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    智能網聯帶來的機遇與挑戰

    發表時間: 2021-07-23

            2020年,國家發改委、科技部、工信部、財政部聯合印發《關于擴大戰略性新興產業投資 培育壯大新增長點增長極的指導意見》,提出穩步推進車聯網等技術集成創新和融合應用,加快智能汽車產業基礎支撐能力建設,推動智能汽車與智慧城市協同發展。
    由此不難看出,智能網聯的時代即將到來,智能汽車產業將為智慧城市與智能交通的發展帶來一系列機遇和挑戰。智能網聯汽車產業是汽車、電子、信息通信、道路交通運輸等行業深度融合的新型產業形態,是全球創新的熱點和未來發展的制高點。與此同時,智能網聯的發展也面臨巨大的安全挑戰。
            如何在保障安全的基礎上促進數據的充分利用,是發展智能網聯汽車以及智慧交通、智慧城市等新業態需要面對和解決的問題。如何相對快速的使得智能網聯的快速落地,使得聯網數據能夠得到充分應用是需要研究和探討的重要方向。

    一 、什么是智能網聯
            智能網聯將人工智能技術在應用在汽車領域,同時利用車聯網來充分交換數據;智能網聯是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,實現車與車、路、人、云等智能信息交換、共享的技術手段。具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等特點,達到安全、高效、舒適、節能行駛的目的。用通俗的話來講,現在汽車功能中的倒車雷達、倒車影像、自動泊車、自動避障、遠程遙控等等功能,都屬于智能網聯的范疇。
            我國政府及相關部門非常重視智能網聯交通的建設,紛紛出臺相關的政策法規。交通運輸部出臺的《交通運輸信息化“十三五” 發展規劃》中就已明確提及“信息化是實現智能交通的重要載體和手段,智能交通是交通運輸信息化發展的目標與方向”;2020年,國家發改委、科技部、工信部、財政部又聯合印發《關于擴大戰略性新興產業投資 培育壯大新增長點增長極的指導意見》;“新基建”的主要內容中也包含了5G、工業互聯網、人工智能及大數據相關內容,這些都將在極大程度上助力智能網聯的發展,使得無人駕駛成為可能。

    二、智能網聯帶來的機遇
            智能網聯在推動技術變革的同時,帶來了無限的機遇。
            相對傳統汽車產業講,智能網聯與傳統的汽車產業結構體系相比,系統結構具有封閉性、可控制性的特點,智能網聯汽車與智能設備相結合,在很大程度上推動了產業鏈數字化服務的發展。智能網聯的另一個優點是對傳統汽車的產業在一定程度上有著對其進行重塑的作用。重塑后的汽車產業將會更加開放、層次更多,逐漸地形成一個全新的生態系統。智能網聯汽車不僅是汽車本身的技術,更是“傳統工業經濟+數字經濟+智能經濟”融合的產物。智能網聯汽車的技術要素組成大致可以分為50%左右的網絡技術和信息技術(比如數字化技術、互聯網技術、物聯網技術、云計算、邊緣計算、大數據等)和30%左右的人工智能技術以及20%左右的汽車制造技術。所以智能網聯汽車80%是非工業經濟時代的產物,在很大程度上將給除傳統汽車產業之外的網絡與信息技術帶來巨大的機遇。
            智能網聯政策支持力度同樣很大,通信產業、交通設施發展產業基礎較好。從2015-2018年頒布的政策來看,我國智能網聯汽車發展路線逐漸清晰:2015年《車聯網發展創新行動計劃(2015-2020年)》、2017年《汽車產業中長期發展規劃》、2017年《國家車聯網產業標準體系建設指南(總體要求)》、2018年《車聯網(智能網聯汽車)產業發展行動計劃》、2018年《車聯網(智能網聯汽車)直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規定(暫行)》、2018年《智能網聯汽車道路測試管理規范(試行)》。這些政策與我國的“互聯網+”“交通強國”“網絡強國”“人工智能發展規劃”等呈現了協同之勢,國內各省市試點示范積極踴躍,部委之間的合作也越來越緊密,形成良好的發展環境,帶來無限機遇。

    三、智能網聯系統的關鍵技術
            車載傳感器實現對道路交通環境的高精度識別,將識別出的信息,按照預先設定好的通信協議實現車與車、車與人以及車與路邊基礎設施的信息交互,控制車輛安全有序的行駛,最終實現道路資源的統一調度。其主要關鍵技術歸納為外部環境感知、車輛自主決策、控制執行、車路協同等4類。
            外部環境感知技術
            外部環境感知技術是指利用攝像機、激光雷達、微波雷達等傳感器設備,檢測自動駕駛車輛在行駛過程中的外部信息,包括路況信息以及道路行駛前方是否有障礙物遮擋等,為智能網聯系統提供自主決策的依據,外部環境感知技術是自動駕駛車輛邁向智能化發展的關鍵技術之一,同時也是智能網聯系統發展的基礎。外部環境感知主要依賴于各類部署于車載系統上的傳感器來完成,目前主流的感知技術包括有視覺感知、激光感知以及微波感知三大類。
    總體來說,現有的外部環境感知方法僅能夠實現近距離、可視范圍內物體的探測,并且是在一種典型的非開放式的非可控空間狀態下進行的,一些外部因素,比如光照特性的變化、目標行人外觀多樣性都增加了目標檢測的難度,如果忽視這些因素,將導致檢測系統性能的嚴重下降,對智能網聯交通系統的安全帶來嚴重的后果。
            車輛自主決策技術
            車輛自主決策技術是指根據車載傳感器所采集到的外部環境信息、行車狀態以及自動駕駛車輛的行駛意圖,在同時兼顧舒適性、安全性及高效性的前提下,對車輛的行動路徑及駕駛行為做出智能決策的過程。作為自動駕駛車輛的“大腦” ,車輛自主決策技術在智能網聯交通系統中占據著重要的角色。路徑規劃決策是車輛自主決策的重要一環,目前,路徑規劃決策方法大致可以分為三類:基于圖搜索的路徑規劃決策方法,基于隨機采樣的路徑規劃決策方法以及基于數值優化的路徑規劃決策方法。
            控制執行技術
            控制執行技術是指按照車輛自主決策過程的輸出結果,控制自動駕駛汽車的駕駛速度以及行駛方向,使其安全到達規定目標地點的過程。智能網聯交通系統的控制執行技術主要包括橫向控制與縱向控制兩大類。橫向控制主要是通過控制車輪的轉向角度和橫擺力矩,在保證乘車舒適性以及車輛行駛穩定性的前提下,使自動駕駛車輛始終行駛在所期望的規劃路徑上。
            車路協同技術
            車路協同技術能夠通過V2X通信方式將自動駕駛車輛感知到的周圍車輛信息以及路側基礎設施信息進行交互共享,從而達到高效利用系統資源,提升行車安全性,緩解交通擁堵等目的。V2X通信技術作為車路協同系統中的支撐技術之一,V2X通信技術主要基于終端直連(Device-to-Device, D2D)通信技術實現,能夠實現臨近實體間端到端的信息傳送。根據通信實體的不同,可以將V2X劃分為3種通信模式:V2V通信、V2I通信以及車輛對路人通信。現階段,V2X通信技術在自動駕駛車輛的安全監測、提高道路交通效率以及提升用戶駕駛體驗方面扮演著重要的角色。

    四、智能網聯的挑戰
            智能網聯面臨的商業化挑戰
            首先是安全問題。包括車輛的安全行駛、對周邊的環境的安全感知、網絡信息的安全保障等。安全是前提,而互聯網的最大特點是互聯與分享,故而安全機制體系有待確立、健全。
    其次是需求爆發點不明確。這與5G當前的商業化投資、推廣形勢類似,當前呈現出技術引導需求開發的狀態,智能網聯汽車在物流行業有可能是爆發點,貨運車輛在高速公路場站之間的編隊運輸未來也有可能是爆發點,但是目前還不夠明確。整體來看,車網聯、智能交通管理、L2~L3汽車裝備已經提上日程,預計會有越來越多的B級、A級家用轎車裝備這些技術。
            再次是智慧道路方面,商業盈利模式不確定,投資主體積極性不高。智慧道路當前在測試階段預計的投資是每公里1500萬~2000萬元,初期投資非常大。這些投資具體的盈利模式當前還不夠明確,收費站、收費期限減少,取消省界收費站,節假日不收費等措施對于投資回收期和智慧公路投資積極性有一定影響。因此如何讓500萬公里道路變成智慧道路是一大難題,除高速公路外,我們國家還有480多萬公里的普通公路,畢竟智能網聯汽車不會僅行駛在高速公路上。
            最后,標準統一的問題、汽車對環境感知的技術難題都是技術領域的阻礙,相對于商業化挑戰,技術問題只是時間問題,但是總體前景是向好的。
            智能網聯的行業創新挑戰
            智能網聯汽車產業的發展是政策法律創新、技術創新、商業模式創新融合的過程,這些方面的創新成效決定了未來20年我國能否在汽車工業領域占據競爭優勢。
            智能網聯汽車政策法律創新挑戰
            智能網聯汽車當前在政策層面還需加大對無人駕駛技術商用化的激勵政策。激勵營造多個示范帶動的行業,提高效率、降低成本。另外在法律層面,需盡快制定相關的基于人工智能技術的法律法規,智能網聯汽車的法律角色、法律主體責任要明確,主體責任應該屬于產權人、控制者和使用者,法律法規的完善可以先從地方條例、法規開始,經過逐步試點完善后再統一制定。
            各地相關政府部門宜統籌布局,強化頂層設計,加強與國內市場聯動互補,形成支撐智能網聯汽車產業創新發展的政策體系及健康發展的基礎環境;智能網聯汽車產業及新能源汽車產業共同推動交通體系向低碳化、智能化方向快速發展,助力構建智慧交通、智慧城市以及服務產業的全面升級;加快智能網聯汽車產業體制機制創新及商業模式創新,積極引入國際資源和市場,加強產業全球布局和國際交流合作,擴大國際影響力。
            智能網聯汽車的技術創新
            智能網聯汽車的技術體系包括“感知控制技術”“網聯技術”“識別急速”“綜合判斷技術”,這些技術的本質其實都是以面向安全的技術為出發點,然后再補充娛樂、社交、保險管理、交通管理、維保等功能。當前智能網聯汽車更多地考慮了“智能”“網聯”兩個方面,但是對于“識別技術”探討不多,且當前的無人駕駛更多是感知技術。另外識別技術也需要高清數字地圖來輔助決策,最后執行的是“感知技術”,這是一個技術簇,從安全的角度層層遞進。
            商業模式創新融合挑戰
            好的商業模式會成就一個產業。按照未來10年中國3億輛汽車更新換代的保有量計算,按照每臺汽車10萬元計算,這將是30萬億元的巨大產業,并且將帶動智慧公路、集成電路產業、互聯網內容服務等大規模投資。這方面的商業模式創新很可能最后像電信運營商和互聯網公司的關系,因此道路運營投資公司如果不能主動抓住機遇,則很有可能像電信運營商一樣稱為“車輛管道”,而大量有價值的服務平臺、用戶海量數據落入平臺投資商。因此主管部門預計會鼓勵各種法律框架內的商業模式創新,激活各種投資主體。以智能網聯汽車為代表的新興產業是當前我國經濟轉型升級、建設創新型國家、網絡強國的主要途徑,目前只有我國有如此好的制度優越性、政策環境、巨大的市場容量、大量的研發團隊與技術人員、完善的道路基礎設施、測試環境,只要抓住機遇,迎難而上,就一定能夠借助智能網聯汽車發展機遇實現汽車工業和制造業的彎道超車。
     
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