甄曉陽
(天津市高技術研究發展中心)
智能網聯汽車(intelligent and connected vehicle,ICV)是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置,并融合現代通信與網絡技術,實現車與X(車、路、人、云等)的智能信息交換、共享,具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能,可實現安全、高效、舒適、節能行駛,并最終實現替代人來操作的新一代汽車[1]。智能網聯汽車是國際公認的未來發展方向和關注焦點,發展智能網聯汽車有利于推動汽車出行經濟新模式,解決交通安全、能源消耗問題,構建數據驅動、跨界融合、共創共享的智能交通和智能社會。
文獻[2]指出,智能網聯汽車中,電子零部件的成本占比將會達到整車的一半以上,大量的雷達、傳感器、通信、攝像頭、監控、檢測系統將會被裝載在汽車之上,以現在的出貨量計算,國內智能汽車硬件的市場空間就將達到1.5萬億元左右。2015年以來,國內市場涌現很多自主品牌的高級駕駛輔助系統(ADAS),價位在20萬元以內的中級車開始出現了豐富的ADAS配置。分析機構預計,中國ADAS市場2015—2020年,復合增長率達35%,2020年中國可實現近800億元的市場空間[2]。
國內智能網聯汽車發展較晚,尚處于產業化初期和市場培育階段,智能網聯汽車的產品體系可分為傳感系統、決策系統、執行系統3個層次,分別可類比人類的感知器官、大腦以及手腳[3]。產業鏈上下游主要包含車規級芯片、傳感系統(視覺傳感、雷達系統等)、決策算法、定位通訊(高精地圖、定位、V2X等)、系統集成、終端與云控平臺、智能出行等。圖1示出國內智能網聯汽車產業結構及部分企業。

圖1 國內智能網聯汽車產業結構及部分企業
國務院印發的《中國制造2025》中,節能與新能源汽車被歸為重點發展領域之一,其中智能網聯汽車是重點發展內容。《中國制造2025》明確了智能網聯汽車的發展目標,即到2020年,掌握智能輔助駕駛總體技術及各項關鍵技術,初步建立智能網聯汽車自主研發體系及生產配套體系。到2025年,掌握自動駕駛總體技術及各項關鍵技術,建立較完善的智能網聯汽車自主研發體系、生產配套體系及產業群,基本完成汽車產業轉型升級。國務院印發的《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》明確提出了促進人工智能在智能汽車領域的推廣應用,“互聯網+”人工智能為11個重點行動之一。
科技部推出了多個國家“八六三”計劃,對車路協同、車聯網等方面進行政策支持,同時,在國家重點研發計劃的新能源汽車重點專項中,對智能網聯汽車作出重要布局。工信部發布的“智能網聯汽車技術路線圖”描繪出智能網聯汽車發展所需的關鍵核心技術及發展路徑。中國汽車工業協會發布的《“十三五”汽車工業發展規劃意見》中,智能網聯汽車也被列為我國汽車工業8個重點發展方向之一。從2009年開始,國家自然科學基金委員會定期舉辦“智能車未來挑戰賽”,推動我國無人駕駛技術的進步。表1示出國家智能網聯部分政策及摘要。

表1 國家智能網聯部分政策及摘要
清華大學連續承擔3個國家高技術研究發展計劃(“八六三”計劃)課題“智能車路協同關鍵技術研究”“基于車聯網的車輛智能化技術研究”“多目標交通信號和行駛車輛智能化協同控制研究”,在基于車聯網的行車安全預警與控制、基于互聯網的車輛節能提示與控制、車與交通信號協同控制等領域取得顯著成果[4]。同濟大學在無人駕駛環境感知與決策、無人駕駛智能電動汽車控制系統方面取得成效。吉林大學在基于雷達傳感器和攝像頭的ACC自適應巡航系統、AEB自動緊急制動系統和LDW車道偏移報警系統方面取得突破性進展。此外,國防科技大學、合肥工業大學、長安大學等高校及中國電子集團第五十四研究所、電信科學技術研究院等研究機構也為推動車聯網通信技術做出重要貢獻。
中國汽車工程學會組織發起成立了“中國智能網聯汽車產業技術創新戰略聯盟”,中國汽車技術研究中心發起成立了“智能車輛產業技術創新戰略聯盟”,企業、高校、研究機構將共同參與,優化資源配置、促進智能車輛技術集成創新以及推動成果產業化發展。國汽智聯定位為國家級智能網聯汽車創新中心,為我國智能網聯汽車建設新型產業生態創新體系提供基礎模塊和共性平臺。
示范測試是推動智能網聯汽車產業化的重要工作之一[5]。2016年6月,北京市科委正式啟動《北京市智能網聯駕駛技術創新工程(2016—2025年)》,同時宣布成立北京市智能網聯駕駛技術咨詢專家委員會。2016年1月,工信部、北京市政府、河北省政府共同簽訂“基于寬帶移動互聯網的智能汽車與智慧交通應用示范框架合作協議”。2015年11月,上海國際汽車城已經被授予國內首個智能網聯汽車示范區,并公布了無人駕駛汽車城的總體規劃。目前,封閉測試區已建成將近200個場景,同時支持自動駕駛避撞能力、行為能力及實效應對能力等方面的綜合性全方位的測試評價,成為國內首個支持V2X應用層標準的測試示范區。重慶市、浙江省、吉林省、湖北省、江蘇省等省市紛紛加快部署,共同推進4G/5G通信、智能汽車、車聯網融合創新發展,智能網聯汽車已在全國范圍內開展示范工程。
2018年5月,投資300億元的中德智能網聯汽車四川試驗基地正式落戶成都,是國內唯一的國際合作智能網聯汽車自動駕駛試驗基地。同時,各地也積極推進公共道路測試工作,目前北京、保定、上海、重慶、深圳、長春、長沙、福建、廣州、天津、杭州等地先后發布了道路測試辦法。
從產業上看,長安、一汽、比亞迪、宇通、東風均已開展無人駕駛汽車研發。大部分主流乘用車企業在部分量產車型上裝配了L1級駕駛輔助系統,部分企業則在少數高端車型上裝配了L2級部分自動駕駛系統,并對L3和L4階段自動駕駛系統進行了研發和試驗。根據智能網聯汽車指數(Intelligent Connected Vehicle Index,ICVI)評價體系,2017年,中國智能網聯汽車產業競爭力指數在美、德、日3個國家之后,中國智能網聯汽車產業競爭力與發達國家相比存在一定差距,但和傳統汽車領域相比,差距有所縮小[6]。
從技術水平上看,在車內人機交互方面,語音交互在車載領域應用廣泛,比亞迪、長安等企業新一代車型幾乎全部采用了觸摸屏車機產品;科大訊飛、云知聲等供應商開發的相關引擎日趨完善;TOF、雙目等企業的手勢交互技術快速發展,能與語音識別無縫結合,融合眼動、面部識別等前沿技術,多種交互技術并存的趨勢越來越顯著。在車輛決策與控制技術方面,國內企業對路徑規劃、行為決策、軌跡規劃、車輛控制等核心算法開展了深入的研究,其中一些企業在前撞預警、車道線偏離預警、全景泊車輔助等方面已經達到國際先進水平,商用車的自動緊急制動系統(AEBS)已經開始裝車應用。在環境感知方面,雷達和圖像傳感器的融合是未來發展的主要趨勢,國內廠商在車載攝像頭鏡頭上優勢突出,其中舜宇光學的鏡頭出貨量為全球第一;模組市場上國內廠商占有率超過50%,但市場集中度較低,上游核心芯片為國外產業巨頭所壟斷,國內車載毫米波雷達、激光雷達廠商面臨巨大競爭壓力和挑戰。在計算平臺系統方面,以百度為首的互聯網和算法公司推出了自有的自動駕駛軟硬件平臺,逐漸開始路測,但自動駕駛計算平臺依賴于國外提供的硬件芯片;國內芯片企業如華為、地平線、深鑒科技等研發了針對智能網聯汽車的計算芯片平臺,但距國際先進水平還有一定差距。
從行業投資上看,互聯網企業在計算能力、海量數據、優秀算法等核心人工智能技術方面具備得天獨厚的優勢,騰訊、百度、樂視、阿里巴巴等國內互聯網巨頭紛紛宣布跨界造車或發布超前概念,并在車聯網、整車制造及出行服務等領域展開布局。百度的Apollo計劃,旨在提供開放、完整、安全的軟硬件和服務平臺,幫助開發者快速搭建屬于自己的完整的自動駕駛系統,并與奇瑞、一汽、長安等超過50家企業達成戰略合作;阿里巴巴和上汽簽署互聯網汽車戰略合作協議,并合資設立10億元的互聯網汽車基金,用于共同推進智能網聯汽車的開發和運營,同時與斑馬網絡與神龍汽車就未來汽車智能化達成戰略合作;騰訊投資滴滴和四維圖新,并持有特斯拉5%的股份。
1)國內相關行業戰略缺乏協調。智能網聯汽車涉及汽車、電子通信、交通等眾多行業,相關國家戰略、政策缺乏相互協調和統籌規劃,亟須國家做好跨行業、跨領域的頂層設計與規劃,促進智能網聯汽車和智能交通體系的有機結合。
2)法律法規和標準體系尚不完善。目前智能網聯汽車公路測試牌照、道路交通事故責任認定、民事訴訟、刑事訴訟等相關法律規范不完善,車路協同所必須的相關數據格式與協議等標準尚待統一。
3)關鍵核心技術缺失。攝像、雷達等傳感器、車載系統、自主式ADAS、核心芯片等技術被國外壟斷,我國在信息通信領域擁有較強技術,但未能深入汽車智能化控制層面,V2X示范運行區處于起步建設階段,與國外差距較大。
建議智能網聯汽車上下游企業加強對高素質科研人員的引進和培養,切實參與到產學研的合作創新模式中去,有效利用高等院校以及科研機構的研發平臺,建立高效的合作機制,并最終形成自己的研發系統,鼓勵科研人員全方位掌握國外的同類先進技術,最終將其轉化成自有科研成果。
產業具有綜合性、集成性和網絡性的特點。智能網聯汽車產業不僅包括了全部相關的汽車企業,還包括整個產業鏈上對其產生影響的組織和機構。因此,產業層面應從整體上來提升其自主創新能力,擴大產業的聯系范圍,除了具體的生產企業以外,還包括其他的組織和機構,如高等院校、政府服務機構以及金融機構等,有效提高產業內部以及外部機構的合作效率,為產業自主創新服務,從而提高產業的創新效率。
國家政策扶持是智能網聯汽車產業健康發展的保障。從國家層面上,應建立符合中國國情的智能交通總體發展戰略和政策,統籌推進包括智能網聯汽車在內的相關產業共同發展;加強科技專項資金引導,突破核心關鍵技術,通過國家科技計劃專項資金加大對智能網聯汽車關鍵核心技術研發及應用示范,構建汽車、互聯網、信息企業、科研院所及其他機構共同參與的協同創新網絡,推動智能網聯汽車與通信、電子、信息、交通等多個領域協同,支撐產業鏈發展;同時,提前開展相關法規制修訂的研究工作,為逐步推進相關法規配套修訂做好準備。
智能網聯汽車是汽車產業的重點發展方向,當前我國智能網聯汽車尚處于產業化和市場化初期,需在國家政策的支持和引導下,集合高校、科研院所、汽車企業、互聯網企業各方面的優勢資源,提升整個產業層面的自主創新能力,掌握智能網聯汽車產業的國際先進技術。