隨著新一代信息通信及人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，汽車作為這些新技術(shù)應用的重要載體，正在加速向智能化和網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車將成為新一輪產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要標志和依托。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車有別于傳統(tǒng)汽車，具備兩大重要特征。第一，傳統(tǒng)汽車是機電一體化產(chǎn)品，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車是機電信息一體化產(chǎn)品，需要汽車、交通設施、信息通信基礎設施（包括4G/5G、地圖與定位、數(shù)據(jù)平臺）等多個產(chǎn)業(yè)跨界融合；第二，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的區(qū)域?qū)傩约吧鐣傩栽黾?，在行駛過程中需要通信、地圖、數(shù)據(jù)等本國屬性的支撐和安全管理，每個國家都有自己的使用標準規(guī)范，所以在中國開發(fā)和使用的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，自然需要中國標準及其對應的實施方案。
當前，世界各國加速推進智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新發(fā)展，但汽車主要制造國家尚未對產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展道路形成統(tǒng)一認識，中國也沒有成功經(jīng)驗和既定道路可以借鑒。因此，必須立足高新技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，并結(jié)合我國國情，打造智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新發(fā)展的中國方案。
世界各國積極探索智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展道路
1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展路徑具有本地屬性
智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要與本國汽車工業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)基礎，以及區(qū)域交通現(xiàn)狀密切結(jié)合?；谝韵聝牲c因素，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑具備明顯的本地屬性。其一，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)體系復雜，各國技術(shù)與產(chǎn)業(yè)基礎不同，需要發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢、彌補短板，協(xié)同推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展；其二，智能網(wǎng)聯(lián)汽車不再是功能單一的運載工具，而是與萬物互聯(lián)互通的綜合性智能移動空間和智慧出行系統(tǒng)，各國在政策法規(guī)、技術(shù)標準、基礎設施、交通場景等方面的定位和認知差別，導致發(fā)展道路出現(xiàn)不同。
2.汽車發(fā)達國家和地區(qū)已形成一定先發(fā)優(yōu)勢
目前，美國、歐洲、日本等汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家或地區(qū)已經(jīng)在推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面開展了大量探索性工作，形成一定先發(fā)優(yōu)勢。
在美國，憑借政府產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和項目引導，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)起步早，伴隨著智能交通系統(tǒng)（Intelligent TransportationSystems,ITS）的整體部署而快速發(fā)展。自2016年以來，美國交通部制定并不斷更新發(fā)布自動駕駛戰(zhàn)略規(guī)劃，今年1月公布了《確保美國自動駕駛汽車技術(shù)的領導地位：自動駕駛汽車4.0》，提出整合交通部、司法部等政府部門在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面的相關(guān)職能，以更高效地推動智能網(wǎng)聯(lián)車輛實踐應用。在技術(shù)路徑上，美國通過對特定安全標準的制修訂，以適應智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展需要。為解決某些標準沖突，允許企業(yè)申請豁免聯(lián)邦安全標準，鼓勵智能網(wǎng)聯(lián)汽車的創(chuàng)新性設計。例如，車輛上的方向盤、踏板、后視鏡可以取消，甚至可不再配備駕駛座艙。
在歐洲，政府及產(chǎn)業(yè)界正加強跨國家和地區(qū)的自動駕駛聯(lián)合示范，探索道路智能化發(fā)展，實現(xiàn)汽車與交通系統(tǒng)的齊頭并進。通過開展Horizon 2020、AdptIVe、C-ITS、PEGASUS，以及ARCADE和INFRAMIX等支持與驗證項目，歐洲已在自動駕駛與智能交通推廣應用方面積累了豐富的經(jīng)驗。2018年5月，歐盟委員會發(fā)布《通往自動化出行之路：歐盟未來出行戰(zhàn)略》，明確到2020年在高速公路上實現(xiàn)自動駕駛，在城市中心區(qū)域?qū)崿F(xiàn)低速自動駕駛，2030年將普及完全自動駕駛；在網(wǎng)聯(lián)應用上，到2022年，歐盟所有新車都將具備通信功能。此外，為深入分析技術(shù)實現(xiàn)路徑，促進各國聯(lián)合推進，歐洲道路交通研究咨詢委員會在2019年3月發(fā)布新版技術(shù)路線圖，對網(wǎng)聯(lián)式自動駕駛技術(shù)發(fā)展路線進行規(guī)劃，以此作為其后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和部署的重要依據(jù)。
在日本，政府通過ITS發(fā)展促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)進步，并將智能網(wǎng)聯(lián)汽車納入國家重點發(fā)展戰(zhàn)略。早在2014年，日本內(nèi)閣府就制定《戰(zhàn)略性創(chuàng)新創(chuàng)造項目——自動駕駛系統(tǒng)研究開發(fā)計劃》（SIP_adus），旨在推進政府和民間協(xié)作，重點是基礎技術(shù)與協(xié)同式系統(tǒng)相關(guān)領域的商業(yè)化開發(fā)。2019年，SIP_adus進入2.0階段，將自動駕駛與未來智能社會（Society 5.0）的協(xié)同納入重點方向。同時，日本也在對《道路交通法》、《道路運輸車輛法》等相關(guān)法律法規(guī)進行修訂，避免對新興技術(shù)造成阻礙，營造有利于智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的法律環(huán)境。2019年，日本內(nèi)閣府更新發(fā)布《2019官民ITS構(gòu)想及路線圖》，提出自動駕駛推進時間表，即2020年實現(xiàn)高速公路上L3級自動駕駛，L2級以上卡車編隊行駛，以及特定區(qū)域內(nèi)用于配送服務的L4級自動駕駛。
3.目前已形成兩大產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑
在各國政府的大力推動下，整車制造廠商、零部件公司、ICT企業(yè)積極布局智能汽車，但主要聚焦在單車智能領域，目前已形成兩大產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑。
路徑一是沿著單車智能化駕駛水平逐步提升的漸進式發(fā)展。該路徑以眾多傳統(tǒng)汽車企業(yè)為代表，從輔助駕駛產(chǎn)品研制出發(fā)，進而在高速公路、擁堵城市道路等條件下實現(xiàn)部分或有條件自動駕駛，再通過軟硬件的逐步迭代或升級，循序漸進地提升智能化程度。但該路徑是以量產(chǎn)化的汽車產(chǎn)品作為首要發(fā)展目標，因此會依賴傳統(tǒng)的汽車軟硬件技術(shù)架構(gòu)，難以滿足智能駕駛汽車日新月異的發(fā)展需求。
路徑二是以單車高度智能化駕駛為核心的階躍式發(fā)展。該路徑以Waymo、通用汽車Cruise為代表，通過搭載高性能傳感器與計算芯片等組成的系統(tǒng)方案，不斷提高車輛的復雜環(huán)境感知和智能決策能力，旨在移動出行、物流服務等方面探索高度自動駕駛技術(shù)的商業(yè)化應用。該發(fā)展道路已取得一定成果，比如，Waymo在美國亞利桑那州鳳凰城、加州特定區(qū)域開展商業(yè)化運營探索；又如，通用汽車和科技公司Nuro向美國交通部提交豁免申請，希望在沒有方向盤和駕駛員的情況下，合法地進行自動駕駛出行或物流運營。該技術(shù)實現(xiàn)路徑為顛覆創(chuàng)新，但由于該路徑的軟硬件技術(shù)架構(gòu)與傳統(tǒng)汽車存在巨大差別，其安全性和可靠性有待檢驗，同時系統(tǒng)量產(chǎn)能力與成本因素也會影響和制約規(guī)?；a(chǎn)。
構(gòu)建中國方案有其必要性和緊迫性
由于我國現(xiàn)有汽車工業(yè)基礎仍較為薄弱、產(chǎn)業(yè)鏈尚不完整，因此不宜復制國際上已形成單車智能的兩大發(fā)展路徑的經(jīng)驗。
一方面，漸進式發(fā)展路徑是以現(xiàn)有汽車架構(gòu)為基礎進行迭代升級，我國在汽車電子、車輛控制執(zhí)行方面的差距在漸進式發(fā)展道路中會被持續(xù)放大。例如，當前廣泛應用的輔助駕駛產(chǎn)品，多是依托國外供應商的成熟方案，如果沿漸進式發(fā)展路線，可能導致未來我國汽車產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的“空心化”。另一方面，對于階躍式發(fā)展路徑，我國不具備先發(fā)優(yōu)勢，顛覆性創(chuàng)新能力不足，特別是在高精度傳感器、高性能中央處理芯片、計算平臺、開發(fā)測試工具鏈等方面存在諸多卡脖子技術(shù)，不符合產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略安全要求。
此外，汽車智能網(wǎng)聯(lián)化涉及汽車、交通、信息通信等多個本國產(chǎn)業(yè)交叉融合，汽車在行駛過程中所需的通信、地圖和數(shù)據(jù)又具有極強的本地屬性，需要國家統(tǒng)一的安全監(jiān)管，因此難以直接復制引用國外發(fā)展模式。
因此，探索并踐行智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新發(fā)展的中國方案至關(guān)重要且刻不容緩。我國汽車業(yè)已進入新的發(fā)展階段，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心突破口之一，將推動我國汽車業(yè)上新臺階，并將帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。智能網(wǎng)聯(lián)汽車背后的信息安全、產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略安全問題，決定了我國必須要探索符合中國國情的開放合作與自主可控相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路。同時，中國要盡快探索出智能網(wǎng)聯(lián)汽車特色發(fā)展路徑。我國傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了幾十年的跟隨式發(fā)展，與國際先進水平仍有較大差距，新能源汽車產(chǎn)業(yè)搶抓機遇，已經(jīng)基本實現(xiàn)了與國際先進水平的并進式發(fā)展，為汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展奠定了堅實基礎。未來，智能網(wǎng)聯(lián)汽車將成為我國引領世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大歷史機遇。
前不久，國家十一部委聯(lián)合印發(fā)了《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，明確提出建設中國標準智能汽車的發(fā)展方向和實現(xiàn)智能汽車強國的戰(zhàn)略目標，清晰規(guī)劃了技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎設施、法規(guī)標準、產(chǎn)品監(jiān)管和網(wǎng)絡安全等六大體系重點任務，對智能汽車未來發(fā)展方向具有重要的指導意義。
探索中國方案智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑
為實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，中國方案發(fā)展路徑需要具備以下特征：結(jié)合中國優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，通過優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的協(xié)同帶動效應，實現(xiàn)跨越式發(fā)展；在凝聚共識的基礎上，探索適應產(chǎn)業(yè)變革需求的發(fā)展路線；以汽車為核心，實現(xiàn)汽車、交通與智慧城市共同發(fā)展的智能網(wǎng)聯(lián)汽車新型體系架構(gòu)。
因此，在符合中國的基礎設施標準、聯(lián)網(wǎng)運營標準、新體系架構(gòu)汽車產(chǎn)品標準的前提下，要建立中國方案的智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理架構(gòu)，充分融合智能化與網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展特征，以車載計算基礎平臺、智能終端基礎平臺、云控基礎平臺、高精動態(tài)地圖基礎平臺和信息安全基礎平臺等五大平臺為載體，最終實現(xiàn)“人-車-路-云”一體化協(xié)同的創(chuàng)新發(fā)展道路。
1.構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)架構(gòu)
汽車智能化需要伴隨著道路交通數(shù)字化和城市智能化提升的同步轉(zhuǎn)型。以車輛為基礎載體，智能網(wǎng)聯(lián)汽車呈現(xiàn)出跨學科、跨產(chǎn)業(yè)的復雜特征，如何協(xié)調(diào)解決復雜系統(tǒng)中的一系列問題是汽車行業(yè)面臨的首要難題。
為適應智能網(wǎng)聯(lián)汽車跨學科、跨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的復雜要求，首先要構(gòu)建一套先進的智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)架構(gòu)。通過從產(chǎn)業(yè)、功能、通信、物理等不同視角描述架構(gòu)，體系架構(gòu)將支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能交通總體設計，具備處理通信設備、交通設施、地理和云控平臺所涉及的復雜數(shù)據(jù)信息的能力，而這些都有本國屬性，每個國家都有自己的使用標準和規(guī)范，需要中國方案。進一步思考，智能汽車行駛在道路上，需要通信、地圖、定位、數(shù)據(jù)支撐和管理規(guī)范，強調(diào)車輛與基礎設施協(xié)同控制的規(guī)范性，而中國方案究竟需要滿足哪些本地區(qū)域?qū)傩院彤a(chǎn)品社會屬性，信息物理系統(tǒng)架構(gòu)能夠給出答案。
這一體系架構(gòu)的構(gòu)建，需要在頂層設計下凝聚廣泛共識。在中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)內(nèi)，形成發(fā)展戰(zhàn)略、領域布局和關(guān)鍵技術(shù)等層面的統(tǒng)一認識，并在國家創(chuàng)新中心的推動下，吸引多行業(yè)龍頭骨干企業(yè)參與，實施頂層設計、體系架構(gòu)研究及商業(yè)模型設計。不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)架構(gòu)的頂層設計，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車中國方案形成的關(guān)鍵基礎和步驟，直接影響到我國在全球競爭格局中的發(fā)展和地位。
2.堅持智能化與網(wǎng)聯(lián)化深度融合發(fā)展
隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)研發(fā)和商業(yè)化探索的深入，面對復雜環(huán)境下實現(xiàn)高可靠性自動駕駛的需求，僅憑車輛自主式智能化技術(shù)仍難以支撐。車載傳感器的感知范圍和感知信息的豐富程度有限，車端決策基于不完備的局部信息無法實現(xiàn)更高維度的全局優(yōu)化。而網(wǎng)聯(lián)化與智能化相結(jié)合，可有效擴展單車感知能力，可以從宏觀交通角度對車輛進行廣域協(xié)同控制，實現(xiàn)安全、高效、舒適、節(jié)能的出行目標。
我國從謀劃智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)之初，就強調(diào)智能化與網(wǎng)聯(lián)化協(xié)同。早在2016年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中，就明確描述了自動駕駛汽車的智能化和網(wǎng)聯(lián)化分級方式，在網(wǎng)聯(lián)化分級方面率先在國際上提出網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制三個等級，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展開辟了新思路和新路徑。
我國擁有世界領先的信息通信產(chǎn)業(yè)，特別是下一代通信技術(shù)將提供滿足車輛高速駕駛時低時延、高可靠的信息交互環(huán)境。同時，我國在跨產(chǎn)業(yè)協(xié)同的制度優(yōu)勢和基礎設施建設方面的優(yōu)勢，也會為智能化與網(wǎng)聯(lián)化的深度融合和協(xié)同發(fā)展提供保障。
近年來，上述融合式智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展路線正得到越來越多國家的認可。2019年，歐洲交通運輸研究咨詢委員會發(fā)布新版技術(shù)路線圖，也提出了網(wǎng)聯(lián)式自動駕駛的發(fā)展路線圖。歐洲還通過INFRAMIX等示范項目，歸納出基于數(shù)字化基礎設施支撐的網(wǎng)聯(lián)式協(xié)同自動駕駛實踐途徑。當前，我國正在修訂《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》第二版，將結(jié)合新一代通信、人工智能技術(shù)，以及智能交通、車路云一體化協(xié)同發(fā)展需要，對車輛智能化、網(wǎng)聯(lián)化分級和產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)路徑時間表進一步修訂與完善，深化探索中國方案智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖。
3.打造五大基礎平臺，加速產(chǎn)業(yè)協(xié)同
智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)架構(gòu)的變化，將打破傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)垂直的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出網(wǎng)絡化、扁平化特征和平臺化的發(fā)展趨勢。構(gòu)建行業(yè)基礎平臺并集中突破，將有效推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，形成發(fā)展合力。
中國方案智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)需要新型汽車零部件體系。在智能化與網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)深度融合的背景下，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的核心關(guān)鍵節(jié)點集中體現(xiàn)在五大基礎平臺及其共性技術(shù)領域：車載計算基礎平臺、智能終端基礎平臺、云控基礎平臺、高精動態(tài)地圖基礎平臺和信息安全基礎平臺。這五大基礎平臺的建設將是未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)中的高端核心組成部分，為不同企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)提供跨領域的共性交叉基礎模塊、中間組件和通用平臺，將形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎支撐，加速產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新。這些關(guān)鍵節(jié)點的突破，將形成我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略安全的“護城河”，并通過輻射帶動作用，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車乃至智能產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。
以高精度動態(tài)地圖為例，當前各家地圖企業(yè)花費大量人力、物力和時間進行地圖的重復采集，僅完成全國高速公路和部分城市快速路合計30多萬公里的靜態(tài)高精度地圖采集，地圖更新頻度也不能滿足高等級自動駕駛產(chǎn)業(yè)化應用的需求。在靜態(tài)高精度地圖的基礎上，還需疊加準動態(tài)的路側(cè)基礎設施信息和實時動態(tài)的道路交通信息，才能形成智能網(wǎng)聯(lián)汽車可用的高精度動態(tài)地圖。當前的地圖采集制作方式，一方面大幅增加了靜態(tài)地圖的制作成本，消耗了社會資源，地圖制作和更新質(zhì)量也難以保證；另一方面，靜態(tài)地圖之上疊加各家企業(yè)的非保密動態(tài)數(shù)據(jù)，但由于商業(yè)競爭的原因，也難以實現(xiàn)共享。因此，有必要通過建設高精度動態(tài)地圖行業(yè)的基礎平臺，統(tǒng)一采集并更新基礎地圖數(shù)據(jù)，圖商在基礎地圖上研發(fā)并疊加動態(tài)應用服務數(shù)據(jù)，同時兼顧地理數(shù)據(jù)采集與加密的有序試點及規(guī)范監(jiān)管，從而有效加速產(chǎn)業(yè)進程，盡快形成規(guī)模效應并實現(xiàn)非保密動態(tài)數(shù)據(jù)的共享化。
未來，產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的五大基礎平臺涉及新一代戰(zhàn)略基礎設施，是我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵突破口，需要集全行業(yè)之力，創(chuàng)新發(fā)展思路。新型基礎平臺的特征決定了非單一企業(yè)或行業(yè)能夠獨立完成，需要整合跨行業(yè)創(chuàng)新資源并加強政、產(chǎn)、學、研、用之間協(xié)作，通過建設創(chuàng)新型的產(chǎn)業(yè)基礎平臺與運營主體，實現(xiàn)核心技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化應用，并依靠示范應用、市場驅(qū)動、協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建起智能網(wǎng)聯(lián)汽車與智能交通、智慧城市深度融合的全新生態(tài)。
國家相關(guān)部門發(fā)布的智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)的發(fā)展戰(zhàn)略、行動計劃，勾勒出未來中國智能汽車發(fā)展的宏偉藍圖，政策覆蓋面廣，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導性強。中國標準智能汽車的六大體系任務將成為未來我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略引領，亟需汽車從業(yè)者達成共識，以系統(tǒng)架構(gòu)為指引，以智能網(wǎng)聯(lián)相融合的技術(shù)路線為方向，以五大基礎平臺為支撐，共同實踐中國方案創(chuàng)新之路。
（作者系清華大學教授、汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室主任，國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心首席科學家；本文為本報獨家約稿）
