借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展
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- 發(fā)布時(shí)間:2017-10-30 14:16
互聯(lián)網(wǎng)汽車,特別是智能網(wǎng)聯(lián)汽車和無(wú)人駕駛汽車已成為各國(guó)政府和企業(yè)的關(guān)注重點(diǎn),吸收借鑒其相關(guān)支持政策、實(shí)施項(xiàng)目和前沿技術(shù)上的做法,有助于我國(guó)在此領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)趕超。
全球互聯(lián)網(wǎng)汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
互聯(lián)網(wǎng)汽車指的是搭載智能操作系統(tǒng),能聯(lián)網(wǎng),并且能基于互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)部分功能和操作的汽車。作為互聯(lián)網(wǎng)汽車發(fā)展的高級(jí)階段,智能網(wǎng)聯(lián)汽車和無(wú)人駕駛汽車是當(dāng)前市場(chǎng)的熱點(diǎn)所在,也是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的定義,智能網(wǎng)聯(lián)汽車為搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)車與X(人、車、路、后臺(tái)等)智能信息交換共享,具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能,可實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛,并最終可替代人來(lái)操作的新一代汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車在減少交通事故、提升通行效率、提高駕駛體驗(yàn)方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)。研究表明,先進(jìn)駕駛輔助(ADAS)、車-車/車-路協(xié)同(V2X)、高度自動(dòng)駕駛等車輛智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù),可減少汽車交通安全事故50%-80%,提升交通通行效率10%-30%,同時(shí)極大地提高駕駛舒適性。
對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)汽車的終極形態(tài)—無(wú)人駕駛汽車,一直被各國(guó)政府和各大車企及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)所重視。麥肯錫全球研究所于2013年發(fā)布了一份研究報(bào)告,公布了未來(lái)12項(xiàng)可能改變生活、企業(yè)與全球經(jīng)濟(jì)的顛覆性技術(shù)。其中將無(wú)人駕駛汽車列在第6位,認(rèn)為到2025年將創(chuàng)造0.2萬(wàn)億—1.9萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,每年可挽回3萬(wàn)-15萬(wàn)個(gè)生命。根據(jù)IHS預(yù)測(cè),2025年全球無(wú)人駕駛汽車銷量將達(dá)到23萬(wàn)輛,2035年將達(dá)到1180萬(wàn)輛,屆時(shí)無(wú)人駕駛汽車保有量將達(dá)到5400萬(wàn)輛。其中,中國(guó)市場(chǎng)上的份額將達(dá)到24%、北美市場(chǎng)為29%、西歐為20%。
發(fā)達(dá)國(guó)家將發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)汽車產(chǎn)業(yè)提升至戰(zhàn)略高度
美國(guó)、歐盟以及日本均已將智能網(wǎng)聯(lián)汽車和無(wú)人駕駛汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度。
美國(guó):將發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車和無(wú)人駕駛汽車作為發(fā)展智能交通系統(tǒng)的一項(xiàng)重點(diǎn)工作內(nèi)容,通過(guò)制定國(guó)家戰(zhàn)略和法規(guī),引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2014年5月,美國(guó)交通部與美國(guó)智能交通系統(tǒng)聯(lián)合項(xiàng)目辦公室共同提出《ITS戰(zhàn)略計(jì)劃2015-2019》,為美國(guó)未來(lái)5年在智能交通領(lǐng)域的發(fā)展明確了方向,汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化成為該戰(zhàn)略計(jì)劃的核心,成為美國(guó)解決交通系統(tǒng)問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)手段。
2016年9月,美國(guó)交通部和國(guó)家公路交通安全管理局聯(lián)合推出了《美國(guó)自動(dòng)駕駛汽車政策指南》。該指南主要關(guān)注的是從L3到L5級(jí)的無(wú)人駕駛。根據(jù)美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE)標(biāo)準(zhǔn),L3級(jí)是在一定的條件下實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛,L4級(jí)和L5級(jí)則是高度和完全的無(wú)人駕駛。指南強(qiáng)調(diào)安全性為第一準(zhǔn)則,要求技術(shù)創(chuàng)新必須在安全性能方面提供保障,也為美國(guó)日后制定聯(lián)邦層面的無(wú)人駕駛汽車監(jiān)管法規(guī)奠定了基礎(chǔ)。2017年9月,美國(guó)交通部公布了針對(duì)無(wú)人駕駛汽車制定的第二版指導(dǎo)方針。
2017年9月6日,美國(guó)眾議院一致表決通過(guò)了加快無(wú)人駕駛汽車測(cè)試和部署的立法提案《無(wú)人駕駛法案》(Self Drive Act)。這是第一個(gè)旨在加速無(wú)人駕駛汽車進(jìn)入市場(chǎng)的重要聯(lián)邦法案。該法案允許制造商獲得豁免,除去展示某些安全功能外,無(wú)需達(dá)到現(xiàn)行的汽車安全標(biāo)準(zhǔn),在第一年達(dá)到2.5萬(wàn)輛無(wú)人駕駛汽車的部署目標(biāo)。部署數(shù)量上限將在三年內(nèi)達(dá)到10萬(wàn)輛,到2021年將達(dá)到27.5萬(wàn)輛。根據(jù)該提案,尋求豁免的制造商必須證明自己的無(wú)人駕駛汽車至少與現(xiàn)有汽車一樣安全。各州仍然可以制定有關(guān)登記、許可證、責(zé)任、保險(xiǎn)和安全檢查的規(guī)則,但是無(wú)法制定業(yè)績(jī)標(biāo)準(zhǔn)。
歐盟:智能交通是歐盟研究和創(chuàng)新的優(yōu)先項(xiàng)目。自2002年以來(lái)歐盟投資1.8億歐元用于40個(gè)不同的合作系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目,這些項(xiàng)目在標(biāo)準(zhǔn)制定中發(fā)揮了主要作用。ETSI和CEN/ISO利用這些項(xiàng)目的成果制定標(biāo)準(zhǔn)。歐盟還投資進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試和試驗(yàn),以及標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目團(tuán)組。
日本:目前有五個(gè)機(jī)構(gòu)致力于并負(fù)責(zé)與ITS有關(guān)的活動(dòng),這五個(gè)部門包括:建設(shè)省、警視廳、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、運(yùn)輸省以及郵電省。這五個(gè)部門同時(shí)經(jīng)由其他的組織來(lái)促進(jìn)ITS的發(fā)展,例如車輛、道路和交通智能化社團(tuán)(VERTIS)和ISO/TC 204全國(guó)委員會(huì)。
2013年5月,日本發(fā)布了ICT成長(zhǎng)戰(zhàn)略《世界最先端IT國(guó)家創(chuàng)造宣言》,全面闡述了2013—2020年期間以發(fā)展開(kāi)放公共數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)為核心的日本新IT國(guó)家戰(zhàn)略,并推動(dòng)制定了無(wú)人駕駛系統(tǒng)研發(fā)計(jì)劃。計(jì)劃2020年在限定地區(qū)解禁無(wú)人駕駛汽車,到2025年在國(guó)內(nèi)形成完全無(wú)人駕駛汽車市場(chǎng)目標(biāo)。
加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展 各國(guó)路徑相異
美國(guó)、歐盟以及日本都開(kāi)展了大量對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車和無(wú)人駕駛汽車技術(shù)的研究與應(yīng)用示范。
美國(guó):注重ITS安全設(shè)施建設(shè),已建立起相對(duì)完善的車隊(duì)管理、公交出行信息、電子收費(fèi)和交通需求管理四大系統(tǒng)及多個(gè)子系統(tǒng)及技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
2013年,美國(guó)移動(dòng)交通中心(MTC)在Michigan的Ann Arbor成立。MTC是由美國(guó)交通部(DOT)、密歇根州交通部(MDOT)聯(lián)合密歇根大學(xué)、主機(jī)廠、供應(yīng)商、通訊數(shù)據(jù)公司、保險(xiǎn)公司、金融企業(yè)和大學(xué)建立的一個(gè)科研聯(lián)盟組織。該聯(lián)盟組織主要針對(duì)機(jī)動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研發(fā),并致力于在Michigan建成世界上最大規(guī)模的車聯(lián)網(wǎng)示范運(yùn)行區(qū)。
2015年7月,MTC和密歇根州交通部(MDOT)以及Ford、GE、Honda、Nissan和Delphi等公司合作,在Michigan的Ann Arbor打造了名為Mcity的測(cè)試中心。Mcity是一個(gè)專為測(cè)試無(wú)人駕駛和智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)而設(shè)計(jì)的城鎮(zhèn)。汽車廠商們可以在這里優(yōu)化最先進(jìn)的技術(shù),盡可能減少無(wú)人駕駛技術(shù)公開(kāi)上市時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。此示范項(xiàng)目的開(kāi)展,確定了美國(guó)在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)地位,對(duì)其智能汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了巨大推動(dòng)作用。
2016年1月,美國(guó)政府宣布計(jì)劃在未來(lái)10年撥款40億美元,加速無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展。
歐盟:注重構(gòu)建ITS基礎(chǔ)平臺(tái)。目前正在進(jìn)行Telemetric的全面應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作,計(jì)劃在全歐范圍內(nèi)建立專門的交通無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。正在開(kāi)發(fā)先進(jìn)的出行信息服務(wù)系統(tǒng)(ATIS)、先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)(AVCS)、先進(jìn)的商業(yè)車輛運(yùn)行系統(tǒng)(ACVO)、先進(jìn)的電子收費(fèi)系統(tǒng)等。
2006年,歐盟啟動(dòng)合作性車輛基礎(chǔ)設(shè)施一體化系統(tǒng)(CVIS)項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試為了實(shí)現(xiàn)車車(V2V)和車路(V2I)之間通信所需的技術(shù),用于提高旅客和貨物的移動(dòng)性以及道路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的效率。
2010年,歐盟啟動(dòng)eCoMove項(xiàng)目。該項(xiàng)目為期3年,旨在利用車車(V2V)和車路(V2I)通信技術(shù),通過(guò)高效節(jié)能的駕駛行為和交通管理、控制方法,減少全部交通燃油消耗量的20%。
2014年2月,歐盟攜歐洲十幾家整車制造商和零配件供應(yīng)商共同推出智能車輛自動(dòng)駕駛應(yīng)用和技術(shù)(Adaptive)項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)能在城市道路和高速公路上行駛的部分或完全自動(dòng)化汽車。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)持續(xù)3年半時(shí)間,將獲得歐盟2500萬(wàn)歐元資金支持。除進(jìn)行技術(shù)研發(fā)外,Adaptive項(xiàng)目還將研究與無(wú)人駕駛汽車匹配的標(biāo)準(zhǔn)和道路交通法律法規(guī)。
日本:日本的ITS建設(shè)主要集中在交通信息提供、電子收費(fèi)、公共交通、商業(yè)車輛管理及緊急車輛優(yōu)先等方面。
2004年,日本國(guó)土交通省與幾十家企業(yè)開(kāi)始共同開(kāi)發(fā)智能公路Smartway項(xiàng)目。2007年,Smartway系統(tǒng)開(kāi)始使用,可提供導(dǎo)航、ETC、信息服務(wù)、駕駛輔助等多種功能。
2011年,基于車路協(xié)同的安全駕駛支援系統(tǒng)(DSSS)開(kāi)始使用,利用交通管制設(shè)施和IC卡等,對(duì)車輛的安全行駛提供支持,保護(hù)行人,減少交通事故的發(fā)生,可以提供盲區(qū)碰撞預(yù)警、信號(hào)燈預(yù)警、停止線預(yù)警等多種功能。
無(wú)人駕駛技術(shù)引領(lǐng)互聯(lián)網(wǎng)汽車智能化發(fā)展
作為現(xiàn)有汽車智能化發(fā)展技術(shù)不斷深入的產(chǎn)物,無(wú)人駕駛是汽車智能化的終極形態(tài),其技術(shù)的發(fā)展將引導(dǎo)整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)行深刻的變革,因此受到各企業(yè)的廣泛關(guān)注。隨著產(chǎn)業(yè)的持續(xù)推進(jìn),該領(lǐng)域的并購(gòu)也變得越來(lái)越活躍。
當(dāng)前,眾多車企和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)投資于無(wú)人駕駛汽車的研發(fā),市場(chǎng)的一些關(guān)鍵參與者包括美國(guó)的Google、Tesla、GE、Delphi、Ford、Intel、Uber,德國(guó)的Volkswagen、Audi、BMW、Bosch,日本的Toyota、Honda、Nissan,瑞典的Volvo等,其中最具代表性的是Google。
從2009年誕生到2015年末,Google花費(fèi)了11億美元開(kāi)發(fā)無(wú)人駕駛汽車的軟件和硬件,積累了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。Google的無(wú)人駕駛汽車代表了軍用自主式自動(dòng)駕駛的技術(shù)路線,其技術(shù)源自美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局。通過(guò)頂置激光雷達(dá)等復(fù)雜傳感系統(tǒng)對(duì)周圍環(huán)境做全面感知,形成高精度數(shù)字地圖,再根據(jù)高精度地圖進(jìn)行軌跡規(guī)劃與車輛自主決策及控制。
Google的無(wú)人駕駛汽車主要包括以下幾項(xiàng)車載設(shè)備:
HDL-64E 64線激光發(fā)射器:Google Car上最重要的器件就是Velodyne LiDAR公司生產(chǎn)的HDL-64E 64線激光發(fā)射器。它可以一邊旋轉(zhuǎn)一邊不間斷地發(fā)射64束最遠(yuǎn)射程可達(dá)120米的激光束,并接收反射回來(lái)的光束,依據(jù)返回時(shí)間的差別計(jì)算出物體與汽車之間的距離,從而繪制出汽車周圍實(shí)時(shí)的3D地形圖。HDL-64E每秒可以給Google Car的處理器提供130萬(wàn)組數(shù)據(jù),這可以保證提供給Google Car處理器的信息幾乎是實(shí)時(shí)的。Google Car會(huì)將收集到的數(shù)據(jù)與車體內(nèi)置的Google Map已有的信息進(jìn)行整合,從而判斷出相當(dāng)精確的四周的狀況,為做出反應(yīng)打下良好基礎(chǔ)。
GPS和攝像頭:在環(huán)境復(fù)雜的道路上,駕駛者和行人的安全都需要多重保障。因此Google給Google Car配置了攝像頭。Google Car有一對(duì)向前的攝像頭,其之間有著一定的距離。從兩個(gè)攝像頭傳回的畫面的視差可以幫助車輛判斷自己的位置、行進(jìn)的速度等信息。Google Car的車胎輪轂上同樣帶有位置傳感器,用于探測(cè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng),也能幫助車輛進(jìn)行定位。再同GPS得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。多組數(shù)據(jù)共同保證車輛定位的準(zhǔn)確性。另外,攝像頭還可以辨識(shí)出路上出現(xiàn)的交通標(biāo)志和信號(hào)燈等物體,以保證自身的運(yùn)行會(huì)嚴(yán)格遵守交通規(guī)則。這點(diǎn)是激光發(fā)射器很難辦到的。
車載雷達(dá):HDL-64E是有一定判斷物體運(yùn)動(dòng)軌跡和速度的能力的。但其獲得的數(shù)據(jù)畢竟不實(shí)時(shí),并且要將其與車輛自身的速度結(jié)合,計(jì)算出兩者的相對(duì)運(yùn)行速度,還需要許多額外的計(jì)算量。因此Google為車輛前后都配備了車載雷達(dá),它們可以很精確地測(cè)出前后車輛與Google Car的相對(duì)速度,以此判斷接下來(lái)的車速該如何變化。
中央處理器:所有傳感器的數(shù)據(jù)都會(huì)匯集起來(lái)并傳輸給位于汽車右后方的中央處理器進(jìn)行處理,由于所有數(shù)據(jù)都是實(shí)時(shí)的,因此流量異常龐大。處理器會(huì)參照各傳感器提供過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù),并繪制出一份最終的周邊環(huán)境地形圖。它會(huì)將所有對(duì)其意義不同的物體用不同的顏色標(biāo)示出來(lái)。AI就會(huì)對(duì)路況作出判斷,隨時(shí)根據(jù)道路情況決定汽車下一步的行動(dòng)。
《中國(guó)制造2025》提出節(jié)能與新能源汽車作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域,并明確智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。面對(duì)以美歐日為代表的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛布局互聯(lián)網(wǎng)汽車發(fā)展的局面,我國(guó)應(yīng)消除在法律、標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)、示范應(yīng)用上的制約因素,推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智慧交通產(chǎn)業(yè)升級(jí),打造國(guó)際先進(jìn)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)高地。
文/朱帥
