智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車應用場景分析

邱明安，馮 宙

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

伴隨著智能科技浪潮的興起，網(wǎng)絡信息技術(shù)與傳統(tǒng)汽車行業(yè)加速融合，互聯(lián)化和智能化也將成為新的發(fā)展方向。其廣闊的市場空間吸引了眾多企業(yè)布局，推動汽車行業(yè)構(gòu)建全新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈體系。本文介紹了智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車技術(shù)路徑及應用場景，結(jié)合行業(yè)現(xiàn)狀問題并對未來可能

的發(fā)展方向進行分析與展望。

1 智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車

1.1 智能網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展

智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過智能化和網(wǎng)聯(lián)化兩方面，初級階段可實現(xiàn)減輕駕駛?cè)藛T駕駛壓力，提高車輛使用的安全性、舒適感，最大限度優(yōu)化車輛運行效率，最終為實現(xiàn)自動駕駛。國際汽車工程師學會（The Society of Automotive Engineers, SAE）率先提出將智能駕駛等級分為 L0—L5共六個級別。2021年，我國結(jié)合自身標準，制定了自動駕駛等級分類標準，國家標委會正式發(fā)布了《汽車駕駛自動化分級標準》。該標準規(guī)定了我國汽車駕駛自動化分為0—5級，為我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展提供標準支撐。

重型商用車作為生產(chǎn)力工具，與乘用車使用性質(zhì)大相徑庭。一般受政策法規(guī)、技術(shù)應用成熟度及用戶需求限制，導致重型商用車智能網(wǎng)聯(lián)化、商業(yè)化發(fā)展晚于乘用車。從運行特征來看，重型商用車的路況更加復雜，司機駕駛負擔更重；站在司機的角度，成本更受關(guān)注，客戶對于先進技術(shù)帶來的購車成本上升接受度相對較低；最后，對于國家及管理部門來說，重型商用車對道路交通及經(jīng)濟發(fā)展的影響遠超于其他車輛，應嚴格管控車輛技術(shù)發(fā)展及應用，對于成熟度尚不完善的前沿技術(shù)測試應持保守態(tài)度。目前國內(nèi)重型商用車智能網(wǎng)聯(lián)量產(chǎn)水平基本在L2，部分先進產(chǎn)品測試水平能到達L3，仍有很長一段路要走。

1.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是搭載先進車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術(shù)的新一代汽車。具備復雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，實現(xiàn)了車與人、車、路、云端等智能信息的交換、共享，可代替人工操作。智能網(wǎng)聯(lián)汽車包含眾多重要領(lǐng)域如汽車、物流、通信、軟件、電子電器等，是將單純的生產(chǎn)力工具轉(zhuǎn)化為智慧交通的重要一環(huán)，是汽車產(chǎn)業(yè)的升級，更是一次商業(yè)模式、價值鏈、產(chǎn)業(yè)鏈的重新塑造。發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車成為行業(yè)公認的未來重點方向。

目前低級別智能駕駛輔助已在車輛上成熟應用，但自動駕駛作為高級別智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)仍未實現(xiàn)落地應用。行業(yè)將高級別智能網(wǎng)聯(lián)（自動駕駛）核心技術(shù)歸納為感知層、決策層以及執(zhí)行層三方面，圍繞這三方面，形成了包含軟件、硬件、算法、整車及零部件供應商等在內(nèi)的三大關(guān)鍵系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 自動駕駛?cè)箨P(guān)鍵系統(tǒng)

1.3 智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車技術(shù)路徑

由于車輛智能技術(shù)和智能網(wǎng)聯(lián)配套設施建設不同步，導致智能網(wǎng)聯(lián)汽車出現(xiàn)兩條并行技術(shù)路徑。（1）單車智能技術(shù)路徑，通過多源傳感器深度融合、算法和決策終極化以及同步定位與地圖構(gòu)建等實現(xiàn)單車自主式類腦決策，成本相對偏高，優(yōu)勢在于區(qū)域不限定，理論上可運用于所有駕駛場景，乘用車相對更容易落地；（2）網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)路徑，基于低成本感知系統(tǒng)的自動駕駛技術(shù)，再配合車路云協(xié)同車用無線通信技術(shù)（Vehicle To Everything, V2X）+5G，將所有信息匯總處理，由系統(tǒng)統(tǒng)一決策，實現(xiàn)車路云全系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行，減少傳感器在車上應用的同時，還能實現(xiàn)交通優(yōu)化+行駛安全+運營效率+信息服務的智能交通萬物互聯(lián)功能，缺點在于中短期內(nèi)只能在限定區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)落地應用，整體落地受網(wǎng)聯(lián)化基建、通訊信息技術(shù)及系統(tǒng)算法升級等多方面因素制約。

現(xiàn)階段網(wǎng)聯(lián)化與智能化還處于各自發(fā)展階段。高等級自動駕駛所需的通訊技術(shù)和路測設施尚未完善，單車智能技術(shù)領(lǐng)先于路側(cè)和網(wǎng)聯(lián)化設施建設級V2X的發(fā)展。從技術(shù)角度及社會實現(xiàn)效果來看，網(wǎng)聯(lián)技術(shù)將作為實現(xiàn)自動駕駛的重要途徑之一，最終會實現(xiàn)與單車智能化深度融合，成為未來智慧交通的關(guān)鍵組成部分。比如重型商用車通過前裝V2X終端，可實現(xiàn)隨時融合車路云協(xié)同，在覆蓋區(qū)域內(nèi)，不需要憑借極高的自身智能化配置，就能輕松實現(xiàn)自動駕駛功能應用，所以也要求整車廠向服務方向拓寬。

2 市場應用及發(fā)展

在當前的政策法規(guī)和技術(shù)條件下，車企智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車技術(shù)路線選擇需要綜合考慮企業(yè)發(fā)展、產(chǎn)品自動化水平、市場需求及適用場景。其中主要布局限定場景和開放道路場景兩大類，如圖2所示。

圖2 智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車技術(shù)路線

在以人為駕駛主體的低級別智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車技術(shù)應用中，核心關(guān)注點為國家強制性標準和法規(guī)要求的功能配置。如電子穩(wěn)定系統(tǒng)、車輛前碰撞預警、自動緊急制動等。以及能有效降低駕駛?cè)笋{駛強度，提高駕駛行車安全的功能配置。如自適應巡航、盲區(qū)監(jiān)測、智能泊車輔助等。以單車智能路徑為主，按目前技術(shù)成熟度基本可以實現(xiàn)在任何運輸場景應用，已逐步在全國道路量產(chǎn)推廣。

以系統(tǒng)為駕駛主體的高級別智能網(wǎng)聯(lián)（自動駕駛）技術(shù)應用，不再是簡單地提供車輛產(chǎn)品，而是多產(chǎn)業(yè)融合，在固定區(qū)域內(nèi)為客戶提供完整的運輸解決方案，以應對客戶整體運營中的安全性、可靠性和盈利性需求。但受技術(shù)突破及成熟度限制，目前主要規(guī)劃在一些簡單、特定場景，通過以單車智能+網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)共同實現(xiàn)商業(yè)化落地，有望率先在干線物流、港口內(nèi)港、封閉礦區(qū)以及城市環(huán)衛(wèi)等限定場景應用，下文重點對有望實現(xiàn)商業(yè)化落地的典型場景進行討論。

2.1 開放道路

開放道路的環(huán)境錯綜復雜，對高級別自動駕駛系統(tǒng)挑戰(zhàn)極大，存在較多的“長尾問題”待解決。如國家法規(guī)、產(chǎn)品上路認證、技術(shù)成熟度、事故責任劃分、算法迭代升級等問題。經(jīng)過近幾年的探索，行業(yè)內(nèi)也逐漸明晰開放場景下高等級智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)品商業(yè)模式，重點導入城市物流配送車、城建渣土等場景，短期主要以安全、效率方面實現(xiàn)部分智能輔助駕駛配置標配，穩(wěn)步提升車輛智能網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)水平。至于自動駕駛重型商用車實現(xiàn)大量普及，進一步商業(yè)化落地，可能還需要10年時間，甚至更久。

2.2 干線高速道路

干線自動駕駛物流車特有場景包括收費站、匝道、服務區(qū)、隧道等，其場景特征復雜，組合場景繁多。干線物流占整體物流總量的70%～80%，市場規(guī)模巨大，但成本偏高和安全問題是長期以來的痛點。在800 km以上干線運輸中，每車需要2～3名司機輪班，再加上國內(nèi)貨車司機缺口逐年增加，人力成本占運輸總成本的30%～40%。還存在如司機不規(guī)范駕駛導致能耗加大等現(xiàn)象，都大幅增加了企業(yè)運輸成本。此外，據(jù)蓋世汽車研究，因司機激進駕駛、疲勞駕駛以及危險駕駛等因素導致的貨車安全事故占比達到37%，設備盲區(qū)導致的安全事故占比為35%。

圍繞從支線到干線、干線行駛和干線到支線行駛場景，智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車可避免激進駕駛和疲勞駕駛，同時實現(xiàn)盲區(qū)全監(jiān)控，進一步提高運輸安全性，提高運輸效率，通過智慧管控技術(shù)，實現(xiàn)全平臺集成管控，應用隊列行駛、無人駕駛等實現(xiàn)燃油消耗量下降10%左右，并減少司機人力成本支出，提升運輸效率及企業(yè)運營利潤。

2.3 港口內(nèi)港

據(jù)國家數(shù)據(jù)統(tǒng)計網(wǎng)統(tǒng)計，2021年我國港口貨物吞吐達155.45億噸，運輸需求極其旺盛，但由于卡車司機短缺嚴重，現(xiàn)有司機全天倒班，工作強度大，再加上疫情等不穩(wěn)定因素會導致港口停工，整體運營效率受限因素較多，運營痛點急需解決。港口自動駕駛有明確的技術(shù)、使用需求及極高的客戶接受度。

場景復雜度方面，港口是封閉的作業(yè)園區(qū)，具備基建完善度高、交通標識簡單、車輛和行人干擾度低、易于管控等特點，港口場景相對簡單，同時無人駕駛集卡適用于新舊港口，基本無需場地改造，成本能得到有效控制，應用自動化無駕駛室底盤即可實現(xiàn)24 h無間斷運營，高級別智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車落地預期極大，已經(jīng)成為最佳的自動化運輸方案落地場景。

2.4 封閉礦區(qū)

礦區(qū)由于機械化程度高、場景相對封閉、運輸路線固定、車輛運行速度相對較慢、無路權(quán)問題，已開始實現(xiàn)自動駕駛落地應用。遵循礦山開采“鉆、爆、采、運、排”的基本生產(chǎn)作業(yè)流程及“采、運、排”的運輸作業(yè)流程，將礦山自動駕駛應用作業(yè)場景劃分為三部分：裝載、運輸和卸載。目前礦區(qū)自動駕駛的整體解決方案主要包括三大模塊：中央控制系統(tǒng)、自動駕駛卡車和其他工程車輛協(xié)同套件。其中中央控制系統(tǒng)是一個云端的遠程監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)；自動駕駛卡車是擁有感知、規(guī)劃、決策和自動控制能力的礦用卡車；工程車輛協(xié)調(diào)套件主要包含挖掘機協(xié)同套件和其他車輛協(xié)同套件。

整體自動駕駛解決方案，在礦卡遠程遙控駕駛、礦卡與其他工程機械之間作業(yè)、礦卡行駛路徑規(guī)劃等應用的配合下，實現(xiàn)了礦區(qū)的安全性提升、運營成本降低、運輸效率提升及礦區(qū)協(xié)同管理。從慧拓智能企業(yè)布局來看，露天礦區(qū)運輸商業(yè)化推進相對較快，目前已交付超過300臺無人駕駛車輛。

2.5 市政環(huán)衛(wèi)

環(huán)衛(wèi)車的運行速度較慢，且運行路線穩(wěn)定，環(huán)衛(wèi)處的行駛道路大多為建設良好的公路。環(huán)衛(wèi)市場主要集中在三大應用場景，一是園區(qū)、公園、學校和機場及商場等場景，完全封閉，以小型環(huán)衛(wèi)車為主；二是普通道路、街道等場景，完全開放且環(huán)境復雜，以中型環(huán)衛(wèi)車為主；三是高速高架、橋梁、隧道等場景，半封閉道路，運行車輛速度高，危險系數(shù)高，以大型環(huán)衛(wèi)車為主。

環(huán)衛(wèi)市場采用無人駕駛解決方案可以節(jié)省60%以上人力，縮減成本接近40%。1輛環(huán)衛(wèi)車每小時可清掃面積超過3 000 m，替代6～10名環(huán)衛(wèi)工人。環(huán)衛(wèi)工人只需要驗收清掃作業(yè)，及部分特殊區(qū)域環(huán)衛(wèi)補掃。進一步提升人員管理、降低環(huán)衛(wèi)工人安全風險。目前來看室內(nèi)封閉場景和普通街道場景有望率先落地。

3 行業(yè)智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展趨勢

3.1 重型商用車智能網(wǎng)聯(lián)驅(qū)動力是成本、效率

重型商用車客戶的核心關(guān)注點為成本和效率。

重型商用車對成本節(jié)約和經(jīng)濟性方面要求極高，油耗是運營成本壓力最大部分，未來將通過駕駛員模型與高精地圖匹配，自適應巡航、車輛預見性控制、車輛隊列行駛等讓車輛更省油。人工短缺及成本問題也是車隊管理的難點，單車智能與車路協(xié)同的共同發(fā)展，將大幅降低用人成本，提升運營效率，提升客戶經(jīng)濟性。

重型商用車對運輸效率有更高的追求，通過智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)，規(guī)劃最優(yōu)路徑，縮短物流運輸時長，并能提前自動預發(fā)抵達通知，提前安排好裝卸貨準備工作、減少排隊等候，實現(xiàn)高效運輸全過程的同時，使車輛更好的信息互聯(lián)，安全管理也大幅提升，這兩點有效推動了智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，但客觀存在的軟硬件成本增加也制約了技術(shù)的發(fā)展方向。

因此，區(qū)別于乘用車技術(shù)發(fā)展，未來重型商用車智能網(wǎng)聯(lián)核心驅(qū)動力將通過降本增效、安全管理來實現(xiàn)商業(yè)化落地。諸如智能座艙、自動泊車等科技感、舒適感、娛樂體驗相關(guān)方面將不作為應用方向。車企將在考慮客戶支付意愿的情況下，實現(xiàn)整車成本控制和智能化技術(shù)的經(jīng)濟性結(jié)合，形成產(chǎn)品亮點。

3.2 高級別智能網(wǎng)聯(lián)優(yōu)先落地港口和礦山場景，干線物流商業(yè)潛力極大

圍繞上述討論場景，我們針對重型商用車用戶需求及產(chǎn)業(yè)鏈資源方面進行分析，從技術(shù)應用優(yōu)勢、商業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)成熟度、資源投入、落地預期及商業(yè)持續(xù)性進行綜合評估，如表1所示。從落地優(yōu)先級方面來看，港口內(nèi)港集卡自動駕駛＞智慧礦山自動駕駛＞干線物流編隊行駛；從商業(yè)價值優(yōu)先級來看，干線物流車輛編隊＞港口內(nèi)港集卡自動駕駛＞智慧礦山自動駕駛。

表1 高級別智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車落地場景分析

除此之外，政策法規(guī)的嚴格管控也是制約場景落地的關(guān)鍵因素，例如環(huán)衛(wèi)場景，給環(huán)衛(wèi)車規(guī)劃好行進路線后，只需控制環(huán)衛(wèi)車根據(jù)交通狀況進行合理的避障操作，保證自動駕駛系統(tǒng)的信息交互的實時性和控制的精確性。但環(huán)衛(wèi)車作為市政用車，應用場景仍屬于半開放甚至開放場景，出于安全考慮相關(guān)示范測試政策及工作推進極為慎重，落地預期有待其他場景效果驗證后進一步討論。

3.3 車路協(xié)同降低單車技術(shù)門檻，車企需提供場景整體解決方案

以單車智能融合車路協(xié)同系統(tǒng)的中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車方案已成為行業(yè)共識，車路協(xié)同給單車智能賦能體現(xiàn)在三方面：一是單車智能方案無法解決的超視距、鬼探頭等問題，即信息收集受限；二是大幅降低同等功能下，單車智能居高不下的成本；三是從交通優(yōu)化角度來看，僅靠單車是無法實現(xiàn)局部或者全部交通的數(shù)字化、智慧化，必須要有車路協(xié)同的賦能。未來車路協(xié)同技術(shù)的發(fā)展將進一步降低自動駕駛落地的門檻，逐步將應用從封閉場景拓寬到開放道路中。

在全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展、高級別自動駕駛技術(shù)的迭代升級中，自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈逐漸由粗放式向精細式方向發(fā)展，行業(yè)自動駕駛初創(chuàng)企業(yè)迅猛發(fā)展，“抱團”成為未來重點發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)車企應將部分資源投入非全棧解決方案研發(fā)中，避免淪為自動駕駛企業(yè)“代工廠”。此外，車企重型商用車更多要考慮整體解決方案的搭建，圍繞運輸全流程拓寬產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局，針對細分行業(yè)、應用場景做好技術(shù)落地規(guī)劃圖，完善產(chǎn)品功能測試與驗證能力，提供智慧服務平臺+整體式解決方案集成，參與基礎(chǔ)設施建設、市場示范推廣并探索更多政企合作模式，重新構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車產(chǎn)業(yè)鏈，打造智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車新生態(tài)。

4 總結(jié)與展望

隨著重型商用車市場近年步入下行期，市場競爭愈發(fā)激烈，重型商用車用戶更加關(guān)注運維成本、經(jīng)濟效益、安全管理等方面。建議智能網(wǎng)聯(lián)重型商用車技術(shù)要以降本增效、安全管理為切入口，通過車路云協(xié)同技術(shù)路徑，率先在港口內(nèi)港 集卡自動駕駛和智慧礦山自動駕駛場景落地，并逐步拓寬到干線物流、市政環(huán)衛(wèi)場景及其他使用場景，下一步車企需圍繞客戶具體場景，聯(lián)合上下游供應商、平臺服務商、軟件開發(fā)商以及基建承包商共同打造智能網(wǎng)聯(lián)生態(tài)，為客戶提供更經(jīng)濟、更高效、更安全的整體運輸解決方案。屆時智能網(wǎng)聯(lián)甚至自動駕駛重卡落地商用進程將大大加快。