智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用北斗系統(tǒng)新進(jìn)展

（北京跟蹤與通信技術(shù)研究所，北京 100094）

2020年7月31日，習(xí)近平總書記向世界宣布北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，標(biāo)志著北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略圓滿完成，北斗邁進(jìn)全球服務(wù)新時(shí)代[1]。北斗系統(tǒng)已全面服務(wù)公共安全、交通運(yùn)輸、應(yīng)急救援、農(nóng)林牧漁等行業(yè)領(lǐng)域，納入電力、通信、金融等國家重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，正在加速進(jìn)入大型基建領(lǐng)域，與新一代通信、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)深度融合，北斗應(yīng)用新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。其中，融合應(yīng)用北斗導(dǎo)航服務(wù)和產(chǎn)品的智能汽車產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展。

1.汽車自動(dòng)駕駛分級標(biāo)準(zhǔn)

目前，汽車行業(yè)通常采用國際自動(dòng)機(jī)工程師學(xué)會(huì)(Society of Automotive Engineer International，簡稱SAE，創(chuàng)建于1905年，是目前國際汽車行業(yè)及自動(dòng)化相關(guān)領(lǐng)域的權(quán)威技術(shù)組織；自動(dòng)機(jī)Automotive這一術(shù)語為該學(xué)會(huì)會(huì)員在創(chuàng)建之初創(chuàng)造，指通過自身動(dòng)力運(yùn)動(dòng)的任何形式的交通工具，包括汽車、商用車、航空航天器、船舶等[2]）制定的汽車自動(dòng)駕駛分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研制生產(chǎn)。該標(biāo)準(zhǔn)共分為L0至L5 6個(gè)級別：L0是無自動(dòng)化駕駛，車輛無任何自動(dòng)化能力，由駕駛員完全控制。L1是輔助駕駛，車輛能夠在特定環(huán)境下完成較少部分駕駛操作，例如輔助轉(zhuǎn)向。L2是部分自動(dòng)駕駛，車輛能夠完成多項(xiàng)駕駛操作，駕駛員需要監(jiān)控駕駛環(huán)境和完成剩余操作，例如自動(dòng)泊車、車道保持等。L3是有條件自動(dòng)駕駛，車輛配備處理多傳感器信息和高精度地圖數(shù)據(jù)的自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠完成大部分駕駛操作，駕駛員需要保持應(yīng)答狀態(tài)和隨時(shí)準(zhǔn)備取回駕駛控制權(quán)。L4是高度自動(dòng)駕駛，車輛完成駕駛?cè)蝿?wù)并監(jiān)控駕駛環(huán)境，在自動(dòng)駕駛可以運(yùn)行的范圍內(nèi)，駕駛所有操作與駕乘人無關(guān)，但不能完全取消人為控制。L4級別自動(dòng)駕駛汽車需要與智能道路交通網(wǎng)協(xié)同工作，通常也被稱為智能網(wǎng)聯(lián)汽車。L5是完全自動(dòng)駕駛，車輛在所有場景下都能完成所有駕駛操作，有緊急停止按鈕或者類似功能。

2019年5月，工信部發(fā)布了《2019年智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》，著重強(qiáng)調(diào)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的重要指導(dǎo)作用，將智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)與建設(shè)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略部署緊密聯(lián)系[3]，正在抓緊制定國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)國家發(fā)改委預(yù)計(jì)，大型城市、高速公路等區(qū)域車用無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋率將達(dá)到90%，北斗高精度定位服務(wù)未來可實(shí)現(xiàn)全覆蓋[4]，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的實(shí)際應(yīng)用提供了基礎(chǔ)支撐。

2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年，傳統(tǒng)汽車制造國高度重視智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展，例如，美國成立交通變革研究中心進(jìn)行智能網(wǎng)聯(lián)汽車大規(guī)模示范測試，《美國智能交通戰(zhàn)略規(guī)劃2015—2019》明確將智能網(wǎng)聯(lián)汽車和自動(dòng)化作為兩大主要發(fā)展目標(biāo)[5]，美國交通部正在主導(dǎo)制定相關(guān)強(qiáng)制法規(guī)；歐洲、日本等也很早開始智能交通系統(tǒng)的相關(guān)研究，從車、路、物等多方面開展規(guī)劃。

隨著5G技術(shù)落地和人工智能技術(shù)不斷創(chuàng)新，我國智能汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了發(fā)展快車道。國家及地方相關(guān)部門紛紛出臺政策文件，指導(dǎo)智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2020年2月，發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工信部等11個(gè)部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，提出了戰(zhàn)略愿景：“到2025年中國標(biāo)準(zhǔn)智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施、法規(guī)監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)安全體系基本形成；實(shí)現(xiàn)有條件自動(dòng)駕駛（L3）的智能汽車達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)駕駛（L4）的智能汽車在特定環(huán)境下市場化應(yīng)用”[4]。同時(shí)，北京市在《關(guān)于促進(jìn)北斗技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施方案（2020—2022年）》中，提出研發(fā)適用無人系統(tǒng)的高性能、高精度、小型化的多模多頻北斗/GNSS芯片，形成北斗高精度技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車、無人機(jī)和小型機(jī)器人等領(lǐng)域深度應(yīng)用的解決方案[6]。

3.應(yīng)用北斗研發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)汽車有關(guān)情況

目前，多個(gè)省市重點(diǎn)布局智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)，大力推動(dòng)北斗三號芯片、終端在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的深度應(yīng)用，瞄準(zhǔn)北斗產(chǎn)品在國產(chǎn)汽車前裝領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用，提供滿足L4級別自動(dòng)駕駛汽車的高精度時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)。

一是研制多款車規(guī)級北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品。車規(guī)級是指電子產(chǎn)品符合汽車安全的標(biāo)準(zhǔn)等級。面向包含L4級別在內(nèi)的車規(guī)級需求，例如，有北斗企業(yè)著手研制“北斗三號車載一體化智能天線”“車規(guī)級高精度多模多頻射頻基帶一體化芯片”等多款產(chǎn)品。其中，北斗車載一體化智能天線已經(jīng)在2022年冬奧會(huì)北汽L4級別接駁車項(xiàng)目中進(jìn)行了測試和小批量試用，計(jì)劃下步開展大規(guī)模應(yīng)用。二是前裝車載北斗智能終端。傳統(tǒng)車企與導(dǎo)航產(chǎn)品制造商共同推進(jìn)前裝車載平臺化智能座艙研制[7]，集成北斗三號車規(guī)級芯片，融合高精度地圖、人工智能、5G移動(dòng)通信、車路協(xié)同等多項(xiàng)技術(shù)。三是打造“車路云”一體化系統(tǒng)。例如，北京市正在推進(jìn)L4級別道路示范區(qū)建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)車輛、道路基礎(chǔ)設(shè)施、云計(jì)算平臺標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)共享，形成協(xié)同“車、路、云”工作的一體化系統(tǒng)。其中，道路基礎(chǔ)設(shè)施包含高精度北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位單元，融合云計(jì)算技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高精度定位和快速輔助定位、高精度地圖下載、車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳、智能導(dǎo)航等多項(xiàng)應(yīng)用服務(wù)。

4.未來展望

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是體現(xiàn)“北斗+人工智能”融合應(yīng)用的新興領(lǐng)域，多個(gè)省市已充分利用本地優(yōu)勢企業(yè)推進(jìn)L4級別自動(dòng)駕駛汽車、基礎(chǔ)設(shè)施研制。未來，瞄準(zhǔn)影響國家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略格局的前沿領(lǐng)域，促進(jìn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G通信、大數(shù)據(jù)、人工智能、無人工程等新興領(lǐng)域技術(shù)交叉創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)跨界融合，“北斗+汽車”領(lǐng)域深度技術(shù)研發(fā)有待進(jìn)一步突破，以促進(jìn)北斗高精度時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)廣泛應(yīng)用于智能汽車行業(yè)。