Waymo安全报告：确保自动驾驶车辆路测的安全性

据外媒报道，Waymo于近日向美国交通部提交了一份43页的安全报告，详细说明了Waymo为自动驾驶车辆所投入的先进技术及操作规程，旨在确保自动驾驶车辆路测的安全性。

该报告提供了一份总结性概述，其介绍了车辆基本功能的运行情况，包括：在何种条件下正常运作、又在何种情况下因“故障（fail）”而执行安全停靠并将其作为最后的应变手段（final fallback）。此外，这份概述还解释了以下内容：在事故发生后，是否存在数据记录？采用何种方式存储数据？采用何种途径确保Waymo车辆的网络安全？

Waymo还从硬件及软件两方面，详细说明了其测试进程。针对碰撞规避、传感器及其他设备的总体耐用性等问题，文中还提到了其技术原理等内容。Waymo将自动驾驶相关的“安全性”进行了细化，划分为：行为安全性（上路行驶时的驾驶决策）、功能安全性（安全操作，包括备份及冗余）、碰撞安全性（对车内人员的防护能力）、操作安全性（乘客与车辆间安全性与舒适性的交互影响）及非碰撞安全性（与车辆进行交互的人员的安全性）。

最关键的是，该报告还解释了“运行设计域（operational design domain）”，Waymo用其定义了车辆可进行安全操作的地点及时间，其中还牵涉到安全驾驶所涉及的各类因素，如：地理条件、道路类型、车速、时间段、法律法规及气候条件。

Waymo安全报告长达43页，小编编译了核心内容（前32页），详见下文：

Waymo的使命

Waymo旨在将自动驾驶技术推向全球，在提升交通安全性的同时，为人们提供生活便利。公司认为自动驾驶技术将为人们提供便利，并大幅降低交通事故的发生，进而挽救众多道路使用者的生命。

自动驾驶车辆可提升道路安全性，为上百万人提供新的出行方式。完全自动驾驶车辆潜能巨大，无论是上下班通勤、接送孩子上学还是挽救生命，改变人们的生活，提升生活质量。

安全性是Waymo的核心任务，这也是公司在八年前所设定的目标。

每年，全世界有120万人死于交通事故。在美国，交通致死数量还在持续增长中。这类事故都有一个共通点，94%的交通事故都是因为驾驶员的人为失误造成的。Waymo坚信，自动驾驶技术每年可拯救上千个本该在交通事故中丧命的民众。

公司对安全性的承诺及付出体现于该公司所做的每一件事中，从企业文化到如何设计、测试这项技术。在这份安全报告里，Waymo详细阐述了的工作理念：安全性。

该份安全系统概论强调了Waymo自动驾驶车辆在长达350万英里实地路测及在上千万英里的自动驾驶模拟测试中所学到的重要经验和教训。Waymo的安全报告也影响了美国交通部发布的自动驾驶联邦政策框架：《自动驾驶系统2.0： 安全性愿景》（Automated Driving Systems 2.0: A Vision for Safety ）。美国交通部的框架列出了12项安全设计要素，并鼓励各公司开展自动驾驶路测测试并且配置自动驾驶系统，旨在解决相关技术难题。

在该份报告中，公司罗列了与各个安全设计要素相关的流程，并阐述上述要素是如何支撑整动驾驶车辆的研发、测试和部署的。只有在确保安全性这一大前提下，完全自动驾驶车辆才会被民众所接受，这也是Waymo长久以来持续投资安全技术领域并打造相关进程的原因，旨在使民众相信，公司推出的自动驾驶车辆能够满足公众对于安全交通出行及舒适出行设备的需求。

 

本报告主要分为五大内容模块：

一、Waymo系统安全计划：设计保证安全

二、Waymo自动驾驶车辆的运行机制及原理

三、测试及验证方法：确保车辆的自动驾驶性能及安全性

四、与公众开展安全的（人机）交互

五、结论

自动驾驶车辆所需回答的四个问题：

1. 我在哪？

在开车前，Waymo团队首先会打造详尽的3D高清地图，突出显示道路剖面图（road profiles）、路缘石（curbs）及人行道、车道标志、斑马线（crosswalks）、停车牌及其他道路情况。Waymo车辆并不完全依赖于GPS功能，车辆将交互参照预先绘制的地图与实时传感器数据，在对两者进行比对后，确定车辆在的位置。

2. 我周边的情况？

Waymo配置的车载传感器及软件将持续扫描车辆周边的目标，包括：行人、骑行者、车辆、道路施工及障碍物。车辆将持续从交通灯的颜色读取交通控制指令。此外，车载系统还将从铁路道口交叉栅门（railroad crossing gates）识别临时性停车的信号。Waymo旗下测试车辆的扫描半径为300米，其探测领域相当于三个足球场大小，可实现全方位覆盖。

3. 接下来将会发生什么？

Waymo的软件可基于道路上各动态目标的当前速度及行动轨迹，预测到其未来的动向，甚至能分清车辆与骑行者或行人间的差别。该软件利用从其他道路使用者处获得的信息，预计可能存在的多种行驶路径。该软件还将道路的变化情况也纳入其考量范围（如车道发生交通拥堵），并预测路面情况将对测试车辆周边的其他目标产生何种影响。

4. 我应该怎么做？

该软件考量这类信息的方方面面，试图寻找一种适合车辆采用的方法与行驶路径。Waymo软件可选定精确的驾驶轨迹、车速、车堵及确保道路安全所需的转向操控。因为这类车辆将持续监控环境，预判车辆周边其他道路使用者的驾驶行为，能够对变道作出快速响应并确保变道期间的安全性。

Waymo系统安全计划：设计保证安全（Safety by Design）

作为第一家在公共道路上实现完全自动驾驶的公司，Waymo唯有靠自己的拼搏。在公司成立之初，公司就建立了自己的系统安全计划（System Safety Program），将这一安全理念根植于技术测试和开发流程中。该项目采用一个综合性、稳健的方法，Waymo将其称之为：设计保证安全。

“设计保证安全”意味着Waymo从最底层的系统级开始考虑安全性，并将安全性纳入各系统层级与各个开发阶段，确保从设计到测试、验证，在整个过程中始终贯彻安全性这一核心理念。该方法还借鉴了从航空航天、汽车及国防等行业中的最佳实践（best practice）。

 

在遵守这类最佳实践后，Waymo对自动驾驶车辆各个部件进行了大量测试，确保在整合到整套自动驾驶系统后，所有的子系统均能够安全地运行。

该方法还有助于验证全自动驾驶车辆上路行驶时的安全性。同时，Waymo还可以了解系统部件、子系统或其他方面的任何变化或故障会对在整个自动驾驶系统中造成何种影响。

该进程还将影响Waymo的各个安全功能，其中就包括：冗余临界安全系统（redundant critical safety system），使车辆在遇到技术故障时，可采用安全的方式停车。车辆可借助具有功能互补的各传感器的协同配合，使传感器的视场重叠。此外，公司还开展了大量的测试项目，有助于对旗下技术进行快速调整及升级，进而提升车辆的安全性。

Waymo的系统安全计划

Waymo的系统安全计划涉及5个截然不同的安全领域：行为安全性、功能安全性、碰撞安全性、操作安全性和非碰撞安全性。上述各领域都需结合各种测试方法，旨在验证完全自动驾驶车辆的安全性。

行为安全性

指车辆在道路上的行驶决策和行为。自动驾驶车辆也需要遵守交通规则，必须在各种驾驶情境（不论是该情景是预期内还是预期外的）为用户提供导航，确保驾驶安全性。

Waymo运用各类功能性分析、仿真工具和路测，确保充分了解在业务设计领域内出现的各类挑战，并制定安全性要求，采用多管齐下的测试和验证过程。

功能安全性

其旨在确保Waymo车辆在系统存故障或失效时的安全操控，这意味着要建立备份系统和冗余机制来应对车辆的意外状况。

例如，Waymo旗下的所有自动驾驶车辆均配备了辅助计算机（secondary computer），可在主计算机出现故障时代替其接管车辆的操控，实现车辆的安全停车（即：最小风险条件）。旗下各车辆均配备了备用转向及制动系统，整个系统还有其他多层冗余。

碰撞安全性

即耐撞性，是指车辆通过各种措施保护车内乘客的能力，借助结构性设计来保护车内人员，提供座椅约束装置（seat restraints）及安全气囊，减轻车内人员的伤亡程度。

在美国，碰撞安全性被纳入到美国联邦机动车安全标准（Federal Motor Vehicle Safety Standards，FMVSS）中，该标准由美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）发布。为此，各大车企务必要证明其基础车型符合FMVSS的相关要求。

操作安全性

指车辆和乘客之间的交互（人机交互）。当确保操作安全性后，Waymo才能确保为消费者带来自动驾驶车辆所提供的安全而舒适的体验。公司旨在打造安全的自动驾驶车辆，借助危险分析、现有安全标准、大量的自动驾驶测试及从各行业借鉴而来的最佳实践来实现。公司还将采取各项举措，如公司提供的前期试驾乘坐体验项目（在第4节中将进一步介绍）。此外，公司已研发了一款用户界面，使乘客能清楚地了解其目的地，指挥车辆靠边停车，并联系Waymo获取技术辅助。

非碰撞安全性

针对可能与车辆相互作用的人群，Waymo旨在提供身体上的安全防护。