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我国智能汽车发展面临的瓶颈与对策

发布时间:2018-09-05 作者:派智库 来源:《科学发展》2018年第4期 浏览:【字体:

摘要:汽车的智能化、网联化发展趋势锐不可当。智能交通的实现及智能汽车双系统架构是未来提高无人驾驶安全性能的首选方案。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。智能移动空间和智能生活的发展潜力巨大,充分挖掘发挥这些潜力,将使我国成为智能汽车强国。 dedecms.com

关键词:智能汽车 无人驾驶 网联化 织梦好,好织梦

“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与人一车一路一云等的信息交换,使车辆具备智能的环境感知能力,能够自动分析车辆行驶安全和及时处理突发状况,通过AI替代人为操作,并实现车辆按照人的意愿到达目的地并获得良好的交互体验。[1]智能汽车重点是智能驾驶,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,使其在智能交通网络的环境下,能够准确寻找到通往目的地的最佳路径,并且利用驾驶控制系统,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。[2]若因系统故障发生事故,智能汽车自动启动紧急报警系统,并联络指挥中心报告位置及其他关键信息,以便辅助救援行动等。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。智能汽车包括三大要素:车辆主体、驾驶系统和服务体系。[3] dedecms.com

一、智能汽车市场的发展前景 dedecms.com

在汽车产业方面,我国总体处于国际领先地位,自主品牌市场份额逐年提高,关键零部件供给能力明显增强,新能源汽车产业体系日渐完善,电池、电机、电控及整车具有较强的国际竞争力,这为智能汽车的发展奠定了坚实基础。

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(一)智能汽车有广阔的市场发展空间 本文来自织梦

截至2017年12月,国内乘用车保有量2亿辆左右,随着汽车出货量的上升,未来智能汽车的渗透率将快速提升。据美国波士顿咨询集团测算,智能汽车市值将在2025年前达到420亿美元;2035年前,全球将有1800万辆汽车拥有辅助自动驾驶功能,1200万辆汽车具有完全自动驾驶功能。IEEE(美国电气电子工程师协会)预测,到2040年,无人驾驶汽车将占到路上行驶车辆总数的75%,智能汽车可能颠覆当前的汽车交通运输产业运作模式。普华永道预测,智能汽车技术的年销售额将从2017年的472亿欧元上升至2022年的1400亿欧元。中投顾问在《2017—2020年中国智能汽车行业深度调研及投资前景预测报告》中预计,到2021年智能汽车相关市场的总体销售额将高达1226亿欧元,相较于2016年增长204%。前瞻产业研究院预测,到2018年,我国智能汽车的市场规模将超过1500亿元。汽车行业咨询机构IHS预测,到2035年我国将拥有超过570万辆无人驾驶汽车,占全球的27%,我国将成为最大的无人驾驶汽车市场。 织梦内容管理系统

(二)智能汽车市场增速加快

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美联社预测,整个联网汽车市场2015—2018年的复合年均增长率预计达41.2%。普华永道预测,智能汽车技术2018—2022年销售额增速不低于25%。2018年1月我国发布了《智能汽车创新发展战略(征求意见稿)》,计划到2020年,我国智能汽车新车占比达50%,而按照现有的年产销近300万辆来看,2020年智能汽车销量便会超过1500万辆。这是工信部发布《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》重点培育智能汽车之后,国家相关部门再度出炉重磅的产业规划。有分析指出,这不仅是我国下一轮科技战略的具体体现,也是建成汽车强国的一次产业机遇。实际上,各大车企与地方已启动相关领域布局。同时,智能道路交通系统建设也取得积极进展,大城市、高速公路的车用无线通信网络(LTE-V2X)覆盖率达到90%,北斗高精度时空服务更实现了全覆盖。至2025年,我国标准智能汽车的技术创新、产业生态、路网设施、法规标准、产品监管和信息安全体系将全面形成,新一代车用无线通信网络(5G-V2X)实现“人—车—路—云”高度协同。 本文来自织梦

(三)智能汽车蕴含极具潜能的高科技生态链 织梦好,好织梦

该生态链包括感知技术、图像识别技术、电子与计算机技术、控制技术等。为了在未来激烈竞争中占据优势地位,围绕相关领域开展的技术研发如火如荼,创新成果不断涌现。据汤森路透知识产权与科技报告显示,2010—2016年,与汽车无人驾驶技术相关的发明专利超过2.2万件。2016年11月,福特推出装有倒车摄像头的制动技术,可以自动激活刹车,从而避免驾驶员在倒车时发生碰撞。过去汽车以机械结构为主,而新能源和智能汽车中,电子零部件的成本占比将会达到整车的一半以上,大量的雷达、传感器、通信、摄像头、监控、检测、娱乐系统将会被装载在汽车之上。[4] 织梦内容管理系统

(四)智能汽车开启交通运输业新模式 织梦好,好织梦

汽车交通事故在很大程度上由人为因素造成,在自动驾驶级数由14演进到15级时将实现真正意义上的无人驾驶。届时,智能汽车由行车智能集成并精确控制,可有效减少酒驾、疲劳驾驶、超速等主观违反交通规则导致的交通事故,从而大幅减少交通安全事故。根据谷歌无人驾驶汽车团队的统计,一辆传统汽车约96%时间处于空闲状态,利用率较低,无人驾驶汽车可以按照预约顺序依次供需要的人使用,因此可以更好地统筹安排对车辆的利用,提高车辆的使用率,减少车辆消费总量,最终有效降低碳排放。 copyright dedecms

(五)消费者对智能汽车领域预期较高

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消费者对智能汽车的强烈需求,将推动智能汽车市场逐波上行。虽然智能汽车尚未正式上市,但根据普华永道2017年发布的数据,我国购买者中,非常渴望拥有自动驾驶汽车的比例超过85%。在车辆自动驾驶过程中,消费者希望可以使用娱乐系统、进餐、睡觉、休息和办公等。传统车辆性能是交通安全事故的重要诱因之一,而智能汽车能在短时间内做出准确反应,有效降低交通事故率,成为汽车新的卖点。

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二、智能汽车发展面临的瓶颈 织梦内容管理系统

(一)汽车安全问题

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智能汽车在实现无人驾驶过程中,甚至是实现无人驾驶后,一旦出现行车安全或者信息安全问题,将会引起社会的广泛关注,这对无人驾驶的影响还未可知。由于车联网技术涵盖汽车、信息技术、交通、通信等多个行业,如何对人、车、路的信息进行高效收集、分析、利用,将成为重中之重。谷歌无人驾驶汽车目前还离不开人的操控,只能按预定程序行驶,在雾雪天气还会受到干扰,并且在加速、减速及转向时衔接还不太好。全工况的无人驾驶技术仍处于研发阶段,最终的实用性测试和验证还需要很长时间。无人驾驶智能汽车还面临法律和道德两方面的困难。一方面,任何安全都是相对的安全,智能汽车在运行过程中,难免会出现故障,由于出现故障而导致的事故,需要进一步厘清责任主体及保险赔付等,这是需要探索的问题。另一方面,无人驾驶技术永远是将保护车辆和车内人员作为第一要务,可能会伤及其他人,这会涉及交通道德问题。[5]

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(二)智能汽车发展体系薄弱

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一是基础研究薄弱。虽然汽车产业联合创新基金支持的基础研究项目已经开展,但发展时间尚短,还不能指导实际研究开发。二是技术层级薄弱。虽然我国有企业拥有展示性自动驾驶样车,但国际大公司都有20年左右的ADAS(辅助驾驶技术)和ITS(智能交通技术)研究历史,在这方面我国企业和国际大公司差距甚大。三是顶层设计薄弱。由于对智能汽车价值的认知不同,整车企业和互联网企业之间的合作模式还不够清晰;[6]在有人驾驶到无人驾驶的过渡期间,作为驾驶者对无人驾驶技术的接纳、信任并愿意使用无人驾驶技术,还面临不小的挑战。 本文来自织梦

(三)道路基础设施建设和智能汽车产业之间缺乏协同发展 copyright dedecms

目前在国内领先的一些汽车企业已有明确的智能汽车的发展规划,有的已开始实施,但缺少道路基础设施建设和统筹的规划,同时要在公共基础设施的建设上投入巨大的资金,能否最终实现预期目标,还充满未知。由最早的出租车到网约车,再到如今出现的共享汽车,都是汽车智能化转型的表象,这些都不是完全智能化,只有做到人找车、车找人、车找位,实现全过程的智能化才是真正的智能汽车。对交通领域目前所存在的问题,虽然近几年交通管理系统得到了迅速发展,交通安全问题得到了缓解,但拥堵问题依旧严重。这种现象主要是两个原因导致的:一是道路基础设施建设速度慢,而汽车数量增长速度快,加剧了交通供求矛盾。尽管综合管理水平有所提升,但仍旧无法满足实际需要。二是对大数据交通网络平台,存在一定的“重建轻用”问题,对现有交通信息的利用率不高,因此交通拥堵的问题没有得到彻底解决。 内容来自dedecms

(四)缺乏智能汽车生态链 织梦好,好织梦

仔细研究国际汽车大企业在智能汽车方面的研究开发规划、组织,发现智能汽车生态链正逐步形成。首先,谷歌、特斯拉不断对智能汽车方面投入,使得各传统公司都加快了研究开发步伐。其次,车企组织多个产业联盟,如宝马、英特尔和Mobileye的自动驾驶研发联盟;奥迪、宝马、奔驰、爱立信、华为、英特尔、诺基亚和高通组建的“5G汽车联盟”;奔驰、宝马、奥迪依托于HERE地图的数据共享联盟;爱立信、英特尔、丰田、日本通信服务商组成的汽车边缘计算联盟;英伟达宣布与奔驰合作打造智能汽车等。汽车总装厂的影响下导致相关生态链上下端积极投入研发,智能汽车生态链不断延长,新能源、物联网、增强现实(Augmented Reality,AR)、介导现实(Mediated Reality,MR)、云技术等行业分别在生态链中交织、集成,智能汽车生态链上的企业并购和联合也时有发生。我国虽是汽车生产大国,整车企业集团已有相当大的规模,并有相当大的科研设施建设和科技投入,各大企业也已开展针对智能汽车的研究开发工作。但我国汽车大企业的创新模式相对单一,重点在于自己招聘人才、建设设施、研究开发,依靠外部资源较少,缺乏完善的智能汽车生态链。

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(五)标准与法规工作机制有待健全 本文来自织梦

汽车产业的标准工作体系起始于产业跟随发展阶段,其指导思想是采纳国际标准、贯彻国际标准、学习国际技术与经验,从而提升我国汽车产业的水平。[7]在技术跟随发展阶段,由于国际标准已有其制定者做过大量的研究、验证工作,我国标准以翻译和编写为主。政府部门工作机制仍需改进,主要是需要以科学论证作为决策基础,多部门协商不能代替跨行业的专家科学咨询。在法律法规发面,中国缺少法规标准的顶层设计,高度自动驾驶汽车上路也面临法律法规的约束,需要深入研究并进行相应调整。 copyright dedecms

三、智能汽车发展的思路与对策

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(一)建立保障机制,提升信息安全 织梦好,好织梦

做好道路的规划、交通路面标识等基础设施的完善,提高专用通讯系统的覆盖率,实现车、路、人、云主机之间的互联互通,要加强海量异值的车辆数据采集、存储、发布的技术研发,特别是要在车辆动态信息网、状态实时获取、环境智能的感知、车路信息的交互等这样一些前沿技术领域,能够取得重大超越。持续加强汽车内通信的安全研究,最大限度避免因为控制信息被泄露或者篡改造成的安全威胁;通过车车通信、人车通信以及汽车与交通设施之间的互联,获取汽车在行驶过程中自身的位置信息、周围其他车辆及行人路况信息、交通信号灯等交通信息,综合处理这些信息并给出安全判断,实现安全驾驶。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,保护好用户个人的信息,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。

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(二)强化整体结构设计,制订总体战略布局

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这需要全方位涉及顶层、层级、基础各个方面。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,要发挥资本市场的力量,来引导新的业态健康规范发展,创新智能交通系统建设运营新模式。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,统筹推进智能汽车与智能交通融合发展。[8]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,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、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,同时提出的还会有近期行动计划以及路线图和时间表,以确保创新发展战略尽早启动有序实施。另外,鼓励我国保险业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。 织梦内容管理系统

(三)推动政产学研用协同创新,构建智能交通技术创新体系 copyright dedecms

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的基础设施建设,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,促进智能汽车科技创新成果的转移和产业化。加快建设智能交通系统,建立开放型大数据平台和公共服务与测试平台,测试评价体系,为测试和应用提供技术基础,按规定开展实际道路使用测试,支持具备条件的区域超前规划布局。企业作为创新的主体,要充分发挥在创新发展中的能动作用,面向市场的需求来积极探索各种新的运作模式,力争在全球新一轮产业变革中抢占制高点,培育新优势,从而增强国家智能汽车产业的硬实力。

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(四)突破关键技术,构建产业生态

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在国家统筹指导下,以市场化运作模式,凝聚汽车骨干企业、网络通信领军企业、重点科研单位等多方力量,统筹利用国家研发计划和重大专项,支持关键技术的研发和产业化,加快智能汽车创新中心的建设,加快推进智能汽车试点示范,探索智能汽车新市场与新业态。要抓住发展的关键环节,突破核心技术,要以新技术、新服务作为依托,来推动产业和资本的有机结合,来创造智能交通建设运营的新模式。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,提供给用户服务,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。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。要深入挖掘智能汽车的4个基础,把基础打好。[9] 内容来自dedecms

(五)制定合理的行业发展标准,完善法律法规

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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、网络安全及信息服务及协议等技术标准。一要注重标准的实践性。在创新发展阶段,制定标准则需要大量的研究、实验和生产实践等相关基础。二要注重吸收国际经验。有些标准涉及实验方法和技术路线,在指导科研生产实践的同时也具有商业竞争壁垒的作用。但前者作用重要性远大于后者,所以一定要注重学习、吸收国际经验,同时要积极参与国际标准制定,规范引导产业的发展。[10]同时要加快我国智能汽车领域立法,对于公共道路测试和驾驶人的责任划分做出明确规范,在智能交通设施方面加快我国自主标准体系,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。

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参考文献: 内容来自dedecms

[1]赵福全,刘宗巍.中国发展智能汽车的战略价值与优劣势分析[J].现代经济探讨,2016(4). 内容来自dedecms

[2]徐可,徐楠.全球视角下的智能网联汽车发展路径[J].中国工业评论,2015(9).

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[3]李克强.智能网联与未来汽车的技术变革[J].科技中国人,2015(10). 织梦内容管理系统

[4]曹玉红.中国智能汽车产业竞争力动态演进规律研究[J].工业工程与管理,2017(5). 内容来自dedecms

[5]于赫.网联汽车信息安全问题及CAN总线异常检测技术研究[D].长春:吉林大学,2016. 本文来自织梦

[6]黎宇科,刘宇.国外智能网联汽车发展现状及启示[J].汽车工业研究,2016(10).

织梦好,好织梦

[7]王建宇.基于物联网的汽车智能测距系统的设计与实现[J].现代电子技术,2015(22). dedecms.com

[8]李骏,邱少波.智慧城市的智能汽车[J].中国科学:信息科学,2016,46(5). 织梦内容管理系统

[9]高奇琦.共享智能汽车对未来世界的影响[J].人民论坛·学术前沿,2017(20).

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[10]毕晓东.安全、环保、智能:三大引擎推动汽车电子高速发展[J].电子技术应用,2015(8).

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