冗余安全系統(tǒng)，實現(xiàn)安全的“最低風險條件”

對于L4級、L5級自動駕駛來說，車輛自動化程度已經高度發(fā)達，方向盤、制動踏板和加速踏板等設備都可能已取消，一旦車輛內部發(fā)生故障，完全沒有人介入的可能性。那么在這種情況下該如何保證行駛安全和車內人員的安全？

首先，Waymo自動駕駛系統(tǒng)每秒鐘可以進行數(shù)千次檢查，以最大程度的降低故障發(fā)生率。其次，Waymo的每輛自動駕駛車輛都配備了一系列關鍵系統(tǒng)的冗余，如傳感器、計算和制動。一旦自動駕駛車輛在行駛過程中遇到過于復雜的道路情況，技術無法處理，或者技術本身出現(xiàn)故障檢查出故障，由于冗余安全關鍵系統(tǒng)的存在，Waymo自動駕駛車輛仍然能夠安全停車。

Waymo的亢余安全關鍵系統(tǒng)

備用電源系統(tǒng)：每個關鍵驅動系統(tǒng)都有獨立的電源。這些獨立的電源確保車輛的關鍵驅動元件在單次電力故障或電路中斷時保持在線。

備份制動：如果主制動系統(tǒng)失靈，將立即啟動一個完整的輔助制動系統(tǒng)。任何一種制動系統(tǒng)都可以使車輛在另一種系統(tǒng)發(fā)生故障時安全停車。

備份碰撞檢測和避免系統(tǒng)：多個備份系統(tǒng)（包括獨立的避碰系統(tǒng)）不斷地掃描車輛正前方和后方的道路，尋找行人、自行車和其他車輛等目標。這些冗余系統(tǒng)在主系統(tǒng)不檢測或不響應車輛路徑中的對象的情況下，會使車輛減速或停止。

備份轉向：轉向系統(tǒng)具有獨立控制器和獨立電源的冗余驅動電機系統(tǒng)。其中一個可以在另一個發(fā)生故障的情況下管理轉向。

車輛定位冗余慣性測量系統(tǒng)：冗余慣性測量系統(tǒng)幫助車輛精確地跟蹤其沿道路的運動。如果在任何一個系統(tǒng)中檢測到故障，這兩個系統(tǒng)就會互相交叉檢查，并相互控制。

通過這套亢余安全關鍵系統(tǒng)，無論自動駕駛車輛內部發(fā)生何種故障，都能夠實現(xiàn)最低風險條件，即在沒有人干預的情況修下安全停車。

Waymo無人駕駛車輛的網(wǎng)絡安全

Waymo在谷歌安全流程的基礎上建立開發(fā)了一個強大的流程來識別、優(yōu)化和減輕網(wǎng)絡安全威脅。并通過NHTSA網(wǎng)絡安全指南和汽車信息共享與分析中心（Auto－ISAC）汽車網(wǎng)絡安全最佳實踐等出版物獲得信息。

為了協(xié)助開發(fā)未來的最佳安全實踐計劃，Waymo加入了Auto－ISAC，這是一個行業(yè)運作的倡議，旨在提高全球汽車行業(yè)的網(wǎng)絡安全意識和合作。

此外，Waymo在汽車安全設計方面，例如：方向盤、剎車、控制器等都與外界隔絕。例如，決定車輛運動的安全關鍵計算和車上的3D地圖都是屏蔽的，不受車輛的無線連接和系統(tǒng)的影響。

考慮到無線通信的安全性，Waymo的自動駕駛車輛并不依賴于固定的網(wǎng)絡連接來安全運行。在已拓展的區(qū)域中，其他車輛和Waymo之間的所有通信（例如冗余蜂窩連接）都是加密的，包括Waymo的運營支持人員和乘客之間的通信。但可以通過車輛與Waymo運營中心進行溝通，以收集更多的路況信息。

從內到外的安全措施，充分保證了Waymo自動駕駛車輛的網(wǎng)絡安全。

虛擬路測，塑造世界上最具有經驗的司機

Waymo的自動駕駛是車輛除了在現(xiàn)實中進行路測之外，還在虛擬世界進行仿真測試，通過深度學習進一步掌握現(xiàn)實世界中的駕駛技能，正在成為最具有經驗的司機。

在現(xiàn)實測試中，Waymo識別出在公共道路上遇到的最具挑戰(zhàn)性的情況，并將它們轉化為虛擬場景，供自動駕駛軟件在模擬中進行實踐。

Waymo的模擬器可以回放每個新軟件版本中實際行駛的英里數(shù)，也可以構建全新的、真實的虛擬場景以供測試。

每天，多達2．5萬輛虛擬的Waymo自動駕駛汽車在模擬環(huán)境中行駛多達800萬英里（約合300萬公里），改進舊的技術，測試新的操作方法，幫助它們在現(xiàn)實世界中安全駕駛。通過模擬仿真測試將一個現(xiàn)實世界的遭遇變成成千上萬個練習和掌握技能的機會。

Waymo模擬仿真測試

Closed－Course（城堡）測試，進一步提高靈活應急能力

Waymo在加州建立了一個91英畝的私人封閉課程測試設施，專門為獨特的測試需求而設計和建造。這座昵稱為“城堡”的私人設施就像一座模擬城市，從高速公路到郊區(qū)車道，再到鐵路道口，應有盡有。

Waymo通過這個和其他封閉課程的設施來驗證新軟件，然后將其發(fā)布到車隊中，同時還可以設置具有挑戰(zhàn)性或罕見的場景，以便在不尋常的情況下獲得經驗。在封閉課程中，能夠進行成千上萬的“結構化測試”，為學習和測試重建特定的場景。

“城堡”中突然竄出的好斗司機

為了給模擬器提供動力，Waymo在Castle開發(fā)了超過2萬個模擬場景。每一個都模擬了一個想要模擬的駕駛場景，比如說一個好斗的司機沖出車道，或者一個行人突然從一輛停著的車里冒出來，而這往往可能需要花上幾十萬英里的車程才能在公共道路上遇到。

這種“結構化測試”是加速全自動駕駛技術進步的關鍵，并確保車輛在日常和具有挑戰(zhàn)性的駕駛環(huán)境中的安全性。

結語

自動駕駛發(fā)展至今，已經歷了洗牌期重歸于冷靜，反而是件好事。而2020年初始就已發(fā)生的一件接一件的“黑天鵝”，在這期間，正是潛心突破自動駕駛相關瓶頸技術的好時機，經歷了寒冬之后，必然會迎來真正的春天。

但是對于自動駕駛而言，最重要的依然是安全。在這一點上，不妨將已經走過了十個年頭的Waymo作為看清自身的一面鏡子。

作者：牛得汀EO