无人驾驶汽车技术普及的可能性

李汉臣　王腾飞　孙云卫

摘要：随着人工智能技术不断发展，智能汽车无人驾驶技术也是人工智能的革命性科技成果之一。然而无人驾驶技术的普及问题也成为了各界讨论的重点。其中涉及到的不仅仅是传统汽车技术安全问题，更有许多非传统安全隐患有待解决，这些问题都成为了无人驾驶汽车技术普及的障碍。本文就此展开讨论，提出在人工智能技术背景下无人驾驶技术普及的难点。

关键词：人工智能;非传统安全隐患;无人驾驶技术;

1.车联网技术与无人驾驶技术

无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。无人驾驶在行驶过程中不需要人工控制汽车，从而让人们能有更多的空余时间去处理其他事情。无人汽车的碳排放量也少，这就减轻了汽车对空气的污染。

无人驾驶技术目前已经基本实现，但是要真正应用必须要有完备的车联网技术做支撑。车联网借助装载在车辆上的传感设备，收集车辆和车内乘员的信息，通过网络共享，实现驾驶员、车、行人、车联网平台、城市网络的互联，从而实现智能、安全驾驶，以及享受技术和生活服务等。

2015年8月29日，宇通无人驾驶客车在河南郑开大道开放道路测试，在开放道路交通条件下，全程无人工干预首次成功运行;2018年7月4日，百度Apollo无人驾驶公交车将发往北京、雄安、深圳、福建平潭、湖北武汉、日本东京等地开展商业化运营。可见无人驾驶技术的应用必须是车联网技术高度成熟的智能城市中实现，但即便如此无人驾驶技术任然也没有普遍应用到私人汽车上。

2.车联网技术安全规范

目前为止，车联网技术的应用极大地丰富了我们的驾驶体验，但这都是在驾驶人员可以操控汽车驾驶的情况下，哪怕是目前许多汽车都有的定速巡航功能也是人为可以中断的。可以说在驾驶这一点上人们比起相信技术还是更能相信自己。一旦车联网技术发展到无人驾驶，人们普遍开始质疑这项技术带来的巨大安全隐患。实际上随着车联网而来的，以信息篡改、病毒入侵、恶意代码植入等手段对联网汽车进行网络攻击而引发的汽车网络安全问题也愈发严峻。

2015年Charlie Miller与 Chris Valasek远程破解了Jeep汽车，导致其召回140万辆汽车;2016年日产LEAF汽车API遭泄露，黑客可远程控制;同年，Troy Hunt发现日产聆风手机APP存在漏洞，全球停止Nissan Connect服务;2017年，腾讯科恩实验室实现了远程无接触式破解Tesla，可以在驻车状态和行驶状态下远程控制。

政府在这样的背景下对车联网标准做出了相应的规范。

2018年9月中国信通院（原工信部电信研究院）发布《汽车电子网络安全标准化白皮书（2018）》，从技术、产业、政策措施3个维度对车联网国内外发展现状及趋势作了分析。

智能化方面，主要依赖车载传感器、控制器和执行器，对 CMOS 传感器、MEMS传感器、激光雷达、超声波传感器及车载计算平台等提出大量需求。实现高级别自动驾驶仍依赖于汽车电子性能的不断提升。

在标准化方面，国内 LTE-V2X 标准体系建设和核心标准规范也基本建设完成，包括空中接口技术要求、安全技术要求以及网络层与应用层技术要求等各个部分。在《汽车电子网络安全标准化白皮书（2018）》中对威胁产生的负面影响的严重程度以及攻击成功的可能性两方面进行了风险评估，威胁产生的负面影响的严重程度由低到高分为S0到S4一共五个级别威胁影响严重程度。根据攻击者的专业知识、攻击者数量和攻击者设备等攻击可能性相关元素分析将威胁等级分为P0到P4五个威胁等级。最后根据S参数与P参数构建出车辆安全等级确定矩阵，将智能汽车安全等级划分为R0到R4五个安全等级。

3.无人驾驶技术普及难点分析

无人驾驶技术想要真正普及大众其中难点主要是以下三点：

首先是安全问题。无人驾驶智能汽车的安全问题包括了传统汽车安全问题和网络安全问题。对传统汽车的攻击还只停留在物理层和电子层面，但在汽车加入车联网和各种传感器以及通信设备后，这样一台无人驾驶汽车可以攻击的层面将多到让人防不胜防。

基础器件层面，汽车中大量使用的传感器、处理芯片等就可能有各種技术缺陷，如信号干扰和缓冲区溢出等，可能在遭受攻击时影响汽车正常行驶功能，构成严重安全威胁。软硬件设备层面，车载网关这类关键设备在认证和信号分析等方面都可能存在较高安全风险，能够被攻击者操控利用。通信总线层面，从现代网络安全角度来看，CAN总线的消息机制设计极其不安全，缺乏必要的加密和访问控制机制，通信不认证，消息不校验，面临消息伪造、拒绝服务等一系列风险，需要进行安全加固。车载操作系统层面，继承自传统操作系统的各版本面临各种已知漏洞威胁，且易于被攻击者利用安装可疑应用程序，窃取各类数据，还可能产生控制车辆的风险，对驾驶安全造成一定隐患。云服务平台层面，可能存在传统操作系统漏洞及虚拟资源调度问题，还可能负责车辆控制和敏感数据的传输存储，但大部分平台目前访问控制策略偏弱，攻击者能够伪造凭证访问并获取大量数据，对车辆本身及用户数据隐私构成威胁，还可能影响到部分可远程控制的车载功能。

第二点是成本问题。安全问题对无人驾驶汽车提出了高精度传感器、总线加密、车载系统完善和云服务平台更新等要求。即便是在以上各种安全问题解决以后，无人驾驶汽车任然要面对最尴尬的一个问题就是它的成本。一台安全的无人驾驶智能汽车的70%以上的成本是其中的电子设备。也就是说一台10万售价的传统汽车，改为出厂一台具有同样性能并且安全性能有保障的无人驾驶汽车其价格将上升7倍以上。如果无人驾驶汽车想要普及到大众私家车层面上，这样的价格会让许多普通大众对无人驾驶智能汽车望而却步。车联网云服务平台的服务和维护费用也是不得不考虑的成本问题之一。

4.总结

无人驾驶技术普及已经是大势所趋，但并不是短时时间内可以实现的。无人驾驶技术面对的三大问题是环环相扣的，其根源还是各种各样的技术问题，所以无人驾驶汽车技术任然处于不成熟的阶段。它就像个新生的婴儿，潜力无限却还需要我们悉心呵护与栽培，我们不应该惧怕它，应该对他给予信心，相信在一代代人的不懈努力下，他终将成为造福人类的巨人。

作者简介

李汉臣（1994.08.28-）男，汉，籍贯：四川，学历：在读硕士研究生，单位：成都理工大学，研究方向：信号处理。

王腾飞（1991.02.05-）男，汉，籍贯：山西，学历：在读硕士研究生，单位：成都理工大学，研究方向：信号处理。

孙云卫（1995.05.15-）男，汉，籍贯：江西，学历：在读硕士研究生，单位：成都理工大学，研究方向：信号处理。