李克強：構建智能網聯汽車的中國方案

文/本刊記者 段永利

車輛被稱為是“改變世界的機器”，作為人類“衣、食、住、行”四大基本需求中“行”的重要載體，汽車產業是國民經濟的主戰場之一，也是國防現代化的國之重器，更是世界大國競爭的重要領域。當前我國汽車產業發展正處于轉型升級、由大變強的關鍵階段，堅持創新驅動，凝聚優勢學科，建設產學研用相結合的協同創新體系勢在必行。

近期，北京市智能網聯汽車政策先行區為企業頒發了我國首批主駕無人的無人化示范應用道路測試通知書以及先行區智能網聯客運巴士道路測試號牌，這標志著國內自動駕駛領域從測試示范邁入商業化試點探索新階段。

作為“智能網聯汽車”這一術語及其技術中國方案的提出者與推動者，中國工程院院士、汽車智能駕駛系統專家李克強長期致力于汽車智能駕駛系統動態設計與控制的理論研究、技術攻關和產品研發，攻克了“控制協同、結構共用、車云融合”三大核心關鍵技術，主持研制了“智能安全駕駛”“智能集成駕駛”“智能網聯駕駛”三代系統裝置，并實現其產業化應用。

率先提出智能網聯汽車概念

我國是全球汽車產銷第一大國，銷量約占全球的30%，超過美國、日本、德國的總和，而車輛相關產業稅收占比、車輛相關從業人員占比以及車輛相關產業銷售額與全國其他行業的占比均超過10%。汽車智能化是跨產業領域的重大變革性技術，引發了世界各國激烈角逐，是目前學術界和產業界的研究熱點。

從1980年如愿以償成為清華大學汽車工程系的第一屆本科生，到2000年申請獲得清華大學“百人計劃特聘教授”資格，李克強很慶幸能一直從事自己鐘愛的專業，對汽車工程技術和汽車產業的發展有深刻的了解和認識，在從事智能汽車領域的教學和科研工作過程中，他也深有感悟。

由于其技術快速迭代且系統復雜交叉，大家對智能汽車涉及的許多概念尚未厘清，很多理解是過時的或片面的，李克強教導學生和團隊人員，做研究首先是厘清概念，明確定位。比如自動駕駛、自主式自動駕駛、網聯汽車、智能網聯汽車等，它們可統稱智能汽車，但各自的定義是不同的。其中，智能網聯汽車及其英文縮寫ICV（Intelligent &Connected Vehicles）就是由李克強團隊提出的，它是基于移動互聯技術與自動駕駛汽車相結合的新一代的智能汽車，是信息物理融合系統CPS（Cyber-Physical Systems）在汽車交通系統中的典型應用，是一種不同于單車智能的新型產品形態。而智能網聯汽車技術是由單項技術和系統技術組成的，單項技術包括感知、決策、通信、定位等。因此，李克強經常指導團隊，主張科研定位應在了解智能汽車相關單項技術的基礎上，聚焦于智能汽車系統技術。

從中國工程院和中國科協最新發布的前沿科學問題及前瞻技術問題可以看出，低碳化、電動化、智能化、網聯化已成為車輛行業的科技變革新趨勢，這使得我們車輛工程學科的內涵也發生了重要變化，即它已成為一個集機械、電子、信息多學科的深度交叉的學科，未來汽車工業將進一步成為我們國家工業皇冠上的一顆明珠。

面臨機遇與挑戰，李克強帶領團隊一直在努力探索，提出“結構共用智能汽車系統新架構”“擬人化智能汽車多目標協同控制”“車云融合智能網聯云控系統”，以及提出“智能汽車網聯分級”智能網聯時代汽車產業將出現新的產業形態——介于1級供應商和2級供應商之間的基礎平臺級供應商等新概念。李克強提出了基礎平臺級的供應商可稱之為1.5級供應商，它們將生產出計算基礎平臺、車載終端基礎平臺、云控基礎平臺、動態高精度地圖基礎平臺和信息安全基礎平臺這五大新型零部件總成，提供給1級供應商或主機廠由后者去完成最終的智能網聯汽車產品。

此外，李克強還率先提出智能化和網聯化融合的智能網聯汽車概念。他認為，智能網聯汽車已經脫離了原來傳統汽車的限制，成為集汽車和其他交通參與者、道路設施、通信設備以及云端大數據平臺為一體的信息物理系統。通過網聯協同，可以降低對單車感知和計算的需求，也可以解決單車智能對交通環境信息利用的廣度和深度局限問題。汽車作為網絡互聯的移動節點，還將帶動智慧道路、信息通信、信息安全等協同發展，有力促進汽車與智能交通融合。

用產學研模式應對行業挑戰

智能網聯汽車是全球汽車產業的未來發展方向和戰略制高點，它在我國的發展面臨重大機遇和挑戰。一方面，新一代信息通信技術與汽車相結合，推動汽車產業結構發生革命，為中國自主汽車產業的智能化轉型升級以及發展適合國情的產業模式提供了重大機遇。另一方面，智能汽車涉及高新技術、產業及社會發展的諸多方面，已形成國家間的競爭，而智能網聯汽車的核心“卡脖子”技術環節存在缺失會威脅產業安全，因此相關重要技術亟待突破。由于智能網聯汽車是一個典型的信息物理融合系統（CPS），可以至少從兩個領域開展創新性的研究和突破：一是以智能汽車為基礎的信息物理系統的構型，二是在CPS架構下智能汽車的系統重構。

李克強認為，車輛工程學科的科研模式，特別是對智能汽車的研究，最宜采用“理論創新－技術突破－成果轉化”三位一體模式。他在擔任汽車工程系系主任期間，積極推動建立了聚焦科技成果轉化的清華大學蘇州汽車研究院，與校內的汽車安全與節能國家重點實驗室形成整體研究體系。他的課題組在智能汽車科研方面，也按此模式開展相關工作。課題組老師和研究生，主要開展智能汽車系統動態設計與控制方面的理論和關鍵技術研究，在復雜系統動力學、智能決策與控制方向的理論研究和技術突破方面取得了一系列成果。

智能網聯汽車由三大部分組成：新一代信息通信技術、汽車系統技術、將兩者融合于一體的集成技術，若要真正意義上實現智能網聯功能，三者缺一不可。而其中的兩者融合一體化系統，是智能汽車的核心關鍵，其技術的定義和研究開發模式也與現有的產業不同。需要實現跨界協同、融合創新，加強汽車、交通、信息通信、人工智能等領域骨干企業的相互合作，補短板、強弱項，提升智能汽車創新鏈、產業鏈、價值鏈。

由于智能汽車的系統復雜性，跨界融合，團隊合作也尤其重要。這些年來，李克強院士在帶團隊時，重視團隊合作承擔重大課題，同時也注重年輕人的進步和成長，先后培養博士后和博士生50余人。同時，他也支持畢業的學生出去創業，目前他的很多學生都已成為智能汽車研究領域的佼佼者，并先后建立了蘇州智華、北京智行者、清智科技、啟迪云控等在行業里具有影響力的高科技公司，這些企業也反過來支持著課題組的人才培養和科研發展。

李克強作為首席科學家參與組建的國家智能網聯汽車創新中心，通過政產學研用相結合、跨界協同的模式，堅持“智能網聯汽車行業亟需的前沿基礎、共性交叉技術提供、技術轉移擴散、首次商業化應用支撐”的發展定位，聯合車企、ICT（信息通信技術）企業等不同產業領域的單位，建立行業亟需的“中國方案”的智能網聯汽車信息物理系統體系架構、統一規范和協同機制下的自動駕駛場景庫以及相關基礎平臺等，加強了技術鏈和產業鏈的協同創新。

提出智能網聯汽車設計方案

構建智能網聯汽車的中國方案，需要統籌智能網聯汽車、移動無線通信、智能化道路、交通信息網絡、大數據管理平臺、信息安全等協同發展，是一項復雜的系統工程，首要的是突破“車路云網圖”融合過程中的共性基礎技術。

2022年5月28日，在中國電動汽車百人會主辦、百度承辦的主題為“智能網聯汽車產業發展的法治環境與監管制度”高端研討會上，李克強提出，突破“車路云網圖”融合過程中的共性基礎技術，構建智能網聯汽車的中國方案。

從工業1.0的機械化到工業2.0的電氣化，再到工業3.0的信息化，汽車工業每次都發生了重大變革，而以信息物理系統為標志的工業4.0時代，將使汽車交通系統在未來10到20年中發生革命性的變化。

李克強認為，這種變化可以通過提升四個方面的汽車基本性能來描述，“首先也是最重要的是，為了讓汽車行駛更加安全，根據相關系統統計，目前超過90%的交通事故是由駕駛員因素造成的，駕駛員是汽車行駛過程中最不可靠的環節，因此，我們要研究汽車智能安全技術，讓人們的出行更加安全有保障。其次，為了讓汽車行駛更加舒適，我們要研究汽車的智能駕駛技術，這樣就可以代替人類駕駛員，提高乘坐舒適性，讓汽車變成溫馨的移動空間。然后，還要研究汽車新能源、電動化及智能網聯等技術，讓車輛行駛更加綠色節能環保。最后，為了讓道路交通更高效，我們要研究車、路、云一體化的信息共享和相互協同技術，通過智能網聯通信手段，有效減少交通的擁堵”。接下來，分層解耦的基礎地圖、高精度動態地圖的基礎平臺建設，是必須解決的重點。

目前，在“車”領域，我國企業正在積極加快關鍵技術與零部件研發產業化，包括電子電氣架構、國產芯片、系統與功能軟件、智能網聯功能的加速規模應用等；在“路”領域，正持續加快智能化道路基礎設施建設，強化車路協同場景應用；在“云”領域，各地方也在加大云控平臺建設，推進網聯應用和安全實踐。但目前在建的數據平臺多為1.0版，建議借鑒北京、上海、長沙等城市的方案，打通底層數據，這樣才能支撐產業發展，實現安全治理與服務的一體化；在“網”領域，持續開展C-V2X技術研發、測試驗證與應用示范；在“圖”領域，積極應對地圖領域發展挑戰，促進高精度地圖進入商業化應用。

截至今年3月底，示范區常態化開展測試和商業化服務的各類高級別自動駕駛車輛約300輛，累計發放乘用車號牌147張、無人車編碼86個、卡車號牌4張，累計測試里程超過400萬公里。示范區內已經開放自動駕駛出行服務商業化試點，累計服務人次超8萬。

“以前上下班堵半個多小時都是正常的，現在經過榮京東街到科創五街經常是一口氣過9個綠燈路口，路上省了不少時間！”前不久，北京亦莊智能路口引發大家熱議。依托已基本完成2.0階段建設的北京市高級別自動駕駛示范區，亦莊60平方公里范圍內建設了332個智能路口。從“一路等待”到“一路綠燈”，這些智能路口在提升交通效率、改善群眾出行方面，正發揮著積極作用，智能交通建設已初見成效。

汽車產業鏈復雜，未來智能網聯汽車產業將通過多方協同創新，共同打造出全新的智能化移動交通工具，并在智慧城市大環境里有效地運營，從而推動智能網聯汽車融合發展。通過智能網聯汽車與各產業之間有機、深入的融合，可有力帶動我國科技創新和產業發展。智能網聯汽車落地后的商業模式豐富，將深刻改變人類的生活方式，也有利于帶動未來城市實現轉型發展。