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    【智能交通二十年】中国智能网联汽车发展概况

    2018-12-06 11:40:14 来源:中国智能交通协会 评论:
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    中国汽车技术研究中心有限公司汽车工程研究院副院长 龚进峰

    汽车作为一种重要的载运工具,是交通系统的重要组成部分。在新一轮科技革命和产业变革的推动下,智能网联汽车已经成为汽车行业的重点战略方向,承载着我国制造业转型升级的重要使命,同时也能有效解决交通拥堵、安全事故等重要社会问题,通过全新商业模式下汽车的高效利用,为人民生活带来极大便利。本文拟对近些年国内智能网联汽车的发展进行简要介绍。

    一.国内智能网联汽车政策与标准

    智能网联汽车承载着世界汽车产业的未来,是智能交通系统的重要组成部分,世界各主要汽车强国和地区均将智能网联汽车提升到战略高度,纷纷出台政策和法规来引导并促进其产业的发展。中国政府也高度重视智能网联汽车的发展,并已将其上升到国家战略层面,制定了相关政策和法规,引领中国智能网联汽车产业的发展方向。

    1、 国家相关政策

    2015年5月发布的《中国制造2025》明确提出支持汽车行业自主掌握低碳化、信息化和智能化核心技术,并将智能网联汽车作为汽车产业重要领域,形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系;2017年4月工信部、国家发改委和科技部联合印发了纲领性文件《汽车产业中长期发展规划》,明确指出“智能网联汽车有望成为抢占先机、赶超发展的突破口”,提出组建智能网联汽车创新中心、推动宽带网络基础设施建设和多行业共建智能网联汽车大数据交互平台、开展智能网联汽车示范推广等多项举措推动智能网联汽车的迅速发展;2018年1月,国家发改委发布《智能汽车创新发展战略》征求意见稿,提出构建自主可控的智能汽车技术创新体系、构建跨界融合的智能汽车产业生态体系、构建先进完备的智能汽车路网设施体系、构建系统完善的智能汽车法规标准体系等六项战略任务来推动智能汽车在国内的技术研发和产业落地。

    除此之外,中国政府先后发布了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》、《“互联网+”人工智能三年行动方案》、《新一代人工智能发展规划》、《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018年-2020年)》等多个文件均提出多项举措努力推动智能网联汽车的发展。

    2、 国家相关标准法规

    标准及法规在智能网联汽车行业发展过程中具有重要的引领和支撑作用,其中,国家汽标委一直致力于智能网联汽车标准的相关工作。2017年12月,工业与信息化部联合国家标准化管理委员会发布了《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)》,提出从基础、通用规范、产品技术与应用、相关标准四个层面构建智能网联汽车标准体系。到2020年规划建立30项以上涵盖功能安全、信息安全、决策预警、辅助控制等核心功能相关的驾驶辅助及低级别自动驾驶的智能网联汽车标准。到2025年其标准体系能够涵盖100余项支撑高级别自动驾驶的相关标准。

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    图表 1中国智能网联汽车标准体系图

    2018年4月份,全国汽车标准化技术委员会智能网联汽车分技术委员会(以下简称“智能网联汽车分标委”)成立,其工作主要围绕四部分开展:加快推进ADAS标准制定;积极开展自动驾驶相关标准的研究与制定;协同推进汽车信息安全标准的制定;尽快启动汽车网联的标准研究与制定。同时,分标委将开展智能网联汽车测试评价的相关工作,为智能网联汽车的准入、认证做研究,包括测试场景、测试设备、评价参数、判定基准以及测试规程。

    智能网联汽车分标委也一直非常关注与国际标准族中的协调合作,目前已经和联合国、WP29、包括国际电信联盟ITU和SAE开展了多项合作。2018年,中国参加ISO大会,制定的自动驾驶汽车测试场景标准提案得到通过,当选为该工作组召集人,这是中国首次成为汽车领域工作组召集人,凸显出中国在国际智能网联标准化工作中的重要作用。

    二.汽车的智能化及网联化

    汽车的智能化和网联化是未来汽车技术的两大发展方向,更是中国汽车产业未来发展的两大战略机遇。

    1、汽车的智能化

    (1)汽车的智能化分级:在汽车智能化分级上,结合我国道路的自身特点与复杂性,将汽车等级分为驾驶辅助(DA)、部分自动驾驶(PA)、有条件自动驾驶(CA)、高度自动驾驶(HA)和完全自动驾驶(FA)五个等级。并从控制、监视和失效应对三个方面来判断控制主体,从3级CA及其以上级别都是有“系统”来监控驾驶环境。 

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    图表 2中国智能网联汽车智能化等级

    (2)我国在汽车智能化研发现状:

    1)国内高等院校:国内部分高校自20世纪90年代起即开始无人车的研究,国家自然基金委专门设立重大研究计划“视听觉信息的认知计算”,对清华大学、国防科技大学、北京理工大学、军事交通学院、中科院合肥物质研究院、西安交通大学等高校在无人驾驶领域进行了专项资助。自2009年起,国家自然基金委为了检验高校研发的无人车在复杂环境感知和智能决策控制等方面的能力,开始举办中国智能车未来挑战赛,截止到2017年共举办过了九届比赛。中国智能车未来挑战赛已成为国内无人车领域的明星赛事,为我国无人驾驶领域的早期发展培养了一批技术人才,也孵化出一系列创业企业。

    2)国内整车制造企业:与高校关注于FA级别的全自动无人驾驶汽车不同,国内整车企业更加关注DA和PA级别的自动驾驶功能在量产车型上的实现,近些年以自适应巡航(ACC)、自动紧急刹车(AEB)、盲区检测(BSD)、车道保持(LKA)等为代表的高级驾驶辅助系统已陆续在各车厂的新车型上配备,受到了消费者的高度认可。国内包括蔚来、威马、小鹏、车和家等新兴造车势力纷纷制定自己的车辆智能化战略,将高级别的辅助驾驶功能作为新车的重要卖点,广泛吸引了公众的眼球。

    3)国内新兴力量:自2015年以来,随着无人驾驶在国内热度的持续增加,除了百度、腾讯、京东等互联网公司的持续发力之外,市场上也涌现出一大批自动驾驶相关企业,这些企业中既包括提供无人驾驶整体解决方案的公司,比如驭势、奥特贝睿、慧拓等;也包括从事激光雷达、毫米波雷达等关键传感器研发的公司,比如禾赛、北科天绘、行易道、川速微波等;还包括专注于ADAS解决方案的公司,比如安智、清智等。整体而言,这些初创公司在资本市场上融资表现优秀,但尚未具备持续的盈利能力,各个公司的未来发展尚待观察。

    4)中国汽车技术研究中心有限公司:中国汽车技术研究中心有限公司(以下简称“中汽中心”)作为汽车行业“独立、公正”的第三方,在国内也率先开展了智能车的研究,截止到目前共研发有两款无人驾驶原型车。两款无人驾驶车均积极参加了国内组织的无人驾驶赛事,引起了业内关注,图表3为中汽中心研发的无人驾驶汽车。

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    图表 3中汽中心研发的无人驾驶汽车

    2、汽车的网联化

    (1)汽车的网联化分级
      在网联化方面,按照网联通信内容及实现的功能不同,划分为网联辅助信息交互、网联系统感知、网联协同决策与控制三个等级。三个等级的划分依据主要是不同种类的交互对于传输实时性、可靠性的要求上,最高等级的网络协同决策与控制需要在5G在车载场景实现商用化后才能达到。

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    图表 4中国智能网联汽车网联化等级

    (2)我国车联网相关标准

    在车辆的网联化领域,目前车联网的标准主要分为DSRC和LTE-V两类,其中DSRC即专用短程通信技术是美国、欧洲和日本主导的车联网通信标准体系,LTE-V是由中国主导的通信标准体系。DSRC标准体系提出较早,技术相对成熟,在美欧日等发达国家已经有规模化应用,但是如果在国内落地将面临重复建网的问题。LTE-V则可以利用国内运营商原有的4G网络,降低车联网建网成本,近来国内LTE-V标准的制定速度在明显加快,工信部已于2018年6月发布了《车联网(智能网联汽车)直连通信使用5905-5925MHz频段的管理规定(征求意见稿)》。华为、大唐等企业在LTE-V的产业化进程上也正在大步前进。

    (3)中汽中心网联化示范区建设

    中汽中心计划于2018年底在园区内建设完成具有符合我国车联网标准的示范区。园区内配备差分定位系统基站、车联网路侧设备以及具有网联功能的智能红绿灯和行人识别系统。可实现如图所示的12个车路及车车协同场景的演示,同时可通过蜂窝通信网络实现车辆远程控制、车内视频传输以及手机约车等功能。探索具有无人车、车辆网、云端控制系统三位一体的车、路、云智能协同控制交通系统。 

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    图表5中汽中心智能网联示范区

    三、测试评价技术

    1、测试评价体系
      汽车是性命攸关的消费产品,智能汽车首先要解决的是安全问题。智能汽车在交付给消费者使用之前,需要进行大量的试验验证。根据兰德公司(RAND Corporation)的研究报告,若要证明无人驾驶车辆比人类驾驶车辆更安全,需要在各种交通场景下对100辆车进行24小时全天测试,并连续测试225年。这一研究结果说明,必须找到其它方法来加速智能汽车的安全性验证,如虚拟测试和模拟、数学建模等,而基于场景建设场景库则被认为是目前唯一有效的途径。同时,智能汽车试验应该是多层次的,包括虚拟离线仿真平台、软件在环试验、硬件在环试验、实车测试、封闭场地试验和开放道路试验等等,如图表6所示。搭建智能网联汽车测试平台,建设智能网联汽车示范区,开展智能网联汽车道路测试,是目前急需解决的问题。

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    图表 6智能网联汽车评价体系

    2、测试场景

    与传统汽车测试不同,智能网联汽车测试需要基于场景分析进行评价,如图表7所示。2017年6月,《昆仑计划:中国智能驾驶全息场景库建设》项目在上海示范区启动,积累了近4000个交通事故场景,超过150万公里自然驾驶场景。2018年3月,中国智能网联汽车驾驶场景数据共享平台以及信息安全漏洞应急响应平台发布,为中国智能网联汽车测试与评价提供了符合中国实际情况的驾驶场景与信息安全数据支持。

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    图表 7智能网联汽车离线仿真系统

    3、测试及示范区建设

    在智能网联汽车道路测试领域,借鉴美国M-City等国外测试区的建设经验,工信部积极推进智能网联示范区建设工作,与北京、重庆、杭州、长春、武汉地方政府签署了《基于宽带移动互联网的智能汽车、智慧交通应用示范合作框架协议》 示范合作框架协议,与公安部、江苏省人民政府签署《国家智能交通综合测试基地共建合作协议》,并通过智能制造试点示范项目支持上海市建设智能网联驾驶示范区,初步形成了“5+2”智能网联示范区格局。与此同时,工信部还进一步联合公安部和交通运输部发布了《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》,截至2018年6月,包括北京、重庆、天津在内的8个城市均已出台相关政策,开放部分社会道路供无人车进行实际道路测试。

    4、测试结果分析

    从测试结果来看,目前国内智能网联汽车发展态势良好,但与国际领先水平尚有一定差距。以北京市道路测试为例,自动驾驶测试试验用临时号牌共分为T1至T5五个级别,在经过封闭测试场训练、自动驾驶能力评估和专家评审等系列程序后,仅百度一家就拿到了首批的5张T3牌照,是国内迄今颁出的最高级别。2018年2月,加州车管所发布的《Autonomous Vehicle Disengagement Reports 2017》显示,Waymo在加州的自动驾驶车队在过去的一年中共行驶了352545英里,但只发生了63次“脱离”状况(即需要安全驾驶员进行人工干预的车况),平均可行驶5596英里而无需人类驾驶员介入,而百度41英里就需要介入一次。

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    图表 8美国加州无人驾驶车辆测试结果

    四、展望

    智能化和网联化是汽车产业发展的必然趋势,智能网联汽车产业覆盖汽车、通信、互联网等多个领域,该产业的发展将加速推动相关产业的融合,汽车行业面临着机遇与挑战。随着国家政策的颁布及相关法规标准制定,智能网联汽车相关产业焕发了蓬勃生机,并且取得了较大进展,虽然中国在智能网联汽车领域起步较晚,但是正在走一条具有中国特色的智能网联汽车之路。

    中国虽然在智能网联汽车行业取得了很大进展,但在这个领域还有很多不足。例如:ADAS在汽车上得到了大规模应用,在很多新车型上得到了普及,但是L3及以上功能的应用仅仅是功能展示,离真正量产应用还有很长的路要走;中国缺乏无人驾驶软硬件的核心关键技术,目前没有核心芯片的制造能力,核心软件算法开发也缺少真正的创新性;新兴科技公司、传统主机厂更关注于计算平台开发、智能网联技术的集成、智能网联功能的展示,并不关注也很难有能力关注基础共性技术的研发。

    中国智能网联汽车行业的发展,不仅涉及国家政策引领、基础设施建设、法律法规制定、行业标准制定等多个方面,还涉及到汽车、通信、互联网等多个领域的技术应用,需要相关各方循序渐进,共同推动。


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  •    责任编辑:梁兰春
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