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2019年自动驾驶卡车行业分析
发布时间:2019-12-09 09:48:39 浏览次数:359

        自动驾驶卡车的普及将逐步改变物流行业的效率与成本结构,进而影响大部分商品的运输成本。根据麦肯锡数据,通过利用卡车自动驾驶系统,美国卡车运输业的整体运营成本将下降约45%,可节省约850亿至1250亿美元。


概述


       卡车运输作为美国传统运输业的重要组成部分之一,在过去几十年里几乎没有太大的结构性变化,而这样的局面即将被自动驾驶汽车这一全新的技术所改变。随着科技与时代的进步,电子商务的兴起大大推动了物流行业的发展。为提高物流公司的容积率和效率,使其能够灵活应对高峰需求、承担更复杂的运输任务并降低成本,供应链正在转向全面自动化。

       相较于传统的人工卡车运输方式,自动驾驶卡车作为现代化高科技的产物,已越来越受到物流行业与市场的关注。自动驾驶卡车的普及将逐步改变物流行业的效率与成本结构,进而影响大部分商品的运输成本。根据麦肯锡数据,通过利用卡车自动驾驶系统,美国卡车运输业的整体运营成本将下降约45%,可节省约850亿至1250亿美元。然而,自动驾驶卡车的普及也仍需面对诸如商业模式不成熟和法律监管不完善等问题的挑战。为解析自动驾驶卡车这一即将到来的热门投资领域,本文将概述自动驾驶卡车技术,并针对该技术的当前趋势和未来预测做简要分析。


一、自动驾驶卡车市场概况


        以运输途径作为分类,美国境内物流行业大致可分为船运、管道运输、铁路运输和卡车运输。其中,根据麦肯锡全球研究所(McKinsey Global Institute)统计的数据,卡车运输已占全美范围内运输总量的60%以上,该数字预计在未来十年内不会发生太大变化。由此可见,卡车运输业对于美国整体物流行业的影响举足轻重,并且还会影响到包括零售业和工业在内的众多产业。


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       自动驾驶卡车作为无人驾驶汽车市场中的重要一环,也在近年里得到了快速发展。自动驾驶卡车以其低成本、高速、环保、节能等优点,开始改变人们对于传统卡车运输业的认识。根据Allied Market Research数据,预计2020年全球无人驾驶汽车市场规模预计将达到10.4亿美元,到2025年预计将达到16.69亿美元,CAGR(复合年增长率)将达到10.4%。各大行业领先的卡车制造商在过去几年中收购了众多科技公司,以开发自动驾驶卡车的技术。例如,跨国汽车制造商戴姆勒(Daimler)已收购了美国自动驾驶汽车公司Torc Robotics,并在收购后将该公司的自动驾驶技术应用于卡车。除了戴姆勒公司外,全球自动驾驶卡车市场的主要参与者还有:宝马汽车公司、五十铃汽车有限公司、通用汽车公司、奥托汽车公司、沃尔沃汽车公司、特斯拉、Waymo、丰田和大众汽车公司。

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       根据自动驾驶系统的自主程度,该技术可分为一级、二级、三级和四级。第一级自动驾驶辅助系统可帮助驾驶员完成多项任务,如转向、加速和刹车等基本操作。驾驶员在此阶段仍有责任监视环境,并在需要时接管辅助系统。尽管自动驾驶卡车和自动驾驶汽车使用了许多相同的技术,但上述两种技术的预计普及时间却大相径庭。与汽车相比,卡车较大的吨位以及更大的尺寸为自动驾驶带来了更多的技术挑战。除了技术问题,自动驾驶卡车还需在传统运输业的基础上建立起一套行之有效的商业模式。

       上述因素决定了自动驾驶卡车并不会在近期完成普及,而是会通过一系列的步骤逐渐实现应用。目前,自动驾驶卡车行业主要目标是实现第4级的自动化,即在大部分环境中(除特殊道路和天气情况外)可完成自动驾驶,随后再由人工辅助完成更为复杂的工作,而现有卡车自动驾驶系统主要目的是通过技术手段辅助驾驶员并提高运输效率。

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       根据麦肯锡2018年第四季度发布的报告,预计在未来的五至七年,第二级的无人驾驶卡车将会实现,长途卡车货运的成本将大大降低。这些自动驾驶卡车将配备一名驾驶领头卡车和紧随其后的无人驾驶卡车的司机,可在州际高速公路上实现无人驾驶。然而当车辆进入道路状况跟家复杂的城市道路后,驾驶员仍需要手动驾驶卡车。

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       预计在未来7至10年间,市场将迎来第四级自动驾驶卡车的普及。在道路状况与天气状况允许的前提下,无人驾驶卡车将实现在州际高速公路上的完全自主驾驶。驾驶员只需在州际高速公路的出口与自动驾驶卡车会合,随后再通过手动操作将客车开到停车场和装货码头等目的地。


二、自动驾驶卡车行业分析


1. 卡车自动驾驶技术的影响

        在自动驾驶技术发展的初期,该技术就将辅助驾驶员作为目标之一,例如避碰、稳定控制和车道偏离警告系统等技术可使驾驶大型车辆更加安全。与普通汽车自动驾驶系统一样,卡车自动驾驶技术可避免例如超速和疲劳驾驶等危险驾驶行为,预计在普及后可显著改善道路交通安全状况。尽管自动驾驶技术尚不完善,并不能完全预防事故,尤其是在特定的天气环境和道路条件下。但该技术的支持者声称,与人工驾驶卡车相比,自动驾驶卡车将大大减少事故的发生。根据麦肯锡全球研究所(McKinsey Global Institute)发布的报告,自动驾驶技术预计可使交通事故死亡率降低约90%。然而,由于自动驾驶卡车系统必须通过网络收集并处理数据,因而易受到黑客攻击。即使自动驾驶卡车内部有监管人员,黑客也有可能渗透到网络当中,以盗取信息或直接获得车辆的控制权。因此,近年来黑客犯罪的活跃和网络安全系统的尚未成熟将限制未来几年自动驾驶卡车市场的增长。

       除提高安全性外,卡车自动驾驶技术还可同时提高燃油经济性并节省人工成本。诚然,为实现自动化,卡车物流公司需要先期投入大量资金来购买和维护自动驾驶客车,但随着时间的推移,企业将会通过提高效率和降低成本而获得长期收益。需要注意的是,由于绝大部分行业都直接或间接的与卡车运输相关联,因此自动驾驶技术不仅会影响物流行业的效率和成本,也同时会在卡车运输业之外的行业产生广泛影响。由于运输成本的降低,农产品、零售商品和建材等商品的成本都会相应降低。下图显示了自动驾驶技术对卡车运输行业总体拥有成本(Total-cost-of-ownership)的影响,预计到2027年前后,自动驾驶技术将帮助卡车运输企业减少TCO至55%左右。

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       除上述两点外,自动驾驶技术在可预见的未来或将改变全美的就业状况。不可否认,与绝大多数自动化浪潮一致,自动驾驶技术的到来将会改变卡车司机的境遇。首先,自动驾驶技术可改善卡车司机工作环境,并减少不必要的劳动。尤其对于长途货运司机来说,自动驾驶技术将大大减少驾驶员在高速公路长途驾驶的疲劳,甚至可以减少他们离家的时间。然而,失业潮也同时会冲击该行业。根据futurism.com报道,八月二十日周二,由于担心因自动驾驶技术而失业的卡车司机,在密苏里州杰斐逊市的国会大厦外举行了抗议活动。此次抗议的目标是说服政府通过一项法案,禁止任何自动驾驶卡车在密苏里州的道路上行驶。尽管密苏里州目前尚未实现自动驾驶卡车应用,但卡车司机们认为,这种新兴技术已对他们的工作和生计构成了严重威胁。

2. 卡车自动驾驶技术面临的挑战

(1)法律问题

       首先,无人驾驶卡车需要面对法律监管尚不完善的挑战。根据2016年数据,全美范围内共有3326名乘用车乘客、摩托车驾驶员、自行车骑手和行人死于大型卡车碰撞事故,其中约80%的汽车碰撞事故是由乘用车而不是卡车造成的。在非自动驾驶状态时,处理该类事故的法律程序已十分清晰。然而,在没有驾驶员的情况下,根据现行的法律责任规定,很难判定责任方并进行赔偿。

       目前,自动驾驶卡车由美国交通部的国家公路交通安全管理局(NHTSA)监管。今年9月,众议院通过了一项法案,将取消在美国高速公路上引入自动驾驶汽车的许多限制。美国参议院也在考虑类似的措施。虽然自动商用卡车目前不包括在这些法案中,但在将来或可能包含在其他项立法中。全美范围内已有约三分之一的州政府制定了相关法律,允许自动驾驶汽车进行测试,但仍需联邦政府层面统一制定相关法律法规。

(2)技术应用及普及问题

       自动驾驶技术近年来发展迅速,但该技术还尚未达到成熟的阶段。目前大多数卡车自动驾驶测试都是在高度监控的情况下所进行。驾驶货运卡车需要特殊的驾驶技巧,人工智能需要模仿卡车司机在繁忙的港口迂回前进和装卸货物。即便只是在高速公路上行驶,自动驾驶系统还需应付随时可能发生的突发情况,如天气突变或爆胎等。戴姆勒高级工程总监德里克•罗茨(Derek Rotz)今年6月在接受Trucks.com采访时表示,虽然目前自动驾驶技术上不成熟,但总有一天该精密技术可掌握驾驶重型卡车的所有细微操作。然而,这一突破可能还需要很多年。

       除此之外,不论是自动驾驶技术的研发方,还是物流行业都需要找到一个行之有效的商业模式将这项技术从实验阶段转移到商业用途。目前自动驾驶卡车也很难应对一系列复杂的实际驾驶和操作情况。但在不远的将来,可以预见第二级和第三级自动驾驶卡车完成测试并投入实用,而率先将该技术投入实用的物流企业也会从中积累大量经验,并从自动化中获得的回报。不仅如此,部分制造商也瞄准了中小尺寸的功能型自动驾驶卡车,其中包括自动垃圾车、自动甘蔗收割机与自动道路清洁车等,部分已实现商业应用。

(3)潜在的失业潮

        根据高盛(Goldman Sachs)预测,随着自动驾驶卡车的推出,卡车司机的工作岗位每月将减少2.5万个。麦肯锡全球研究所(McKinsey Global Institute)发布的一份报告同样显示,在未来10年里自动驾驶卡车可能导致150万人失业。由于全美卡车司机的平均年龄在55岁左右,加大了再培训的难度,从而进一步加大了失业潮的可能性。然而,即便潜在的失业潮对卡车司机和整个社会的失业压力开始加大,但考虑到劳动力老龄化、成本下降导致市场对卡车运输服务的需求不断增长等因素,该行业或可能提供足够的工作岗位,以缓解潜在的失业问题。除此以外,卡车自动驾驶技术并不会完全取代人工,较为复杂和专业的工作仍需大量经过培训的人员来完成。


三、行业主要参与者分析


       近期,优步(Uber)作为早在2016年就完成了第一次自动驾驶卡车送货的技术研发企业,已正式宣布停止其自动驾驶卡车研发项目,从而将更多精力放在自动驾驶汽车上。Uber放弃自动驾驶卡车技术的原因较为复杂,其中包括该技术与其主营业务方向不符,以及Uber在上市后的财务压力等。除Uber外,目前市场上仍有许多公司在自动驾驶卡车领域投入大量的时间和金钱,并在技术方面取得了丰富的成果

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       戴姆勒公司(Daimler)是卡车制造业的领军企业之一,著名的梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)便是其旗下品牌,是目前全球第一大商用汽车制造商和第二大卡车制造商,其在轿车和卡车的自动驾驶技术上已投入了大量资金和精力。戴姆勒是最早进入该领域的公司之一,自2014年以来便开始不断测试其自主研发的自动驾驶卡车。该公司更是于2015年就获得了内华达州第一份自动驾驶卡车生产与测试牌照。戴姆勒公司正专注于实现自动驾驶卡车的实际应用,并计划在俄勒冈州波特兰市建立一个全自动卡车研究中心。在未来的一段时间,该公司还将增设置卡车专用接收站点、组建自动驾驶卡车车队,并展开对自动驾驶卡车驾驶员的培训。

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        Waymo是一家研发自动驾驶汽车的公司,同时也是Alphabet公司(Google母公司)旗下的子公司。早在2009年谷歌便开始筹建自动驾驶汽车项目,Waymo也正在此时成立;之后于2016年12月由Google独立出来,成为Alphabet公司旗下的子公司。目前,Waymo已在加州和亚利桑那州对其研发的自动驾驶卡车进行了一年多的测试。2017年11月,Waymo宣布该公司开始在驾驶座上不配置安全驾驶员的情况下测试自动驾驶汽车。2018年7月,Waymo宣布其自动驾驶车队在公共道路上的路测里程已达800万英里。今年3月,Waymo开始利用自动驾驶卡车在亚特兰大将货物运送到不同的谷歌数据中心,其中每辆卡车还配备了一名驾驶员以应付可能出现的突发情况。为了进一步推广自动驾驶技术并获取反馈,Waymo于2018年第四季度推出了自动驾驶服务Waymo One,首先向数百名已经使用过Waymo技术的早期用户提供该服务。根据客户的反馈,Waymo可以尽快完善其技术并简化流程,以满足实际运用的需要。


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       特斯拉作为电动汽车和自动驾驶技术的先驱,于2017年11月首次发布其拥有自动驾驶功能的卡车--Semi,原计在2019年开始逐步交货。目前Semi的自动驾驶系统由半自主辅助技术组成,可在高速公路上对车辆进行基本控制。特斯拉还计划推出一项自动排车功能,旨在实现自动卡车跟随一辆由司机控制的单引线卡车行驶。对于卡车而言,特斯拉认为在可预见的未来,自动驾驶技术并不能完全应付所有的工作任务并取代驾驶员。Semi仍处于原型测试阶段,距离量产还有一段时间,但该类车型已可利用遍布全美充电站实现长途驾驶,而无需任何其他车辆或团队的辅助,这也打消了市场对于其续航能力的担忧。然而,特斯拉还需面对电池成本高昂、维修保养复杂等问题的挑战。


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       北京图森未来科技有限公司(tusimple)成立于2015年9月,总部位于中国北京和美国加州圣地亚哥,专注于大型货运卡车自动驾驶系统自主研发,是我国无人驾驶卡车领域的独角兽企业。目前该企业已完成D轮融资,目前公司总估值超过10亿美金。今年3月该公司CFO以透露出将进行IPO的打算,是全球首个明确传递出要进行IPO信息的自动驾驶公司。技术层面来看,图森未来自主研发第四级自动驾驶技术,已实现货运卡车在高速公路货运和港内集装箱码头运输及其相似场景下的全无人驾驶。

       TuSimple在亚利桑那州拥有一个测试设施,其研发的自动驾驶卡车已在该测试基地中行驶了15000多英里。运营层面来看,截至2018年7月,图森的无人卡车队已安全运营超100天,无人为介入自动运载超过5000标准集装箱,具备了在白天、夜晚以及雨天等特殊工况下的商用能力。目前已经陆续为陕汽、北奔重汽等提供港口、园区等封闭场景的无人驾驶解决方案,自18年8月起与美国邮政的合作也已经产生主营收入,是第一家开始进行无人驾驶收费运营的公司。但受限于电池充电等方面的技术和成本限制,且国内相关政策法规的完善仍需一段时间,还难以在短期内实现量产。

总结


       对于卡车运输业而言,高昂的人力成本和难以提高的效率是急需解决的问题之一。自动驾驶技术可通过延长卡车运营时间和减少人工成本来解决上述问题,因此卡车物流运营商对自动驾驶卡车技术的需求较大。此外,现今全球对于运营车辆的安全标准都在日益严格,自动驾驶卡车由于其安全性也在多国得受到了政策支持。相比于自动驾驶汽车,由于自动驾驶卡车只适用在货运码头等特定场景中,自动驾驶卡车在政策方面遭遇的阻力也会相对较小,更容易落地和实现商业化。但该技术的普及和量产都存在较大的难度,数十家企业的无人驾驶技术仍处于路测阶段,自动驾驶卡车可能还需数年才能实现量产和普及。


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