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在新一轮技术革命方兴未艾、互联网浪潮风起云涌、全球能源危机加重以及汽车排放物引发环境问题的时代背景下,智能化、网联化、新能源化已然成为未来全球汽车行业发展的必然趋势。
智能汽车是在普通车辆的基础上增加先进的传感器(如雷达、摄像等)、控制器及执行器等装置,通过车载传感系统和信息终端实现“人—车—路—云”等的信息交换。智能汽车具备智能的环境感知能力,能够自动分析车辆行驶的安全和及时处理突发状况。通过人工智能(AI)替代人为操作,智能汽车可以按照人的意愿到达目的地并获得良好的交互体验。
智能汽车的突出特点是智能驾驶,主要是利用北斗导航系统对车辆所在道路位置进行精准定位,并与道路资料库中的数据相结合,在智能交通网络的环境下,准确寻找到通往目的地的最佳路径。智能汽车可以利用驾驶控制系统,对道路状况信息进行获取及分析,通过调整车辆速度来保持车辆与其他车辆的安全距离,避免在行驶过程中与其他车辆发生安全事故。若因系统故障发生事故,智能汽车会自动启动紧急报警系统,联络指挥中心报告位置以及其他关键信息,以便等待救援行动等。
智能汽车综合系统主要包括智能驾驶系统、生活服务系统、安全防护系统、位置服务系统以及用车服务系统等。早在20世纪70年代,发达国家就开始了智能汽车的研究,随着以互联网、通信技术、云计算、人工智能等技术驱动的产业创新,以及以清洁能源替代化石燃料的能源创新,汽车产业正迎来承接着第四次重大变革的时代——智能汽车时代。
几个月前,百度公司CEO李彦宏坐上了自家研发的智能汽车,奔驰在北京五环,全程没碰过一次方向盘,从这一刻起,所有观众都真切地感受到了智能汽车时代的来临。曾经完全由传统的发动机、变速箱等机械元件组成的汽车,正在被智能网联汽车所取代。作为全球新一轮科技革命背景下的新物种,智能汽车已超越传统汽车产业范畴,与人工智能、信息通信、大数据等新技术和新兴产业跨界相连,构建起新的汽车产业生态。它带来的不仅是汽车产品和汽车行业的深刻变革,也将对人类的出行方式和城市交通体系带来重要变化。
据预测,至2020年,智能网联汽车的市场规模可达到1 000亿元。面对这一庞大的市场“蛋糕”,各大车企、互联网公司等争相布局,抢夺智能汽车大开发的阵地。谷歌公司只用了短短的几年就成为智能汽车行业的佼佼者。百度公司宣布升级Apollo智能汽车开放平台,分3年投入100亿元,完成超过100家项目的投资,建设Apollo系统的生态圈。传统车企也不甘落后,上海汽车集团股份有限公司(简称“上汽”)已在电动化、网联化、智能化、共享化四个领域取得了领先的地位。2016年,全球首款互联网SUV——荣威RX5成功上市仅1年,销量就超过20万辆,快速成为SUV细分市场的主流产品;东风公司现已掌握自动驾驶车辆自主控制层面的技术,可以实现一键泊车、多车编队、智能辅助驾驶、自主式自动驾驶;北京汽车集团(简称“北汽”)、长安汽车(简称“长安”)、广州汽车集团(简称“广汽”)等多款国产量产车都已搭载了驾驶辅助系统,谁都不想在这场“未来之战”中落于下风。
与此同时,车企与互联网企业争相“联姻”:上汽携手阿里巴巴开发互联网汽车;车和家与华晨汽车集团合作研制智能汽车;广汽与腾讯联手发力多个智能网联汽车领域;百度则与江淮汽车、奇瑞汽车等开展合作;华为牵手东风汽车瞄准“智慧汽车”……中国智能网联汽车产业正在以产业联姻、跨界融合的态势快速发展。
随着移动时代的到来,我国应把握第四次技术革命的历史机遇,立足汽车产业的创新,构建具有中国特色的新一代智能汽车及智能交通系统,实现弯道超车。
政府在加大对智能交通的基础性、公益性系统投入的同时,要鼓励和引导社会和民营资本参与智能汽车的研发,发挥资本市场的力量,引导新的业态健康规范发展,创新智能汽车的运营模式。政府要完善政策措施和管理规范,有计划、有步骤、有重点地推动技术创新、产业培育、环境建设和规模化应用,创造有利于智能汽车发展的大环境。
近期,我国已组织相关人员起草国家智能汽车创新发展战略,该战略是把路网设施、网络服务等环境优势与汽车相结合,形成汽车产业的智能化整合。通过制订战略规划,明确国家中长期汽车战略方向、保障措施以及重点任务,使其成为引领我国智能汽车产业的宏伟蓝图和行动纲领。同时提出的还有近期行动计划、路线图和时间表,以确保创新发展战略尽早启动、有序实施。另外,保险业应积极推出自动驾驶汽车路测险种,发挥保险业对自动驾驶技术发展的推动作用。
城市应完善道路的规划、交通路面标识等基础设施,提高专用通信系统的覆盖率,实现“人—车—路—云”之间的互联互通,特别是要在车辆动态信息网、状态实时获取、环境智能感知、车路信息交互等前沿技术领域,能够取得重大超越。同时,还要持续加强车内通信的安全研究,最大限度地避免因为控制信息被泄露或者篡改造成的安全威胁。我国还应建立智能汽车国家安全与公共安全保障机制,加强对智能汽车网络安全的监管,保护好用户的个人信息,加强数据跨境流动管理,加大对跨行业资源整合的力度,促进产业协同发展。
政府有关部门应加快组织跨行业、跨部门的政产学研用的合作,统筹规划道路和通信基础设施建设,完善配套管理机制。同时,要加强智能汽车跨行业产业链的构建,建立第三方测试评价的服务平台,推进产学研用的协同创新。
我国应尽快将关键技术和技术攻关项目纳入国家重大计划,突破激光雷达、高精度传感器、汽车芯片、云技术平台等核心技术,满足智能汽车的应用要求。同时,打造智能汽车的“四基”:基础材料、基础工艺、基础零部件、基础技术。深入挖掘智能汽车的四个基础。许多厂商将采集到的车辆运行工况数据和交通路况等信息融合后,给用户提供服务,像生态驾驶、安全驾驶、经济驾驶等一系列智能驾驶服务,已经成为汽车服务领域里新的业态,吸引了汽车、互联网企业以及众多资本的加入。
我国应制定出台国家层面的智能汽车车载环境感知传感器、网络通信、网络安全、信息服务及协议等技术标准。同时,要加快我国智能汽车领域立法,对公共道路测试和驾驶人的责任划分做出明确规范,对车辆安全和信息安全的核心环节建立强制性的标准规范。开展智能汽车的标准法规、共性技术、规划政策、测试示范等方面的国际交流与合作,通过“中德智能制造”“中美百人计划”等桥梁,寻求产业合作的契机。
智能汽车是跨学科、跨领域的高新技术载体,这对智能汽车技术提出了更高的要求。随着高速无线局域网的发展和成熟,在可预见的未来,智能汽车技术将朝着可感知、可连接、标准化、个性化等方向发展。
为了保证乘客的安全,飞机上采用双系统,目前汽车上还不允许使用双系统,但是在未来,为了解决无人智能驾驶的安全问题,双系统也可能成为一个发展方向。然而,双系统机制必然会使得代码量成倍增加,网联化的数据沟通将达到GB级,未来10~20年甚至可达TB级,由此给车载智能系统中软件以及硬件设备带来的压力,将是亟待解决的新问题。
智能汽车是汽车技术与信息技术、智能技术等新兴技术的融合,发展智能汽车能够带动大数据、云计算、信息通信、人工智能及移动互联网等技术的发展,为我国引领新一轮科技革命和产业革命奠定基础。车联网技术最终实用性测试和无人驾驶实用化技术开发的进行,为逐步建设相应的通信、道路基础设施以及协调式辅助驾驶技术和无人驾驶技术的大规模推广应用奠定了基础。智能汽车厂商依靠自我研发或使用其他算法平台,结合国内大量的相关技术储备,对智能驾驶系统优化升级。随着这些技术的逐渐应用,无人智能驾驶将在潜移默化中成为现实。
要真正实现汽车的网联化发展,需要政府在基础设施方面的大力支持。我国已经制定了《推进“互联网+”便捷交通,促进智能交通发展的实施方案》。该方案指出,未来,我国将会加强交通基础设施网络基本状态、交通工具运行、运输组织调度的信息采集,形成动态感知、全面覆盖,互联的交通运输运行监控体系;同时推广应用集成短程通信、电子标识、高精度定位、主动控制等功能的智能车载设施;建设智能路侧设施,提供网络接入、行驶引导和安全警告等服务;加强车路协同技术应用,推进自主感知全自动驾驶车辆研发,根据技术成熟程度逐步推动应用。只有在实现“车车通信”“车路通信”以及“车内联网”等网联化之后,我们才能真正迎来无人智能驾驶。未来,车载式和网联式将走向技术融合,通过优势互补,提供安全性更好、自动化程度更高、使用成本更低的解决方案。
很多创业公司和大型企业的终极目标是改变20世纪的交通模式,从私人拥有汽车转向共享无人驾驶车队,从而按照需求使用汽车。这种愿景经常与内燃机向电动汽车的转移融合起来,还催生了一些新颖的缩写词,例如ACES(无人驾驶、联网、电动、共享汽车)。当下,我们对无人驾驶技术的定义主要集中在自动化和连接性,然而,还有一些创业公司在跨越不同的技术领域开发相关技术。这些领域需要具备截然不同的能力,从工业制造到机器学习,再到计算机视觉算法,范围十分广泛。所以就不难理解创业公司和老牌公司为何争相参与进来。
汽车技术、电气化、专车和共享汽车的发展都有利于环保,共享智能汽车是未来的发展趋势。科技进步能够促进汽车设计和文化的彻底变革,将探测、识别、判断、决策、优化、优选、执行、反馈、纠控功能融为一体,制造出会学习、会总结、会提高技能,集微电脑、微电机、绿色环保动力系统、新型结构材料等顶尖科技成果为一体的智慧型汽车。随着高科技的发展,我国无人驾驶车辆技术将会不断发展,其功能也将更完善,学科内容将会更丰富,产业化前景更美好。
总之,汽车的智能化、网联化发展趋势锐不可当,车内信息安全不可忽视,智能汽车的双系统架构是未来提高无人驾驶安全性能的首选方案。国家应加强对这方面的支持力度,包括建设网联化的公共交通设施,实现人与车、车与车、车与交通公共设施之间的互联,真正实现汽车网联化。同时,充分挖掘发挥智能移动空间和智能生活的潜力,把我国建成智能汽车强国。