重視智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展河南省智能汽車產(chǎn)業(yè)

歐陽勁志　趙玉華

隨著中國汽車市場快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”的信息浪潮給智能汽車帶來歷史性發(fā)展機遇。電動、智能、網(wǎng)聯(lián)化是汽車技術(shù)發(fā)展的最高水平。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載車載傳感、控制、執(zhí)行器等裝置，融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享，具備復雜的環(huán)境感知、智能化決策、自動化控制功能、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能的新一代汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車，將成為汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)及商業(yè)模式全面升級與重塑的重要組成部分，為汽車產(chǎn)業(yè)有效解決能源和環(huán)保問題提供全新可能，在未來城市智能交通體系建設中將發(fā)揮關(guān)鍵作用。

一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的原理與分類

智能車輛是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運用了計算機、現(xiàn)代傳感、信息融合、無線通訊、人工智能及自動控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。目前對智能車輛的研究主要致力于提高汽車的安全性、舒適性，以及提供優(yōu)良的人車交互界面。近年來，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已經(jīng)成為世界車輛工程領域研究的熱點和汽車工業(yè)增長的新動力，很多發(fā)達國家都將其納入到重點發(fā)展的技術(shù)領域。

隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字化、信息化和智能化越來越多地應用到人類社會的生產(chǎn)、生活的各個方面，智能網(wǎng)聯(lián)汽車通常具有一款高智能的計算機，它能夠接收各種智能傳感器傳來的周圍環(huán)境及汽車自身的各種信息，并能高效迅速地綜合整理，然后把信息傳遞給汽車的執(zhí)行系統(tǒng)，從而實現(xiàn)自動駕駛、智能控制等功能。

（一）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的原理

智能網(wǎng)聯(lián)汽車運行時，在車載顯示屏電子地圖上點出目的地后，可以設計行駛路徑，將做好的電子地圖確認自動導入中央處理器中，中央處理器根據(jù)地塊邊界規(guī)劃出合理的行駛路徑。在汽車行駛時，DGPS導航系統(tǒng)測得動態(tài)數(shù)據(jù)，通過無線通訊傳送到汽車中央處理器，計算得到位置信息。中央處理器和路徑規(guī)劃系統(tǒng)實現(xiàn)信息交互，中央處理器將補償后的位置信息與之前在電子地圖上已規(guī)劃好的路徑進行對比，得到偏差值，將偏差值處理后，通過自動變速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來控制智能網(wǎng)聯(lián)汽車的行駛速度和方向。由汽車前方的距離傳感器和紅外傳感器將測量信息傳遞給中央處理器進行判斷決策，構(gòu)成緊急避險系統(tǒng)。當測得汽車與障礙物或行人的距離進入危險范圍時，汽車緊急自動剎車，確保行車安全。

在系統(tǒng)中應用角度傳感器、電動機轉(zhuǎn)速傳感器、位置傳感器、壓力傳感器等傳感器測量行車信息，并將行車信息轉(zhuǎn)換為電信號傳遞給中央處理器進行運算，再由中央處理器發(fā)出指令控制自動變速轉(zhuǎn)向機構(gòu)，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)對汽車駕駛的智能控制。

遠程控制系統(tǒng)通過無線通訊與中央處理器連接，中央處理器對接收到的指令運算，控制變速轉(zhuǎn)向機構(gòu)完成相應動作，實現(xiàn)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的遠程控制。遠程監(jiān)視系統(tǒng)通過車前后方的攝像頭獲取圖像信息，傳送給室內(nèi)的顯示屏上，當出現(xiàn)緊急情況意外停車時，方便調(diào)取圖像查看原因。中央處理器實時控制綜合控制面板顯示的內(nèi)容，如車輛的行車信息等。

（二）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分類

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研究，可以歸納為三個方面：高速公路環(huán)境、 城市環(huán)境和特殊環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng)。就具體研究內(nèi)容而言，三個方面相互重疊，只是技術(shù)的側(cè)重點不同。

1.高速公路環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng)。這類系統(tǒng)將使用在環(huán)境限定為具有良好標志的結(jié)構(gòu)化高速公路上，主要完成道路標志線跟蹤、車輛識別等功能。這些研究把精力集中在簡單結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的高速自動駕駛上，其目標是實現(xiàn)進入高速公路之后的全自動駕駛。盡管這樣的應用定位有一定的局限性，但它的確解決了現(xiàn)代社會中最為常見、 危險、 也是最為枯燥的駕駛環(huán)節(jié)的駕駛?cè)蝿铡?/p>

2.城市環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng)。城市環(huán)境下的無人駕駛由于速度較慢，因此更安全可靠，應用前景更好。短期內(nèi)，可作為城市大容量公共交通 （如地鐵等）的一種補充，解決城市區(qū)域交通問題，如大型活動場所、公園、校園、工業(yè)園、機場等。但是，城市環(huán)境也更為復雜，對感知和控制算法提出了更高的要求。城市環(huán)境中的無人自動駕駛將成為下一階段研究重點。目前這類環(huán)境的應用已經(jīng)進入到小范圍推廣階段，但其大范圍應用目前仍存在一定困難，例如，可靠性問題、多車調(diào)度和協(xié)調(diào)問題、與其他交通參與者的交互問題、成本問題、商業(yè)模型等。

3.特殊環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究走在前列的國家，一直都很重視其在軍事和其他一些特殊條件下的應用。但其關(guān)鍵技術(shù)和基于高速公路和城市環(huán)境的車輛是一致的，只是在性能要求上的側(cè)重點不一樣。例如，車輛的可靠性、對惡劣環(huán)境的適應性是在特殊環(huán)境下考慮的首要問題，也是在未來推廣應用要重點解決的問題。

二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的通用技術(shù)

由于智能網(wǎng)聯(lián)汽車與現(xiàn)行汽車相比在結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化條件下運行時，其信息采集和處理的數(shù)量有很大的不同，因此，對其智能化程度和水平的要求也存在很大的差別。智能網(wǎng)聯(lián)汽車在運行過程中，是根據(jù)全部或部分已知和實時獲取的環(huán)境條件信息作出相應的全局或局部路徑規(guī)劃，并自動地作出行為控制決策，使車輛安全可靠地運行至預定的目的地。因此，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研究是多學科綜合與交叉應用的邊緣領域，涉及人工智能、信息論、控制論以及決策論等理論的綜合，涉及到計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、通信技術(shù)以及機械設計等技術(shù)的應用。

三、我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展已提升至國家戰(zhàn)略高度

《中國制造2025》明確提出：到2020年，掌握智能輔助駕駛總體技術(shù)及各項關(guān)鍵技術(shù)，初步建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主研發(fā)體系及生產(chǎn)配套體系。到2025年，掌握自動駕駛總體技術(shù)及各項關(guān)鍵技術(shù)，建立較完善的智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主研發(fā)體系、生產(chǎn)配套體系及產(chǎn)業(yè)群，基本完成汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

交通運輸部公路科學研究院正編制智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要，運輸部公路院ITS中心已取得了車路交互、智能公路以及智能駕駛等領域的成果。還建立了智能交通行業(yè)重點實驗室，并在行業(yè)密鑰管理與證書認證服務、電磁兼容試驗裝備及我國智能交通方面取得了不錯的成績。

（二）國內(nèi)車企、互聯(lián)網(wǎng)巨頭已開始布局智能網(wǎng)聯(lián)汽車

我國自20世紀80年代開始進行智能汽車的研發(fā)以來，近30年時間里取得了許多自主研發(fā)成果。去年，在相關(guān)部委的支持下，中汽學會聯(lián)合汽車整車企業(yè)、科研院所、通信運營商、軟硬件廠商等30余家單位，發(fā)起成立“車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，現(xiàn)更名為“智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”。去年年初，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新中心在上海嘉定揭牌成立。

以長安、一汽、吉利、北汽、上汽、眾泰、長城等為代表的本土車企已在幾年前著手研發(fā)相關(guān)技術(shù)。2015年很多款國產(chǎn)量產(chǎn)車已搭載了駕駛輔助系統(tǒng)。2016年4月，長安汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車歷經(jīng)6天，完成了2000公里路程的道路試驗，成為中國首個實現(xiàn)長距離無人駕駛的汽車企業(yè)。

百度、阿里巴巴、騰訊也在布局研發(fā)。作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車先決條件的高精度地圖行業(yè)，百度的自動駕駛事業(yè)部研發(fā)人員已有數(shù)百人，其研發(fā)的自動駕駛汽車已成功在美國通過測試，并在國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)大會上試乘試駕；阿里則聯(lián)合上汽合作生產(chǎn)了智能汽車。中興通訊已于2016年7月收購珠海廣通客車，進入新能源汽車領域。隨之成立了子公司中興智能汽車有限公司。中興智能汽車全球總部及研發(fā)生產(chǎn)基地已在珠海完成奠基，規(guī)劃年產(chǎn)能3萬輛；華為早在2013年年底前進軍車聯(lián)網(wǎng)領域，推出車載模塊ME909T，并每年投資上億元用于車聯(lián)網(wǎng)領域研發(fā)。隨后幾年，陸續(xù)與東風、一汽、長安三大汽車集團合作，涉足“造車”領域。

國內(nèi)不少大專院校、科研院所都在進行研發(fā)，如清華、同濟、東南、北京理工大等。近年來，無人駕駛的智能汽車已成為國際知名車企和科技巨頭的攻關(guān)方向。

廣汽研究院與中科院合作開發(fā)無人駕駛新能源汽車已多年，目前實驗車型已實現(xiàn)全天候和全路況的自主行駛。廣汽集團3年前推出了無人駕駛的概念車型“智多星”（Witstar），已在當年的廣州車展上首發(fā)，并于2015年1月登上國際舞臺。無人駕駛智能汽車的功能開發(fā)目前已完成。

2015年10月，司南導航與上汽集團合作研發(fā)了北斗自動駕駛垃圾清掃車。2016年有30臺北斗自動駕駛垃圾清掃車投入試運行。

（三）國內(nèi)已建有多個自動人駕駛示范區(qū)

國內(nèi)已建成的示范區(qū)有：北京、上海、重慶等；河北、浙江、武漢、吉林等地正在籌建。

上海的無人駕駛示范區(qū)位于安亭鎮(zhèn)，面積達100平方公里，開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車總體測試和智慧交通示范。在封閉測試區(qū)，目前已形成100多個功能測試場景，實測了幾百輛車。在總計20公里路段上開展車路協(xié)同應用試點，并已在近百公里開放道路上探索實現(xiàn)車車通信預警、公交優(yōu)先、自動泊車等示范應用。首批進入園區(qū)的整車企業(yè)有上汽、沃爾沃、通用、福特、長安等公司。到2018年，力爭在汽車城核心區(qū)形成1000輛以上的多種車型智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范規(guī)模，實現(xiàn)信息提示、安全預警與控制、綠色節(jié)能等智能網(wǎng)聯(lián)化應用，以推動車聯(lián)網(wǎng)、位置網(wǎng)和道路交通網(wǎng)三網(wǎng)融合，提升行車安全性和道路通行能力。

四、河南省智能汽車發(fā)展現(xiàn)狀

（一）宇通自動駕駛客車通過路況檢測

宇通公司投資百萬元用于開發(fā)“人機互輔項目研究”。分三個階段實現(xiàn)宇通客車自主駕駛：基本運動控制、最簡路況行駛、賽道環(huán)境行駛。2015年8月29日，做自動駕駛試驗的全球首臺宇通大型客車從鄭州鄭開大道城鐵賈魯河站出發(fā)，在完全開放的道路環(huán)境下，途經(jīng)26個信號燈路口，自主完成了跟車行駛、自主換道、鄰道超車、路口自動辨識紅綠燈通行、定點停靠等一系列試驗科目，行駛32.6公里，最高時速68公里，全程無人工干預，順利到達指定終點。實驗的大客車研發(fā)了3年，是由中國工程院院士李德毅所在的總參61所等與宇通客車聯(lián)合研發(fā)推出的。核心技術(shù)是整車智能駕駛系統(tǒng)，其由智能主控制器、智能感知系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)三大主要部分組成。目前，宇通公司已成為中國汽車工程學會智能網(wǎng)聯(lián)汽車聯(lián)盟商用車的牽頭單位。

（二）海馬自動駕駛試驗

海馬汽車上海研發(fā)中心目前研發(fā)的自動駕駛汽車已實現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)無人駕駛，實現(xiàn)環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、高精度定位高航、智能避震、車輛全自動控制等功能，在廠區(qū)內(nèi)已行駛200米。

（三）中原內(nèi)配股份有限公司成功研發(fā)自動泊車系統(tǒng)

中原內(nèi)配2015年11月2日公告，該公司與靈動飛揚簽署《關(guān)于參股深圳市靈動飛揚科技有限公司之投資協(xié)議》。股權(quán)轉(zhuǎn)讓后，該公司向目標公司增資2578.48萬元。其中，以115萬元認購目標公司新增注冊資本115萬元，增資后靈動飛揚的注冊資本變更為1115萬元，持有其15.336%的股權(quán)。增資用于其主營業(yè)務。包括智能駕駛領域的產(chǎn)品研發(fā)推廣等。深圳靈動飛揚從事車輛主動安全駕駛和智能駕駛領域相關(guān)產(chǎn)品及系統(tǒng)開發(fā)，目前已研發(fā)成功自動泊車系統(tǒng)、輔助駕駛系統(tǒng)等多種產(chǎn)品。

（四）中國電子科技集團公司第二十七研究所研發(fā)多款智能車載產(chǎn)品

該所發(fā)揮軍工電子信息技術(shù)優(yōu)勢，相繼研發(fā)了無人駕駛拖拉機、無人戰(zhàn)車以及車載智能告警輔助防撞系統(tǒng)和毫米波雷達等多款智能車載產(chǎn)品。

車載智能告警輔助防撞系統(tǒng)是集聲、光、電、機于一體的高科技產(chǎn)品，包括信息采集單元、信息處理單元和信息輸出單元三部分。主要功能有：自動開啟、關(guān)閉功能，自動報警功能，自動制動功能，自動屏蔽，智能恢復初始狀態(tài)功能，危險警示，黑夜如白晝功能，測距和速度顯示功能等，該產(chǎn)品已經(jīng)與上汽車輛進行配套。

毫米波雷達能夠全天候?qū)Φ缆非胺綄崟r檢測，并實時告知駕駛員安全駕駛、規(guī)避事故，不受氣候環(huán)境影響。同時，具有多目標檢測、雷達與視頻融合（即傳統(tǒng)行車記錄儀功能）功能，支持Android應用及第三方導航軟件，具備豐富的擴展能力。主要應用于無人駕駛車輛前置探測。

五、河南省智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)劣勢分析

（一）優(yōu)勢分析

一是汽車產(chǎn)業(yè)有基礎：河南省的汽車產(chǎn)能已達200多萬臺。二是研發(fā)有基礎：中國電子科技集團27所有研發(fā)自動駕駛拖拉機和軍用無人飛機、無人戰(zhàn)車的經(jīng)驗，河南省還有信息工程、地圖測繪、電工、電子等多學科方面的技術(shù)資源優(yōu)勢。三是地域有優(yōu)勢：河南省平原多、城鎮(zhèn)多，交通四通八達，適合智能網(wǎng)聯(lián)汽車的運行環(huán)境。

（二）劣勢分析

一是大專院校和科研院所缺乏該方面的人才，科研能力較弱，目前該方面的研發(fā)成果較少，且水平受限。二是目前各企業(yè)在該方面的研發(fā)處于各自為戰(zhàn)的狀態(tài)，且投入較少。

六、對河南省發(fā)展智能汽車產(chǎn)業(yè)的建議

（一）提升認識高度

河南省政府支持完善頂層設計，建立跨部門協(xié)同機制。如：電網(wǎng)、金融、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、交通、電工、電子、測繪、城建、公安、汽車管理等相關(guān)部門，形成共識。

（二）構(gòu)建協(xié)同平臺

建議組建河南省智能網(wǎng)聯(lián)汽車聯(lián)盟，建立跨界融合的技術(shù)創(chuàng)新的技術(shù)體系、搭建共性技術(shù)平臺，聯(lián)盟成員應實行跨界聯(lián)合、分工協(xié)作。 通過協(xié)同創(chuàng)新和技術(shù)共享，推動建設可持續(xù)發(fā)展的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境。

（三）制定專項規(guī)劃

制定河南省智能網(wǎng)聯(lián)汽車“十三五”發(fā)展規(guī)劃，制定符合河南省實際的技術(shù)路線圖。

（四）支持相關(guān)研發(fā)

建議科技主管部門加大對智能汽車共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的科研投入，積極開展前瞻性技術(shù)研發(fā)。快速促進核心共性技術(shù)開發(fā)，培育形成智能核心技術(shù)部件產(chǎn)業(yè)鏈，推進河南省智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

（五）擬定相關(guān)標準

促進河南省在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領域完善相關(guān)的標準法規(guī)體系，制定符合河南省實際的企業(yè)、地方或團體標準。

（六）引進培養(yǎng)人才

積極引進國內(nèi)外高素質(zhì)復合型技術(shù)人才，在相關(guān)高等院校設置相關(guān)專業(yè)，培養(yǎng)智能汽車技術(shù)人才，實行產(chǎn)、學、研緊密結(jié)合。

（七）構(gòu)建示范區(qū)域

在積極推進電動汽車試運行的基礎上，統(tǒng)籌規(guī)劃河南省道路通信技術(shù)等設施的建設，以創(chuàng)造出智能交通建設和運營的新模式。在河南省指定特定區(qū)域（如大的倉儲物流區(qū)、城市間等）建立結(jié)構(gòu)性道路，促進該類車進行實驗性試運行，形成示范試點工程。

（作者歐陽勁志的單位為中國電子科技集團第二十七所，趙玉華的單位為河南省汽車工程協(xié)會）