探討自動(dòng)駕駛汽車的安全性問題

“安全”在自動(dòng)駕駛語境里有兩層意思。第一層是Safety（安全）。例如傳感器360度無死角覆蓋、多種傳感器融合、感知算法精準(zhǔn)、感知—控制反饋實(shí)時(shí)。第二層是Security（保密）。一方面，日益復(fù)雜的算法和功能要求通用操作系統(tǒng)能夠在車上使用；另一方面，聯(lián)網(wǎng)的需求使汽車直接暴露在網(wǎng)絡(luò)上，黑客通過車載聯(lián)網(wǎng)娛樂系統(tǒng)可以輕松攻破并控制汽車。

目前國內(nèi)外正在研制“無人車”，不同程度上都有人的參與，嚴(yán)格地講，有的屬于自動(dòng)輔助駕駛，根據(jù)目前的人工智能技術(shù)，這類車輛有可能在短期內(nèi)走向?qū)嵱?；而真正的無人車，特別是在開放環(huán)境（如繁忙的街道）下行駛的智能車輛，目前的人工智能技術(shù)還難以解決其面臨的困難問題，短期內(nèi)還難以走向?qū)嵱谩Ｆ渲校踩詥栴}即是其中之一。

中國智能車大會暨國家智能車發(fā)展論壇在江蘇常熟舉行。大會同期，由國家自然科學(xué)基金委員會主辦的第八屆“中國智能車未來挑戰(zhàn)賽”（IVFC）也如期舉辦。來自高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的23支車隊(duì)前來挑戰(zhàn)22公里的“真實(shí)高架快速道路測試”（限速60km/h）和6公里的“城區(qū)道路測試”（限速40km/h）。比賽中出現(xiàn)的兩個(gè)插曲，頗值得深思。

挑戰(zhàn)賽中的小插曲

先是，在12日的“真實(shí)高架快速道路測試”比賽上，為了保障不發(fā)生惡性意外，大賽允許參賽車的駕駛位上有人，同時(shí)在車內(nèi)安裝監(jiān)控，來判斷比賽中車上人員是否對車子提供了幫助。賽前，前來直播此次賽事的工作人員提出，在比賽中拍一段智能車無人行駛的鏡頭，以告訴電視觀眾這是真正的無人駕駛。這本是“露臉”的好機(jī)會，然而，排在前面的參賽隊(duì)婉拒了這一請求，以技術(shù)準(zhǔn)備不足為由掉頭駛出比賽首車出發(fā)位置。

本報(bào)記者聽聞此事后先是一陣錯(cuò)愕，但在翌日的“城區(qū)道路測試”中，接連發(fā)生的幾起意外讓記者感到情有可原。

先是武漢大學(xué)的“途e號”剛起步掉頭就直接爆胎，汽車磕在路肩，換備胎后才得以繼續(xù)比賽；再是北京理工大學(xué)“特立篤行隊(duì)”在比賽起點(diǎn)幾次發(fā)動(dòng)都沒有成功，只好調(diào)換比賽順序；最驚魂一幕出現(xiàn)在下午兩點(diǎn)半，長安大學(xué)“智能車隊(duì)”在剛起步的短短3分鐘內(nèi)，兩次失控駛向人行道路，觀看比賽的數(shù)百名觀眾為之捏汗。

“理論上無人駕駛一段距離應(yīng)該問題不大。但是誰又愿意冒那個(gè)風(fēng)險(xiǎn)？雖然說理論上可行，但萬一呢？更何況在高架快速道路上的車速比在城區(qū)道路上還要快?！敝袊悄苘嚧髸弦晃徊辉竿嘎缎彰膶W(xué)者告訴記者，自動(dòng)駕駛還在測試階段，安全第一。

兩層“安全”

“人具有模糊處理的能力，駕車時(shí)需要掌握10米精度就可以了；但智能駕駛沒有，它需要10厘米的精度?！闭劦阶詣?dòng)駕駛的安全可靠性，馭勢科技創(chuàng)始人兼CEO吳甘沙在國家智能車發(fā)展論壇的報(bào)告中如是說。

盡管智能駕駛自來被認(rèn)為是減少交通事故發(fā)生的有效手段，但自從特斯拉無人車發(fā)生致命車禍?zhǔn)鹿室詠?，無人車的安全問題被無限放大。并且，自動(dòng)駕駛汽車的安全問題遠(yuǎn)不止于此。

吳甘沙近期一篇刊載于《中國計(jì)算機(jī)學(xué)會通訊》上的文章，系統(tǒng)地分析了自動(dòng)駕駛語境下的安全問題。

“‘安全’在自動(dòng)駕駛語境里有兩層意思。第一層是Safety（安全）。例如傳感器360度無死角覆蓋、多種傳感器融合、感知算法精準(zhǔn)、感知—控制反饋實(shí)時(shí)、軟硬件多層冗余、溫度范圍大、防震、防塵等。汽車行業(yè)對功能安全也有ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)流程執(zhí)行下來會讓IT工程師‘易筋洗髓’‘脫一層皮’。第二層是Security（保密）。一方面，日益復(fù)雜的算法和功能要求通用操作系統(tǒng)能夠在車上使用；另一方面，聯(lián)網(wǎng)的需求使汽車直接暴露在網(wǎng)絡(luò)上，黑客通過車載聯(lián)網(wǎng)娛樂系統(tǒng)可以輕松攻破并控制汽車?！眳歉噬吃谏鲜鑫恼轮袑懙馈?/p>

針對第一層安全問題，特斯拉在致命車禍的抗辯中指出，特斯拉autopilot已經(jīng)行駛1.3億英里，這是第一起致死事故，而世界范圍內(nèi)每行駛6000萬英里就有一次致死事故，美國的平均數(shù)字是9400萬英里，因此自動(dòng)駕駛更加安全。

“雖然我是自動(dòng)駕駛的擁躉，但必須指出，這一論據(jù)并不充分。”吳甘沙說，1.3億英里、不到1年的上路時(shí)間、10萬輛左右的數(shù)量，這仍是非常小的數(shù)據(jù)樣本?！皳Q言之，只要特斯拉明天再出一起致死事故，拿美國均值做標(biāo)準(zhǔn)就不及格了。”

著名智庫蘭德公司的研究報(bào)告指出，要在數(shù)學(xué)意義上證明自動(dòng)駕駛比人駕駛更安全，需要測試上百億英里、幾百年的時(shí)間。

“這是全世界任何一個(gè)車廠都無法完成的任務(wù)。然而人們不會因?yàn)槟臣臆噺S沒有達(dá)到理論上的低死亡率而不嘗試自動(dòng)駕駛?！眳歉噬痴f，但如果某家車廠能夠用更多的里程來證明自動(dòng)駕駛更安全，則毫無疑問將獲得更多的青睞。

信息安全未雨綢繆

針對第二層安全，北京航空航天大學(xué)交通學(xué)院副教授余貴珍在同期舉行的國家智能車發(fā)展論壇上專門以《智能汽車與信息安全》為題作了探討。他稱，智能汽車作為“四個(gè)輪子的電腦”，其使用的計(jì)算和聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)沿襲了既有的計(jì)算和聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，也繼承了這些系統(tǒng)天然的安全缺陷。

“最新汽車上至少100臺車載電腦，運(yùn)行6000萬行代碼，而無人駕駛則運(yùn)營著2億行以上的代碼。”余貴珍說，智能車采用“感知—決策—控制”來代替人對機(jī)械部分直接控制，傳感器和智能控制等信息設(shè)備潛在地增加了信息危險(xiǎn)面。此外，“V2X”（車聯(lián)網(wǎng)）無線通信將會帶來新的信息安全問題，汽車的電動(dòng)化也將帶來更多的信息安全問題。

如何破解這些安全風(fēng)險(xiǎn)？吳甘沙建議，首先要仔細(xì)梳理和定義自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全需求，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，建立具有可信計(jì)算基礎(chǔ)的軟硬件平臺，采用分域、虛擬化等機(jī)制隔離關(guān)鍵模塊，通過加密保護(hù)端到端的數(shù)據(jù)通路。其次，要實(shí)踐全新的安全設(shè)計(jì)方法學(xué)，安全始于設(shè)計(jì)，從確認(rèn)設(shè)計(jì)到驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)，都要考量安全性；在運(yùn)行時(shí)，是否足夠安全，能否抵御攻擊，能否在線升級、保證軟件最新，系統(tǒng)出現(xiàn)單點(diǎn)故障是否有足夠的冗余？萬一系統(tǒng)淪陷，有沒有辦法強(qiáng)力終止攻擊，或重獲控制權(quán)。

“開發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)汽車必須要開發(fā)其他相關(guān)技術(shù)，重要的一點(diǎn)就是主、被動(dòng)安全技術(shù)?！睆V汽研究院院長黃向東在國家智能車發(fā)展論壇上的報(bào)告中也稱，安全是大家現(xiàn)在比較關(guān)心的新技術(shù)，“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)的作用特別大”。

此外，吳甘沙提出，如果未來存在一個(gè)安全信息市場，安全研究人員或白帽黑客發(fā)現(xiàn)安全缺陷，可以通過市場將該信息賣給主機(jī)廠商或技術(shù)供應(yīng)商。
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