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Chapter 02
第2章 智能网联汽车应用发展现状
2.1 国内外智能网联汽车创新应用整体现状
2.1.1 国外智能网联汽车创新应用现状
美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区在智能网联汽车技术研发和产业化应用领域已经取得了较大进展。美国以技术创新为基础,通过营造创新发展环境,掌握智能网联汽车示范应用的主导权,其在智能网联汽车商业化上具有明显优势;欧洲以战略规划引导各国协同推进智能网联汽车创新应用;日本汽车产业和交通设施基础较好,智能网联汽车示范应用也在稳步推进;韩国以法规和战略目标为导向,营造产业发展环境,加快智能网联汽车商业化进程。
1.美国强调技术创新,营造创新发展环境,加快Robotaxi、物流配送等示范应用和商业化步伐
以技术创新为切入点,不断加强战略规划。2020年4月,美国发布《智能交通系统战略规划2020—2025》(Intelligent Transportation System Strategic Plan 2020—2025),提出六大规划领域,包括新兴和使能技术、网络安全、数据访问和交换、自动驾驶、完整出行(ITS4US)、加速智能交通系统(ITS)部署。同时已经从关注自动驾驶、网联汽车的研究过渡到加速ITS部署与应用,关注系统化、完整的出行服务部署。此外,美国在智能网联汽车产业链上取得诸多技术成果。美国整车制造和零部件企业积极推进自动驾驶技术研发,相继推出相关产品。包括Cruise、Waymo等在内的企业主要致力于高级别自动驾驶技术,重点开展Robotaxi业务。
制修订法律法规,逐步完善政策监管,促进智能网联汽车创新发展。美国已有30余个州颁布自动驾驶相关法律和行政命令,支持自动驾驶的测试与应用。从美国各州关于自动驾驶的立法情况来看,22个州和哥伦比亚特区通过了自动驾驶的相关法律,10个州发布了有关自动驾驶汽车运营的行政命令,另有10个州的立法机构已经处于法律审议阶段。此外,安全性能始终是智能网联汽车示范应用的重中之重。美国连续4年发布的自动驾驶汽车政策(AV1.0~4.0)核心是自动驾驶系统的安全性能标准,并与行业一起不断迭代这些标准,以适应自动驾驶技术发展趋势。美国交通部于2020年6月启动AV Test倡议,同年9月上线公共在线平台,提高自动驾驶的安全性和测试信息透明度。2021年1月,美国交通部发布“自动驾驶汽车综合计划”(Automated Vehicles Comprehensive Plan),该计划明确了美国交通部将加速法规制修订,消除在创新车辆设计、功能和运营方式方面的障碍,并将开发针对安全性的框架和工具,以评估自动驾驶系统技术的安全性能。
积极开展示范应用,探索商业化运营服务。加利福尼亚州(以下简称加州)已为Zoox、AutoX、小马智行、Waymo、Cruise、Aurora、Voyage七家企业颁发Robotaxi试运营牌照,为Nuro公司颁发了自动驾驶物流商业运营牌照。企业方面,2018年12月,Waymo在亚利桑那州凤凰城针对限定乘客,上线Waymo one服务,开展Robotaxi收费探索。2018年12月,Nuro在亚利桑那州的斯科茨代尔地区率先开展无人送货服务,单次收费5.95美元。继亚利桑那州之后,Nuro于2020年12月在加州公共道路上推出付费自动驾驶送货服务。
2.欧洲通过重大项目支持自动驾驶示范活动,关注法律法规、基础设施、民众接受度与商业模式
欧盟从2015年开始就不断调整完善自动驾驶与网联汽车的战略规划,先后举办了四届网联与自动驾驶会议,逐步完善战略规划。2018年5月,欧盟委员会发布了《通往自动化出行之路:欧盟未来出行战略》,提出2030年步入完全自动驾驶社会的远景目标。通过部署Horizon 2020研究和创新计划,欧洲针对乘用车、货车、出行服务等领域正在开展L3Pilot、AVENUE、INFRAMIX、TransAID、ENSEMBLE、SHOW等大量智能网联汽车示范验证项目。
L3Pilot项目旨在测试验证自动驾驶汽车作为一种安全高效的公共道路交通工具的可行性,组织1000名驾驶人和100辆汽车运行在10个欧洲国家(包括跨境路线)。该项目侧重于L3级自动驾驶功能的大规模示范,并对一些L4级自动驾驶功能进行了额外评估。其测试功能涵盖停车场、城市道路以及高速路等场景。这些测试将为评估技术可行性、用户接受度、驾驶行为以及对交通和社会的影响提供有价值的数据。
AVENUE项目主要是为证明自动驾驶汽车将成为未来公共交通服务解决方案的关键要素。该项目将评估自动驾驶汽车在复杂道路情况下的道路行为和安全性。AVENUE项目在四个主要示范地点推进实施,所有四个示范点将在整个项目期间运营自动驾驶车辆运输服务,收集运营数据和自动驾驶车辆与现有城市交通协同方面的有关信息。同时,提高公民对这些新技术优势的认识。
INFRAMIX项目关注自动驾驶/非自动驾驶汽车的混行场景,针对动态车道分配场景、道路施工场景、车道合流场景三类场景的八个测试用例,通过微观仿真、亚微观仿真、实际道路测试、混合仿真等方式证实了基础设施在提升交通安全性和效率、扩展车辆操作运行域(ODD)等方面的突出效果,提炼出ISAD概念和道路基础设施分级,提出未来欧洲的数字化基础设施规划路线图和时间表。
TransAID项目关注自动驾驶在接管过程中的过渡区域问题,针对五类典型场景进行建模、计算机仿真与实际道路测试,证明了道路基础设施可以通过扩展车辆ODD避免人工接管触发,指定安全地点保证车辆最小风险策略,对交通进行宏观调度,管理多个车辆的接管/最小风险策略的分布等方式,提升交通安全和通行效率,并有助于改善车辆排放。同时,TransAID制定了V2X消息集,并规划未来基础设施发展路线图。
3.日本依托构建Society 5.0的顶层设计规划,开展SIP_adus项目,在全国范围内部署大量FOT测试,根据路线图规划,逐步推进商业化运营
利用政策与路线图积极引导逐步推进自动驾驶发展。2016年,日本提出了Society 5.0,其发展与自动驾驶汽车的发展紧密结合。一方面,Society 5.0便于构筑信息物理系统(Cyber Physical System, CPS),推动数字化转型,有利于自动驾驶汽车的产业落地;另一方面,自动驾驶汽车收集的信息具有多种潜在价值,有助于Society 5.0的实现。此外,日本持续逐年发布《官民ITS构想路线图》,明确了自动驾驶技术推进的时间表:2020年左右在特定区域实现L4级自动驾驶商业化,到2025年实现高速公路L4级自动驾驶。
法律法规修订加速了L4级自动驾驶商业化运营。2016年9月,日本警察厅颁布《自动驾驶系统道路实证测试指南》,从制度上指导自动驾驶企业开展路测工作,2017年6月发布《远程自动驾驶系统道路测试许可标准》,允许自动驾驶汽车在没有驾驶人的状态下进行测试。2018年9月,日本国土交通省正式发布《自动驾驶汽车安全技术指南》,明确了L3、L4级别的自动驾驶汽车必须满足的安全条件。2020年12月,日本国土交通省发布了关于道路运输车辆安全标准的部分修订以及详细说明的通知,引入自动驾驶技术国际标准。值得一提的是,此次修订提出,对在高速公路上实现车辆在车道内自动驾驶功能的要求等,适用于ALKS国际标准要求。
全境部署大量的L4级自动驾驶实证试验,逐步开始收费示范运营。2018年10月,本田与Cruise、通用汽车签署合作协议,在日本推动自动驾驶出行服务。2020年7月,英特尔子公司Mobileye与日本和东南亚地区最大的交通运营商之一WILLER达成战略合作,双方将在日本及东南亚市场推出Robotaxi服务。在前期完成大量测试验证的基础上,2020年12月,日本开展无人驾驶小客车的商业化示范运营,以日本福井县项目为例,车内安全员坐在车辆后排,同时安排1名远程监控人员,负责3辆无人驾驶汽车的监控。该项目探索收费运营,价格是成人100日元/次、儿童50日元/次。
4.韩国以法规和战略目标为导向,营造产业发展环境,加快智能网联汽车示范应用与商业化
以法规和战略目标为导向,积极构建产业环境。2019年10月,韩国发布《未来汽车产业发展战略》,计划在2024年完成全国主要道路自动驾驶所需的通信设施、高精地图、交通管制、道路建筑等基础设施建设,制定了2024年L4级自动驾驶汽车部分商用化、2027年L4级自动驾驶汽车全面商用化的具体时间表。2020年5月,韩国开始实施于2019年4月发布的《促进和支持自动驾驶汽车商业化法》,允许开展自动驾驶商业化示范,明确了相应的监管和保障措施,构建了一个系统性的自动驾驶汽车商业化推进机制。在安全保障方面,2020年12月,韩国国土交通部发布了自动驾驶车辆安全运行准则。该准则主要包括伦理准则、网络安全准则、生产与安全准则三大部分。上述准则并不属于强制性规定,而是在自动驾驶汽车正式投入市场之前,确保其系统运算法则的伦理性,并防范黑客攻击。
近年来,韩国致力于成为全球领先的自动驾驶商用化国家。2020年11月,韩国国土交通部宣布,“自动驾驶汽车示范区委员会”首次指定自动驾驶示范区,包括首尔、忠清北道、世宗、光州、大邱和济州六个地区。国土交通部支持企业在上述地区开展自动驾驶服务验证项目,在获得政府批准的前提下,可以试点出行和货物运输收费服务。国土交通部还计划进行试点区的管理和绩效考核,并评估扩大试点运营区。2021年1月,韩国产业通商资源部、科学技术信息通信部、国土交通部、警察厅联合宣布启动“自动驾驶技术开发创新项目”,将在2027年前向自动驾驶技术开发和相关基础设施建设项目投资1.1万亿韩元(约合9.99亿美元),目标是在2027年实现L4级自动驾驶汽车的商业化。该项目聚焦汽车驾驶、交通基础设施和出行服务等领域,具体包括车辆智能化技术、新型信息与通信融合技术(ICT)、新型道路交通融合技术、新型出行服务、标准生态系统建设五大主要领域,共计84个子任务。
此外,新加坡、澳大利亚等国家积极推进智能网联汽车示范应用。新加坡于2019年发布世界上第一部关于高级别自动驾驶汽车应用的国家准则,即“技术参考68”(TR68)准则,为自动驾驶汽车生产企业和技术开发商提供了指导规范,形成了商业化应用基础。围绕智能网联汽车、智能交通系统和智慧出行服务,澳大利亚组织开放道路测试,不断完善法规环境,在沿海地区开展了大量FOT项目。例如,自动驾驶企业Via在新南威尔士州等沿海地区启动自动驾驶客车项目,该项目主要为澳大利亚缺乏公共交通解决方案的老年人社区提供服务。
2.1.2 我国智能网联汽车创新应用现状
近年来,我国发挥市场与体制优势,积极实践智能网联汽车创新应用。一是多部门已经相继发布了法律法规,强调智能网联汽车产业的试点应用、示范应用、先导应用、市场化应用;二是多地积极开展智能网联汽车道路测试;三是不同场景下涌现大量智能网联汽车创新应用。
1.顶层设计逐步完善,营造良好发展环境
智能网联汽车的创新应用离不开国家顶层政策的指导和规划设计。首先,智能网联汽车涉及车辆驾驶权交换问题,引发了法规、标准、保险、商业模式等领域的一系列挑战,因此需要国家层面的整体部署;其次,智能网联汽车的创新应用与路侧基础设施、云端平台等的信息交互,涉及基础设施建设、通信协议、信息安全、规模化示范运营等重大问题,因此具备本地属性和跨领域、跨部门监管的特点,这也要求国家顶层的协调规划与安全监管,具体见表2-1。
2020年11月,《智能网联汽车技术路线图2.0》在世界智能网联汽车大会上正式发布。其中指出,到2025年,部分自动驾驶(PA)、有条件自动驾驶(CA)级智能网联汽车渗透率将达50%,高度自动驾驶(HA)车辆首先在特定场景和限定区域实现商业化应用,并不断扩大运行范围;2030年,高度自动驾驶车辆在高速公路广泛应用,在部分城市道路规模化应用;2035年,各类网联式高度自动驾驶广泛运行于国内广大地区。
表2-1 智能网联汽车创新应用支持政策
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2.测试示范统筹发展,积累巩固应用基础
场地测试和开放道路测试是智能网联汽车创新应用的基石,我国多部委和地方政府正在加速示范区建设和开放道路测试工作。截至2021年9月,工业和信息化部、公安部、交通运输部等部门已先后支持建设了16家国家级智能网联汽车测试示范区、4个国家级车联网先导区,全国已有30个城市发布智能网联汽车道路测试实施细则。
为营造更好的测试示范环境,共促智能网联汽车产业生态健康发展,2021年1月,工业和信息化部会同公安部、交通运输部组织行业机构、重点企业等开展了《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行)》的修订。值得注意的是,本次修订在道路测试基础上增加了对示范应用的要求,并明确了道路测试、示范应用和测试区(场)的定义,适用范围进一步由限定道路扩展到限定区域,并明确了高速公路可作为道路测试和示范应用的道路。同时,将地级市纳入可具体制定实施细则并组织道路测试和示范应用的省、市范畴。
截至2021年9月,全国各地开放智能网联汽车公共测试道路里程超过3900km,共计发放840余张道路测试牌照,测试里程超过1000万km;长沙、上海、广州、北京等7个城市已允许智能网联汽车载人载物测试;广州、北京等城市允许企业开展远程无人测试。
从企业测试情况来看,开展道路测试的测试主体、企业获得的测试牌照及测试许可、所用测试车辆均有多种类型。测试主体方面,一汽、上汽、吉利、广汽、宝马、奥迪等30多家国内外主流整车制造企业,百度、华为、腾讯等ICT企业,小马智行、文远智行等自动驾驶初创企业都已获得道路测试牌照,其中,百度的道路测试牌照超过190张;测试车辆方面,乘用车、公交车、货车等都已开展道路测试,乘用车、公交车道路测试主要面向个人和公众出行需求,货车主要面向物流,总体来看,乘用车从数量上占据较大优势。测试牌照方面,除普通道路测试牌照外,目前已有百度、小马、文远、上汽红岩等获得载人载物测试许可牌照超过180余张,其中,百度载人测试120张,文远知行在广州获得国内首个远程测试许可,开展基于5G技术的远程无人测试。
此外,北京、广州、苏州、德清等地积极推进自动驾驶示范进程,为自动驾驶技术研发验证和推广应用搭建开放平台。2020年,北京经济技术开发区(亦庄)启动建设全球首个网联云控式高级别自动驾驶示范区,按照示范区的规划,将以北京经济技术开发区(亦庄)全域为核心,约60km2范围内开展建设,到2022年,计划完成“智慧的路、聪明的车、实时的云、可靠的网和精确的图”五大体系建设,并打通网联云控式自动驾驶技术和管理的关键环节,形成城市级工程试验平台,实现一系列应用场景商业化落地和一批中间产品推广应用。2020年,广州共有5家自动驾驶企业,71辆自动驾驶汽车开展自动驾驶测试,累计测试里程近70万km,载客服务人数超6万人。为了提供更多的应用场景,支持企业在更广泛、更复杂的道路环境中开展道路测试工作,目前广州已累计发布开放一、二、三级测试道路共计88条,里程约156km。广州南沙区将支持建设高级别自动驾驶的5G示范路段、车端感知系统,通过“城市大脑”平台汇聚车、路、人等相关数据,打造智慧的车、智慧的路。2021年,苏州高铁新城、江苏大运集团、T3出行组建自动驾驶生态运营联盟——“鳌头联盟”,该联盟以科技公司、主机厂和出行平台组成“铁三角”,共包含32个产业内不同链条的合作伙伴,将在苏州落地推进自动驾驶的规模化商用。2020年4月,德清县人民政府发布《德清全域城市级自动驾驶与智慧出行示范区建设2020年工作计划》,德清力争到2020年末,建成国内首个智能基础设施建设先行区、全域城市级自动驾驶测试区、自动驾驶应用示范区、自动驾驶和智慧出行产业集聚区、智能交通与自动驾驶规制创新区。
在行业层面,中国智能网联汽车产业创新联盟也积极联合IMT2020(5G)推进组等相关单位,连续组织“三跨”“四跨”“新四跨”C-V2X互联互通示范活动,实现不同企业间跨通信模组、跨终端、跨整车、跨安全平台,以及使用高精地图和定位,大规模通信背景下的C-V2X通信功能和性能测试,进一步促进智能网联汽车创新应用的产业化进程。
智能网联汽车创新应用涉及政策法规、测试示范、技术研发、产品管理、道路交通、网络安全、商业模式等方面,是智能网联汽车实现产业落地的必要条件,也是对商业化相关问题的前置探索。我国为促进智能网联汽车产业的快速发展,制修订相关法规,为企业开展测试示范活动营造了良好环境,道路测试、载人载物、远程测试、商业试运营探索等都已相继开展。
3.开展多种创新应用,探索商业推广路径
目前,高级别自动驾驶正在逐步走向商用,从消费者出行到货物运输,Robotaxi、AVP、BRT、干线物流、无人配送、矿山重载、港口物流等多种多样的场景不断涌现,并形成规模化发展。
在封闭区域,较低速度的AVP广受关注,场内货运、矿山运输等已经形成初步商业化探索。2020年11月,中国智能网联汽车产业创新联盟组织编制的《自主代客泊车系统总体技术要求》团体标准正式发布,作为AVP示范应用的参考。当前,纵目、百度、地平线、AutoX、Momenta等众多科技公司发布了AVP解决方案,北京示范区、北京中关村、广汽研究院等正在加快高级别智能化设施建设、部署应用。此外,一汽、长城、吉利、广汽、上汽等车企纷纷推出具备AVP功能的车型。
场内货运作为市场刚性需求,成为高级别自动驾驶汽车优先落地场景。在港口方面,2018年,主线科技携手天津港、重汽集团打造的无人驾驶电动货车正式开启试运营,现已实现无人驾驶集装箱货车(业内俗称集卡)与码头内外集卡混行运行且参与实船作业。2021年2月,华为与西井科技签署合作协议,双方将完成基于天津港项目的水平运输无人化系统,并推动解决方案的规模化复制。目前,多个企业已在天津港、宁波港、珠海港等实现港口无人驾驶物流应用。厂区物流运输方面,驭势科技的自动驾驶物流车已在香港机场、五菱汽车厂区和一汽物流园区进行常态化运营。
此外,矿山由于交通场景相对简单,商业模式逐渐清晰,成为众多商用车整车企业和自动驾驶解决方案提供商落地自动驾驶的核心场景。湖南大学正在打造运载装备智能网联系统创新中心,加强智慧矿山系统、智慧快运系统等产业化开发。踏歌智行、慧拓智能、易控智驾等众多公司纷纷发布矿山自动驾驶解决方案。其中,踏歌智行《南露天煤矿自卸车无人驾驶技术研究项目》通过评审验收,实现夜班作业的矿用货车无人运输项目;慧拓智能则在宝日希勒煤矿进行了极寒型复杂气候环境露天矿无人驾驶货车编组作业。
在限定区域,中低速自动驾驶车辆具备场景简单、车速低、危险性小等特点,具备更快速商用化的潜力,包括园区微循环客车、末端配送、环卫清扫、专用车道快速公交自动驾驶等场景。
园区微循环客车方面,宇通客车、一汽红旗、金龙、金旅、文远知行、轻舟智航等企业都已发布无人驾驶小客车解决方案。2018年7月,阿波龙量产下线,目前已经在北京、江苏、福建、广东等地示范运营,累计运营里程超过10万km,安全接待超过11万人次。2020年,轻舟智航推出的龙舟ONE已在苏州、深圳、武汉等城市落地,并在苏州启动全国首个常态化运营的5G无人公交项目,在深圳推出全国首张无人公交月卡,2021年还推出了全国首个无人驾驶共享网约客车。
末端配送方面,在新冠肺炎疫情期间,东风悦享、京东、新石器慧通、智行者、酷哇等企业的无人物流车、无人清洁消毒车陆续投入疫情防控工作,取得了良好的示范应用效果,为自动驾驶车辆的示范应用奠定了基础。
环卫清扫方面,目前市场上已有智行者、仙途智能、高仙机器人、酷哇机器人、深兰科技等自动驾驶科技公司入局环卫行业。而早在2018年以前,北京环卫、龙马环卫、盈峰环境(中联环境)、宇通重工等环卫企业就已布局无人环卫。北京、上海、广州、长沙、成都、厦门等城市已经开始试运营或测试无人环卫车辆。
专用车道快速公交自动驾驶方面,宇通客车、中车电动、深兰科技、中通客车都已发布智慧公交解决方案,并在郑州、湖南、广州、天津、常州、德阳、衢州、池州、深圳等国内多个省市试运行。
在城市道路,Robotaxi是我国L4级自动驾驶落地焦点。目前,百度、文远知行、小马智行、AutoX、Momenta等公司已经开展相关示范运行工作,累计投入车辆数百辆,运行范围一般在几十至一百平方千米。
2020年4月,百度宣布全面开放Apollo Robotaxi自动驾驶出租车服务,该服务在百度地图及百度App智能小程序上线。继沧州、长沙之后,2020年10月百度自动驾驶出租车服务正式在北京全面开放,这一次的自动驾驶出租车测试区域总长度约为700km,覆盖北京经济开发区(亦庄)、海淀、顺义等地生活圈和商业圈,共有数十个站点。用户通过百度地图或Apollo GO App就可以呼叫体验百度的自动驾驶出租车服务。2019年10月,小马智行在加州尔湾推出自动驾驶打车服务BotRide,同期,在广州南沙推出PonyPilot Robotaxi服务。2020年4月底,AutoX接入高德地图,目前仅在上海嘉定汽车城范围开放,用户需要通过后台人工审核后才可以进行试乘体验。2020年5月,文远知行在广州黄埔区、经济技术开发区这两个占地近145km2的地区进行Robotaxi试运营。截至2020年3月,文远知行一共部署了百余辆自动驾驶车,公众可通过WeRide Go App进行打车试乘。
在高速路,高速公路货运是自动驾驶商业化的重要市场。2019年12月,智加科技L4级自动驾驶货车完成了为蓝多湖提供的首次自动驾驶货运服务。图森未来已经在美国凤凰城、图森、埃尔帕索和达拉斯之间的七条不同路线上开展自动驾驶高速公路运输服务。2019年以来,图森未来在东海大桥开展了应用于洋山港与芦潮港货运火车站间的无人驾驶港铁联运。