中国智能汽车政策法规与关键要素研究
2020-12-18王羽
◆文/王羽
四次汽车产业变革概述
一段时间以来,智能汽车、自动驾驶、智能网联汽车、车路协同等是比较热门、讨论度比较高的话题,各地政府对这方面的发展比较关注,自动驾驶的和新能源汽车的热潮,也可以说是中国科技界中金融和资本一次契合较高的交融。近年来,科技和金融结合迸发出来科技革命,在新能源汽车、智能网联、自动驾驶发展方面表现突出,自动驾驶领域在2017年―2018年成长了接近四五千家企业,都是初创企业且实力很强。
总的来说,汽车行业经历了四次迭代,第四次革命最典型的就是人工智能大数据、云计算和互联网与汽车的契合,又进行了第四次革命。从1886年汽车诞生开始,最初的结构设计关注的是产品内部结构和机械部分的设计,说得俗一点就是汽车能不能动。进入2.0时代,汽车的功能设计要满足用户需求,实现目标功能,以福特时期为代表,福特时期从原来的小批量产品变成大批量流水线作业,这个时期的汽车在能动的基础上还要具备舒适性。从1960年开始进入3.0时代,以丰田时代为代表,实现产品价值最高、成本最低,汽车的安全性和经济性也得到不断提升,用户不断普及。可以说,日本汽车的精细化管理把汽车的经济性提高到最高水平。
4.0时代是2000年以后开始的,启动了最早的自动驾驶的相关应用研究。4.0时代提倡服务设计,具有以用户为先、追踪体验流程、致力于打造完美用户体验的特征,突出智能化、网联化和共享化。
智能汽车的界定和特点
车要实现智能化,其最高阶段就是替代人来完成这个功能。其中有三个部分是最关键的。
第一是传感系统,包括雷达、摄像头、V2X通信、精确定位等。雷达是它的探测系统,对应的是人的脑电波感应,摄像头对应的是人的眼睛,V2X通信承担的是耳朵的功能,精确定位实现路线轨迹的回顾,也叫场景重现。第二是决策系统,涉及控制器,它对应的是人的大脑,也是最核心的部分。第三是执行系统,也叫执行器,涉及刹车和油门、电子稳定系统、电子助力转向、自动变速器等。贯穿这三者始终的就是神经末梢。
智能汽车的主要价值是什么?自动驾驶中最典型的几个功能:首先,在基础阶段,解决安全问题是它的首要意义。其次是交通效率,进行科学的决策和高效率的判断。第三是节能减排。第四是带动产业。自动驾驶带来的产业带动其实是一个很长的产业链。
智能汽车实际上是一个比较宏观的、宽泛的概念,它分为几个类别。第一个类叫智能辅助驾驶,主要以人的驾驶为核心,车辆有智能化的辅助功能,可以实现更加安全和高效便捷,比如智能座舱。第二类叫自动驾驶汽车,又分为过渡型自动驾驶汽车和无人驾驶汽车。无人驾驶汽车是自动驾驶汽车的高阶阶段,人只是一个被运载的物体,车辆本身是完全自用型。自动驾驶汽车在过渡阶段有一部分提倡人机共驾。
假如把车智能和外围的车与车联网,然后车与路联网、车与人联网,实现万物互联,那么车加万物互联,实现的就是网联化和智能化的深度融合,于是产生了智能网联汽车这一概念。随后,随着科技与金融的融合爆发力量,以及资本的投入,便很快掀起了智能网联汽车的热潮。
智能网联汽车的关键技术
从智能网联汽车的关键技术来看,主要分成三大部分和三大纵向。第一个是车辆智能技术,包括环境感知、智能决策、控制执行、人机交互、电子电器构架。第二个是车辆网联技术,包括V2X、数据平台和信息安全。第三个是基础支撑技术,包括高精度地图与定位、标准法规和测试验证。从纵向来看,分为智能安全(高速公路自动驾驶汽车)、智能移动(城区自动驾驶汽车)和智能共享(共享自动驾驶汽车)三个部分,这是智能网联汽车的关键技术部分。
在竞争性技术方面,主要是在整车和零部件企业,包括车辆传感、决策、控制系统,如自适应巡航、自动紧急制动、自动泊车等驾驶辅助与自动驾驶系统。在平台性技术方面,主要是通信与互联网企业,包括通信网络建设、信息通信服务、地理信息聚合服务、大数据分析与平台运营服务等。在公共技术方面,主要是政府与行业联盟,包括高精度地图、交通管理、基础设施建设、数据协议、法律法规等。
全球主要国家和地区加快产业发展的政策和措施
纵观全球自动驾驶方面,共有4个国家和地区探索推动这一产业发展。
最热门的是美国,谷歌公司是真正的自动驾驶、无人驾驶的先行者。美国2016年9月颁布了《联邦自动驾驶汽车政策》,2017年9月通过了《自动驾驶法案(Self Drive Act)》,2018年10月发布了联邦自动驾驶汽车指导文件,各州也出台政策鼓励自动驾驶汽车发展。
欧洲各国分歧很大,德国、法国、瑞典研究自动驾驶的积极性很高,英国的积极性很低,但英国的自动驾驶技术方案研究是最早的,而且欧洲很多古老城市的交通系统近百年来基本上都没改变过。欧盟在《阿姆斯特丹宣言》中宣布了自动驾驶汽车发展蓝图。欧洲委员会发布了《通往自动化出行之路:欧盟未来出行战略》,明确到2020年在高速公路上实现自动驾驶,2030年进入完全自动驾驶社会。
日本的智能交通发展最为稳健,日本政府发布了《自动驾驶相关制度整备大纲》,日本警察厅2016年5月颁布了《自动驾驶汽车道路测试指南》日本国土交通省2018年9月发布了《自动驾驶汽车安全技术指南》。日本的交通信息化在10多年前就已经建设完成,其自动驾驶汽车的道路测试方案和法案都比其他国家要晚,目前属于稳步增长阶段,但每一步发展都很扎实。
聚焦中国的发展,国内分成三大派系。在政策法规方面是全球最多的,对自动驾驶的补贴也是全球最多的。我国三部委联合制定了《智能网联汽车公共道路测试的管理规范》,发改委颁布了《智能汽车创新发展战略》公开征求意见,中国汽车工程学会发布了智能网联汽车发展技术路线图,工信部与标准委联合印发了《国家车联网产业标准体系建设指南》等。可以说,我国的经济发展正好处在金融和科技迸发碰撞力量的关键时期和第一次科技生产力自民间爆发的春天。虽然与美国、德国相比,我国的自动驾驶汽车发展还存在一定差距,但是我国不断大胆尝试,测试场景数据和经验是比较多的。
智能汽车的发展趋势和方向
总的来说,智能汽车目前正处在从模拟仿真到试验场,再到公开道路,再到量产应用的阶段,面临着四大问题。一是法律法规修订,二是测试体系构建,三是道路测试验证,四是产品量产应用。
智能汽车产业链是新生的产业格局,共分为上、中、下游三个部分。上游包括感知系统(摄像头、激光雷达、毫米波雷达、高精度地图、高精度定位)、决策系统(计算平台、操作系统、芯片、算法)、执行系统(集成控制系统)、通信系统(V2X通信模块、电子电器架构、安全解决方案、云平台)。中游包括智能驾驶舱、自动驾驶解决方案、智能网联汽车整车。下游包括出行服务、物流服务、数据增值。
从智能汽车传统企业发展方向来看,国内方面,整车企业动向集中在L3级产品发布、因疫情需要推出相应产品、合作研发等方面;国外方面,整车企业在战略部署、技术研发升级等方面活动积极。
从初创企业方面看,纵目科技最早从2013年开始发展,图森未来紧随其后,此外还有智行者、驭势科技、知行科技、纽励科技、AUTOX、初速度、智加科技、小马智行、飞步科技、主线科技、文远知行、希迪智驾、禾多科技、奥特贝睿、赢彻科技等。这些都是初创企业里发展得比较好的。
智能汽车企业的应用场景包括港口、物流园区、高速干线、城际运输、城区配送、矿山、公交和专用车。目前国内自动驾驶商用车场景主要以智能卡车的应用为主,卡车市场又细分为多个具体场景,各初创企业在具体场景选择与落地上各有侧重,高速干线成为入局企业最多的场景。
中国智能汽车政策法规环境
2015年,国务院《中国制造2025》明确指出,到2020年,掌握智能辅助驾驶总体技术及各项关键技术,初步建立智能网联汽车自主研发体系及生产配套体系。
2016年,发改委、交通运输部联合发布《推进“互联网+”便捷交通 促进智能交通发展的实施方案》,提出了中国智能交通(ITS)总体框架和实施举措。
2017年,工信部、发改委、科技部联合发布《汽车产业中长期发展规划》,提到要实施智能网联汽车技术路线图,明确近、中、远期目标,加大智能网联汽车关机技术攻关,加快智能网联汽车法律法规体系建设,开展智能网联汽车示范推广。国家发改委《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018―2020年)》提出,要开展智能汽车信息安全和测试评价技术攻关,完善智能汽车测试评价技术。
2018年,国家发改委《智能汽车创新发展战略(征求意见稿)》对智能汽车的战略态势、战略纲领、战略任务、战略保障等方面进行了初步阐述,并指明各部门要加大对智能汽车新发展的支持力度,各地区要结合实际制定推动智能汽车创新发展的有效举措,确保各项战略任务有效落实。工信部、公安部、交通部发布的《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》明确了自动驾驶车辆上路测试各项关键内容,从国家层面推动智能网联汽车公共道路测试进程。交通运输部发布的《自动驾驶封闭场地建设技术指南(暂行)》,从国家部委层面出台了第一部关于自动驾驶封闭测试场地建设技术的规范性文件。工信部《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》对标准体系、合作共建、综合应用、技管结合等方面进行了详细部署。
2019年,中共中央、国务院印发了《交通强国建设纲要》,提出大力发展智慧交通,推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合。
2020年,国家发改委等11部委印发了《智能汽车创新发展战略》,提出打造中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系。
我国的智能汽车涉及汽车、电子、通信、互联网、测绘等众多领域,由中央各政府部门协同管理。其中:(1)工信部和国家发改委协调推劢;网信办、工信部、公安部在网络通信管理方面形成有效衔接;(2)交通部、住建部、公安部、能源局共同负责智能交通设施的规划、建设与管理;自然资源部负责地图测绘管理;(3)公安部主管智能汽车公共道路测试、交通事故处理与责任判定;(4)科技部和财政部分别从科技专项和财政资金方面对智能汽车发展给予支持。
我国智能汽车政策法规体系主要分为战略引领、法律法规、技术标准、科技创新、配套环境等多个方面,每个方面都各有其特征又相互联系:战略引领指出未来产业发展方向,法律与标准规范产业发展,创新政策推动技术创新与产业化,配套环境则是智能汽车产业应用的重要基础。
我国智能汽车创新发展战略引领重要有三大类。
第一,智能汽车产业发展的顶层设计。国家发改委发布的《智能汽车创新发展战略(征求意见稿)》是我国发展智能汽车的顶层设计文件,主要有三大要义。一是在开放包容的环境中,发展各行业深度融合的中国标准智能汽车产业。二是以“三步走”战略愿景构筑智能汽车产业新业态,不断提高智能化和网联化水平。三是构建技术创新、产业生态、路网设施、法规标准、产品监管和信息安全六大战略任务,引领智能汽车产业创新发展。
第二,智能汽车发展的技术路线。在总体发展战略下,智能汽车发展技术路径、方式等需要明确。工信部先后发布《中国制造2025》《智能网联汽车技术路线图》等文件,阐明智能汽车发展技术路线。《中国制造2025》及其系列文件中指出,将重点发展新一代信息技术和汽车智能化核心技术。《智能网联汽车技术路线图》提出“三横两纵”技术构架,指出智能网联汽车分阶段发展目标,并从关键零部件技术和关键共性技术两方面对智能网联汽车发展路线图作了详细描述。
第三,智能汽车细分领域指导性文件。智能汽车各细分领域应各产业发展需求,出台相应的产业引导政策,如汽车领域出台《汽车产业中长期发展规划》。在所有细分领域中,以汽车为核心,以信息安全为最基础保障,推进“互联网+”与人工智能、大数据、云计算深度融合,服务于智能交通和智慧城市建设。
我国现行法律法规对于传统汽车产品生命周期中的各个环节都作了详细的规范,但随着智能汽车的发展,原有规制传统整车的法律法规内容出现了较多的不适应性,需要逐步进行调整和修改。
在我国智能汽车科技创新政策方面,科技创新引领政策包括技术创新、产业创新和业态模式创新三个类别,相关政策内容主要集中在汽车、人工智能、通信网络及平台、信息安全、基础设施、高精度时空定位、智能交通、智慧城市等方面。其中,技术创新是发展智能汽车的关键共性技术、核心技术、相关技术等的创新,产业创新是智能汽车产业体系与产业生态的创新,业态模式创新是智能汽车商用化的表现形式与经营模式创新。
在我国智能汽车配套环境政策措施方面,智能汽车与传统汽车发展所需的运行配套环境有较大差异,需要在原有配套基础上增加支持智能汽车行驶的设施。智能汽车配套环境政策主要包括先导区建设、道路配套设施、智能交通和智慧城市等方面。
智能汽车产业结构关键要素
智能汽车产业结构的关键要素有三个——人、车、路,这其中需要探讨人工驾驶和自动驾驶如何交换、自动驾驶责任如何认定、社会公众接受程度不高等一系列问题,而自动驾驶技术发展不成熟是其最根本的原因。目前,汽车的自动化已经做到了极致,但是无人驾驶如果不能具备人的学习能力,面对行人没有礼让,切换道路很不果断,尝试并道没有试探,和周边车辆行人没有交互,不能应对多种边缘工况,即使在公路上行驶了几百万公里,也是不能上路的。未来的高阶段的智能汽车需要具备传承学习(接受知识和运用知识的能力;通过传承学习,自动驾驶车才能积累人类的驾驶知识和驾驶文化)和自主学习(自己实践生成经验、技巧和知识的能力,深度学习可以发挥作用)等能力。
当前对智能汽车的测试内容(工信部发布的12项测试内容)包括:(1)启动出发;(2)路口左转;(3)前方车道变窄;(4)无信号灯路口通行;(5)让行救护车;(6)路侧临时停车;(7)通过学校区域减速;(8)避让下班人群;(9)事故区通行;(10)通过公交车站;(11)到达停车场;(12)施工绕行。之后又增加了几项,包括:(13)车辆跟驰;(14)避让违规横穿行人;(15)中途接人;(16)通过铁路道口;(17)掉头行驶;(18)避让路侧启动车辆;(19)桥梁通行;(20)拥堵区通行;(21)避让非机动车。
智能汽车可以分为三个基本层次——智能化、自动化、基本功能。
汽车智能化又分为三个等级——拟人智能(智能化的初级阶段,其最大功能水平达到人类的智能水平)、高级智能(智能化的中级阶段,功能定义、测试评价需探索)、超级智能(智能化的高级阶段,功能定义、测试评价需探索)。目前,超级智能和高级智能都处于想象阶段,汽车的拟人智能是现在汽车智能化可去探索的。因此,采用图灵测试的原理,研究和探索汽车拟人智能的测试方法和评价十分必要;正在积极筹备的汽车图灵测试方法,将在部分测试场区进行交流和验证。
目前的标准都是基于技术路线设计的,走入了一个误区,导致企业不停地追逐等级划分。符合客观事实的产品标准完全缺乏的,因此构建产品顶层设计的标准十分迫切。
自动驾驶测试面临三大瓶颈。一是辅助驾驶能力越来越强,反而要驾驶员保持高度注意力随时接管,有悖于社会常识和人机工程学。二是避开具体的驾驶环境,仅仅用自动驾驶里程本身,不足以成为一项有效的安全衡量指标。利用自动驾驶模式的接管次数,衡量安全性指标,不具备科学性。没有综合性、分层次、立体化的测试评价方法就无法对车辆形成有效的准入。三是自动驾驶车只要不在开放道路上运行,不和人工驾驶车混合运行,不和特定场景挂钩,就不能突破各种地理栅栏、天气栅栏和人文地俗栅栏,都无法商业化,也就不可能量产。
自动驾驶安全性没有评估。无论是公共道路测试,还是商业化上市,自动驾驶汽车必须首先确保安全。开发自动驾驶汽车的初衷是自动驾驶汽车更安全,能有效地提高道路交通安全。应对申请路测牌照的相关企业进行安全性评估、已拿到牌照的企业进行安全风险监测预警和应急备案、适时惩处和推出的安全全流程监管措施。
此外,自动驾驶产业链尚未完善,不是数量多就称之为量产,自动驾驶要落地,必须体现在所有零部件形成的产业链上,传感器、智能芯片、智能网联、智能计算、智能控制和人工智能技术各个方向都需配套。
如何解决智能汽车应用问题?一是创造条件,让部分车先试起来,让部分场景先应用起来,让车联网提供的辅助驾驶先应用起来,让特定场景下的自动驾驶车辆先应用起来,例如环卫车辆、运输车辆、巡逻车辆等。这些也是当前的研发和投资热点之一。