智能网联汽车V2X与智能网联设施I2X
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1.1.4 智能网联汽车迈进创新时代

1.1.4.1 中国标准智能网联汽车体系

《战略》明确了建设智能汽车强国的建设目标、分阶段实现中国标准智能汽车体系的战略愿景及构建技术创新体系等六大重点任务。智能汽车规模化应用示范、城市交通基础设施智能化建设、5G-V2X 等新一代无线通信网络应用、智能汽车统一云控平台建设、智慧化出行即服务应用等都将迎来发展机遇期,并将影响未来城市交通与区域交通发展。

当今世界正经历百年未有之大变局,新一轮科技革命和产业变革方兴未艾,《战略》展现了建设中国标准智能汽车和实现智能汽车强国的战略目标,并围绕技术、产业、设施、法规、监管、网络六大方面进行了任务部署,必将全面指导中国智能汽车产业发展。

1.注重跨界融合,引导创新资源集聚

智能汽车不仅限于汽车领域,通信、新硬件、互联网等企业不断融入,同时新模式的冲击亟须政策法规、标准规范的创新完善,多专业融合、多部门协同势在必行。《战略》刻画了“构建跨界融合的智能汽车产业生态体系”,引导各企业优势联动,初步确立智能汽车产品提供商、关键系统集成供应商等市场分工。

2.强调应用示范,筑牢商业落地基础

智能汽车应用示范有利于探索新技术应用模式、验证技术体系、提升公众认知度,是各行业未来工作的重点。《战略》明确开展特定区域智能汽车测试运行及示范应用,推动有条件的地方开展城市级智能汽车大规模、综合性应用试点,进而支撑环境感知、决策控制等系列技术验证。

3.重视车路协同,加快基础设施升级

要充分结合中国人口密度大、交通环境复杂的国情,聪明的车与智能的路建设协同发展,加快推进智慧交通、智慧城市规划设计前期工作。《战略》关注智能交通系统和智慧城市相关设施建设取得积极进展的建设目标,要求制定智能交通发展规划,以期为智能网联汽车与智能车路协同提供强有力支撑。

4.重视技术突破,塑造产业创新能力

智能汽车产业不仅需要新技术与汽车的深度融合,还需要新技术的自身创新突破,做好技术创新引领和支撑是重中之重。《战略》号召把技术创新放在推进工作的首位,开展基础前瞻技术开发,要求智能计算平台、云控基础平台、车路交互等共性交叉技术取得突破,为产业协同创新提供核心支持。

1.1.4.2 智能网联汽车体系架构分析

随着《战略》的稳步推进,智能汽车必将以更大规模的应用落地、更完善的技术生态、更智能的出行服务加速走向社会生活,现有的政策法规、管理制度、技术体系、出行理念等面临迫切的适应性优化需求。

1.智能汽车由技术探索转向应用落地,管理制度与政策法规亟须加快完善

1)未来5年将迈向商业化落地,交通新模式将挑战现有交通管理机制

预计到2025年,实现自动驾驶汽车在特定环境下的市场化应用。多模式、多场景应用示范必不可少,但法律法规暂不完善、职责边界不清晰,规划局、交通运输局、交通警察局(交通管理局)、城市管理行政执法局等多部门协同管理机制有效性不高,面向新模式主动调整协作机制亟待推进。

2)为规模化应用示范保驾护航,大力推动应用示范管理政策深化

2019年,国内部分城市已制定面向应用示范的智能汽车扩大化测试政策,设置了应用场景、应用条件等限制性示范条件;2020年,智能网联汽车在北京、上海、深圳初试商业运营收费。《战略》为应用示范管理政策补充和完善提供了依据,将促进应用示范管理政策深化。

3)智能汽车作为全新的交通元素,成为法律法规监管盲区

智能汽车是新型交通参与要素,将重塑人、车、路之间的关系,已有法律法规难以满足新变化的需求,如《道路交通安全法》亟待修订优化,同时数据安全、数据管理将成为关注重点,其相关立法的需求更迫切。

4)智能汽车发展将从单城作战模式转为区域合作模式

2025 年,中国标准智能汽车体系基本形成,当前国内各个城市各自发展智能网联汽车产业,构建各自汽车产业生态体系,需要整合优势资源、加强区域合作是智能汽车发展趋势。

5)未来智能汽车市场化、商业化将对现行交通需求管理政策造成冲击

未来智能汽车呈现电动化、共享化趋势,智慧出行即服务理念的深入将极大地改变居民出行模式,或将减少城市小汽车保有量,道路空间或将重构,届时将影响小汽车增量调控、停车收费、拥堵收费、交通限行等系列需求管理政策。

2.智能汽车跨界融合促使汽车产业和交通技术发生变化

1)汽车产业将重新洗牌,迫使相关企业转型升级

以自动驾驶系统为核心的智能汽车逐渐实现规模化应用,精密感知设备、AI算法、通信网络将占据主导,整个汽车生态将迎来重构,传统车企不得不加速技术升级与新型产业链改造,做好技术协同;互联网科技企业需加大与硬件设备厂商合作,谋求提高自动驾驶软件系统适应性,企业转型升级迫在眉睫。

2)基础设施智慧化促使现有标准规范升级

2025年,智能交通系统相关设施建设将取得积极进展,智能汽车市场化应用对道路标志/标线/标识的识别、车端及路侧设备之间信息交互提出了新要求,现有道路基础设施标准将不再适用,亟须升级调整。

3)智能汽车将倒逼道路交通基础设施规划建设方法升级

智能汽车是通过大数据应用实现智能技术创新的产物,传统的交通规划理论方法无法实现全局化的全流量的精细化分析,当前基础设施规划建设方法没考虑未来智能汽车的数据需求、功能需求,亟须研究升级道路设施规划建设理论技术方法。

3.智能汽车共享化、网联化、电动化将改变公众出行理念,引发劳动就业变革

智能汽车将促使公众转变出行理念,随着智能汽车大规模市场化应用,出行将由单一的空间移动转变为集办公、娱乐、休憩等于一体的旅行体验,共享出行、绿色出行成为主流模式,公众对一站式个性化出行的需求将大幅提升。

4.智能汽车将引发传统交通从业人员职业转变

智能汽车技术的发展将会影响现有劳动力市场,其作为新业态在带来新的岗位需求的同时,传统的卡车司机等职业可能出现大量的失业人员,相关交通从业人员的职业将发生转变。

1.1.4.3 智能车路协同——交通强国的加速器

1.智能车路协同的组成与技术

车路协同系统由车辆单元、路侧基础设施、交通信息控制中心、无线通信系统等组成。其基本原理为车辆单元自带传感器,利用车载智能技术实现对车辆行驶状态(位置、车速、加速度、方向、油耗等有关工作状态)、行人及非机动车情况、道路环境状况(道路线形、路面状况)等相关信息的采集,并利用车载通信技术将这些信息传送给路侧基础设施。

车载智能设备可根据数据分析结果对车辆行驶环境和状态进行安全预警,辅助驾驶员对车辆行驶状态进行控制。

路侧基础设施利用路侧智能技术实现对道路气象环境、道路交通状态及行人和非机动车对象的检测。同时,将收集到的通信范围内所有车辆信息,利用无线通信系统发送到交通信息中心。

交通信息中心利用交通信息发布与控制技术完成对道路相关信息的采集处理及对道路交通状态的指标分析,进行包括时空资源分配计算、全局最优路径规划、编队效率最优化等工作,并将数据存储更新到数据库,交通信息中心将更新后的数据发送给路侧基础设施。每个车辆单元都可从附近的路侧基础设施获取数据,并结合自身传感器采集的信息进行辅助决策。

路侧通信技术可实现路侧基础设施与其他可交互设备的信息传输。车载通信技术实现车-车(V2V)、车-路(V2X)、车-云(V2N)间的感知交互功能,配合路侧基础设施的感知技术使超视距感知、特殊环境全息感知变成现实,为多车间的智能协作提供了重要支撑。车路协同技术的应用可实现对交通拥堵和突发事故的预警,以及道路交通的实时诱导,宏观上实现对路网内车流的控制与管理,提高路网的通行效率和安全水平。

2.智能车路协同的主要难点

科技部在2011年印发了《关于863计划现代交通技术领域智能车路协同关键技术研究主题项目立项的通知》,由清华大学牵头,参加单位包括北京交通大学、同济大学、北京航空航天大学、国家ITS研究中心等十余所高校和科研院所组成项目课题组。时至今日,大规模用于日常出行的智能交通技术只有地图导航和电子不停车收费(Electronic Toll Collection,ETC),很多方向仍然需要技术突破。

1)各类技术高度整合和资金的大量投入

车路协同不只是车辆单元与路侧基础设施(V2X)的协同,也是车-车(V2V)、车-云(V2N)、人-车(V2P)的协同,其背后涉及包括云计算、大数据、深度学习等多项技术。同时,车路协同也面临改造成本问题。据推算,每千米车路协同改造费用约为100万元。2019年年底,中国公路总里程已达484.65万千米、高速公路里程达14.26万千米,均居世界第一位,这意味着粗算下来整个车路协同的改造成本将是万亿级。因此,想要主导车路协同,就需要主导方具有非常雄厚的经济实力,以及技术和资源的整合能力。

2)车路协同标准体系不完善

车路协同应用于高速行驶的车辆,要求车辆单元与路侧基础设施保持不间断通信。同时,行驶中的车辆要不断切换与不同路侧基础设施的联系,就要保证车辆单元与路侧基础设施低时延、高可靠、快速连接。这一切都建立在5G技术之上。在5G还没有普及的情况下,车路协同距离行业标准的确定及商用尚需时日。2020年,公共安全行业标准《道路交通车路协同信息服务通用技术要求》的征求意见稿已公布,但相关的车路协同标准还需继续制定和完善。由于标准的不健全,5G通信技术公司、自动驾驶技术公司、智能交通技术公司等企业只能边研发边观望,各家企业研发的产品也难以组成一个完整的生态。

3)高精度定位导航

为了避免高速行驶车辆的碰撞,最关键的技术就是获取车辆单元的实时位置、速度、行驶方向等。因此,低成本、实时动态、高可靠性的“亚米级”定位是必须满足的条件。目前,很多商业化产品还无法满足全天候的低成本、高精度要求。

虽然还有很多问题没有解决,但一大批车路协同项目已经在全国各地进行示范试点建设。2020年10月,中国移动在5G自动驾驶峰会上启动了国家5G新基建车路协同项目,发布了全球最大的“5G+北斗高精定位”系统,通过5G网络实时提供亚米级高精度定位服务,构建全天候、全时段、全空间、全地理的精准时空服务体系,可应用于车辆管理、车路协同、自动驾驶、自动泊车等交通领域。

1.1.4.4 开启交通大国迈向交通强国新征程

1.中国交通高质量发展新时代

交通运输是国民经济中基础性、先导性、战略性产业和重要的服务性行业,是推动可持续发展的重要支撑。中国正在从交通大国向交通强国迈进。

1)交通基础设施从“连线成片”到“基本成网”

整体上,中国综合交通网络规模和质量实现跃升,覆盖广度和通达深度不断提升。具体看,综合交通基础设施基本实现网络化。

2)运输服务从“走得了”到“走得好”

面对日益增长的运输需求,我国全面提升交通运输服务质量,持续优化运输结构,不断提高综合运输效率,有效降低物流成本,出行服务体系日益完善。2019年,全社会完成客运量176亿人次,完成货运量462亿吨。网约车覆盖全国400多个城市,日均使用量超过2000万人次。共享单车日均使用量约为4500万人次;快递业务量完成635亿件,业务量跃居世界第一位。

3)交通科技从“跟跑”到“跟跑、并跑、领跑”并行

交通超级工程举世瞩目,装备技术取得重大突破。高速铁路、高寒铁路、高原铁路、重载铁路技术已经达到世界领先水平,特殊地质公路建设技术攻克世界级难题,超大型桥隧技术、港口航道技术及大型机场工程建设技术全球领先。

2.以超常规的举措和力度推进交通扶贫

全面奔小康,关键在农村;农村奔小康,交通要先行。中国将交通扶贫作为服务全面建成小康社会、推进农业农村现代化、人民共享改革发展成果的重要支撑,全力消除制约农村发展的交通瓶颈,为广大农民脱贫致富奔小康提供坚实保障。坚持“四个优先”,即扶贫项目优先安排,扶贫资金优先保障,扶贫工作优先对接,扶贫措施优先落实,以超常规的举措和力度推进交通扶贫。

党的十八大以来,我国共安排车购税资金超过1.46万亿元,支持贫困地区公路建设,带动了全社会投资超过5.13万亿元;“十三五”期间,我国共安排了车购税资金2476亿元,支持“三区三州”的交通建设,约占同期交通扶贫投入的30%。贫困地区“外通内联、通村畅乡、客车到村、安全便捷”的交通基础设施网络和服务体系基本形成,解决了出行难的问题。具体来看,党的十八大以来,我国新改建农村公路208.6万千米,其中贫困地区达到110万千米,实现了具备条件的乡镇和建制村全部通硬化路;打通了大动脉,贫困地区的县城基本实现了二级及以上公路覆盖;畅通了微循环,实现了具备条件的乡镇、建制村全部通客车、通邮政;打通了致富路,交通带动了特色产业、特色小镇蓬勃发展,增加了贫困地区造血功能。

3.大力发展绿色交通

交通运输生态文明制度体系日益完善,节能降碳取得实效,环境友好程度不断增加。

党的十八大以来,我国积极贯彻绿色发展理念,坚持人与自然和谐共生,大力发展绿色交通,在能耗排放上做减法、在经济发展上做加法。

1)全面推进节能减排

严格实施能源消费总量和强度双控制度,着力提升交通运输综合效能。截至2021年年底,全国铁路电气化比例达到73.3%,新能源公交车超过70.94万辆,新能源汽车保有量达784万辆。

2)强化资源集约、节约利用

推动交通资源利用方式由粗放型向集约型、节约型转变。高度重视和推进快递包装的绿色化、减量化、资源化、可循环,大力推进可循环中转袋替代一次性塑料编织袋,电子面单使用率达98%。

3)强化大气与水污染防治

在沿海和长江干线等水域设立船舶大气污染物排放控制区,推动船舶使用清洁能源和加装尾气污染治理装备。加快老旧、高能耗、高排放营运车辆、施工机械淘汰更新,实施机动车排放检测与强制维护制度。

4)加大生态保护与修复力度

在建设中实行避让—保护—修复模式,推进生态选线选址,强化生态环保设计。推进长江非法码头、非法采砂整治。