中国智能网联汽车产业发展年鉴2020
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智能网联汽车概述

智能网联汽车简介

一、智能网联汽车相关概念

智能网联汽车是一种新生事物,国内外企业和研究机构虽然已从不同侧重点,提出了智能汽车、自动驾驶汽车、无人驾驶汽车、车联网、智能交通系统等与智能网联汽车相关的概念和范畴,但有必要对相关概念进行对比和厘清。

(一)智能汽车

智能汽车的概念是在国家发展改革委发布的《智能汽车创新发展战略》中被提出的,智能汽车指通过搭载先进的传感器、控制器、执行器等装置,运用信息通信、互联网、大数据、云计算、人工智能等新技术,具备部分或完全自动驾驶功能,由单纯交通运输工具逐步向智能移动空间转变的新一代汽车。智能汽车通常被称为智能网联汽车、自动驾驶汽车、无人驾驶汽车。从智能网联汽车和智能汽车两个定义的范围和内涵来看,目前我们通常认为智能网联汽车和智能汽车的定义趋于一致。

(二)自动驾驶汽车

自动驾驶汽车是国外主流车企通常的说法,主要突出强调汽车的智能化发展层次,即汽车是否具有先进的感知、信息处理能力和一定层级的自动驾驶能力,并未将联网与信息交互功能作为考虑的重点。

(三)无人驾驶汽车

无人驾驶汽车是用户对智能汽车的通俗说法,它是智能网联汽车/智能汽车发展的终极阶段。无人驾驶汽车强调汽车全面自动化的目标,即汽车能够在无人操作的前提下,完成驾驶任务。

(四)车联网

清华大学汽车工程系提出,车联网是以车内网、车际网和车云网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车与X(X指车、路、行人、互联网等)之间进行无线通信和信息交换的信息物理系统,是能够实现智能交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。

车联网的内涵较广,既包含信息互联共享和商业模式创新,又涉及汽车产品本身的智能化及汽车智能制造等方面的内容。

(五)智能交通系统

日本智能交通协会提出,智能交通系统(ITS)是利用先进的信息、通信、控制技术将车辆、道路、使用者紧密结合起来,以解决交通事故、拥堵、环境污染及能源消耗等问题为目的的,具有智能化特征的现代交通系统。ITS不仅是一个交通管理系统,它是由ATMS(先进交通管理系统)、ATIS(先进交通信息服务系统)、AVCSS(先进车辆控制与安全系统)等应用系统组成的。

智能交通系统强调的是交通运输系统的整体构建,包含了路网和通信基站等基础设施建设、道路交通管理及相关信息服务等,还包含了交通运载工具——车辆及交通的参与者——人的相关系统和技术。汽车是智能交通系统的核心要素,汽车智能化其实是实现交通系统智能化的关键,这一点往往被忽视,未来应引起重视。

(六)智能网联汽车

智能网联汽车的定义是在中国汽车工程学会2016年发布的《节能与新能源汽车技术路线图》中首次被提出的。参照《节能与新能源汽车技术路线图》中的有关描述,可给出如下定义:智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络、人工智能等技术,实现车与X(车、路、人、云等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶,并最终实现替代人来操作的新一代汽车(见图1)。

图1 智能网联汽车概念示意

一般而言,智能网联汽车又称为智能汽车、自动驾驶汽车、无人驾驶汽车。车联网与智能交通系统、智能汽车、先进驾驶辅助系统交叉,存在交集。先进驾驶辅助系统属于智能汽车的一部分,智能汽车属于智能交通系统的一部分;而智能交通系统与车联网的概念既存在部分重叠,又有所不同,智能汽车的概念具有清晰的边界,其是依托汽车而实体化的。

二、智能网联汽车分级与技术体系

(一)智能化与网联化分级

从国际上看,美国高速公路安全管理局(NHTSA)与美国汽车工程师协会(SAE)已经对智能网联汽车等级进行了划分,具体如表1所示。

表1 智能网联汽车等级划分

中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,以较权威的美国SAE智能网联汽车等级划分为基础,并综合考虑中国道路交通情况的复杂性,加入了对应等级下智能系统能够适应的典型工况特征,如表2所示。

表2 中国智能网联汽车等级划分

另外,在网联化层面,《节能与新能源汽车技术路线图》按照网联通信内容的不同划分了网联辅助信息交互、网联协同感知、网联协同决策与控制3个等级,如表3所示。

表3 网联化等级

(二)智能网联汽车的技术体系

智能网联汽车涉及汽车、信息通信、交通运输等多领域的技术,技术架构较为复杂,可划分为“三横两纵”技术架构。“三横”是指智能网联汽车主要涉及的车辆、信息交互、基础支撑三大领域关键技术,“两纵”是指支撑智能网联汽车发展的车载平台、基础设施(见图2)。

基础设施指除车载平台本身以外,能够支撑智能网联汽车发展的全部外部环境条件,如行驶道路、交通设施、通信网络等。上述基础设施将逐渐向数字化、智能化、网联化和软件化方向发展。

图2 智能网联汽车“三横两纵”技术架构

智能网联汽车的横向技术又可细分为三层体系,第一层为车辆关键技术、信息交互关键技术、基础支撑关键技术三个部分,各部分下再细分为第二层技术与第三层技术,如表4所示。

表4 智能网联汽车“三横”技术体系

续表

三、智能网联汽车技术发展路线

从技术发展路线看,按照智能网联汽车技术应用的手段不同,智能网联汽车技术发展路线可划分为网联式智能(CV)、自主式智能(AV),以及两者的融合,即智能网联汽车(CAV或ICV,见图3)。自主式智能主要依靠摄像头、雷达等车载传感器感知车辆周边环境;网联式智能主要依靠通信与网络技术获得周边车辆与环境信息。目前,自主式智能与网联式智能技术融合推动智能网联汽车技术发展已成为业界共识。

从企业技术解决方法层面看,当前智能网联汽车技术主要有渐进式与跨越式两种发展路径(见图4)。渐进式以传统车企为主,先从辅助驾驶开始,由辅助驾驶到完全自动驾驶一步一步实现自动驾驶的目标;跨越式则直接进入到高度/完全自动驾驶的研发工作,主要以谷歌等科技公司为代表,其商业模式可以是共享出行或者是无人货运。

从商业化场景角度看,港口、园区、矿区等封闭道路全场景下的智能网联汽车当下已成为多数初创科技公司的主攻方向,并且技术已趋于成熟(见图5)。公共道路的货运、城市可控场景的公交和出租客运等技术已进入规模化测试验证阶段,但全场景下无人驾驶尚需时日。

图3 智能网联汽车技术发展路线

图4 智能网联汽车技术主要发展路径

图5 自动驾驶场景化出行服务落地时间