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智能网联汽车全景图

2020-04-23


潘轶山,现为合肥工业大学汽车工程技术研究院副院长。主持多项省、地市等新能源汽车产业规划、国际合作战略等研究课题,参与多项新能源汽车整车及零部件研发课题,发表多篇学术论文,撰写提交多篇产业报告,申报授权若干项技术专利。


 

智能汽车测试及示范应用综述

                                        作者:潘轶山

一、单车智能向智能网联发展

单车智能的核心是感知-判断-执行,主要依赖传感器技术(雷达和摄像头)、芯片和算法。ADAS(高级驾驶辅助系统)目前正处于L2向L3迈进阶段,部分应用已经趋于成熟,其中AEB(自动刹车辅助系统)已被美国、欧盟、日本等多国纳入评分体系,中国工信部在2019年也完成《道路车辆先进驾驶辅助系统(ADAS)术语及定义》、《道路车辆盲区监测(BSD)系统性能要求及试验方法》等相关标准的制定。中国自动驾驶行业的厂商占比最多的就是ADAS,随着技术逐渐成熟和成本不断下降,ADAS正由高端向中低端市场渗透,预计市场规模2020年达700亿元,2025年突破1500亿元。除此之外,雷达传感器、成车制造、车载零部件等方向也有较高的占比,产业链整体分布均匀。

由于单车智能的环境感知能力和应对各种突发事件的能力还存在许多不足,要想使得智能汽车技术获得进一步提升并大规模实际应用,智能网联的需求日益突出。通过将感知设备、通信设备、控制设备等安装到道路等设施上,同时实现车与路、车与车、车与人、车与网的互通,为通行的车辆提供环境感知和通信支持,可以从时间和空间维度上突破单车智能系统对车辆周边环境感知能力的局限性。因此,单车智能正逐步的向智能网联方向发展,通过车联网(V2X)的协同控制,进一步提升单车智能的安全性,并丰富应用场景。

随着C-V2X在和DSRC 的技术路线之争逐步胜出,2020年2月由11部委联合印发的《智能汽车创新发展战略》中明确指出,到2025年,实现车用无线通信网络(LTE-V2X等)区域覆盖,新一代车用无线通信网络(5G-V2X)在部分城市、高速公路逐步开展应用,高精度时空基准服务网络实现全覆盖。可见,单车智能向智能网联发展路线已逐步清晰,协同式自动驾驶已经在我国主管部门层面形成共识。同时5G车联网标准(16R)预计将于今年冻结,包括免许可频谱、5G定位等在内的技术特性将通过 Release 16 版本引入,V2X将是Release16的重要主题之一。5G具备的高可靠性、超低时延和广连接等特征,可满足车联网数据采集和处理的及时性要求,为智能网联提供了技术支撑。而车联网作为5G下游产值最高、确定性最强的应用场景之一,随着5G大规模商用的来临,也加速了车联网的发展进程。2016年中国车联网市场规模366.4亿元,到2018年上升至486亿元,近三年增速稳定在14%左右,在政策和5G的推广应用驱动下,预计2021年有望突破 1000亿元。


二、 智能网联测试区建设大步推进

道路测试是开展智能网联汽车技术研发和应用不可或缺的重要环节,工信部、公安部、交通部三部委联合印发的《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》 中明确要求“测试车辆应在封闭道路、场地等特定区域进行充分的实车测试”,我国部分地区也纷纷出台地方智能网联汽车道路测试管理实施细则,结合智能网联汽车发展状况,依托地区优势、特色资源,选定开放测试路段,推进智能网联汽车封闭区测试工作,积极建立智能网联汽车测试示范区,全力开展智能网联汽车的实验与实践工作,目前已取得了一定的成绩。2020 年是车联网行业发展的重要窗口期,车联网产业链的车端研发和路侧测试都已经初具规模,各测试示范区在测试场地建设、基础设施、测试能力、服务配套、开放路测等方面都取得了一定的进展,并且进一步加大建设和投入,同时也形成了一定差异性和特色,未来两年有望启动车联网行业的大规模路侧建设。

国家智能网联汽车(长沙)测试区,是由工信部授牌,基于5G 和 C-V2X 环境的国家级智能系统测试区,于 2018 年 6 月 12 日正式对外开放,运营方为湖南湘江智能科技创新中心有限公司。示范区拥有完善的基础设施建设,提供封闭测试和开放测试服务。封闭测试项目用地面积为 1232 亩,总投资约 18.96 亿元,分为管理与研发调试区、模拟城市道路 测试区、模拟高速公路测试区、模拟乡村道路测试区和模拟越野道路测试区 5 个测试区,应用于包括 AEB、LDW、ACC,超车预警辅助,行人避碰在内的 228 个智能网联汽车测试场景。2019年9月,示范区“两个100公里”开放测试项目正式启用,包括总长约93公里,总体定位为支持L3级及以上高级自动驾驶的开放式车-路协同高速公路,是国内首条基于5G-V2X的高速公路;总长135公里,采用5G、北斗高精度定位、物联网、 大数据、人工智能、智能驾驶、车路协同等新技术,全线支持L3级及以上自动驾驶车辆测试与示范的开放道路项目。截止 2019 年,测试区已承接近50家企业2200余场智能网联汽车测试,总测试里程近10万公里,发放开放路测牌照 53 张。

国家智能网联汽车应用(北方)示范区是工信部授牌的国家 5+2 示范区之一,是国内首家具备寒区特色的国家级示范区。2018 年7 月17 日,由国家工信部、吉林省政府、中国一汽三方共同启动国家智能网联汽车应用(北方)示范区运营,运营单位为启明信息技术股份有限公司。目前园区面积 35 万平方米。示范区分三期建设,基于 LTE-V 技术的 V2X 通信设备、北斗高精度定位设备、T-BOX 等设备共设计了 72 个大场景,1200 个小场景。

国家智能网联汽车(上海)试点示范区是由工信部授牌的,我国首个基于 DSRC/LTE-V 技术环境建立的智能网联汽车示范区。示范区由上海国际汽车城(集 团)有限公司承担建设。2016年6月7日,示范区第一期在上海安亭投入运营。示范区分四个阶段建设,分别为封闭测试与体验区、开放道路测试区、典型城市综合示范区和城际共享交通走廊,最终到2020年底建成区域性、相对独立、功能齐全的智能网联汽车测试示范公共服务平台,形成初具规模的智能网联汽车产业集群。 

在开放道路测试上,北京、上海、天津、重庆等多座城市也出台了道路测试管理规范,划定了具体道路开放区域。比如,深圳市智能网联汽车道路测试首批开放道路选择合围区域19个,总面积约30km²,道路里程合计约124km,覆盖深圳市福田、南山、盐田、宝安、光明、龙华、龙岗、坪山、大鹏9个行政区域;武汉市智能网联汽车开放道路测试路段目前主要分布在两个区域,一是武汉经济技术开发区智慧生态城区域道路,路线总长28.5公里,二是武汉东湖新技术开发区光谷花山区域道路,路线总长13.4公里。


三、智能汽车示范应用

车联网示范区经过近几年的发展已经覆盖了全部的一线和中东部二线城市,辐射效应已经形成,智能网联示范区从封闭走向开放,以基础设施带动产业发展蔚然成风。

相关研究对国内公开的近50个智能网联示范区进行调查,发现车联网示范区的产业扶持效应明显。在传统整车产业和零部件产业相对发达的地区,均落地了高规格的智能网联示范区项目,地方政府进行产业孵化的意图明显。2019 年新落地的车联网示范项目近30个,连续两年实现翻倍增长;国家级示范区一般为多期建设,2020 年有望迎来多家示范区的后期工程落地。与此同时,5G-V2X 前瞻布局成为趋势,越来越多的项目开始前瞻规划5G技术落实在车联网场景的应用,采用 5G-V2X 技术的示范区占比有望持续提升。

在2019世界智能网联汽车大会上,上汽、宝马、滴滴获得首批智能网联汽车示范应用牌照,同日,浙江吉利、安徽江淮和江苏中智行获得全国首批长三角测试牌照。这意味着,智能网联汽车有望由测试端向产业端迈进。

与开放道路测试牌照不同,示范应用牌照标志着智能网联汽车领域从技术成熟向市场化、商业化跨出了坚实一步,不再局限于单纯的测试行为,而是开始尝试功能化的载人应用,智能网联汽车或将因此走入普通市民的生活。


四、智能汽车示范应用政策与法规

智能网联汽车作为全球新一轮新兴产业竞争的关键着力点和战略制高点,以美国、欧盟、日本等为代表的全球主要发达国家和地区,都将智能网联汽车作为汽车产业发展的重要方向,纷纷加快产业布局、制定发展战略,通过政策支持、技术研发、标准法规、示范运行等综合措施,加快推动产业化进程。

美国将发展智能网联汽车作为美国发展智能交通系统的一项重点工作内容,通过制定国家战略和法规,引导产业发展,从2016年发布《联邦自动驾驶汽车政策指南》,到2017年9月《自动驾驶系统2.0:安全愿景》,2018年10月《准备迎接未来交通:自动驾驶汽车3.0》,再到2020年1月《确保美国在自动车辆技术方面的领先地位:自动驾驶车辆4.0》,美国政策法规从AV1.0到AV4.0不断迭代升级,为领跑自动驾驶领域提供保障。欧盟支持智能网联汽车的技术创新和成果转化,通过发布一系列政策及技术路线图,推进智能网联汽车的研发和应用,引导各成员国协同推进智能网联汽车产业发展。日本是较早开始研究智能交通系统的国家,从智能交通系统着手研究,采取循序渐进的方式修订智能网联汽车规则,自2016年起多次修改《道路交通法》和《道路运输车辆法》,以适应智能网联汽车产业发展,2019年5月再次通过《道路运输车辆法案》,为智能网联汽车商业化部署提供了新的安全标准。

在我国,智能网联汽车已经上升到国家战略高度,多部委屡次出台相关战略规划,从顶层设计入手,明确产业发展方向。2015年国务院颁布《中国制造2025》提出重点发展“节能与新能源汽车”,将掌握自动驾驶技术作为汽车产业未来转型升级的重要方向之一;2016年发改委、交通运输部联合发布《推进“互联网+”便捷交通 促进智能交通发展的实施方案》,提出了我国智能交通(ITS)总体框架和实施举措,积极研发和应用车联网和自动驾驶技术;2017年工信部、发改委、科技部联合发布《汽车产业中长期发展规划》,以新能源和智能网联汽车为突破口,引领产业转型升级;2018年工信部印发《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》,提出分阶段实现车联网(智能网联汽车)产业高质量发展的目标;2019年工信部会同有关部门起草了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿),计划到2025年实现智能网联汽车新车销量占比达30%,高度自动驾驶智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用;2020年发改委、工信部等11部委联合发布《智能汽车创新发展战略》提出,到 2025 年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成。

为了进一步优化完善产业发展环境,我国逐步完善相关政策法规,多维度制定指导文件,满足研发、测试、示范、运营等智能网联汽车产业发展需求。发改委、工信部等11部委联合发布的《智能汽车创新发展战略》,提出了实施构建协同开放的技术创新体系,跨界融合的产业生态体系,先进完备的基础设施体系,系统完善的法规标准体系,科学规范的产品监管体系,全面高效的网络安全体系等六大主要任务;工信部、公安部、交通运输部联合印发的《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》,规范了智能网联汽车道路测试管理;交通运输部认定北京、西安、重庆三家封闭测试基地并出台自动驾驶封闭场地测试建设相关指南。

在国家战略规划引导下,各个地方政府也纷纷出台智能网联汽车产业促进政策。北京市发布了《北京市智能网联汽车创新发展行动方案(2019-2022年)》;上海市发布了《上海市智能网联汽车产业创新工程实施方案》,浙江、江苏、湖南、湖北、福建、重庆等多地都发布了相关政策。围绕开放道路测试,已有北京、上海、重庆、武汉、长沙、广州、深圳等多座城市出台了地方智能网联汽车道路测试管理实施细则,并选定开放测试路段,推进智能网联汽车测试示范工作。据不完全统计,目前全国共有20余个省区市出台了智能网联汽车测试管理规范或实施细则,其中19个城市发出测试牌照,牌照数量总计近200张。


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