樊玖林,夏茂栩
(西華大學汽車與交通學院,四川 成都 610039)
2015年10月工信部正式頒布的《〈中國制造2025〉重點領域技術路線圖(2015年版)》將智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義為搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術,實現(xiàn)V2X智能信息交換、共享,實現(xiàn)復雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制、替代人操作等功能的新一代汽車。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要包括兩大方面:一是智能化方面,美國汽車工程師學會(SAE)將智能網(wǎng)來汽車分級定義為駕駛輔助(DA)、部分自動駕駛(PA)、有條件自動駕駛(CA)、高度自動駕駛(HA)、完全自動駕駛(FA)等五個等級。二是網(wǎng)聯(lián)化方面,劃分為網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制三個等級[1]。
目前,全球汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級步伐加快,汽車產(chǎn)品加速向電動化、輕量化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化方向發(fā)展,戴姆勒、通用等國內外知名整車企業(yè)以及蘋果、谷歌、百度等“互聯(lián)網(wǎng)+”重點企業(yè)紛紛布局智能網(wǎng)聯(lián)汽車,智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術的發(fā)展或將引領全球汽車產(chǎn)業(yè)深入變革。
當前,美國、歐洲、日本等為代表的汽車強國,紛紛制定智能網(wǎng)聯(lián)汽車政策措施,從國家戰(zhàn)略層面推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。歐洲出臺《歐洲2020》、《歐洲未來交通與創(chuàng)新計劃》等多項戰(zhàn)略規(guī)劃,旨在推動合作式ITS系統(tǒng)構建、汽車智能網(wǎng)聯(lián)化研究、標準制定和產(chǎn)業(yè)化應用研究。美國2015年頒布《美國智能交通系統(tǒng)(ITS)戰(zhàn)略規(guī)劃2015-2019》將網(wǎng)聯(lián)汽車市場化應用及汽車智能化分級推廣作為智能交通系統(tǒng)工作的主要技術驅動力,2016年頒布《聯(lián)邦自動駕駛汽車政策》規(guī)范了自動駕駛技術15項安全評估要點,為自動駕駛技術提供制度保障[2]。日本發(fā)布《戰(zhàn)略性創(chuàng)新創(chuàng)造項目-自動駕駛系統(tǒng)研究開發(fā)計劃》及《世界領先IT國家創(chuàng)造宣言》推進駕駛安全輔助系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)和交通大數(shù)據(jù)等領域的應用研究,旨在實現(xiàn)世界上最安全的道路交通社會。聯(lián)合國也正在起草《自動駕駛汽車國際安全法規(guī)》,制定自動駕駛汽車的技術標準和性能細則要求,預計2018年3月生效,將成為全球通用準則。
目前,智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)全球市場規(guī)模已實現(xiàn)快速增長,從2013年180億美元,增長至2016年的450億美元,年均復合增長率為 35.7%。隨著電子信息、人工智能等先進技術的快速創(chuàng)新和加速應用,智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)將成為最具發(fā)展前景的新興技術產(chǎn)業(yè)之一,據(jù)德國汽車研究中心和羅蘭貝格預測,到2022年全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場將達到1559億美元,年均復合增長率為24.3%;到2025年互聯(lián)汽車將占到所賣出乘用車數(shù)量的90%。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車尚處于發(fā)展初期,全球范圍內自動駕駛技術還沒有達到Level5完全智能的水平。目前,除以通用、大眾、奔馳等為代表整車企業(yè)外,以谷歌、蘋果等為代表互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也紛紛搶灘,躋身智能網(wǎng)聯(lián)汽車的戰(zhàn)場,搶占自動駕駛市場。目前,寶馬、通用等車型已具備PA級自動駕駛功能谷歌專注于為量產(chǎn)汽車研發(fā)無人駕駛軟件,其公司的waymo無人駕駛汽車已具備全工況完全無人駕駛技術;奧迪與英偉達合作研發(fā)生產(chǎn)自動駕駛汽車,預計第一輛自動駕駛汽車將于2020年上路。
美、日、歐等國家在核心芯片、傳感器、ADAS系統(tǒng)等方面發(fā)展處于領先地位,整車與通信、信息、電子等行業(yè)已實現(xiàn)深度融合發(fā)展。美國的飛思卡爾、英特爾、德爾福等企業(yè)在網(wǎng)聯(lián)技術、智能化控制技術、芯片技術等方面處于優(yōu)勢地位;日本的松下、索尼等企業(yè)在車載信息系統(tǒng)和路側系統(tǒng)等智能安全應用上領先;歐洲擁有強大的整車和關鍵零部件企業(yè),寶馬、大眾、博世、大陸等重點企業(yè)在網(wǎng)絡互聯(lián)互通、輔助駕駛系統(tǒng)、無人駕駛等領域發(fā)展迅速。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為汽車產(chǎn)業(yè)國際新一輪競爭的焦點,是加快產(chǎn)業(yè)轉型升級和實現(xiàn)節(jié)能減排、創(chuàng)新發(fā)展的新支點,也是推動建設制造強國、汽車強國和互聯(lián)網(wǎng)強國的新支柱,促進經(jīng)濟邁向中高端水平的新引擎。為此國家及有關部委相繼制定并出臺《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》、《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》、《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標準體系建設指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)2017》等重要政策措近10余項,頂層規(guī)劃已基本完善,同時相關單位也正加緊技術標準和實施細則的制定,為智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要的戰(zhàn)略支撐。
目前,中國汽車市場保持著高速發(fā)展的勢態(tài),擁有規(guī)模超大,全球第一的汽車市場,自主研發(fā)能力快速提升,汽車產(chǎn)品逐步走向高端化,為發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供了堅實的基礎。
在整車方面,智能網(wǎng)聯(lián)汽車處于成長階段,潛在市場規(guī)模巨大。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模已從2014年460億元增長至2016年890億元,年均復合增長率為38.9%。國內基本以DA級車型為主,自適應巡航、自動緊急自動、車道保持等自主式環(huán)境感知的駕駛輔助功能已實現(xiàn),PA級以上車型尚未開始商業(yè)化應用,與國際先進水平仍存在差距。
在關鍵零部件方面,ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))作為智能駕駛的關鍵落腳點,目前在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中大量運用,國內企業(yè)目前暫無ADAS系統(tǒng)企業(yè),僅有系統(tǒng)部件產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)。車載微處理器(芯片)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈高附加價值環(huán)節(jié),市場基本被恩智浦、英飛凌、意法半導體、瑞薩等國外半導體公司壟斷,累計市場份額達80%。激光雷達國內市場規(guī)模達1.93億元,同比增長77%,已逐步應用于高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)以及無人駕駛汽車。毫米波雷達作為提升智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能化等級的主要傳感器之一,其技術水平不斷提高,77GHz毫米波傳感器將被廣泛應用。
目前,國內一汽、上汽、長安、吉利等主要整車企業(yè)已逐漸推廣搭載 PA級自動駕駛功能的車型產(chǎn)品,并正加緊HA/FA級(完全自動駕駛)技術的研發(fā),如一汽集團的“摯途”、長安汽車的“睿聘”、廣汽的“WITSTAR”等無人駕駛汽車,可實現(xiàn)高速公路全工況完全自動駕駛;比亞迪發(fā)布“智戰(zhàn)略”,加快智能駕駛研發(fā)。同時,以百度、阿里、騰訊等為代表的互聯(lián)網(wǎng)公司加快無人駕駛汽車的研發(fā)步伐,如百度實施“Apollo”計劃,整合國內外整車和關鍵零部件企業(yè),推廣開源無人駕駛汽車技術研發(fā)平臺;阿里與上汽合作,共同打造互聯(lián)網(wǎng)汽車及生態(tài)圈。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術架構復雜,不僅涉及傳統(tǒng)汽車的控制執(zhí)行技術、傳感等技術領域,還涉及環(huán)境感知技術、智能決策技術、高精度地圖與高精度定位、云平臺與大數(shù)據(jù)技術等一些列技術。我國智能交通及相關基礎技術相對于美、日、歐等發(fā)達國家和地區(qū)起步較晚,智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術鏈尚不完善,在汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化技術方面處于發(fā)展階段。
在智能化方面,我國的自主研發(fā)基礎相對薄弱,核心技術被博世、大陸、德爾福、奧托立夫等國外零部件企業(yè)掌握,ADAS系統(tǒng)、車載芯片和高端傳感器等關鍵零部件主要依靠進口。國內蘇州智華、東軟、地平線機器人等新興企業(yè)已在環(huán)境感知技術、智能決策技術等方面快速突破。
在網(wǎng)聯(lián)化方面,我國擁有強大的信息通信產(chǎn)業(yè),騰訊、百度、阿里等互聯(lián)網(wǎng)公司已與汽車整車企業(yè)聯(lián)手,在智能網(wǎng)聯(lián)駕駛剛面開展合作;華為、大唐等企業(yè)已掌握LTE-V先進技術及標準;高德地圖、四維圖新等已能夠實現(xiàn)厘米級的精度,為發(fā)展智能網(wǎng)絡汽車夯實技術基礎。
發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車是我國汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要戰(zhàn)略機遇,目前我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期,加快推進發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車必須從加強頂層設計、完善基礎配套設施、搭建創(chuàng)新平臺、加快示范應用等方面出發(fā)。
(1)加強頂層設計。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是一種新生事物,國內不同行業(yè)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的理解不僅全面。在政府的主導下,從國家和行業(yè)層面明確智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義、功能、構成和發(fā)展定位、目標,加強統(tǒng)籌協(xié)調,分級推進智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展。圍繞智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能化水平提升需求,以國家《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》為戰(zhàn)略引導,重點發(fā)展環(huán)境感知系統(tǒng),車載V2X無線通信技術、高精度定位與地圖技術,人機交互與共駕技術、集成控制及執(zhí)行系統(tǒng)技術,加快發(fā)展智聯(lián)終端裝備,同步發(fā)展多源信息融合技術,推動面向乘用車和商用車的自主式智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈與智慧交通體系建設,構建智慧生態(tài)環(huán)境城市。
(2)完善標準法規(guī)體系。目前我國還未有自能駕駛車輛上路相關標準法規(guī),相關部門協(xié)調統(tǒng)一,圍繞智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系架構和相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標,推進成立全國汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準化委員會,建立跨部門、跨行業(yè)、跨領域的統(tǒng)籌協(xié)調機制,編制智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系及上路驗證規(guī)范準則,積極開展乘用車自動緊急制動系統(tǒng)、盲目監(jiān)視系統(tǒng)等ADAS系統(tǒng)標磚體系建立,營造促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的軟環(huán)境。
(3)加快關鍵技術突破。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術架構復雜,涉及汽車、電子技術、信息通信、交通等多個領域。圍繞智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術,整合現(xiàn)有資源,鼓勵整車及零部件企業(yè)協(xié)同清華大學、同濟大學等國內高等院校和研發(fā)機構開展攻關,重點突破環(huán)境感知技術、控制執(zhí)行技術、人機共駕技術、通信與平臺技術等技術領域;加快推動整車企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、電子信息企業(yè)等相關產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新合作,搭建智能網(wǎng)聯(lián)汽車基礎數(shù)據(jù)共享平臺和產(chǎn)業(yè)化服務平臺,促進資源共享,推進智能網(wǎng)聯(lián)汽車與智慧交通、信息通信等產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展。
(4)完善基礎配套設施。根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的需求,加快推進LTE-V等通信網(wǎng)絡設施建設,支持5G通信設備研發(fā)和網(wǎng)絡體系建設;不斷優(yōu)化車道寬度、道路限速等設施參數(shù),提升道路基礎設施信息化、標準化水平;推進部署路邊通信終端及網(wǎng)絡,建設高精度GPS定位系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)測試和監(jiān)控數(shù)據(jù)與公共云平臺的聯(lián)網(wǎng),打造面向智能化、網(wǎng)聯(lián)化的智慧路網(wǎng)基礎設施體系,為開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術的研發(fā)和應用測試,不同等級智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供重要支撐。
(5)開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車推廣應用。借鑒歐、美等汽車先進地區(qū)發(fā)展經(jīng)驗,加快在基礎條件厚實的城市和區(qū)域建設智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試基地或示范運營區(qū),擴大智能網(wǎng)聯(lián)汽車推廣數(shù)量和范圍;積極搭建智能網(wǎng)聯(lián)汽車測評場景,加快建設覆蓋隧道、橋梁、智能停車場等各類的道路場景,能夠模擬復雜天氣、白天、夜晚等多環(huán)境,及模擬行人、非機動車和干擾車輛等的交通場景;搭建良好的測試驗證環(huán)境,完善政策措施和管理規(guī)范,為智能汽車發(fā)展提供提出的硬件環(huán)境。
[1] 李俊,節(jié)能與新能源汽車技術圖[D].機械工業(yè)出版社,2017.
[2] 殷媛媛,國內外智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展趨勢研究[J].競爭情報,2017(5).
[3] 馬建勇,前臺我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展環(huán)境[J].科技與創(chuàng)新,2017(2).
[4] 尚蛟,推進我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的建議[J].汽車工業(yè)研究,2017(2).
[5] 黎宇科,國內智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及建議[J].汽車與配件,2016(41).