我国智能网联汽车发展现状及策略分析
2023-03-27王会杰杨燕红李志强
王会杰,杨燕红*,3,李志强
(1.西华大学 汽车与交通学院,四川 成都 610039;2.西华大学 汽车测控与安全四川省重点实验室,四川 成都 610039;3.西华大学 四川智能及新能源汽车产业学院,四川 成都 610039)
2022年是“十四五规划”的关键之年[1],是推动汽车产业发展迈向新的阶段。智能网联汽车是中国汽车工业转型升级的重要方向[2],也是当前和未来一段时间之内汽车行业发展的主要方向[3],其网络化、电动化、智能化已成为汽车产业的代名词。过去几年,全球汽车市场正在面临严峻考验,我国汽车产业仍具有很大的韧性,产业结构面向电动化、网联化、智能化快速演进[4],汽车产业将抓住新一轮的科技革命,才能给汽车产业发展注入新动力。
智能网联汽车的发展目前还存在对于法律法规的适用性、技术开放实用性以及道路测试的规范性等方面存在诸多不足。例如,对于法律法规的适应性不高和开放力度不大、道路测试管理办法不完善、关键技术不完善以及数据不安全等问题。因此,本文将结合当前智能网联汽车发展所面临的问题,提出一些具有时效性的发展策略。
1 智能网联汽车发展现状概述
1.1 智能网联汽车演变过程
1866年内燃机的出现,结束了马车时代[5];1913年车辆进入大规模生产,汽车开始普及;如图1所示,1996年汽车进入车载信息服务阶段,其主要以乘用车、商用车、电动车为主;2015年汽车正式朝智能网联汽车阶段发展,以达到协同式智能交通与自动驾驶;2025年汽车将进入智慧出行阶段。
1.2 智能网联汽车产业发展进入关键期
1.2.1 中国智能网联汽车渗透率持续走高
全球汽车产业正在经历重大变局,假设把中国汽车发展看成一场比赛,上半场比作新能源汽车,下半场比作智能网联汽车。在半场已经取得了很大成功,但最终决定这场比赛的结果却在下半场,实现无人驾驶是智能网联汽车的终极目标[6]。由图2可知,车联网汽车的数量会不断增加,预计在 2025年智能网联系统在汽车中渗透率高达83%,车联网汽车的出货量将增至2 490万台,年复合增长率(Compound Annual Growth Rate, CAGR)16.1%。
图2 2021—2025年中国智能网联汽车出货量及增长率预测
1.2.2 自动驾驶在特定场景和限定区域率先应用
国务院发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》中提出,到2025年高度自动驾驶实现在特定场景和限定区域商业化应用[7]。目前,全国已累计授牌示范区有16家,国家级智能网联示范车的先导区有 4家,开放测试道路里程超过5 000 km,安全测试里程超过1×107km,带动智能化道路改造升级超过3 500 km,发放道路测试牌照 800多张,大型港口货运车辆自动驾驶应用高达 50%[1]。在北京亦庄经济开发区,把车-路-图-云-网五位一体结合使用,更加助力了自动驾驶技术的应用。
1.3 智能网联汽车驾驶技术快速推进
1.3.1 L2级智能网联汽车辅助驾驶技术应用加快
目前,国内乘用车L2自动驾驶技术已经实现大规模商用化的应用,2021年乘用车中有 22.2%安装了L2级或以下的自动驾驶系统。自适应巡航(Adaptive Cruise Control, ACC)、车道保持系统(Lane Keeping System, LKS)、自动泊车(Auto Parking Assistant, APA)等技术已广泛在汽车上应用,其各种自动驾驶技术发展趋向于成熟化。
1.3.2 智能网联汽车V2X技术愈发重要
目前为止,越来越多的车企越来越多的车企意识到车用无线通信技术(Vehicle To Everything,V2X)的重要性,亦如国际知名车企特斯拉都是以单车智能为主要的实现方式,却忽视了V2X技术在车与车之间、车对路之间、车对人之间、车对网络之间等起着重要性的作用[8],也阻碍了自动驾驶发展。单车智能对于L2级及以下辅助驾驶技术尚可做到,但L3级及以上高级驾驶技术却很难做到。同时在达到L4级别时,其算力和功耗是车辆自身无法承担的。
1.4 智能网联汽车核心部件以外资占主导
智能网联汽车的芯片就像电动车的动力电池一样,是未来汽车智能化的“发动机”,也是智能网联汽车核心的部件。此外,从用途来区分,智能网联汽车核心传感器可分为激光雷达、摄像头、毫米波雷达等[9]。表1主要分析了核心部件同国内外差距。
表1 智能网联汽车核心部件国内外竞争情况
2 当下智能网联汽车发展面临的问题
2.1 智能网联汽车法律法规不完善
智能网联汽车产业政策涉及了基础设施建设、法律法规、研发创新、道路测试等多方面。目前,汽车数据安全和隐私保护、信息侵权责任、安全保障责任主体等方面,依然存在法律条款内容缺失[10]。且国内对于L2及以下级别的自动驾驶有一定的相关法律进行规范化,但是对于L3及以上级别的自动驾驶规范没有做出明确的法律规定,法律法规对于自动驾驶领域的开放力度不大,有待完善。
2.2 道路测试管理办法不完善
在汽车研发、优化、生产的过程中,道路测试可谓其中重要的一环[11]。根据有关机构统计,全国各地发布了智能网联汽车道路测试管理办法共19项,更新版本11项,全新发布8项[12],且已发布相关道路测试管理办法对L3级及以上的级别的自动驾驶不适用。国内各地的对于道路测试政策既有相同之处也有差异之处,企业自身的测试体系也存在提高,测试结果异地互认覆盖率不高,测试标准和规程存在差异与不足,这也一定程度上制约了智能网联汽车的发展。
2.3 智能网联汽车主要芯片严重缺乏
汽车电动化、智能化和网联化的快速发展,汽车领域对芯片的需求也进一步增加[13]。根据专业机构数据显示,2020年,全球汽车芯片市场规模约3 000亿元,我国自主汽车芯片产业规模仅约70亿元,占比小于2.5%,且主要分布在低附加值和低可靠性领域[14]。目前各行各业的芯片生产主要是由国外供给,芯片短缺给车企带来了实际的苦难,同时2021年平均每辆车所需芯片数量已达到1 000颗以上[15]。再加上近两年,国外芯片企业存在供给不足的现象,以及中国汽车的快速发展,完全超过了预期目标,且其他领域对于芯片需求量也持续上涨等原因。
2.4 智能网联汽车关键功能技术不完善
智能网联汽车的关键功能技术主要包括感知、决策、控制3方面技术[16]。
智能网联汽车环境的识别主要有感知来决定,目前感知的难点在于场景不够丰富。在现实的情况中,驾驶过程中的场景千变万化,即便自动驾驶车辆已掌握上万种工况,但仍然不能解决所有的问题,道路工况是没有穷尽的[16]。这就需要拥有足够多的自动驾驶车辆跑足够多的驾驶里程,不断积累工况数据。
决策是“深度学习”通过建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络,模范人脑的机制来解释数据,但是预测结果并不总是可靠的[17]。智能网联汽车对于安全性要求较高,其决策完全交付给“深度学习”模型将有可能遭遇严重的后果。
2.5 智能网联汽车数据安全面临挑战
一是,智能网联汽车数据具有复杂性,其主要包括车辆基础数据、车外数据、座舱数据、运行数据、位置轨迹数据[18]。不同的数据所需要的安全保障和措施也不同。二是,智能网联汽车数据格式不一致,数据标准没有统一,相关数据定义没有标准,无法实现更好的监管[19]。三是,智能网联汽车数据存在隐私风险,智能网联汽车很多数据涉及驾驶者本人和乘客以及道路行人的脸部信息、地理位置信息等,可能会导致信息的泄露,同时在数据采集阶段,用户数据存在滥用以及违法交易等。四是,智能网联汽车数据存在网络攻击风险,智能网联汽车数据的产生和流动贯穿始终,连接车、人、路、云等各个环节,智能网联汽车可能会面临全流程的网络攻击风险[20]。
3 当下智能网联汽车发展的策略
3.1 有序推进法律法规的政策制定
为了充分发挥智能网联汽车与法律法规协同共进作用。一是,推动既有相关法律法规的适应性修订或编制智能网联汽车专用法规[21]。建议对智能网联汽车安全、运营等方面加大法规开放力度,逐步制定相关法律法规。二是,增加政策以及相关管理办法的发布频率。当前智能网联汽车的发展日新月异,政策的发布频率应与其发展速度应成正比关系,且还应适时对其做出鼓励政策。三是,完善智能网联汽车安全责任认定。
3.2 加快推进道路测试规范化
道路测试是智能网联汽车的重要环节,智能网联汽车只有经过充分的测试和验证,才能被用户认可。一是,针对不同车型应当具有不同的测试体系[22],企业应结合自身条件制定相应的测试体系,为用户提供可靠的信任。二是,扩大测试结果异地认可率,可以降低测试成本和重复测试概率。三是,复杂路段和高速公路等场景逐步开放,构建多元化测试环境,满足测试发展所需。四是, 各地道路测试政策应尽量一致,降低测试成本。
3.3 建议建立专项基金和车企协同发展芯片
随着智能网联汽车的发展车企对于芯片的需求持续增长。一是,通过政策引导,多方协同,建立车规级芯片统一的技术规范、标准,并成立第三方检测认证平台[23]。二是,建议国家设立芯片专项基金,鼓励芯片企业与研究院协同发展,车企协同参与相关工作,尽快促成芯片的研发和制造的能力。三是,从“产业链补链强链”角度出发,加强政策保障,促进国产芯片快速发展[24]。
3.4 提升关键功能技术研发能力
鼓励企业协同突破,差异化发展关键技术。一是,建议通过重大科技专项、重点研发计划、企业税收优惠等措施[25],对环境感知技术、车联网技术、先进的驾驶辅助技术等关键核心技术给予资助。二是,加强“深度学习”数据库的更新以及模型可靠性的研究。三是,加大自主测试设备和仿真软件的研发力度。四是,支持智能网联汽车产业链上游与下游共同开展技术攻关。五是,发挥国家智能网联汽车创新中心作用,利用财政专项、投资基金等渠道支持,推动自动驾驶基础平台、车载操作系统等联合攻关,搭建公共服务平台,加快技术研发和产业化应用[26]。
3.5 加强数据安全管理建设
关于智能网联汽车数据安全主要从技术措施、法律规范以及企业自身三个方面进行建议。技术措施是构建数据安全体系关键的一环,是应对网络攻击和数据泄露风险最主要的方式[21]。从技术措施层面来看,建议使用数据加密技术、数据脱敏技术、访问控制安全技术、区块链共享技术。从法律规范层面,建议对重要数据的实行严格管理制度、对个人数据的保护判定、知情同意原则的制度重构。企业自身层面,建议企业自身建立应急响应机制、数据共享机制、数据安全保护机制。
4 总结
智能网联汽车是中国汽车工业转型升级的重要方向,也是当前和未来一段时间之内汽车行业发展的主要方向。因此,法律法规、数据安全以及测试管理办法等应与智能网联汽车发展相匹配,为其提供有力的支持。本文结合智能网联汽车当下的发展现状,将发展所面临的问题进行了分析,最终根据其问题制定了相应的发展策略,从而有效解决了当下智能网联汽车发展所面临的难题,也为智能网联汽车发展提供了参考思路,更好地促进我国智能网联汽车领域的发展。