編前：“電動化、智能化、網聯化”被認為(wei) 是汽車產(chan) 業(ye) 技術發展的三大趨勢。其中，“智能汽車”及“車聯網”技術近年來由於(yu) IT企業(ye) 的強勢介入，在社會(hui) 上廣受關(guan) 注。但是我國許多汽車企業(ye) 和普通消費者對智能汽車的概念不清楚或尚未完全達成共識，對其潛在的產(chan) 業(ye) 經濟價(jia) 值也缺乏認識。

　　智能汽車的完整概念是什麽(me) ？在智能汽車領域，IT巨頭與(yu) 汽車企業(ye) 的技術路線有哪些不同？穀歌研發的無人駕駛汽車能否快速進入普通消費者的家庭？智能汽車能否解決(jue) 諸如安全、節能、環保等交通領域的重大問題，又會(hui) 給我國汽車企業(ye) 帶來哪些機遇與(yu) 挑戰？本文係統梳理了這些問題，將分上下兩(liang) 期刊登，敬請關(guan) 注。

　　美國電氣和電子工程師協會(hui) （IEEE）預測，本世紀中葉前，無人駕駛汽車將占據全球汽車保有量的75%，汽車交通係統概念將迎來變革，交通規則、基礎設施都將隨著無人駕駛汽車的出現而發生劇變，智能汽車可能顛覆當前的汽車交通運輸產(chan) 業(ye) 運作模式。近日，汽車行業(ye) 著名谘詢機構IHS發布預測報告稱，“通過電腦係統實現無人駕駛的智能汽車”，其發展速度正在趕超純電動汽車，2025年左右將走進尋常百姓家，2035年銷量將達到1180萬(wan) 輛，占同期全球汽車市場總銷量的9%。以往在科幻大片中才能見到的無人駕駛汽車似乎離我們(men) 的現實生活越來越近了。

　　一、智能汽車的概念與(yu) 體(ti) 係架構

　　1、智能汽車的概念　　

　　所謂“智能汽車”，就是在普通汽車的基礎上增加了先進的傳(chuan) 感器（雷達、攝像）、控製器、執行器等裝置，通過車載傳(chuan) 感係統和信息終端實現與(yu) 人、車、路等的智能信息交換，使汽車具備智能的環境感知能力，能夠自動分析汽車行駛的安全及危險狀態，並使汽車按照人的意願到達目的地，最終實現替代人來操作的目的。　　

　　從(cong) 發展的角度，智能汽車將經曆兩(liang) 個(ge) 階段。第一階段是智能汽車的初級階段，即輔助駕駛；第二階段是智能汽車發展的終極階段，即完全替代人的無人駕駛。美國高速公路安全管理局將智能汽車定義(yi) 為(wei) 以下五個(ge) 層次：　　

　　（1）無智能化（層次0）：由駕駛員時刻完全地控製汽車的原始底層結構，包括製動器、轉向器、油門踏板以及起動機。　　

　　（2）具有特殊功能的智能化（層次1）：該層次汽車具有一個(ge) 或多個(ge) 特殊自動控製功能，通過警告防範車禍於(yu) 未然，可稱之為(wei) “輔助駕駛階段”。這一階段的許多技術大家並不陌生，比如車道偏離警告係統（LDW）、正麵碰撞警告係統（FCW）、盲點信息（BLIS）係統。　　

　　（3）具有多項功能的智能化（層次2）：該層次汽車具有將至少兩(liang) 個(ge) 原始控製功能融合在一起實現的係統，完全不需要駕駛員對這些功能進行控製，可稱之為(wei) “半自動駕駛階段”。這個(ge) 階段的汽車會(hui) 智能地判斷司機是否對警告的危險狀況做出響應，如果沒有，則替司機采取行動，比如緊急自動刹車係統（AEB）、緊急車道輔助係統（ELA）。　　

　　（4）具有限製條件的無人駕駛（層次3）：該層次汽車能夠在某個(ge) 特定的駕駛交通環境下讓駕駛員完全不用控製汽車，而且汽車可以自動檢測環境的變化以判斷是否返回駕駛員駕駛模式，可稱之為(wei) “高度自動駕駛階段”。目前，穀歌無人駕駛汽車基本處於(yu) 這個(ge) 層次。　　

　　（5）全工況無人駕駛（層次4）：該層次汽車完全自動控製車輛，全程檢測交通環境，能夠實現所有的駕駛目標，駕駛員隻需提供目的地或者輸入導航信息，在任何時候都不需要對車輛進行操控，可稱之為(wei) “完全自動駕駛階段”或者“無人駕駛階段”。　　

　　2、智能汽車的體(ti) 係架構　　

　　通過車載傳(chuan) 感係統，智能汽車本身具備主動的環境感知能力，此外，它也是智能交通係統（ITS）的核心組成部分，是車聯網體(ti) 係的一個(ge) 結點，通過車載信息終端實現與(yu) 人、車、路、互聯網等之間的無線通訊和信息交換。因此，智能汽車集中運用了計算機、現代傳(chuan) 感、信息融合、模式識別、通訊及自動控製等技術，它是一個(ge) 集環境感知、規劃決(jue) 策、多等級駕駛輔助等於(yu) 一體(ti) 的高新技術綜合體(ti) ，擁有相互依存的價(jia) 值鏈、技術鏈和產(chan) 業(ye) 鏈。　　

　　（1）智能汽車的價(jia) 值鏈　　

　　如果說車聯網在汽車安全、節能、環保方麵的價(jia) 值是間接、基礎性的，那麽(me) 智能汽車在提高行車安全、減輕駕駛員負擔方麵的核心價(jia) 值則是直接、顯而易見的，並有助於(yu) 節能和環保。研究表明，在智能汽車的初級階段，通過先進智能駕駛輔助技術有助於(yu) 減少50%～80%的道路交通安全事故。在智能汽車的終極階段，即無人駕駛階段，甚至可以完全避免交通事故，把人從(cong) 駕駛過程中解放出來，這也是智能汽車最吸引人的價(jia) 值魅力所在。　　

　　（2）智能汽車的技術鏈

    智能技術係統一般由傳(chuan) 感器、控製器、執行器三大關(guan) 鍵技術組成，主要包括：1）先進傳(chuan) 感技術，包括利用機器視覺技術的檢測，如激光測距係統、紅外攝像技術，以及利用雷達（激光、厘米波、毫米波、超聲波）檢測前行車輛。2）通信技術（GPS、DSRC、3G/4G），包括數台智能汽車之間協調行駛必須的技術、車路協調通信技術，以及相應的車聯網通訊技術。3）橫向控製，包括利用引導電纜、磁氣標誌列、機器視覺技術、具有雷達反射性標識帶的橫向控製。4）縱向控製，包括利用激光雷達、毫米波雷達、機器視覺技術測車間距離的縱向控製，以及利用車間通信及車間距離雷達的車隊列行駛縱向控製。　　

　　（3）智能汽車的產(chan) 業(ye) 鏈　　

　　車聯網、智能交通係統（ITS）為(wei) 智能汽車提供了智能化的基礎設施、道路及網絡環境，隨著汽車智能化層次的提高，反過來也要求車聯網、智能交通係統同步發展。　　

　　智能汽車的產(chan) 業(ye) 鏈可以描述如下：1）車聯網的產(chan) 業(ye) 鏈，包括上遊的元器件和芯片生產(chan) 企業(ye) ，中遊的汽車廠商、設備廠商和軟件平台開發商，以及下遊的係統集成商、通信服務商、平台運營商和內(nei) 容提供商等。2）先進傳(chuan) 感器廠商：開發和供應先進的機器視覺技術，包括激光測距係統、紅外攝像，以及雷達（厘米波、毫米波、超聲波）等。3）汽車電子供應商：能夠提供智能駕駛技術研發和集成供應的汽車電子供應商，如博世、德爾福、電裝等。

　　二、智能汽車的發展現狀與(yu) 趨勢　　

　　1、IT巨頭與(yu) 汽車企業(ye) 采用完全不同的技術路線　　

　　寶馬曾表示：“我們(men) 比IT企業(ye) 更了解汽車的參數，更能確保汽車行駛中的安全。你可以允許蘋果手機死機，但決(jue) 不能允許寶馬車在半路‘死機’。”這或許反映了IT企業(ye) 與(yu) 汽車企業(ye) 的不同思路，前者憑借強大的後台數據、網絡技術、智能軟件的支持，能夠很好地實現汽車與(yu) 雲(yun) 端的互聯；而汽車企業(ye) 則更多地考慮到車輛的實用性和安全性，他們(men) “固守”汽車本身的優(you) 勢。#p#分頁標題#e#　　

　　2012年8月，穀歌宣布其研發的無人駕駛汽車已經在電腦的控製下安全行駛了30萬(wan) 英裏。穀歌無人駕駛汽車依靠激光測距儀(yi) 、視頻攝像頭、車載雷達、傳(chuan) 感器等獲得環境感知和識別能力，確保行駛路徑遵循穀歌街景地圖預先設定的路線。其裝置價(jia) 格昂貴，大約需30萬(wan) 美元，難以大規模推廣應用，其本質符合軍(jun) 用智能車的技術特點。　　

　　與(yu) IT企業(ye) 不同，沃爾沃、奧迪、奔馳、寶馬、豐(feng) 田、日產(chan) 、福特等汽車巨頭均選擇了更具實用性的民用智能車技術路線。在技術裝置方麵主要采用常規的雷達（厘米波、毫米波、超聲波）、相機（立體(ti) 、彩色、紅外）、傳(chuan) 感器（雷達、激光、超聲波）、攝像機等進行環境感知和識別，通過基於(yu) 車聯網的協同式輔助駕駛技術進行智能信息交互，結合GPS導航實現路徑規劃，並且更加注重機電一體(ti) 化係統動力學及控製技術的研發，成本低廉，便於(yu) 大規模推廣應用。　　

　　2、世界汽車巨頭正致力於(yu) “高度自動駕駛技術”的研發和產(chan) 業(ye) 化　　

　　智能汽車前兩(liang) 個(ge) 層次的“輔助駕駛技術”和“半自動駕駛技術”已經得到廣泛應用，並成為(wei) 提升產(chan) 品檔次和市場競爭(zheng) 力的重要手段。智能汽車第一層級的輔助駕駛技術包括自主式輔助駕駛技術和協同式輔助駕駛技術兩(liang) 種，通過警告讓司機防患車禍於(yu) 未然。其中，包括前碰撞預警(FCW)、車道偏離預警(LDW)、車道保持係統(LKS)、自動泊車輔助(APA)等在內(nei) 的自主式輔助駕駛技術已經得到廣泛應用，處於(yu) 普及推廣階段，並由豪華車下沉至B級車。今年，汽車輔助駕駛技術成為(wei) 獲取E-NCAP四星和五星的必要條件。在美國、歐洲、日本等汽車發達國家和地區，基於(yu) 車聯網V2I/V2V技術的協調式輔助駕駛技術正在進行實用性技術開發和大規模試驗場測試。半自動駕駛技術近年來在高端車上逐漸獲得應用，比如已經獲得廣泛應用的自適應巡航控製係統（ACC）。　　

　　世界汽車巨頭們(men) 正致力於(yu) 第三個(ge) 層次“高度自動駕駛技術”的實用化研發和產(chan) 業(ye) 化，即將實現量產(chan) 上市。今年，沃爾沃將率先量產(chan) 全球第一個(ge) 自動駕駛技術——堵車輔助係統。該係統是自適應巡航控製和車道保持輔助係統的集成與(yu) 延伸，它可以使汽車在車流行駛速度低於(yu) 50公裏/小時的情況下，自動跟隨前方車輛行進。此外，奧迪、凱迪拉克、日產(chan) 、豐(feng) 田等都計劃推出諸如自動轉向、加減速、車道引導、自動停車、自適應巡航控製等技術的汽車，它們(men) 大多屬於(yu) 第三層次的智能駕駛技術。　　

　　3、“全工況無人駕駛”前路漫漫　　

　　由於(yu) 車聯網V2X技術涵蓋汽車、IT、交通、通訊等多個(ge) 行業(ye) ，相關(guan) 技術標準法規仍不健全，協調式輔助駕駛技術目前尚未得到大規模推廣應用。穀歌無人駕駛汽車目前還離不開人的操控，隻能按預定程序行進，在霧雪天氣還會(hui) 受到幹擾，並且在加速、減速及轉向時銜接不太好。總之，全工況的無人駕駛技術仍處於(yu) 研發階段，最終的實用性測試和驗證還需要很長時間。

    隨著V2X技術最終實用性測試和無人駕駛實用化技術開發的進行，需要進一步建立和完善車聯網V2X技術標準法規、無人駕駛技術標準法規，並據此逐步建設相應的通信、道路基礎設施，構建起完整的智能化的人、車、路係統，為(wei) 協調式輔助駕駛技術和無人駕駛技術的大規模推廣應用奠定基礎。　　

　　無人駕駛汽車要真正上路，還將麵臨(lin) 法律和道德方麵的困難。一方麵，無人駕駛汽車與(yu) 有人駕駛汽車發生交通事故時，其責任歸屬以及保險賠付等問題待商議解決(jue) ；另一方麵，無人駕駛技術永遠是將保護車輛和車內(nei) 人員作為(wei) 第一要務，這會(hui) 涉及交通道德問題。　　

　　4、智能汽車將對交通運輸業(ye) 產(chan) 生深遠而革命性的影響　　

　　智能汽車將大幅減少交通安全事故。汽車交通事故在很大程度上取決(jue) 於(yu) 人為(wei) 因素，無人駕駛汽車由行車電腦精確控製，可以有效減少酒駕、疲勞駕駛、超速等人為(wei) 不遵守交通規則導致的交通事故。　　

　　智能汽車將提高車輛利用率，降低汽車總銷量，減輕汽車對環境的汙染。根據穀歌無人駕駛汽車團隊的統計，傳(chuan) 統汽車在大部分時間內(nei) （96%）處於(yu) 空閑狀態，利用率較低。無人駕駛汽車可以按照時間順序依次供需要的人使用，因此可以更好地統籌安排家庭內(nei) 車輛使用，提高車輛的使用效率，減少車輛消費總量，有效減少碳排放。另一方麵，智能汽車可以根據實時路況自動選擇到達目的地的最優(you) 路徑，能源消耗更少。　　

　　智能汽車將改變當前汽車交通基礎設施狀況，影響汽車運輸相關(guan) 產(chan) 業(ye) 的發展。智能汽車的運行需要配套的交通基礎設施，當前的基礎設施建設情況將不再適用。例如由於(yu) 無人駕駛汽車靠傳(chuan) 感器感知路麵障礙，或者通過4G/DSRC與(yu) 道路設施通信，因此需要在交*路口、路側(ce) 、彎道等布置引導電纜、磁氣標誌列、雷達反射性標識、傳(chuan) 感器、通信設施等。隊列行駛也是智能汽車的另一種形式，即有人駕駛領頭車輛，後麵跟隨著無人駕駛車輛編隊，這一技術將提高汽車運輸的自動化程度。（作者孔凡忠為(wei) 中國長安汽車集團科技與(yu) 管理信息化部副總經理，李克強為(wei) 清華大學汽車工程係主任。）