智能汽車

智能車輛就是在一般車輛上增加了先進的傳感器（如雷達、攝像頭等）、控制器、執行器等裝置，通過車載環境感知系統和信息終端，實現與人、車、路等的信息交換，使車輛具備智能環境感知能力，能夠自動分析車輛行駛的安全及危險狀態，並使車輛按照人的意願到達目的地，最終實現替代人來操作的目的的汽車。

總的來説，智能汽車是搭載先進傳感系統、決策系統、執行系統，運用信息通信、互聯網、大數據、雲計算、人工智能等新技術，具有部分或完全自動駕駛功能，由單純交通運輸工具逐步向智能移動空間轉變的新一代汽車。

智能汽車技術與一般所説的自動駕駛技術有所不同，它指的是利用多種傳感器和智能公路技術實現的汽車自動駕駛。

存有全國高速公路、普通公路、城市道路以及各種服務設施(餐飲、旅館、加油站、景點、停車場)的信息資料的資料庫。

由交通管理中心提供實時的前方道路狀況信息，如堵車、事故等，必要時及時改變行駛路線。

包括探測雷達、信息處理系統、駕駛控制系統，控制與其他車輛的距離，在探測到障礙物時及時減速或剎車，並把信息傳給指揮中心和其他車輛。

如果出了事故，自動報告指揮中心進行救援

用於汽車與指揮中心的聯絡。

用於控制汽車的點火、改變速度和轉向等。

可視為對一個多輸入、多輸出、輸入輸出關係複雜多變、不確定多幹擾源的複雜非線性系統的控制過程。

駕駛員既要接受環境如道路、擁擠、方向、行人等的信息，還要感受汽車如車速、側向偏移、橫擺角速度等的信息，然後經過判斷、分析和決策，並與自己的駕駛經驗相比較，確定出應該做的操縱動作，最後由身體、手、腳等來完成操縱車輛的動作。

從具體和現實的方面來看，智能汽車較為成熟的和可預期的功能和系統主要是包括智能駕駛系統、生活服務系統、安全防護系統、位置服務系統以及用車服務系統等，各個參與企業也主要是圍繞上述這些功能系統進行發展的。

這其中，各個系統實際上又包括一些細分的系統和功能，比如智能駕駛系統就是一個大的概念，也是一個最複雜的系統，它包括了：智能傳感系統、智能計算機系統、輔助駕駛系統、智能公交系統等；生活服務系統包括了影音娛樂，信息查詢以及各類生物服務等功能；而像位置服務系統，除了要能提供準確的車輛定位功能外，還要讓汽車能與另外的汽車實現自動位置互通，從而實現約定目標的行駛目的。

智能汽車有了這些系統的共同作用，相當於給汽車裝上了“眼睛”、“大腦”和“腳”的電視攝像機、電子計算機和自動操縱系統之類的裝置。

智能汽車是一種正在研製的新型高科技汽車，這種汽車不需要人去駕駛，人只舒服地坐在車上享受這高科技的成果就行了。因為這種汽車上裝有相當於汽車的“眼睛”、“大腦”和“腳”的電視攝像機、電子計算機和自動操縱系統之類的裝置，這些裝置都裝有非常複雜的電腦程序，所以這種汽車能和人一樣會“思考”、“判斷”、“行走”，可以自動啓動、加速、剎車，可以自動繞過地面障礙物。在複雜多變的情況下，它的“大腦”能隨機應變，自動選擇最佳方案，指揮汽車正常、順利地行駛。

智能汽車的“眼睛”是裝在汽車右前方、上下相隔50釐米處的兩台電視攝像機，攝像機內有一個發光裝置，可同時發出一條光束，交匯於一定距離，物體的圖像只有在這個距離才能被攝取而重疊。“眼睛”能識別車前5——20米之間的台形平面、高度為10釐米以上的障礙物。如果前方有障礙物，“眼睛”就會向“大腦”發出信號，“大腦”根據信號和當時當地的實際情況，判斷是否通過、繞道、減速或緊急制動和停車，並選擇最佳方案，然後以電信號的方式，指令汽車的“腳”進行停車、後退或減速。智能汽車的“腳”就是控制汽車行駛的轉向器、制動器。 ^[2] 

無人駕駛的智能汽車將是新世紀汽車技術飛躍發展的重要標誌。可喜的是，智能汽車已從設想走向實踐。隨着科技的飛速發展，相信不久的將來，我們都可以領略到智能汽車的風采。

所以，智能汽車實際上是智能汽車和智能公路組成的系統，主要是智能公路的條件還不具備，而在技術上已經可以解決。在智能汽車的目標實現之前，實際上已經出現許多輔助駕駛系統，已經廣泛應用在汽車上，如智能雨刷，可以自動感應雨水及雨量，自動開啓和停止；自動前照燈，在黃昏光線不足時可以自動打開；智能空調，通過檢測人皮膚的温度來控制空調風量和温度；智能懸架，也稱主動懸架，自動根據路面情況來控制懸架行程，減少顛簸；防打瞌睡系統，用監測駕駛員的眨眼情況，來確定是否很疲勞，必要時停車報警……計算機技術的廣泛應用，為汽車的智能化提供了廣闊的前景。 ^[3] 

2021年7月30日交通運輸部、工業和信息化部、公安部聯合發佈《智能網聯汽車道路測試與示範應用管理規範（試行）》，並自當年9月1日起施行以來，各地紛紛通過立法創新，為智能網聯汽車在開放道路開展道路測試與應用提供製度支撐。

在各地發佈的細則中，智能網聯汽車普遍被定義為搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置，融合現代通信與網絡技術，實現車與人、車、路、雲端等進行智能信息交換、共享，具備複雜環境感知、智能決策、協同控制等功能，可以實現安全、高效、舒適、節能行駛，並最終可以實現替代人操作的新一代汽車，而這樣的汽車正越來越快地走進人們的生活。 ^[4] 

從發展的角度，智能汽車將經歷兩個階段。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為以下五個層次：

（1）無智能化（層次0）：由駕駛員時刻完全地控制汽車的原始底層結構，包括制動器、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或多個特殊自動控制功能，通過警告防範車禍於未然，可稱之為“輔助駕駛階段”。這一階段的許多技術大家並不陌生，比如車道偏離警告系統（LDW）、正面碰撞警告系統（FCW）、盲點信息（BLIS）系統。

（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個原始控制功能融合在一起實現的系統，完全不需要駕駛員對這些功能進行控制，可稱之為“半自動駕駛階段”。這個階段的汽車會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，則替司機採取行動，比如緊急自動剎車系統（AEB）、緊急車道輔助系統（ELA）。

（4）具有限制條件的無人駕駛（層次3）：該層次汽車能夠在某個特定的駕駛交通環境下讓駕駛員完全不用控制汽車，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“高度自動駕駛階段”。谷歌無人駕駛汽車基本處於這個層次。

（5）全工況無人駕駛（層次4）：該層次汽車完全自動控制車輛，全程檢測交通環境，能夠實現所有的駕駛目標，駕駛員只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“完全自動駕駛階段”或者“無人駕駛階段”。

據工信部裝備工業一司副司長郭守剛介紹，中國智能網聯汽車呈現強勁發展勢頭，組合輔助駕駛系統的乘用車新車搭載率提高到20%左右，其中新能源汽車新車搭載率超過30%；車載基礎計算平台實現裝車應用，車規級激光雷達、人工智能算力達到國際先進水平；全國開放測試區域超過5000平方公里、測試總里程超過1000萬公里，發放道路測試牌照800多張，3500多公里的道路實現智能化改造升級，大型港口貨運車輛自動駕駛應用佔比達50%。

中國國際貿易促進委員會汽車行業分會副會長、中國國際商會汽車行業商會副會長趙揚也指出，我國汽車目前在很多領域實現了技術積累和突破，依託人工智能、智能網聯、5G等技術的紅利，汽車行業不斷變革升級。

事實上，中國現在正在加速佈局的車路協同，正是依託率先在全球佈局的5G技術來支持智能網聯汽車的落地。據業界專家介紹，在4G時代，路端攝像頭的信息傳到車內可能需要500毫秒，這樣的時延不能滿足輔助自動駕駛車輛的需求，而5G網絡的時延已經可以壓縮至幾十毫秒，能夠較好地在路端支持自動駕駛。

在智能網聯汽車安全頂層設計方面，中國與國際保持同步。近年來，我國先後出台《網絡安全法》《數據安全法》等法律法規，明確網絡安全、數據安全、個人信息保護的基本原則和要求。2021年，工信部就《車聯網（智能網聯汽車）網絡安全標準體系建設指南》徵求意見，提出2023年底初步構建起車聯網（智能網聯汽車）網絡安全標準體系，完成50項以上重點急需安全標準的制修訂工作，並提出在境內收集和產生的個人信息和重要數據應當依法在境內存儲。2021年8月12日出台的《關於加強智能網聯汽車生產企業及產品准入管理的意見》要求加強汽車數據安全、網絡安全、軟件升級、功能安全和預期功能安全管理；2021年8月20日發佈並自10月1日起施行的《汽車數據安全管理若干規定（試行）》，明確汽車數據處理者的責任和義務，規範汽車數據處理活動，保障汽車數據依法合理有效利用，維護國家安全利益、保護個人合法權益。這一系列政策和法律法規，對智能網聯汽車數據安全做了較為明確的規定，也為合理合法使用相關數據指明瞭方向。

中國領先的科技企業也在不斷探索中形成了汽車安全的獨特解決方案。據華為有關負責人介紹，由於在數據安全方面長期投入，華為已經建立起完善的智能網聯汽車網絡安全和隱私保護體系。無論是在車輛內部，還是在連接車輛與外部世界的網絡中，都有廣泛的安全系統：MDC（移動數據中心）是智能駕駛的控制中心，提供全面的安全架構，保護硬件、平台、接入和應用安全；華為自行設計芯片，並且芯片具有獨立的核，這意味着有一個專用的、需要額外身份驗證的安全內核；自動駕駛汽車內置了多級安全系統，鴻蒙OS是安全系統的一部分，可以防止未經授權的訪問；使用身份驗證證書來保護車雲之間的所有交互，使用防火牆和入侵檢測系統，在檢測到威脅時可以立即隔離威脅，避免其他區域受到攻擊。事實上，華為智能汽車解決方案在國際上也處於領先位置。華為是全球首個通過DEKRA德凱ISO/SAE　21434認證的智能汽車解決方案供應商，而ISO/SAE　21434是聯合國網絡安全法規UN　R155的關鍵支撐標準。該標準於2021年8月31日正式發佈，定義了汽車電子電氣系統的網絡安全風險管理要求，覆蓋概念、開發、生產、運維、報廢等全生命週期各個階段。此外，華為智能駕駛操作系統AOS、智能車控操作系統VOS、配置管理及代碼生成工具、編譯器、分區安全隔離引擎也獲得國際最高等級認證證書。

而在華為發佈的《智能世界2030》中，則描述了未來智能網聯汽車實現安全的技術路徑：在架構及系統層面，針對系統失效和硬件隨機性失效，域控制器的異構互備成為標配；創新無線通信技術，使車內設備高質量互聯；多傳感器融合感知，全波段光技術結合圖像識別和處理，全天候、全方位給車加上一雙“慧眼”；持續的算法訓練與積累，強勁性能的計算平台、高精地圖等，把“未知危害”場景變為“已知非危害”場景……在不遠的將來，網絡安全與功能安全將深度融合，構建起汽車業縱深一體的防禦體系。

工信部表示，下一步將深入實施《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035　年）》，加強各方協調統籌，進一步強化“單車智能+網聯賦能”的協同發展共識，加快操作系統、高精度傳感器、線控底盤等關鍵共性技術融合創新，加強國內急需技術標準制定和國際法規協調，組織大規模車路協同發展試點示範和商業化探索，推動智能網聯汽車產業高質量發展。 ^[4] 

根據《IDC全球智能網聯汽車預測報告》，全球智能汽車出貨量在2024年將達到7620萬輛。智能網聯汽車安全尤其是數據安全已引起全球重視。統計數據顯示，全球已有超過140個國家和地區制定了隱私和數據保護相關法律法規，如何有序、規範、合理地使用數據已成為關注焦點。而中國智能網聯汽車產業的快速發展也令汽車安全中國方案和中國智慧備受矚目。 ^[4] 

美國電氣和電子工程師協會（IEEE）預測，本世紀中葉前，無人駕駛汽車將佔據全球汽車保有量的75%，汽車交通系統概念將迎來變革，交通規則、基礎設施都將隨着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業運作模式。汽車行業著名諮詢機構IHS發佈預測報告稱，“通過電腦系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1180萬輛，佔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的現實生活越來越近了。

一、和汽車駕駛相關的數字化創新將主要由汽車廠商和一級零部件供應商主導。

與娛樂互動的創新不同，和汽車駕駛相關的數字化創新，比如汽車安全信息展示/報警、巡航控制、泊車助理、夜視助理等，主要牽涉到汽車的核心性能，這些性能需要與發動機、變速箱等核心零部件相連接，需要很強的汽車產品相關經驗。另外，這類創新部分與安全性緊密相關，且會直接牽涉到法律責任。因此，汽車廠商或一級零部件供應商傾向於保持對這類創新的主導。

二、汽車無人駕駛技術在未來5-8年內將難以大規模推廣應用。

雖然Google的無人駕駛系統在不斷取得進展，但可靠性和法律法規會成為這項技術的重要障礙。自動汽車駕駛系統的可靠性仍然需要較長時間的驗證，比如大規模應用時，如何保證軟件系統不受病毒感染，從而避免造成重大的交通事故。法律上，全球的法律系統都跟不上技術的發展步伐。比如美國仍然要求車輛在駕駛時必須完全處於駕駛員的控制之下。同時如果這類車輛發生事故，責任如何鑑定?是駕駛員的責任，還是應該由汽車廠商、軟件提供商負責?相關法律問題得到解決之前，大規模的推廣應用將不會實現。

三、汽車廠商仍將對車載應用軟件(Apps)保持謹慎的態度。

車載的娛樂應用，比如車載Twitter/微博、Facebook的更新等，由於可能影響駕駛員的注意力集中而造成車禍，汽車廠家對此類應用將持進一步謹慎態度。美國的交通部已經發出指導建議，希望各汽車廠商能夠設置自動功能，當汽車處於運動狀態時，自動停止社交媒體應用、短信、撥十位數字的電話等。各大廠商也在加強聲控Apps的開發，這樣將能保持駕駛者對路面的關注。可以預料聲控技術將能在汽車上有較廣闊的應用空間。中國上汽榮威的InkaNet(一款車載智能系統)做出了初步成功的嘗試。

四、IT和電子消費品廠商將更加完善人機互動技術(HMI)，這將提升消費者對汽車內HMI的預期。

奧迪汽車CEO魯伯特·施泰德(RupertStadler)2012年曾説過：“汽車開發的步伐是沒法跟上娛樂電子產品的。我們整車開發到上市共需要60個月左右，而此期間蘋果可以推出五代iPhone了。”拿寶馬來説，從2001年推出iDrive只更新過兩次系統，為第三代iDrive。未來，一些電子產品的常用技術，如語音識別、文字信息朗讀、直接操作、手勢變化、人眼動作識別和跟蹤將被消費者青睞。又比如，增強顯示、抬頭顯示、三維顯示和接近頭盔顯示器的解決方案也將被期望用到汽車顯示上。

五、汽車行業的數量規模不到IT消費品行業的5%，在娛樂互動類技術創新上相對較弱，但汽車企業仍然具有較強的談判能力。

汽車在數字化時代的另一個重大應用就是娛樂互動。由於IT電子類企業對消費者把握更加準確，同時由於電子產品數量規模龐大，能通過較大的規模分攤龐大的研發費用。比如智能手機2011年全球出貨約5億部，而裝有汽車娛樂互動設備的汽車只有不到2500萬輛。因此，IT消費品行業在娛樂互動軟硬件產品上的創新能力領先於汽車及零部件行業。

六、消費者將不願意為車內的數據信息和Apps額外付費。

未來，廠商如果試圖通過提供更多的信息和Apps應用來收費，則比較困難。比如，OnStar在北美第二年付費的比例不到60%，第三年付費比例不到50%。主要因為一方面消費者認為通過手機等其它智能設備能得到相關信息和功能，而且費用還要便宜很多。另一方面，消費者對各種應用的價值還並未完全認可，而且月費制使消費者可以隨時停用，而不會受到任何懲戒。

七、未來僅僅豪華品牌能支持完全獨立的娛樂互動系統(飛行駕駛艙模式)，但通常客户體驗不是非常好;採用獨立第三方軟硬件商業模式是各非豪華品牌品牌主要策略。

汽車廠商的娛樂信息系統，共有三種業務策略。第一種我們稱之為飛行駕駛艙模式，也就是汽車廠商完全是獨立的研發，不依賴於第三方供應商。比如寶馬的iDrive、奧迪的MMI等。第二種是共建平台模式，也就是汽車廠商在系統平台上，依賴於其它軟件供應商。比如微軟為福特提供的SYNC，為豐田提供的Entune技術。第三種就是常見的零散的產品功能植入，比如常見的藍牙技術、MP3應用等。一般來説，豪華品牌樂於採用第一種模式，主要原因是為了與其它品牌形成差異化，擁有獨一無二的技術特點。但問題是，這些豪華品牌提供客户體驗口碑並不是非常令人滿意，比如寶馬的iDrive學會怎麼用要花不少時間，駕駛者有時需要轉移目光去看屏幕才能操作。奧迪的MMI也有類似問題，操作菜單太複雜。而福特、豐田和日產等廠商則採用第二種模式，與專業公司合作。人機互動則相對較好，不過聲控識別效果還有待提升。

八、汽車廠商將沿數字化的價值鏈上下游進一步延伸不斷創新商業模式和業務類型。

寶馬公司前不久設立了iVentures公司，主要從事風險投資業務。投資的對象則是汽車移動解決方案方面的創業公司，往價值鏈的上游進一步延伸觸角;通用汽車正與以色列的Bezalel公司合作，關注如何在為後排乘客，尤其是兒童的娛樂提供更多的解決方案;福特和WellDoc合作，推出E-HealthMonitoring服務;豐田和salesforce。com合作，針對豐田車主推出“ToyotaFriend”的社交網絡，往價值鏈的下游邁出了新的一步。有理由相信，各汽車品牌擁有龐大的消費羣體，汽車企業將會進一步挖掘這些客户的商業價值，新的商業模式將會層出不窮。而從技術角度，車輛網、手機與汽車雲鏈接等創新應用也可期待。

通過車載傳感系統，智能汽車本身具備主動的環境感知能力，此外，它也是智能交通系統（ITS）的核心組成部分，是車聯網體系的一個結點，通過車載信息終端實現與人、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、現代傳感、信息融合、模式識別、通訊及自動控制等技術，它是一個集環境感知、規劃決策、多等級駕駛輔助等於一體的高新技術綜合體，擁有相互依存的價值鏈、技術鏈和產業鏈。

如果説車聯網在汽車安全、節能、環保方面的價值是間接、基礎性的，那麼智能汽車在提高行車安全、減輕駕駛員負擔方面的核心價值則是直接、顯而易見的，並有助於節能和環保。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，把人從駕駛過程中解放出來，這也是智能汽車最吸引人的價值魅力所在。

智能技術系統一般由傳感器、控制器、執行器三大關鍵技術組成，主要包括：1）先進傳感技術，包括利用機器視覺技術的檢測，如激光測距系統、紅外攝像技術，以及利用雷達（激光、釐米波、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）橫向控制，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制。4）縱向控制，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制，以及利用車間通信及車間距離雷達的車隊列行駛縱向控制。

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

智能汽車的產業鏈可以描述如下：1）車聯網的產業鏈，包括上游的元器件和芯片生產企業，中游的汽車廠商、設備廠商和軟件平台開發商，以及下游的系統集成商、通信服務商、平台運營商和內容提供商等。2）先進傳感器廠商：開發和供應先進的機器視覺技術，包括激光測距系統、紅外攝像，以及雷達（釐米波、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。