降至720亿美元，人均节省339美元。

市场份额	事故避免数量（欧盟）	事故避免数量（美国）	经济成本节省（欧盟）	经济成本节省（美国）
低市场份额	249,000	211,000	$16.56亿	$5.5亿
中市场份额	866,000	1,880,000	$58.9亿	$48.8亿
高市场份额	1,222,000	4,220,000	$84.9亿	$109.7亿

3.2 医疗行业

车联网系统能够实时显示道路上每辆车的位置和情况。车辆的360度感知将提高乘客和行人的安全性，从而减少事故和人身伤害，降低医疗服务需求。在美国，目前近200万次医疗服务和超过24万次住院治疗是由交通事故引起的。在一个90%为自动驾驶车辆的社会中，总节省金额将相当可观。然而，由于医疗服务的使用还可能源于其他多种情况，消费者的实际节省金额相对较小（约36美元），因为美国的医疗保险成本不会大幅下降。

欧洲也面临类似情况，随着自动驾驶车辆市场渗透率的提高，避免的事故数量增加，欧洲医疗系统在轻伤方面的成本将从29亿欧元节省至152亿欧元，重伤方面的节省将从88亿欧元增加至415亿欧元。最显著的影响是每年可避免约42,600人死亡。

市场份额	美国每年挽救生命数量	欧盟每年挽救生命数量
低市场份额	1,100	3,700
中市场份额	9,600	14,100
高市场份额	21,700	20,900

3.3 石油和天然气行业

环境问题日益受到关注，陆地运输是产生污染最多的行业之一。自动驾驶汽车的广泛使用将通过减少燃料消耗来降低排放，这可能是因为车辆更轻或更高效。欧洲的研究表明，其环境效益相当可观。

在美国，根据自动驾驶技术的渗透程度，排放减少幅度将在8%至13%之间。自动驾驶汽车还将减少交通拥堵，仅在美国就可节省71.92亿升燃料。此外，由于阻力系数的改善，能源节省可达20%。减少停车需求也是一个积极因素，因为停车过程中存在过度消耗。

尽管自动驾驶车辆的扩张更环保且燃油效率更高，但总体而言，石油和天然气行业的利润不会受到侵蚀。这是因为陆地车辆（无论是公共还是私人）的车队规模将增加以满足出行需求。事实上，美国的预测显示该行业的利润将增长5%，从微观经济层面来看，消费者每年在燃料上的支出将增加44美元。

市场份额	CO2减排量（1000吨）及节省金额（亿欧元）	PM减排量（吨）及节省金额（亿欧元）	NOX减排量（吨）及节省金额（亿欧元）	VOC减排量（吨）及节省金额（亿欧元）	总环境效益（亿欧元）
低市场份额	12,000（€0.7）	44（€0.001）	8,234（€0.1）	1,518（€0.002）	€0.8
中市场份额	54,000（€3.2）	-1,397（-€0.039）	29,878（€0.2）	4,925（€0.005）	€3.4
高市场份额	87,000（€5.3）	-3,029（-€0.1）	46,321（€0.4）	7,343（€0.008）	€5.6

4. 自动驾驶技术的立法框架

技术变革给社会带来了挑战，自动驾驶车辆的普及需要相应的立法变革。以下是世界三个不同地区（美国、欧洲和亚洲）的立法情况总结。

4.1 美国

自2012年以来，美国29个州通过了规范自动驾驶车辆活动的法律。各州有权允许自动驾驶车辆上路，因此各州之间的情况差异很大。加利福尼亚州制定了较为宽松的立法，因为硅谷位于该州。2016年9月，美国运输部（DOT）和国家公路交通安全管理局（NHTSA）发布了《联邦自动驾驶车辆政策》，并于2019年9月进行了更新。尽管存在差异，但各州遵循相同的原则：在有风险时，必须有人员能够控制车辆。

以下是美国国家和州层面的部分立法情况：
|地区管理级别|立法/法规|
| ---- | ---- |
|联邦行动|2018年10月，NHTSA批准了新的自动驾驶系统（ADS）指南，取代2016年的版本，分为自愿指导和对各州的技术援助两部分。此外，尝试批准两项补充州法律（众议院的《自动驾驶法案》和参议院的《AV启动法案》），但均在审批过程中被否决。|
|州行动 - 阿拉巴马州|SJR 81（2016）：成立立法委员会负责制定适用于自动驾驶车辆的法规。SB 125（2018）：规范自动驾驶卡车驾驶。SB 47（2019）：授权自动商用车在无驾驶员的情况下运营，但必须遵守现行交通法规，并拥有200万美元的责任保险，车辆操作员为责任主体。|
|州行动 - 阿肯色州|HB 1754（2017）：规范具有卡车编队系统的自动驾驶车辆测试。HB 1561（2019）：允许实施完全或部分自动驾驶车辆的试点项目。HB 1822（2019）：对HB 1561法案的修正案，明确遵守铁路道口规定的义务。|
|…（其他州的立法情况可继续罗列）|…|

4.2 欧洲

在欧盟创建统一且完全一致的法规具有挑战性，主要存在三个问题。一是与1969年《维也纳公约》有关，许多欧盟国家是该公约的签署国，该文件规定无驾驶员车辆的行驶速度不得超过10公里/小时，需要进行修改。二是领导权分散，有三位不同的欧洲专员负责交通事务。三是在民事责任、数据隐私或网络安全等问题上缺乏共识。

以下是欧洲部分国家的自动驾驶车辆测试监管框架：
|欧洲国家|立法/法规|
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|奥地利|2016年6月，奥地利修订了1967年的《道路交通法》（Kraftfahrgesetz）。联邦交通、创新和技术部（bmvit）批准了一项关于自动驾驶立法的计划，并发布了修正案（33. KFG - Novelle）。该修正案在《道路交通法》中增加了两个段落，规定在自动驾驶测试中，驾驶员可以将部分驾驶决策委托给车辆系统，但必须能够随时重新控制。此外，交通部还决定成立AustriaTech机构，以促进自动驾驶技术的发展。|
|芬兰|芬兰交通安全局（TRAFI）允许所有级别的自动驾驶，甚至允许车辆无驾驶员。相关要求包括获得特殊测试注册和测试授权。|
|法国|法国是最早纳入《维也纳公约》建议的欧洲国家之一。2016年8月3日，对2015 - 992号法律的第38条进行了修订。在法国，只要测试由ITS制造商进行，并对驾驶责任有保障，就允许在公共道路上进行自动驾驶车辆测试。|
|…（其他欧洲国家的情况可继续罗列）|…|

4.3 亚洲

亚洲是一些主要汽车制造商的所在地，预计未来该大陆将成为全球自动驾驶车辆销量最高的地区。因此，该地区政府高度重视，将自动驾驶车辆行业确定为战略部门。

以下是亚洲部分国家的自动驾驶车辆测试监管框架：
|亚洲国家|立法/法规|
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|…（亚洲国家的具体立法情况可根据实际内容补充）|…|

总之，自动驾驶和车联网技术的发展正在重塑交通、经济和法律格局。随着技术的不断进步和市场的逐渐成熟，我们可以期待看到更多的创新和变革，同时也需要不断完善立法和监管框架，以确保行业的健康发展和社会的整体利益。

自动驾驶与车联网：技术、经济与立法的全面剖析

5. 各地区立法框架对比与分析

为了更清晰地了解不同地区在自动驾驶技术立法方面的情况，我们对美国、欧洲和亚洲部分国家的立法要点进行对比分析。

地区	立法特点	优势	挑战
美国	各州立法差异大，联邦有统一政策指导，以保障有人员可控制车辆为原则	各州可根据自身情况灵活立法，适应不同发展需求；联邦政策提供统一方向	各州差异导致法律实施和监管复杂，协调难度大
欧洲	面临统一法规创建难题，受《维也纳公约》等限制，领导权分散且缺乏部分共识	部分国家较早开展立法探索，有一定经验积累	统一法规难以达成，需协调多方利益和修改国际公约
亚洲	政府重视，将自动驾驶行业定为战略部门，积极推动立法	政府支持力度大，有利于行业快速发展	需平衡行业发展速度与法规完善度的关系

从这个表格可以看出，每个地区都有其独特的立法环境和面临的问题。美国的州权分散虽然带来了灵活性，但也增加了统一管理的难度；欧洲在统一法规的道路上面临诸多历史和现实的阻碍；亚洲则凭借政府的大力支持在行业发展和立法推进上有较大的潜力。

6. 技术发展与立法的协同演进

自动驾驶和车联网技术的发展是一个动态的过程，立法也需要与之协同演进。随着技术的不断进步，新的问题和挑战会不断涌现，立法需要及时跟上步伐。

例如，当自动驾驶车辆的级别从低级向高级发展时，责任界定、安全标准等问题会变得更加复杂。目前的立法主要集中在有人员可控制车辆的情况，但随着完全自动驾驶（Level 5）车辆的逐渐普及，如何确定事故责任、保障乘客和行人安全等问题需要全新的立法思路。

以下是一个简单的mermaid流程图，展示技术发展与立法协同演进的过程：

graph LR
    A[技术进步] --> B[出现新问题]
    B --> C[立法研究与讨论]
    C --> D[新立法出台]
    D --> E[规范技术应用]
    E --> A

这个流程图表明，技术进步会引发新的问题，促使立法机构进行研究和讨论，出台新的立法来规范技术应用，而规范后的技术应用又会推动技术进一步发展，形成一个循环。

7. 未来展望

展望未来，自动驾驶和车联网技术将继续深刻改变我们的生活。在经济方面，除了前面提到的保险、医疗和石油天然气行业，还将对物流、旅游等行业产生重大影响。例如，自动驾驶货车的普及将提高物流效率，降低成本；自动驾驶出租车的发展将改变城市出行方式，影响旅游行业的交通模式。

在技术方面，随着人工智能、传感器技术和通信技术的不断进步，自动驾驶车辆的性能将不断提高，安全性和可靠性将得到进一步保障。同时，车联网技术将实现车辆之间、车辆与基础设施之间的更高效通信，构建更加智能的交通系统。

在立法方面，全球范围内需要加强合作，制定统一的标准和规范。不同地区之间可以相互借鉴经验，共同应对技术发展带来的挑战。例如，美国可以学习欧洲在数据隐私保护方面的立法经验，亚洲可以借鉴美国在促进创新和市场竞争方面的立法措施。

以下是未来可能发展的一些关键趋势列表：
1. 技术融合 ：自动驾驶技术将与新能源、共享经济等领域深度融合，创造出更多的商业模式和应用场景。
2. 国际合作加强 ：各国政府和企业将在技术研发、标准制定和法规协调等方面加强合作，推动全球自动驾驶产业的发展。
3. 社会接受度提高 ：随着技术的成熟和安全记录的改善，公众对自动驾驶车辆的接受度将逐渐提高，促进市场的快速增长。
4. 法规完善 ：立法机构将不断完善相关法规，确保自动驾驶技术的安全、公平和可持续发展。

总之，自动驾驶和车联网技术的发展前景广阔，但也面临着诸多挑战。通过技术创新、经济调整和立法完善的协同推进，我们有望迎来一个更加智能、高效和安全的交通未来。