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ICT、路测、软件,智能网联汽车三大短板待补


智能网联汽车给我们展示了一幅美好蓝图,当L4、L5级自动驾驶普及之时,我们的双手将从方向盘上解放出来,真正享受坐在车内惬意地看窗外风景。然而,实现这个过程还面临着多方面的挑战。在日前举行的2020世界智能网联汽车大会上,行业专家、学者深入探讨和分析了我国智能网联汽车产业在ICT(信息与通信技术)、路测以及基础软件三个领域的短板,他们认为,只有夯实这三个基础,我国智能网联汽车才能取得跨越式发展。
智能网联汽车归根结底要实现车与车、车与人、车与网之间的通讯联结。中国工程院刘韵洁院士说:“ICT是智能网联汽车的基础,发展高级别智能汽车对ICT提出了新的要求。”
对智能网联汽车来说,车内可以看作一个内网空间,车内通信成为单车智能的基础。感知系统将传感器流量传输至对应的计算单元,决策系统允许多个计算单元协同处理传感器数据,控制系统将数据传输至执行器……最终激光雷达将捕捉的信号经过一系列处理才能实现自动驾驶的感知功能。刘韵洁说:“激光雷达发射周期要求达到150ms。如果车内通信的时延和抖动大于150ms,那么指令就可能出差错。”
车外通信是网联的基础,对于延迟也有一定的要求。L2级自动驾驶时延需求为20~100ms,L3为10~20ms,L4、L5自动驾驶时延小于10ms,甚至要求小于1ms。”现在的互联网技术远远达不到这个标准。”刘韵洁说。
什么样的网络才能满足智能网联汽车驾驶的要求?刘韵洁说:“传统IP转发的端到端时延,由于排队的随机性导致不可预测,有可能会发生数十毫秒的抖动,甚至丢失数据包;而DIP转发实现端到端时延是确定可控的,时延抖动可控制在百微秒级甚至以下。”
有了确定性外网还必须有确定性内网才能匹配。国外主要汽车标准组织与产业联盟已在积极探索TSN(时间敏感网络)在车内网络的应用。车载TSN架构主要包括三个部分:区域组网架构、域控制器架构,中央网关架构。TSN架构必须与5G技术融合起来才能发挥作用。如远程操控自动泊车场景要求网络端到端时延低至5ms,TSN融合5G技术可以有效降低时延。
刘韵洁说:“未来确定性网络技术将助力智能网联汽车发展。基于TSN、TSN+5G、DIP+GENI等技术构建的端到端确定性网络,将对智能网联汽车内外网络的技术发展有极大帮助。”
人工智能的特点之一是通过不断的道路运行积累数据。为智能控制系统的决策提供参考依据。截至2020年9月底,我国已有近30个省市区发布道路测试实施细则,各地开放道路测试里程超过2800公里,70多家企业总计获得道路测试牌照超过430张。其中,北京发放牌照87张、上海发放119张、长沙发放53张。
据了解,智能网联汽车测试管理遵循中央统筹各地自管的方式。依托三部委测试管理规范,各地制定属地化的测试管理细则。因此,各地在具体的操作上存在差异,测试结果、测试牌照、测试数据互联互通存在障碍。
公开资料显示,2019年,上海、江苏、安徽、浙江签订了道路测试互认合作协议;北京、天津、河北签订了京津冀道路测试互认协议;河北、山东、广州、深圳、武汉等部分地区认可其他省市的封闭测试检测报告或测试牌照。中国智能网联汽车产业创新联盟秘书长公维洁说:“我国道路测试互认还存在障碍,仅少数城市相互认可,还有些互认停留在协议阶段,但没有实施。”
影响道路测试互动的因素较多,包括车、场、人、网、管。在测试类型上,各地分类存在较大差异。比如北京分为道路测试、编队测试、载人测试,载物测试。
为了推动互认互通,创新联盟联合汽车企业专家学者制定了《智能网联汽车测试互动推进路线图》(简称《路线图》)。目标是针对有共性基础测试项目及本地特殊测试项目、相同测试项目实现测试结果互认,减少异地申请测试内容。测试车辆可以通过测试通知书换取异地测试牌照,或补充少量资料换取异地测试通知书,减少申请资料审批环节,提升牌照申请效率。最终目标是实现不换牌照开展异地测试,完全消除区域门槛,实现跨区域连续性测试。
路线图还制定了详细的时间表,2021年统一全部测试项目,并且优化测试区服务能力;2010~2022年统一测试驾驶员认可要求,建立测试驾驶员管理机制,同时建立测试监督管数据传输标准;2022年之后,要做到测试通知书互认,统一车辆测试类型要求,统一测试道路等级划分标准,统一测试申请提交材料的要求,统一测试通知书的编制要求。
智能网联汽车的硬件设备很重要,软件同样很关键。然而,以往我国没有编制过一份完整的汽车基础软件研究报告,因此政府主管部门决策时有可能有所偏颇。日前,中国汽车基础软件生态委员会首届轮值主席曹斌代表联盟发布了《中国汽车基础软件发展白皮书1.0》,成为第一份具有参考和指导意义的研究报告。
我国汽车基础软件相关问题主要归纳为三个方面:一是技术问题;二是应用问题;三是标准化问题。技术问题涵盖的范围比较广泛,智能网联汽车时代,汽车架构发生了翻天覆地的变化。从过去的分布式架构逐渐过渡到基于域控制器的架构。未来还会向基于中央电脑的架构方向发展。这种变化涉及到虚拟技术、操作系统、功能安全、运算支持等,每一项技术都有自己内在的核心与关键,需要行业齐心协力、共同协作完成汽车基础软件的开发。
在应用方面,汽车基础软件解决方案普遍面临着开发成本高、项目管理成本高、能力要求高、产业链及研发体系不完整、技术服务支持不足以及专业人才储备不足等问题。在标准化方面,问题同样存在,如基础软件标准有众多的企业参与制定,但标准涉及多方核心利益,短时间内不容易达成统一。
曹斌认为,在汽车基础软件诞生之前,汽车功能开发都是通过“独立软件+特定硬件”的方式来实现,软件和硬件之间缺少统一接口,同一功能在匹配不同车型时,软件通常因为硬件差异无法复用。
在全球汽车产业“新四化”的趋势下,智能化已成为汽车工业发展不可逆转的趋势,软件定义汽车的时代已经来临,未来定义汽车的不再是传统的技术性能指标,而是以人工智能和人机交互为核心的软件赋能。
汽车基础软件是一个新领域,国内汽车企业与欧美发达国家和地区的企业处于同一个阵容,有些甚至处于领先水平。比如美国有Google、Waymo等积极研发智能网联汽车,我国阿里、蔚来和长安汽车等企业也在加大智能网联技术研发力度,有相当雄厚的实力。
未来的汽车将从单纯的交通工具转变为连接人们工作与生活,链接能源、智慧城市的智慧终端产品。传统汽车工业的壁垒比较高,但汽车基础软件却不同,智能网联技术对我们来说是新生事物,对欧美汽车企业来说同样如此,新的汽车架构还在形成过程中,关键在于抓住机遇。我国是全球汽车产销最大的地区,欧美汽车企业纷纷加大在中国的研发投入,中国汽车市场为本土产业链提供了迎头赶上的市场基础。
日前,中央提出推动国内国际双循环发展新格局,为国内汽车企业抓住机遇创造了良好的政策环境。国际方面,由于疫情防控形势不乐观,促使欧美汽车企业开始重视中国软件供应商,欧美部分研发人员无法来到中国,但是,很多明后年上市的产品需要进行大量的软件开发工作,这给我国供应商提供了很好的机会,有望通过市场实践培养一批有实力的技术人才。
我国在5G领域已取得领先优势,在道路测试上也不落后,汽车软件的短板正在加速弥补,综合来看,我国率先实现智能网联汽车的革命性突破指日可待。(万仁美)

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