戰(zhàn)略定稿背景
2017 年 9 月,國家發(fā)改委組建戰(zhàn)略起草組,啟動戰(zhàn)略編制;
2018 年 1 月,《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》征求意見稿發(fā)布;
2020 年 2 月,11 部委聯合印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》,意味著戰(zhàn)略正式定稿,將在未來五年內助力智能汽車領域的調整與變革。
注:《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》以下簡稱《戰(zhàn)略》
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信息源:國家發(fā)改委
關鍵節(jié)點
原定目標(征求意見稿)
??? ?2018 年~2020 年
1.?? ?智能汽車新車占比達到 50%以上,其中有條件駕駛(L3)以上占比 10%以上;
2.?? ?自主品牌智能汽車市場份額達到 30%;網絡式自動駕駛新車裝配率達到 10%;
3.?? ?車用無線通信網絡 LTE-V 全國覆蓋率到 90%,北斗高精度時空服務實現全覆蓋;
4.?? ?建成“智能汽車創(chuàng)新發(fā)展”平臺且實質運行;
5.?? ?初步完成 6 大體系(創(chuàng)新、生態(tài)、設施、標準、監(jiān)管、安全)建設。
??? ?2020 年~2025 年
1.?? ?新車基本實現智能化:高級別智能汽車實現規(guī)模化應用;
2.?? ?“人 - 車 - 路 - 云”實現高度協同,新一代車用無線通信網絡(5G-V2X)基本滿足智能汽車發(fā)展需要。
現定目標
??? ?2020 年~2025 年(五年目標)
1.?? ?中國標準智能汽車的技術創(chuàng)新、產業(yè)生態(tài)、基礎設施、法規(guī)標準、產品監(jiān)管和網絡安全體系基本形成;
2.?? ?L3 自動駕駛智能汽車規(guī)?;a,L4 自動駕駛智能汽車在特定環(huán)境下市場化應用;
3.?? ?車用無線通信網絡(LTE-V2X 等)實現區(qū)域覆蓋,新一代車用無線通信網絡(5G-V2X)在部分城市、高速公路逐步開展應用,高精度時空基準服務網絡實現全覆蓋。
??? ?2035 年~2050 年(展望)
1.?? ?中國標準智能汽車體系全面建成、更加完善;
2.?? ?智能汽車強國愿景逐步實現。
關鍵基礎技術分析
《戰(zhàn)略》劃重點:開展復雜系統(tǒng)體系架構、復雜環(huán)境感知、智能決策控制、人機交互及人機共駕、車路交互、網絡安全等基礎前瞻技術研發(fā),重點突破新型電子電氣架構、多源傳感信息融合感知、新型智能終端、智能計算平臺、車用無線通信網絡、高精度時空基準服務和智能汽車基礎地圖、云控基礎平臺等共性交叉技術。
下面針對重點突破關鍵基礎技術進行一一解讀。
- 新型電子電氣架構
汽車電子電氣架構 ( Electronic and Electrical,EE) 的設計是汽車機構開發(fā)過程中的一項重要步驟,若優(yōu)化合理,則可以將整車質量降低 20%,生產成本降低 30%左右。
那么對于智能汽車來說,怎樣的設計與優(yōu)化才是最合理的呢?
工程師們通常會將汽車電子電氣架構設計與優(yōu)化分為以下幾個步驟來展開:功能需求定義、邏輯功能設計、硬件系統(tǒng)設計、線束設計和域控制器拓撲層設計。
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當前與未來汽車電子電氣架構對比 | 信息源:cnki
功能需求分析:既需要考慮實際應用情況和多元化服務需求,又要充分考慮到汽車企業(yè)的實際情況,假設技術達不到成熟標準,那么就不能隨意創(chuàng)新改革,否則就會出現安全等威脅情況。
邏輯功能設計:可分為邏輯架構層和系統(tǒng)軟件層,分別注重系統(tǒng)功能邏輯關系和系統(tǒng)軟件實現邏輯關系兩個方面。
硬件系統(tǒng)設計:可分為部件層、網絡層和原理層,部件層通常采用電氣框圖的形式來描述部件內部硬件接口、處理單元、邏輯接口和對外接口明細;網絡層用來描述各部件邏輯連接的方式;原理層用來描述網絡層連接具體的實際情況,包括電勢屬性、超聲波焊接點等。值得一提的是,在 5G 融合車聯網發(fā)展的環(huán)境下,如何建立穩(wěn)定、高速、成熟的通信網絡已成為汽車智能化過程中的一大課題。
線束設計:是拓撲層設計的基礎,決定了拓撲的布局。通常可分為八個部分,分別是前線束、發(fā)動機線束、IP 線束、Body 線束、PDC 線束、Roof 線束、門線束和尾門線束。
域控制器拓撲層設計:描述電子電氣架構實際的布置情況,根據功能模塊的劃分,包括車輛安全域、智能駕駛域、動力總成域、車身電子域、智能座艙域這五個域控制器。目前 L2 級及以下采用基于 MCU 的多 ECU 分布式控制方式,而 L3 以上則必須采用基于高性能 SOC 構建的域控制器 DCU(Domain Control Unit)的集中控制策略。
- 多源傳感信息融合感知
隨著移動設備和智能駕駛技術的不斷發(fā)展,以及單一傳感存在的功能失效問題,多源傳感信息融合處理方法變得越來越重要。在智能駕駛汽車中常見的傳感器包括:攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、GPS、IMU 等。而此次發(fā)布的《戰(zhàn)略》中對前一版本做了微調,將傳感器修正為車載高精度傳感器,車載芯片修正為車規(guī)級芯片,更強調未來的核心競爭方向是中高級市場,而非以量和廉價博取的低端市場。
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智能汽車環(huán)境感知信息融合功能框架 | 信息源:cnki
此外,對于多源傳感而言,信息融合可分為三個等級,即來自不同傳感器的原始數據被組合成新的原始數據,新的原始數據將會包含更豐富的信息,利用這些可以得到更準確和全面的判斷的低層次融合;將不同傳感器提供的目標特征信息結合,得到新的特征圖以供后續(xù)的數據處理的中層次融合;以及各個傳感器分別給出自己對目標特征的判斷,車載處理芯片只負責有效地結合這些傳感器識別結果的高層次融合。目前主要出于中層次融合階段,未來的多傳感融合將集中在兩方面:一是設計新的多傳感器集成硬件架構,二是算法層面高效處理分析多源數據,從而提高智能汽車車載環(huán)境感知的識別精度和系統(tǒng)魯棒性。
- 新型智能終端
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T-Box 信息源:Baike
對車載智能終端的需求正在隨著消費者對汽車安全性、操作便利性、空間舒適性和娛樂性的要求而不斷增加,其中以前裝為主體的車載無線終端市場滲透率不斷加大,比如新能源汽車 T-Box 以及以 T-Box 硬件為基礎的大數據平臺服務。
目前的大部分 T-Box 產品是這樣工作的:用戶在手機 APP 端下發(fā)控制指令后,云服務平臺進而轉發(fā)控制請求指令給 T-BOX,T-BOX 接收到控制請求命令之后,通過車輛 CAN 總線傳輸控制報文控制車輛相應操作,最后反饋車輛控制結果到用戶的手機 APP 上。將來這些操作步驟將會因硬件、軟件、算法的提升而變得更加平滑,安全性、操作便利性、空間舒適性和娛樂性將大大提高。
- 智能計算平臺
在前面章節(jié)提到過,智能汽車系統(tǒng)功能越來越復雜、實時性要求越來越高、安全等級也越來越高,以 CAN 總線為基礎的傳統(tǒng)汽車分布式控制架構已不能滿足未來需求,集成化的主干網加多域控制的新型電子電器架構將成為主流。于是能夠進行感知融合計算,并結合車輛實時交互,進行路徑決策、車輛控制的智能控制平臺成了必須攻克的“交點”。
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信息源:工信頭條
在正式版《戰(zhàn)略》中對前一版本做了微調,將中央處理器修正為智能計算平臺,也是考慮到了對其要求并非如中央處理器這么簡單,而是揉合了八大板塊,包括滿足計算性能與實時性要求的運算能力、功能安全(滿足 ISO 26262 標準)、信息安全、支持 CANFD/Ethernet 等多種車內通信協議、支持 FOTA 升級、滿足車規(guī)級標準(如電磁兼容性、可靠性)、低功耗和低成本要求。就技術組成方面而言,智能計算平臺包含了基礎硬件 / 軟件平臺技術、系統(tǒng)安全平臺技術、整車通信平臺技術、云計算平臺技術、核心控制算法技術,是一個綜合性平臺。
- 車用無線通信網絡
《戰(zhàn)略》指出,將結合 5G 商用部署,推動 5G 與車聯網的協同建設,統(tǒng)一通信接口和協議,推動道路基礎設施、智能汽車、運營服務、交通安全管理系統(tǒng)、交通管理指揮系 統(tǒng)等信息互聯互通。重點推行 LTE-V2X 的商用落地,支持 5G-V2X 的應用研究和演進。
對于覆蓋率一說,對比之前的版本有所變動,之前是“覆蓋全國的車用無線通信網絡”,如今是“建設廣泛覆蓋的車用無線通信網絡”。具體實施方案是,開展車用無線通信專用頻譜使用許可研究,快速推進車用無線通信網絡建設。統(tǒng)籌公眾移動通信網部署,在重點地區(qū)、重點路段建立新一代車用無線通信網絡,提供超低時延、超高可靠、超大帶寬的無線通信和邊緣計算服務。在橋梁、隧道、停車場等交通設施部署窄帶物聯網,建立信息數據庫和多維監(jiān)控設施。
- 高精度時空基準服務和智能汽車基礎地圖
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《戰(zhàn)略》指出應充分利用已有的北斗衛(wèi)星導航定位基準站網,推動全國統(tǒng)一的高精度時空基準服務能力建設。加強導航系統(tǒng)和通信系統(tǒng)融合,建設多源導航平臺。推動北斗通信服務和移動通信雙網互通,建立車用應急系統(tǒng)。完善輔助北斗系統(tǒng),提供快速輔助定位服務。
開發(fā)標準統(tǒng)一的智能汽車基礎地圖,建立完善包含路網信息的地理信息系統(tǒng),提供實時動態(tài)數據服務。制作并優(yōu)化智能汽車基礎地圖信息庫模型與結構。推動建立智能汽車基礎地圖數據和衛(wèi)星遙感影像數據共享機制。構建道路交通地理信息系統(tǒng)快速動態(tài)更新和在線服務體系。
- 云控基礎平臺
信息源:tusvn
云控模塊是與云控基礎平臺交互的功能子模塊。云控基礎平臺為智能網聯汽車及其用戶、管理及服務機構等提供車輛運行、基礎設施、交通環(huán)境等動態(tài)基礎數據。云控基礎平臺具有高性能信息共享、高實時性云計算、多行業(yè)應用大數據分析等基礎服務機制。
在運控系統(tǒng)中,除了大數據的處理外,信息安全性尤為重要。國內外智能網聯汽車信息安全的標準正在制定和逐漸推出,如 ISO/SAE 21434 及國內的國標、行標和企標。云控基礎平臺的信息安全防護,不僅需要應用智能網聯汽車的信息安全防護體系,也需要考慮自動駕駛應用帶來的更多相關需求,比如出行效率等。
寫在最后
從政策層面上來講,過去成績不達標,如今需要新的戰(zhàn)略政策來指導未來至少五年內智能汽車領域的發(fā)展,這是一種國家意志的體現。
從技術層面上來講,我國已明確了自主創(chuàng)新的重要性,未來將在車載高精度傳感器、車規(guī)級芯片、操作系統(tǒng)、智能終端及智能計算平臺產品的研發(fā)上下大功夫。
從產業(yè)層面上來講,如何培養(yǎng)一個完善的智能汽車生態(tài)鏈是重中之重,以點帶面也許是一種可行手段,這也是近期政策引進特斯拉上海工廠的最大意圖所在。
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