Automatisoidun ajamisen ratkaisemattomat vaikeat ongelmat

Tason 4 palvelut kuljettavat jo matkustajia ilman kuljettajaa useissa kaupungeissa, ja tason 3 toimintoja on hyväksytty tuotantoautoihin rajatuissa olosuhteissa. Ratkaisematon ongelma on hyväksyttävän käyttäytymisen määrittely, validointi ja toteuttaminen toiminta-alueella, jonka toisiinsa kytkeytyvät ehdot voivat pakottaa poistumaan alueelta ennen kuin järjestelmän vaihtoehdot loppuvat.

Havainnointi heikentyneissä olosuhteissa

Sade, lumi, sumu, pimeys, häikäisy, roiskeet ja lika vaikuttavat antureihin eri tavoin. Lämmitys ja puhdistus voivat pitää kameran linssin tai lidarin ikkunan käyttökelpoisena, ja tutka tarjoaa täydentävää tietoa, mutta mikään laitteistoyhdistelmä ei poista ankaraa säätä.

Järjestelmän on arvioitava senhetkinen havaintokykynsä. Se on vaikeampaa kuin täysin vikaantuneen anturin tunnistaminen. Osittain peittynyt kamera tai tutkaheijastus voi edelleen tuottaa uskottavaa mutta epäluotettavampaa tietoa.

Nopeuden vähentäminen voi palauttaa pysähtymismarginaalin, mutta vain jos muu liikenne ymmärtää käyttäytymisen ja järjestelmällä on edelleen turvallinen paikka pysähtyä tai poistua käytöstä.

Tilapäiset ja monitulkintaiset tiet

Kartat ja opetusaineistot perustuvat eiliseen tilanteeseen. Tietyöntekijät muuttavat kaistoja, peittävät merkintöjä, siirtävät esteitä ja ohjaavat liikennettä käsimerkein. Pelastushenkilöstö ohittaa tarkoituksella normaalit säännöt. Jakeluauto voi peittää tilapäisen merkin.

Näissä tilanteissa yhdistyvät havainnointi, semanttinen ymmärrys ja sosiaalinen konteksti. Ajoneuvon on tunnistettava määräävä tilapäinen ohjaus, pääteltävä peittyneitä alueita ja edettävä seuraamatta sokeasti karttaa tai edellä ajavaa ajoneuvoa.

Ihmiskuljettajat neuvottelevat myös katsekontaktilla, ajoneuvon sijainnilla ja pienillä liikkeillä. Automatisoitujen ajoneuvojen on viestittävä aikeensa selkeästi keksimättä vaarallisia käytäntöjä.

Pitkä häntä ei ole luettelo

Kehittäjät kutsuvat harvinaisia tai poikkeavia tilanteita usein ”reunatapauksiksi”. Käsite voi johtaa harhaan. Monet niistä ovat tavallisten tekijöiden yhdistelmiä: tavallinen jalankulkijan liike tavallisen pysäköidyn pakettiauton takana tavallisessa sateessa.

Kaikkia tilanteita on mahdotonta luetella. Syvempi vaatimus on kestävä käyttäytyminen epävarmuudessa:

älä aja senhetkistä näkyvyyttä nopeammin;
säilytä vaihtoehdot ennen sitoutumista;
käsittele peittynyttä tilaa epävarmana, ei tyhjänä;
tunnista, milloin tilanne jää validoidun kokemuksen ulkopuolelle; ja
käytä tielle sopivaa turvallista varajärjestelyä.

Koneoppimismallit voivat yleistää, mutta ne voivat myös epäonnistua itsevarmasti tuntemattomalla syötteellä. Riippumattomat rajoitteet, käytönaikainen valvonta ja järjestelmällinen skenaarioiden tuottaminen ovat edelleen tarpeen.

Inhimilliset tekijät automaation rajalla

Taso 2 edellyttää jatkuvaa ihmisen valvontaa ja tekee samalla valvonnasta yksitoikkoista. Kuljettajat voivat luottaa liikaa sujuvaan toimintaan, oppia kuittaamaan heikot ohjauspyörävaroitukset katsomatta tietä tai ymmärtää tuotenimen väärin.

Taso 3 poistaa jatkuvan valvonnan mutta synnyttää siirtymäongelman. Hallinnan siirtoon valmiin käyttäjän on saatava aikaa lopettaa muu toiminta, hahmottaa tilanne ja ottaa hallinta. Järjestelmän on tunnistettava raja riittävän ajoissa, jotta pyyntö on mielekäs.

Toimintatilasekaannusta voi syntyä, jos käyttöliittymä ei ilmaise selkeästi aktiivista tasoa, saatavuutta tai pyydettyä reaktiota. Ennakoitavissa oleva väärinkäyttö on huomioitava suunnittelussa eikä sivuutettava pelkkänä varoitustekstiongelmana.

Turvallisuuden osoittaminen ennen harvinaista vahinkoa

Vakavat onnettomuudet ovat harvinaisia ajettuun matkaan nähden. Pienen tilastollisen eron osoittaminen voi edellyttää valtavaa vertailukelpoista altistusta, ja raakakilometrit voivat peittää helpommat tietyypit tai sääolosuhteet.

Simulointi laajentaa skenaarioiden kattavuutta, mutta riippuu mallien todenmukaisuudesta. Suljetun alueen kokeet ovat toistettavia mutta yksinkertaistettuja. Julkisilla teillä tehtävät kokeet ovat realistisia mutta tehottomia harvinaisten vaarojen kannalta. Takautuvat onnettomuusvertailut riippuvat ilmoituskynnyksistä, vakavuusmääritelmistä, maantieteellisestä jakaumasta ja sopivista ihmiskuljettajien vertailuarvoista.

Haasteena on rakentaa turvallisuusperustelu toisiaan täydentävästä näytöstä eikä etsiä yhtä ratkaisevaa lukua. Näytön tulee koskea juuri kyseistä ajoneuvoa, ohjelmistoa, toiminta-aluetta ja versiota.

Myös julkiset tiedot tarvitsevat riippumatonta tarkastelua. Yritysten ilmoittamat turvallisuustulokset voivat olla arvokkaita, kun menetelmät, nimittäjät ja ladattavat aineistot julkistetaan. Niitä ei pidä yleistää mitatun alueen ulkopuolelle.

Varajärjestely ilman uuden vaaran luomista

”Pysähdy turvallisesti sivuun” ei ole aina mahdollista. Moottoritiellä ei ehkä ole piennarta; tunneli voi katkaista yhteyden; kaupunkikatu voi olla täynnä; pysähtynyt ajoneuvo voi itse muodostaa törmäysriskin.

Vähimmäisriskitila riippuu jäljellä olevasta toimintakyvystä, tien geometriasta, liikenteestä ja viasta. Ajoneuvon voi olla jatkettava alennetulla nopeudella, viimeisteltävä kaistanvaihto, saavutettava turvapaikka tai pysähdyttävä kaistalle.

Etäavustus voi auttaa tulkitsemaan epätavallista tilannetta, mutta viestintä voi viivästyä tai olla poissa käytöstä. Ajoneuvon oman järjestelmän on silti kyettävä turvalliseen reaktioon. Jos etäyhteyden päässä oleva ihminen ohjaa liikettä jatkuvasti, arkkitehtuurin ja väitteiden on kerrottava se.

Käyttöjärjestelmän, ei vain auton, skaalaaminen

Tason 4 kalusto on riippuvainen kartoituksesta, ajojärjestelystä, latauksesta, puhdistuksesta, kalibroinnista, huollosta, etäavustuksesta, hätätilanteisiin reagoinnista ja paikallisista luvista.

Laajentaminen synnyttää toiminnallisia kysymyksiä:

Voivatko varikot ladata riittävästi ajoneuvoja heikentämättä palvelun kattavuutta?
Kuinka nopeasti likaiset tai vaurioituneet anturit havaitaan ja huolletaan?
Miten tiesuluista ja hätäohjeista viestitään?
Millaista tukea on saatavilla vammaisille tai pulaan joutuneille matkustajille?
Miten tapahtumat säilytetään, ilmoitetaan ja tutkitaan?

Ajoneuvo, joka kykenee liikkumaan uudessa kaupungissa testauksen aikana, ei ole siellä automaattisesti valmis julkiseen kaupalliseen palveluun.

Kustannukset, energia ja korjaus

Kahdennettu laskenta, lidar, tutka, puhdistusjärjestelmät ja vikasietoiset toimilaitteet lisäävät kustannuksia, energiankulutusta ja huoltoa. Katolle sijoitettu laitteisto voi lisätä ilmanvastusta. Laskenta- ja anturikuormat lyhentävät sähköauton toimintamatkaa ja tuottavat lämpöä.

Kuluttaja-ajoneuvoilla on myös korjausongelma. Pieni törmäys tai tuulilasin vaihto voi vaatia kalibroinnin. Jos ajoneuvo myydään tulevaa toimintoa varten asennetulla laitteistolla, vanhentumisella ja pitkäaikaisella varaosatuella on merkitystä.

Mittakaava alentaa joitakin komponenttikustannuksia, mutta suurempi toimintakyky voi kuluttaa säästöt lisäämällä kattavuutta, laskentaa tai redundanssia.

Sääntely ja rajat ylittävät erot

Hyväksyntäreitit eroavat kuljettajaa avustavien järjestelmien, ehdollisen automaation ja täysin automatisoitujen ajoneuvojen välillä. Ajoneuvon tyyppihyväksyntä, testauslupa, lupa toimia ilman kuljettajaa ja oikeus periä matkustajilta maksu ovat eri asioita.

Toiminto voi olla teknisesti mukana mutta poistettu käytöstä yhdellä markkina-alueella. Myös sallittuja sivutoimia, tapahtumatietoja, vakuutuksia ja etäkäyttöä koskevat säännöt vaihtelevat.

Kansainväliset standardit ja YK:n säännöt vähentävät hajanaisuutta, mutta käyttöönotto säilyy paikallisena, koska liikennelaki, infrastruktuuri ja valvonta ovat paikallisia.

Liikennevaikutuksia ei voida taata

Automatisoitu sähköauto voi vähentää tiettyjä onnettomuusseurauksia ja poistaa käytönaikaiset pakokaasupäästöt. Kalusto voi myös lisätä tyhjänä siirtymisen kilometrejä, kilpailla joukkoliikenteen kanssa tai kasvattaa matkustuskysyntää.

Saavutettavuushyödyt riippuvat ajoneuvon suunnittelusta, hinnoittelusta, palvelualueesta ja matkustajatuesta, eivät yksin automaatiosta. Ruuhkahyödyt riippuvat käyttöasteesta ja ajoneuvokilometrien kokonaismäärästä, eivät yhden auton sujuvammasta ohjauksesta.

Oikea arviointiyksikkö on ajoneuvon lisäksi liikennepalvelu.

Mikä olisi todellista edistystä

Edistys on enemmän kuin uusi esittely. Vahvaa näyttöä ovat:

selkeästi laajennettu ja validoitu ODD;
paremmat suojaukset tason 2:n väärinkäyttöä vastaan;
turvalliset tason 3 siirtymät, jotka on mitattu inhimillisiä tekijöitä koskevalla näytöllä;
kuljettajaton julkinen palvelu, jonka toiminta-ala on läpinäkyvä;
vertailukelpoiset tiedot onnettomuusseurauksista ja toistettavat menetelmät;
pienempi energiankulutus ja laitteistokustannus heikentämättä varajärjestelyä; ja
viranomaishyväksyntä, jossa kerrotaan täsmällisesti, mitä arvioitiin.

Täysi taso 5 ei ole välttämätön, jotta automatisoidusta ajamisesta olisi hyötyä. Uskottavampi polku on rajattu toimintakyky, jota laajennetaan vain näytön tukiessa uutta rajaa.