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1、智能网联汽车关键技术调研报告概况中国的智能网联汽车发展已上升至国家战略层面，发展定位从原来以车联网的概念体现并作为物联网的重要组成部分，向智能制造、智能网联等智能化集成转移。2015 年工信部关于中国制造2025的解读中首次提出了智能网联汽车概念，明确了智能网联汽车的发展目标: 2020年掌握智能辅助驾驶总体技术及各项关键技术，初步建立智能网联汽车自主研发体系及生产配套体系;2025 年掌握自动驾驶总体技术及各项关键技术，建立较完善的智能网联汽车自主研发体系、生产配套体系及产业群，基本完成汽车产业转型升级。同时，提出重点发展基于车联网的车载智能信息服务系统、公交及营运车辆网联化信息管理系统和装
2、备自动驾驶系统的智能网联汽车领域。国家智能网联技术发展规划目前，我国主要整车企业纷纷制定了智能网联汽车的战略规划，并通过跨界合作寻求产业融合和商业模式创新发展。上汽与阿里巴巴互联网汽车领域战略合作，以及智能驾驶相关的前瞻技术研发; 一汽“挚途”智能网联汽车技术战略，明确表示将在2025 年实现智能商业服务平台运营; 东风与华为已签署战略合作协议; 长安面向2025 智能网联汽车技术发展的“654”战略，并已和长安、高德、百度开展多方面的战略合作; 北汽与乐视联手打造全新一代互联网智能汽车及汽车生态系统，并创立轻资产品牌等。我国于2016年10月颁布节能与新能源汽车技术路线图。该路线图的总体框架
3、为“1+7”，即一个总报告再加7个报告分会，分别是节能汽车、纯电动和混合动力汽车、燃料电池汽车、智能网联汽车和汽车制造、动力电池、轻量化的技术路线图，如下图所示。图 1 节能与新能源汽车总体技术路线图参与编写技术路线图的专家们关于世界汽车技术发展趋势达成的共识包括三方面，即低碳化、信息化、智能化。信息化是指通过移动互联网、V2V、V2X等技术提升汽车的联网水平，从人性的角度而言，通信是人的基本需求，移动互联网普及之后，人几乎24小时挂在网上，自然期待在汽车场景下依然保持在线，享受车载娱乐服务;此外，联网也可使OTA(Over-the-Air)变成提升系统软件性能的常规手段。智能化是指利用大数据
4、与机器智能实现ADAS与无人驾驶技术，解放人类的双手双脚，是人类免于驾车的苦役，每天变向延长人类12个小时的寿命，同时也是实现汽车主动安全的终极技术。而信息化与智能化二者的结合，亦可大幅提升道路的通行效率，是建设智慧城市不可缺少的一环。节能与新能源汽车路线图对图2中的7大方向提出了以下量化指标：据预测，其中智能网联汽车市场占有率：驾驶辅助(DriverAssistance，DA)、部分自动驾驶(Partially Autonomous，PA)车辆市场占有率约50%(2020年)、DA与PA车辆占有率保持稳定以及高度自动驾驶(HighlyAutonomous，HA)车辆占有率约10%20%(20
5、25年)、完全自主驾驶(fullyAutonomous，FA)车辆市场占有率近10%(2030年)。节能与新能源汽车路线图针对燃料电池汽车规划的总体思路为：（1）近期推进以自主环境感知为主，推进网联信息服务为辅的部分自动驾驶(即PA级)应用;（2）中期重点形成网联式环境感知能力，实现可在复杂工况下的半自动驾驶(即有条件驾驶CA级);（3）远期推动可实现V2X协同控制、具备高度/完全自动驾驶功能的智能化技术，这是智能网联汽车发展目标、技术路径和技术重点。路线图中规划的具体量化发展目标如下图所示：2020年：有条件自动驾驶及以下级(DA、PA、CA)新车装备率50%，交通事故减少30%，交通效率提
6、升10%，油耗与排放降低5%;2030年：DA、PA、HA、CA、FA新车装备率达80%，汽车交通事故减少80%，普通道路的交通效率提升30%，油耗与排放均降低20%。图 2 智能网联汽车发展目标、技术路径与发展重点由于智能网联汽车是近几年才刚出现的新东西，因此在节能与新能源汽车路线图中，专家们专门归纳出来了一个技术构架，可简称为“两纵三横”：两纵：车载平台和基础设施;三横： 车辆/设施关键技术：环境感知技术，智能决策技术以及控制执行技术; 信息交互关键技术：V2X通讯技术，云平台大数据技术以及信息安全技术; 基础支撑技术：高精度地图，高精度地位以及标准法规与测试评价。智能网联汽车可分为自主式
7、和协同式，自主式是指整车自主的智能化，协同式是通过网络来进行相关的控制，所以可以做出两个坐标：智能化和网联化(如图15所示)。目前尚处于以自适应巡航(Adaptive Cruise Control，ACC)、自动紧急制动(Automatic Emergency Brake，AEB)等为代表的辅助驾驶(DA)的推广期，2020年开始类似在高速公路工况下实现无人驾驶的有条件自动驾驶(CA)的推广，2025年之后完全自动驾驶(HA/FA)开始推广。图 3 节能与新能源汽车技术路线图：智能网联乘用车里程碑V2X智能网联通信技术V2X是车与外界进行互联，是未来智能汽车、自动驾驶、智能交通运输系统的基础和
8、关键技术。V2X主要包括V2N (Vehicle-To-Network，车-互联网)、V2V (Vehicle-To-Vehicle， 车 - 车 ) 、 V2I ( Vehicle -To -Infrastructure，车-基础设施)、V2P (Vehicle-To-Pedestrian，车-行人)。其主要有DSRC和LTE-V两大技术标准和产业阵营。按照通信交互对象的不同，车联网中的通信场景大致可以分成V2V、V2R和V2I 3种。V2V是车辆之间的通信，V2R是车辆与道路的通信，V2I是车辆与后台设施的通信。每种场景针对的应用不同、需求不同，会采用不同的通信技术 ，如红外通信、WLAN
9、、DSRC、移动通信网络（蜂窝网络）、地面广播、卫星广播等。从传输距离看，这些通信技术主要分为短距离传输和中远距离传输两大类。随着V2X 的普及以及5G 通信技术发展，V2X 车联网将带来智慧交通的升级，同时智慧交通逐渐成型也将带来事故和拥堵的下降。对人- 车- 路进行协同式管理，有助于实现智慧城市的高效运行。而智慧出行场景下的交通便捷化和物流交通场景下的运输集成化也都将依赖于V2X 车联网。目前V2X在汽车智能化中的应用还处于探索阶段，其技术应用带来的交通安全问题、信息安全问题及各类应用稳定性、互通性及各类车载无线设备的频谱共存和电磁兼容性问题等尚未验证，所以测试和示范运行是智能网联汽车研发
10、和产业化的关键。从2015年起，智能网联汽车示范区（基地）便开始在国内落地发芽，至今已有包括北京、上海、杭州、重庆、深圳等在内的多处示范区。业内普遍认为，智能网联汽车将成为未来最具发展潜力的风口行业，2020 年可能成为无人驾驶车辆商业化的元年，并从此进入爆发增长时期。故而国内诸多城市纷纷申报建设智能网联示范区（基地），试图抢占先机领先一步。图 4 DSRC技术示意图图 5 LTE-V技术示意图2016 年 6 月，国家智能网联汽车（上海）试点示范区封闭测试区开园，建设有 GPS 差分基站、LTE-V2X通讯基站、DSRC和LTE-V2X路侧单元、智能红绿灯和各类摄像头，整个园区道路实现了北斗
11、系统的厘米级定位和Wi-Fi的全覆盖。2016 年11 月，重庆智能汽车集成系统测试示范区（i-VISTA）开园，园区占地402.7亩，测试道路全长5km，10多种做道路环境，11 个十字路口，GPS/北斗/GLONASS 差分基站 1 个，LTE-V2X 分布式通信基站 10 个，LTE-V2X 路侧单元8套，信号灯组11个，城市模拟道路测试评价试验区道路交通场景 50 个。试点示范区将为我国城市开展智能交通基础设施建设，企业、研究机构和组织开展 V2X 无线通信技术研究与测试评估提供环境支撑和资源保障。2016 年 11 月，大唐电信集团基于自主研发制造的LTE-V2X 芯片级解决方案，完
12、成LTE-V2X 通信设备预商用设备开发，包括LTE-V2X车载单元（OBU）和路侧单元（RSU）预商用产品。产品接口丰富，包括 CAN、USB、RJ45、以太网口等，能满足测试阶段用户的多样化需求。此外，该系列 LTE-V2X 设备均支持 LTE-V-Cell 和 LTE-V-Direct 两种工作模式，既能够支持大带宽、广覆盖的通信传输支撑，满足信息服务类的应用需求，又能够提供低时延、高可靠的通信服务，满足安全及交通效率类应用的需求。根据关于同意车载信息服务产业应用联盟开展智能交通无线电技术频率研究试验的批复（工信部无函2016 450号）文件，中国将59055925MHz作为LTEV2X
13、的研究试验工作频段。车载信息服务产业应用联盟（TIAA）和中国信息通信研究院将在北京、上海、杭州、长春、重庆、武汉等地组织整车、通信、电信、科研和测试机构开展无线电功率、功耗、效率、辐射、干扰、效能等多项技术指标的研究试验和测试工作。DSRC国内外研究现状国际上，目前主要国家和地区已经基于 IEEE 802.11p（Wave）技术制定了各自的专用短程通信（dedicated short range communication，DSRC）标准。目前国际上已形成以欧洲CEN/TC278、美国 ASTM/IEEE、日本ISO/TC204为核心的DSRC标准化体系。TC278及TC204选择5.8 G
14、Hz作为DSRC通信频率，ASTM/IEEE频率为5.85.9 GHz。我国目前采用的是源于ISO TC204（国内编号为SACTC268）的5.7955.815 GHz ISM频段。在1999年，美国联邦通信委员会提议将5. 9GHz 频谱处的75 MHz ( 5. 85 5. 925 GHz) 专门用作V2V 和V2I 通信。工作范围大约为1000 m，此网络支持私人数据通信和公众通信( 主要是安全类通信) ，但是公众通信应当有较高的优先级。美国在2006 年批准的5. 9 GHz 处的DSRC 标准系列，主要是为公共安全应用设想的，在这个频谱处的ITS 可能应用包括碰撞避免、先进的车辆控
15、制、旅行信息、增加的货运支持、运输、停车和在修车场处的ITS 系统上下载的交通管理自动化汽车维修信息、电子不停车收费，同时也支持了一些其他的私人应用。专用短程通信( DSRC) /车载环境下的无线接入( WAVE) 协议栈物理层标准为IEEE802. 11p，该标准规定了MAC 层和物理层的技术方案。802. 11p标准已于2010年7月颁布，该标准将目标锁定在车载环境下的无线通信，主要用于车上用户与路边目标之间、汽车之间等的通信。IEEE 1609 标准则是以IEEE 802. 11p 通讯协定为基础的高层标准，于2008 或2009 年成为正式使用的标准。应用示范和产业化推进美国在 MCi
16、ty 示范区以及安娜堡地区对 DSRC 专用短程无线通信技术进行了大规模的测试验证，并拥有 了 大 量 的 数 据 集（Safety Pilot Model Deployment，SPMD），可用于进行 DSRC 通信性能和应用有效性的分析；美国交通部出资4200万美元在纽约、怀俄明州、弗罗里达州3个地方开展安全测试，利用DSRC技术减少交通拥堵和加快道路通行速度，预计截止2017年将试装 1 万辆。此外，美国汽车厂商通用在 2017 款凯迪拉克 CTX 已经前装 DSRC 通信模块。荷兰、德国和奥地利联合建立欧洲协同式智能交通走廊，基于 ETSIITS-G5 技术，探索 ITS 与智能汽车发展。日本将 ITSConnect 车路、车车间通讯系统作为合作式智能交通的重要部分，丰田、本田、电装等积极推进 DSRC 专
