重視智能網聯汽車技術發展河南省智能汽車產業

歐陽勁志　趙玉華

隨著中國汽車市場快速發展，“互聯網+”的信息浪潮給智能汽車帶來歷史性發展機遇。電動、智能、網聯化是汽車技術發展的最高水平。智能網聯汽車是指搭載車載傳感、控制、執行器等裝置，融合現代通信與網絡技術，實現車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享，具備復雜的環境感知、智能化決策、自動化控制功能、協同控制和執行等功能的新一代汽車。智能網聯汽車，將成為汽車產業生態及商業模式全面升級與重塑的重要組成部分，為汽車產業有效解決能源和環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揮關鍵作用。

一、智能網聯汽車的原理與分類

智能車輛是一個集環境感知、規劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統，它集中運用了計算機、現代傳感、信息融合、無線通訊、人工智能及自動控制等技術，是典型的高新技術綜合體。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，以及提供優良的人車交互界面。近年來，智能網聯汽車已經成為世界車輛工程領域研究的熱點和汽車工業增長的新動力，很多發達國家都將其納入到重點發展的技術領域。

隨著現代高新技術的迅速發展，數字化、信息化和智能化越來越多地應用到人類社會的生產、生活的各個方面，智能網聯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行系統，從而實現自動駕駛、智能控制等功能。

（一）智能網聯汽車的原理

智能網聯汽車運行時，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，中央處理器根據地塊邊界規劃出合理的行駛路徑。在汽車行駛時，DGPS導航系統測得動態數據，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劃系統實現信息交互，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，通過自動變速轉向系統來控制智能網聯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，構成緊急避險系統。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。

在系統中應用角度傳感器、電動機轉速傳感器、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，再由中央處理器發出指令控制自動變速轉向機構，構成閉環系統，實現對汽車駕駛的智能控制。

遠程控制系統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，控制變速轉向機構完成相應動作，實現對智能網聯汽車的遠程控制。遠程監視系統通過車前后方的攝像頭獲取圖像信息，傳送給室內的顯示屏上，當出現緊急情況意外停車時，方便調取圖像查看原因。中央處理器實時控制綜合控制面板顯示的內容，如車輛的行車信息等。

（二）智能網聯汽車的分類

智能網聯汽車的研究，可以歸納為三個方面：高速公路環境、 城市環境和特殊環境下的無人駕駛系統。就具體研究內容而言，三個方面相互重疊，只是技術的側重點不同。

1.高速公路環境下的無人駕駛系統。這類系統將使用在環境限定為具有良好標志的結構化高速公路上，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構化環境下的高速自動駕駛上，其目標是實現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，但它的確解決了現代社會中最為常見、 危險、 也是最為枯燥的駕駛環節的駕駛任務。

2.城市環境下的無人駕駛系統。城市環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，可作為城市大容量公共交通 （如地鐵等）的一種補充，解決城市區域交通問題，如大型活動場所、公園、校園、工業園、機場等。但是，城市環境也更為復雜，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。目前這類環境的應用已經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、多車調度和協調問題、與其他交通參與者的交互問題、成本問題、商業模型等。

3.特殊環境下的無人駕駛系統。智能網聯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。但其關鍵技術和基于高速公路和城市環境的車輛是一致的，只是在性能要求上的側重點不一樣。例如，車輛的可靠性、對惡劣環境的適應性是在特殊環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、智能網聯汽車的通用技術

由于智能網聯汽車與現行汽車相比在結構化和非結構化條件下運行時，其信息采集和處理的數量有很大的不同，因此，對其智能化程度和水平的要求也存在很大的差別。智能網聯汽車在運行過程中，是根據全部或部分已知和實時獲取的環境條件信息作出相應的全局或局部路徑規劃，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，智能網聯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、微電子技術、網絡技術、通信技術以及機械設計等技術的應用。

三、我國智能網聯汽車的發展現狀

（一）我國智能網聯汽車發展已提升至國家戰略高度

《中國制造2025》明確提出：到2020年，掌握智能輔助駕駛總體技術及各項關鍵技術，初步建立智能網聯汽車自主研發體系及生產配套體系。到2025年，掌握自動駕駛總體技術及各項關鍵技術，建立較完善的智能網聯汽車自主研發體系、生產配套體系及產業群，基本完成汽車產業轉型升級。

交通運輸部公路科學研究院正編制智能網聯汽車產業發展規劃綱要，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重點實驗室，并在行業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）國內車企、互聯網巨頭已開始布局智能網聯汽車

我國自20世紀80年代開始進行智能汽車的研發以來，近30年時間里取得了許多自主研發成果。去年，在相關部委的支持下，中汽學會聯合汽車整車企業、科研院所、通信運營商、軟硬件廠商等30余家單位，發起成立“車聯網產業技術創新戰略聯盟”，現更名為“智能網聯汽車產業技術創新戰略聯盟”。去年年初，智能網聯汽車產業技術聯合創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相關技術。2015年很多款國產量產車已搭載了駕駛輔助系統。2016年4月，長安汽車智能網聯汽車歷經6天，完成了2000公里路程的道路試驗，成為中國首個實現長距離無人駕駛的汽車企業。

百度、阿里巴巴、騰訊也在布局研發。作為智能網聯汽車先決條件的高精度地圖行業，百度的自動駕駛事業部研發人員已有數百人，其研發的自動駕駛汽車已成功在美國通過測試，并在國內互聯網大會上試乘試駕；阿里則聯合上汽合作生產了智能汽車。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生產基地已在珠海完成奠基，規劃年產能3萬輛；華為早在2013年年底前進軍車聯網領域，推出車載模塊ME909T，并每年投資上億元用于車聯網領域研發。隨后幾年，陸續與東風、一汽、長安三大汽車集團合作，涉足“造車”領域。

國內不少大專院校、科研院所都在進行研發，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方向。

廣汽研究院與中科院合作開發無人駕駛新能源汽車已多年，目前實驗車型已實現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，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目前已完成。

2015年10月，司南導航與上汽集團合作研發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）國內已建有多個自動人駕駛示范區

國內已建成的示范區有：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位于安亭鎮，面積達100平方公里，開展智能網聯汽車總體測試和智慧交通示范。在封閉測試區，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同應用試點，并已在近百公里開放道路上探索實現車車通信預警、公交優先、自動泊車等示范應用。首批進入園區的整車企業有上汽、沃爾沃、通用、福特、長安等公司。到2018年，力爭在汽車城核心區形成1000輛以上的多種車型智能網聯汽車示范規模，實現信息提示、安全預警與控制、綠色節能等智能網聯化應用，以推動車聯網、位置網和道路交通網三網融合，提升行車安全性和道路通行能力。

四、河南省智能汽車發展現狀

（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“人機互輔項目研究”。分三個階段實現宇通客車自主駕駛：基本運動控制、最簡路況行駛、賽道環境行駛。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，在完全開放的道路環境下，途經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所等與宇通客車聯合研發推出的。核心技術是整車智能駕駛系統，其由智能主控制器、智能感知系統、智能控制系統三大主要部分組成。目前，宇通公司已成為中國汽車工程學會智能網聯汽車聯盟商用車的牽頭單位。

（二）海馬自動駕駛試驗

海馬汽車上海研發中心目前研發的自動駕駛汽車已實現廠區內無人駕駛，實現環境感知、路徑規劃、高精度定位高航、智能避震、車輛全自動控制等功能，在廠區內已行駛200米。

（三）中原內配股份有限公司成功研發自動泊車系統

中原內配2015年11月2日公告，該公司與靈動飛揚簽署《關于參股深圳市靈動飛揚科技有限公司之投資協議》。股權轉讓后，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。增資用于其主營業務。包括智能駕駛領域的產品研發推廣等。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產品及系統開發，目前已研發成功自動泊車系統、輔助駕駛系統等多種產品。

（四）中國電子科技集團公司第二十七研究所研發多款智能車載產品

該所發揮軍工電子信息技術優勢，相繼研發了無人駕駛拖拉機、無人戰車以及車載智能告警輔助防撞系統和毫米波雷達等多款智能車載產品。

車載智能告警輔助防撞系統是集聲、光、電、機于一體的高科技產品，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，該產品已經與上汽車輛進行配套。

毫米波雷達能夠全天候對道路前方實時檢測，并實時告知駕駛員安全駕駛、規避事故，不受氣候環境影響。同時，具有多目標檢測、雷達與視頻融合（即傳統行車記錄儀功能）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、河南省智能網聯汽車產業發展的優劣勢分析

（一）優勢分析

一是汽車產業有基礎：河南省的汽車產能已達200多萬臺。二是研發有基礎：中國電子科技集團27所有研發自動駕駛拖拉機和軍用無人飛機、無人戰車的經驗，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資源優勢。三是地域有優勢：河南省平原多、城鎮多，交通四通八達，適合智能網聯汽車的運行環境。

（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，目前該方面的研發成果較少，且水平受限。二是目前各企業在該方面的研發處于各自為戰的狀態，且投入較少。

六、對河南省發展智能汽車產業的建議

（一）提升認識高度

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

（二）構建協同平臺

建議組建河南省智能網聯汽車聯盟，建立跨界融合的技術創新的技術體系、搭建共性技術平臺，聯盟成員應實行跨界聯合、分工協作。 通過協同創新和技術共享，推動建設可持續發展的智能網聯汽車產業發展環境。

（三）制定專項規劃

制定河南省智能網聯汽車“十三五”發展規劃，制定符合河南省實際的技術路線圖。

（四）支持相關研發

建議科技主管部門加大對智能汽車共性技術和關鍵技術的科研投入，積極開展前瞻性技術研發。快速促進核心共性技術開發，培育形成智能核心技術部件產業鏈，推進河南省智能網聯汽車技術和產業發展。

（五）擬定相關標準

促進河南省在智能網聯汽車領域完善相關的標準法規體系，制定符合河南省實際的企業、地方或團體標準。

（六）引進培養人才

積極引進國內外高素質復合型技術人才，在相關高等院校設置相關專業，培養智能汽車技術人才，實行產、學、研緊密結合。

（七）構建示范區域

在積極推進電動汽車試運行的基礎上，統籌規劃河南省道路通信技術等設施的建設，以創造出智能交通建設和運營的新模式。在河南省指定特定區域（如大的倉儲物流區、城市間等）建立結構性道路，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會）