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【推荐】智能网联汽车产业发展现状与创新方向

发布时间:2023年01月16日    点击:[0]人次

智能联汽车是未来20年的朝阳产业,是5G、物联、北斗导航、大数据、人工智能、集成电路技术、云计算、新能汽车等高新技术的集大成产业。

智能联汽车将为我国高速公路、城市交通、客货运输、汽车产业带来一场巨大变革,虽然这种变革是循序渐进、充满挑战的,但也是助力我国在这一领域实现两化融合,助力弯道超车的重大机遇。

通信产业与汽车交通产业的共性

智能联汽车不仅是汽车本身的技术,更是“传统工业经济+数字经济+智能经济”融合的产物。智能联汽车的技术要素组成大致可以分为50%左右的络技术和信息技术(比如数字化技术、互联技术、物联技术、云计算、边缘计算、大数据等)、30%左右的人工智能技术以及20%左右的汽车制造技术。所以智能联汽车80%是非工业经济时代的产物。

功能的相似性:端到端传送的功能

通信产业和汽车交通产业都是将“物”从端到端进行传送,只不过通信系统传送的是“数据包”,交通系统传送的是“汽车”,并且其都有“枢纽”“节点”,通信路由器负责将数据包转发,而枢纽场站负责将车辆在枢纽进行导引至不同目的地。但是不同的是,通信系统(以话音业务为例)端到端的传送是被系统可知的,比如信号传输所经过的路由节点过程是可知的、线路的剩余带宽也是可知的。而交通系统则存在三不知现象——车辆出行的起点和终点不可知、车辆行驶路径和速度等行为不可控、道路的容量动态变化不可知。

终端发展方向的相似性:智能与智能汽车

智能经历了模拟到数字的过程(2G/3G/4G/5G的演进),而智能汽车的电路在经历了模拟电路到数字电路后,慢慢落后于智能。

虽然通信产业被互联产业“OTT”,但是整体发展是向前的,而且我国通信产业发展带动了电商经济、数字消费、现代物流、农业等其他产业的发展。而智能汽车围绕汽车功能的智能化(终极目标是无人驾驶)、使用者驾驶行为需要的智能化以及两者嫁接的分享智能化,也是为用户创造价值的商业模式。

数据和汽车总量占比相对类似

进入数字经济社会,数字总量得以指数级增长,而全球进入工业化后期,生产力的提升也推动汽车产量和消费量的提升。据统计,全球数据量2020年将达到44ZB,中国将占18%,;2020年全球汽车保有量将达到15亿辆(电动汽车510万辆),中国汽车保有量占比将达16%。两者总量都很庞大,中国占比也基本相当,并且庞大的数据总量都面临能源消耗、安全管理、有序管理等问题。

速与车速的差异:车速的天花板效应

通信产业的发展迭代快速,经过15年时间,从2G到5G,速度从K量级到G量级,增长了106倍。而再看车速和道路平均限速情况,汽车的车速通常限制在240km/h,高速公路限制在120km/h以内,普通道路限制在60km/h以下。世界上也很少有国家的高速公路不限速,大部分国家的高速公路都是在80km/h~120km/h内。交通车速相对于通信速的天花板效应显现,因此发展车速不现实也不安全,最合理的是优化现有交通流量、通行效率。

智能联汽车的行业发展现状

概念界定在探索中不断完善

10年以来,从“自动驾驶”“智能交通系统”“车联”“无人驾驶”,最后到“智能联汽车”,整个行业的认知在不断统一。单车智能(汽车单体的智能化)走的是一步到位实现无人驾驶的路线,车联是实现互联、物联与汽车的融合。行业摸索到近几年,发现无论是单纯的单车智能还是复杂互联的车联,都只是解决了一方面的问题。因此,从2015年开始,行业主推“智能联汽车”,搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与络技术,实现车与X(人、车、路、后台等)智能信息交换共享,从而具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能,可实现安全、舒适、节能、高效的行驶,并最终可替代人来操作的新一代汽车。

智能联汽车国内外标准化进程急需统一

国际上与智能联汽车相关的标准化组织包括ITU-T(国际电信联盟)、ISO(国际标准化组织)、3GPP(第三代合作伙伴计划组织)。另外,目前行业内广泛知晓的自动驾驶界别L0~L5级别的划分来自美国SAE(美国汽车工程师学会),L0~L4级别的划分来自美国NHTSA(国家公路交通安全管理局)。国内主要是中国汽车标委会TC114-SC34工作组、CCSA(中国通信标准化协会)TC5车联工作组、IMT-2020(5G)V2X工作组等。

从目前的标准化进程来看,针对智能联汽车国内外标准还不统一。美国在V2X方面主张使用其传统的Wi-Fi强项——基于IEEE802.11p的DSRC(专用短程通信技术);而欧盟国家以德国、法国、英国为例,在标准方面也在摇摆,欧盟主张使用DSRC同时也不排斥LTE-V2X、5G-V2X。国内在技术储备、测试、5G-V2X标准协议方面已经取得了一定成绩,目前许多国内专业人士担任国际相关标准小组协调主席的现象,也充分说明了国内在智能联汽车标准化方面所做工作的正确性。

但也要看到,当前最紧迫的是测试标准的统一,只有测试标准统一,才能进一步推动国际标准、国家标准、行业标准的统一。

智能联汽车的国内外政策比较积极

国际上,美国政府计划斥资40亿美元重点发展自动驾驶,重点发展智能车并健全相关标注体系。发展“单车智能”是美国创新型企业的强项,同时也是其交通基础设施升级投资负担重的无奈之举。欧盟国家的汽车产量占了全球一半以上,侧重于节能与人性化技术。日本政策的特点是技术与法制同步、协同。这3个地区的汽车产量占到了全球的80%,在标准制定方面具有较强的发言权。

我国汽车工业基础不强,技术与生产线相对发达国家落后,但是我国政策支持力度比较大,通信产业、交通设施发展产业基础较好。从年颁布的政策来看,我国智能联汽车发展路线逐渐清晰:2015年《车联发展创新行动计划(年)》、2017年《汽车产业中长期发展规划》、2017年《国家车联产业标准体系建设指南(总体要求)》、2018年《车联(智能联汽车)产业发展行动计划》、2018年《车联(智能联汽车)直连通信使用MHz频段管理规定(暂行)》、2018年《智能联汽车道路测试管理规范(试行)》。这些政策与我国的“互联+”“交通强国”“络强国”“人工智能发展规划”等呈现了协同之势,国内各省市试点示范积极踊跃,部委之间的合作也越来越紧密,形成良好的发展环境。

智能联汽车国内外产业链发展现状

从技术成熟度曲线上来看,当前智能联汽车处于“期望膨胀期”,产业链目前主导力量是汽车厂家和互联巨头。其中汽车厂家又分为传统的汽车生产厂家和新型的汽车厂家,前者倾向于渐进式实现无人驾驶,后者尝试借助后发优势实现L4、L5级别的无人驾驶。互联公司方面,谷歌、微软、亚马逊掀起的无人驾驶汽车竞赛,也带动了百度、阿里、腾讯的研究热度,但是国内互联公司目前也在从跟随向“智能联汽车”路线靠拢,提出“聪明的车+智慧的路”,毕竟一台20万左右的车,再配上价值200万的激光雷达、毫米波雷达、智能处理系统,对于汽车消费者来说是昂贵且不适用的,频频出现的L2~L5级别的事故要逐渐在给无人驾驶降温。但是整个产业链依然在积极研发、高调投资。

智能联汽车行业面临的商业化挑战

首先是安全问题。包括车辆的安全行驶、对周边的环境的安全感知、络信息的安全保障等。安全是前提,而互联的最大特点是互联与分享,故而安全机制体系有待确立、健全。

其次是需求爆发点不明确。这与5G当前的商业化投资、推广形势类似,当前呈现出技术引导需求开发的状态,智能联汽车在物流行业有可能是爆发点,货运车辆在高速公路场站之间的编队运输未来也有可能是爆发点,但是目前还不够明确。整体来看,车辆联、智能交通管理、L2~L3汽车装备已经提上日程,预计会有越来越多的B级、A级家用轿车装备这些技术。

再次是智慧道路方面,商业盈利模式不确定,投资主体积极性不高。智慧道路当前在测试阶段预计的投资是每公里1500~2000万元,初期投资非常大。产业成熟时,降价是肯定的,但是预计也不会低于500万元/公里,并且国内高速公路投资1亿元/公里,而地形复杂、征地成本高的地区则达3~4亿元/公里。这些投资具体的盈利模式当前还不够明确,收费站、收费期限减少,取消省界收费站,节假日不收费等措施对于投资回收期和智慧公路投资积极性有一定影响。因此如何让500万公里道路变成智慧道路是一大难题,除高速公路外,我们国家还有480多万公里的普通公路,毕竟智能联汽车不会仅行驶在高速公路上。

最后,标准统一的问题、汽车对环境感知的技术难题都是技术领域的阻碍,相对于商业化挑战,技术问题只是时间问题,但是总体前景是向好的。

智能联汽车的行业创新方向

智能联汽车产业的发展是政策法律创新、技术创新、商业模式创新融合的过程,这些方面的创新成效决定了未来20年我国能否在汽车工业领域占据竞争优势。

智能联汽车政策法律创新

智能联汽车当前在政策层面还需加大对无人驾驶技术商用化的激励政策。激励营造多个示范带动的行业,提高效率、降低成本。

另外在法律层面,需尽快制定相关的基于人工智能技术的法律法规,智能联汽车的法律角色、法律主体要明确,主体应该属于产权人、控制者和使用者,法律法规的完善可以先从地方条例、法规开始,经过逐步试点完善后再统一制定。

各地相关政府部门宜统筹布局,强化顶层设计,加强与国内市场联动互补,形成支撑智能联汽车产业创新发展的政策体系及健康发展的基础环境;智能联汽车产业及新能源汽车产业共同推动交通体系向低碳化、智能化方向快速发展,助力构建智慧交通、智慧城市以及服务产业的全面升级;加快智能联汽车产业体制机制创新及商业模式创新,积极引入国际资源和市场,加强产业全球布局和国际交流合作,扩大国际影响力。

智能联汽车的技术创新

笔者认为,智能联汽车的技术体系包括“感知控制技术”“联技术”“识别急速”“综合判断技术”,这些技术的本质其实都是以面向安全的技术为出发点,然后再补充娱乐、社交、保险管理、交通管理、维保等功能。当前智能联汽车更多地考虑了“智能”“联”两个方面,但是对于“识别技术”探讨不多,且当前的无人驾驶更多是感知技术,识别技术说到底与传统的ADAS(高级驾驶辅助系统)不同,它是面向人工智能的技术,只有叠加了识别技术,车辆才能“耳聪目名”,当前的技术仍然相当于一个“蝙蝠在飞行”,它是通过感知,而不是通过“眼睛”“耳朵”来判断。另外识别技术也需要高清数字地图来辅助决策,最后执行的是“感知技术”,这是一个技术簇,从安全的角度层层递进(如图所示)。

图智能联汽车的技术三维技术体系

商业模式创新融合

好的商业模式会成就一个产业。按照未来10年中国3亿辆汽车更新换代的保有量计算,按照每台汽车10万元计算,这将是30万亿元的巨大产业,并且将带动智慧公路、集成电路产业、互联内容服务等大规模投资。这方面的商业模式创新很可能最后像电信运营商和互联公司的关系,前者被OTT称为管道,而大笔的利润流进互联公司,因此道路运营投资公司如果不能主动抓住机遇,则很有可能像电信运营商一样称为“车辆管道”,而大量有价值的服务平台、用户海量数据落入平台投资商。因此主管部门预计会鼓励各种法律框架内的商业模式创新,激活各种投资主体。

以智能联汽车为代表的新兴产业是当前我国经济转型升级、建设创新型国家、络强国的主要途径,目前只有我国有如此好的制度优越性、政策环境、巨大的市场容量、大量的研发团队与技术人员、完善的道路基础设施、测试环境,只要抓住机遇,迎难而上,就一定能够借助智能联汽车发展机遇实现汽车工业和制造业的弯道超车。

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