【MFC原创】浅谈智能网联汽车的发展

科技   2024-11-21 10:30   北京  

智能网联汽车集成了先进的传感器和控制器,通过信息通信技术实现人车路云端的信息交换,5G、大数据和 AI 技术的融合推动产业链的颠覆性发展。本文结合自动驾驶、车路协同的发展,梳理了自动驾驶及车路协同发展现状, 并针对现状提出两者融合发展的建议。

01
前言

当前,全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展,汽车与新能源、信息通信等领域有关技术加速融合,电动化、智能化、网联化成为汽车产业的发展潮流和趋势。汽车汇聚新能源、新材料和互联网、物联网、大数据、人工智能等多种变革性技术,正在从单纯的交通工具向移动智能终端、储能单元和数字空间转变。 随着自动驾驶、车路云一体化等技术的升级迭代,汽车等交通方式越来越向智能化方向发展。在自动驾驶领域,随着“大算力 + 大模型 + 大数据”驱动创造的“智能涌现”,为单车智能带来了新的技术驱动。在车路云一体化领域,由于智能化和网联化发展迅速,智能网联汽车逐渐从研发阶段走向测试应用阶段,并将进一步进入商业应用阶段。


02
自动驾驶发展现状

智能驾驶是指搭载先进的传感器等智能装置,运用现代传感技术、信息与通信技术、人工智能等技术,具备复杂的环境感知、规划决策和控制执行等功能,并最终可部分或完全替代人工驾驶员驾驶的系统。

自动驾驶等级

我国工信部2021 年 8 月发布的《汽车驾驶自动化分级》 国家推荐标准(GB/T 40429-2021)将驾驶自动化功能分 为 L0 ~ L5 6 个等级,与SAE J3016划分基本一致。《汽车驾驶自动化分级》将 L0 ~ L2 级统称为“驾驶辅助”,系统辅助人类执行动态驾驶任务,驾驶主体仍为驾驶员 , 属于 低级别的驾驶自动化功能;特别的是,根据该标准的定义, 0 级驾驶自动化不是无驾驶自动化,0 级驾驶自动化可感知 环境,并提供报警、辅助或短暂介入以辅助驾驶员(如车道 偏移预警、前碰撞预警、自动紧急制动等应急辅助功能)。 L3 ~ L5 级统称为“自动驾驶”,系统在设计运行条件下代 替人类执行动态驾驶任务,当功能激活时,驾驶主体是系统, 属于高级别的驾驶自动化功能。

相关政策

2020 年以来,我国鼓励自动驾驶发展的顶层设计文件频频出台,为我国自动驾驶产业指明发展目标。2020 年我国先后发布《智能汽车创新发展战略》、《智能网联汽车技术路线图 2.0》、《新能源汽车产业发展规划 (2021 ~ 2035  年 )》等顶层设计文件,为自动驾驶产业的发展提供了良好的政策支持和相关保障,将推动整体汽车行业智能化的转型升级。预计在政策指引下,到2025 年,我国将实现特定场景的 L3/L4 自动驾驶;2035 年实现 L4 级自动驾驶汽车规模化应用。

发展情况

当前,智能驾驶依然处于人机共驾的混合阶段,通过打通高速、城区、泊车场景,基于场景实现点到点的自动驾驶成为行业的共同目标。国内多家车企已推出 L2+ 级辅助驾驶车型,一些造车新势力车企的 L2+ 级车型已预埋了支撑升级 到 L3 级甚至 L4 级自动驾驶的高算力芯片和高精度传感器,规划后续通过软件 OTA 升级,实现高阶智能驾驶。传统自主车企的高阶智能驾驶通过合作、投资外部自动驾驶解决方案供应商,或者成立自动驾驶科技公司的形式,进行自动驾驶系统开发,推出高端品牌自动驾驶车型。

随着各大车企 L2 级先进驾驶辅助系统(ADAS)渗透率的提升,高阶智能驾驶将成为下一阶段发展方向。高阶智能驾驶场景更多样,算法更复杂,对于系统的准确性、安全性要求更高,需要自动驾驶关键技术加速升级。车载摄像头向八百万高像素方向升级,传统的毫米波雷达向高分辨率的  4D 成像雷达演进,车载激光雷达技术日趋成熟。高精度传感器的上车,带来了多样化的算力需求,芯片成为市场追逐的热点。传统的汽车 EE 架构向集中化演变的过程中催生出面向信息架构的新服务模式,软件在车辆中的价值占比提高, “软件定义汽车”成为必然趋势。


03
车路协同发展现状

车路协同是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术,全方位实施车车、车路动态实时信息交互,并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理,充分实现人车路的有效协同,保证交通安全,提高通行效率,从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。

发展历程

国内车路协同的发展已由政府主导推动为主要模式,逐渐过渡到以企业为主体,政府作为引导。在实现形式上,先后从智能网联示范区到车联网先导区到“双智”城市再到车路云城市试点城市的发展模式。 

(1)2016 年~ 2018 年:开展智能网联示范区建设,是车路协同的封闭试验阶段,在试验场内开展C-V2X 的系 统验证工作。上海、北京、长沙、重庆、无锡、武汉等多地 被批准为国家级智能网联汽车示范区,示范区以技术试验为 主。 

(2)2019 年~ 2020 年:长沙、重庆、天津、无锡率先成为四个国家级车联网先导区。先导区不只是技术试验,还重视运营、管理等多方面内容,目的是希望实现跨行业融 合发展。 

(3)2020 年 12 月:国家提出提出“双智城市”,从“智慧的车”、“智慧的路”进一步延伸到“智慧城市”,车路协同不再局限于一个区域,而是提升到了“城市管理”的高度。

(4)2024 年 7 月:工信部等五部门发布智能网联汽车 “车路云一体化”应用试点城市名单,确定了 20 个城市(联 合体)为首批“车路云一体化”试点城市,加速推动车路协 同从测试验证转向规模化应用。截至 2023 年底,全国共建设 17 个国家级测试示范区、7 个车联网先导区、16 个智慧城市与智能网联汽车协同发展试点城市,开放测试示范道路超 2.2 万公里,发放测试示范牌照超 5200 张,累计道路测试总里程 8800 万公里,自动驾驶出租车、自动驾驶公交、干线物流、无人配送等多场景示范应用有序推进。

相关政策

国家高度重视车路协同行业发展,交通运输部、工信部、 住建部等多部委陆续出台相关政策,一是加强市场监管,对 道路测试管理规范、标准体系建设、网络数据安全扥各方面 提出新要求;二是引领行业发展,从测试场、先导区、示范 区的建设,再到智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展 试点,强调更广泛的跨领域协同、跨产业融合,不断提升城 市基础设施智能化水平。

发展情况

(1)以基础设施建设带动智能网联汽车产业发展从全国三类示范区发展趋势来看,车联网产业链的车端研发和路侧测试都已初具规模,尤其在路侧的基础设施建设环节,自 2016 年车联网示范区建设以来保持快速增长。“覆盖率”和“渗透率”不断提升,既包括路端建设面积和长度 的“覆盖率”,从局部路口和特定路段,到城市区域级,直 至城市全面覆盖,也包括车端装载量的“渗透率”,从各类 商用车(客车、货车)和特种车辆等,到乘用车进行安装, 从后装到前装,不断提升“渗透率”。未来,基于数字基础 设施建设和 5G 网络布局的需求,随着示范区规模逐步扩大, 基础设施建设速度将进一步加快。 

(2)C-V2X 从初步探索期向快速发展期过度,有望于 2030 年实现全覆盖。

C-V2X 行业的发展可以分为初步探索期、快速发展期 与成熟覆盖期。2016 年到 2021 年是行业的初步探索阶段, 在政策支持下,行业主体积极布局,产业园与示范区建设筹备,产业链逐步完善;2022 年到 2025 年是行业的高速发 展阶段,随着技术升级与商业模式打磨,车路协同系统将逐 渐落地,具备推广应用条件。2025 年后,C-V2X 行业进入 成熟覆盖阶段,根据我国在 2020 年发布的《智能网联汽车 技术线路图 2.0》,预期 2025 年 C-V2X 终端覆盖率达到 50%,2030 年实现 100% 全覆盖。


04
结束语(自动驾驶与车路协同的融合趋势)

随着智能网联汽车设计运行范围的扩展,道路交通场景复杂程度越来越高,仅凭单车智能化方案难以在量产车上实现无人驾驶,单车智能针对恶劣天气、隧道环境、鬼探头等特定场景下应对能力不足,同时单车智能感知长尾问题仅靠车端传感器融合感知是难以解决的,而车路协同刚好能弥补单车智能感知局限,有效弥补单车智能化存在的能力盲区和感知不足,降低对自身搭载传感器、硬件性能等要求,同时降低单车成本,有利于快速实现自动驾驶。 

从技术层面来看,限定区域运营场景由于路况简单、线路相对固定、车速相对较低、交通参与者较少等因素,更有利于自动驾驶功能实现。相较之下,大范围不定线路运营场景、复杂交通环境场景和极端恶劣天气下运营场景,短时间内难以实现安全可靠的自动驾驶功能。因此,智能网联汽车会按照低速封闭场景到低速开放场景 / 高速封闭场景,再到高速开放场景的顺序实现商业化落地。尤其是对于商用车辆,由于商用车用户(如煤矿运输企业、港口服务公司等)对于运营成本的考虑,国内对封闭道路场景下的自动驾驶产品有强烈的价值驱动,将是我国自动驾驶落地的重要突破口。


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