不久前去某交通集团交流《新质生产力推进高质量发展》讲到车路云一体化发展,大家还是不很明白,的确有些超前。2024年7月3日工业和信息化部、公安部、自然资源部、住房和城乡建设部、交通运输部印发《关于公布智能网联汽车“车路云一体化”应用试点城市名单的通知(工信部联通装函〔2024〕181号)》。确定了20个城市(联合体)为智能网联汽车“车路云一体化”应用试点城市,上海也在其中。并不是我有先见之明,2024年1月工业和信息化部、公安部、自然资源部、住房城乡建设部、交通运输部就联合印发《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点的通知》,通知指出,应用试点以“政府引导、市场驱动、统筹谋划、循序建设”为基本原则,聚焦智能网联汽车“车路云一体化”协同发展,推动建成一批架构相同、标准统一、业务互通、安全可靠的城市级应用试点项目。 车路云一体化是未来交通发展的必然趋势,其将为城市交通带来更高效、更安全和更便利的出行体验。车路云一体化是汽车智能化的必经之路,车路云一体化是新质生产力在交通领域的重要实践。
“车路云一体化”是一种利用新一代信息与通信技术,将人、车、路、云等物理层、信息层与应用层融为一体,基于系统协同感知、决策与控制,实现交通系统安全、节能、舒适及高效运行的信息物理系统。车路云一体化是指将车辆、道路和云计算技术相结合,实现信息的共享与交互,以提升交通系统的效率和安全性。通过车辆与道路之间的实时数据交流,包括交通流量、路况、车辆位置等,可以实现智能导航、交通拥堵预测和实时调度等功能。云计算技术则提供了强大的数据处理和存储能力,支持大规模数据分析和智能决策。核心思想是通过车辆、道路和云计算的融合,实现全面的交通信息共享和智能化管理,为出行提供更便捷、高效、安全的体验。单车智能称为“聪明的车”,而“车路云一体化”用一句话概括就是“聪明的车”、“智慧的路”和“强大的云”,就是让“聪明的车”和路、人、环境之间,能够做到实时动态的交互联动,让交通出行更加智能化、网联化。
早在2015年,工业和信息化部就先后支持了北京、重庆等10个城市建立智能网联汽车测试示范区。从“车路云一体化”技术落地和智能网联汽车规模应用两个维度开展更加深入的道路测试和示范应用,通过城市级的规模化应用试点,推动智能网联汽车加速从示范应用向商业化推广演进。智能网联汽车“车路云一体化”发展路径已经成为行业共识,也是下一阶段推动智能网联汽车规模化产业化应用的关键所在。但交通行业发展目前还面临智能化道路基础设施投资模式与建设标准不清晰、车辆智能化与网联化相互赋能效果不明显、跨行业跨领域融合不充分等诸多挑战。
“车路云一体化”的发展目前面临三大障碍:首先,高级别智能驾驶尚未达到商业化目标。自动驾驶研发成本、车辆硬件成本不断提升,但长尾工况、安全性、可靠性等关键问题尚未解决,商业化进展不及预期。其次,发展理念、技术路线等尚未形成共识。在系统定义、功能架构、关键技术等实施方面存在局限,导致产品技术方案落后、基础设施建设重复、系统数据封闭等一系列问题。第三,感知、决策、控制、网联等共性关键技术亟待突破,面对智能网联汽车跨界融合特点,新的开发方法、流程、工具等尚未形成,无法支持智能网联汽车完整高效开发、测试和应用。
车路云一体化方案更能有效解决单车感知局限性、信息孤岛等问题,通过将车端智能与路侧智能、云端智能相结合,实现交通信息的实时共享和协同决策,大幅提升自动驾驶的安全性和效率。1.可解决信息全面性问题。极端天气、不利照明、视野受遮挡条件下,“车路云一体化”通过路侧感知,为单车智能车辆提供多源感知数据,解决单车感知失灵、精准度不高、存在信息盲区等问题。2.可解决处理及时性问题。由于感知存在局限等问题,单车智能车辆在一些突发情况下来不及做出决策,这会增加行车风险。比如,前方发生连环追尾事故或被建筑物遮挡时,“车路云一体化”通过路侧感知,提前将信息同步给自动驾驶车辆。“车路云一体化”通过路侧感知上传突发事件信息至云端,云端提前1-10公里将前方路障/临时停车/临时管制禁行等道路信息派发给车辆。3.可解决全局决策问题。遇路口异形信号灯时,“车路云一体化”通过路侧感知,将红绿灯信息直接同步给车端,避免可能遇到的感知难题。
这次应用试点的主要内容是聚焦智能网联汽车“车路云一体化”协同发展,推动建成一批架构相同、标准统一、业务互通、安全可靠的城市级应用试点项目,具体包括9方面内容。一是建设智能化路侧基础设施,实现试点城市通信基础设施全覆盖;实现交通信号机和交通标志标识等联网率90%以上;重点路口和路段同步部署路侧感知设备和边缘计算系统(MEC)。二是提升车载终端装配率,分类施策逐步提升车端联网率,试点运行车辆100%安装C-V2X车载终端(蜂窝车联网C-V2X,Cellular Vehicle-to-Everything技术是能保证低时延和高可靠性能的车联网专用无线通信技术。)。
三是建立城市级服务管理平台,建设云控基础平台,并能够与车端设备、路侧设备、边缘计算系统和其他交通、城市管理平台等实现安全接入和数据联通;建设或复用城市智能网联汽车安全监测平台。四是开展规模化示范应用,鼓励在限定区域内开展智慧公交、智慧乘用车、自动泊车、城市物流、自动配送等多场景应用试点。五是探索高精度地图安全应用,构建地理信息安全防控技术体系等。六是完善标准及测试评价体系,推动跨行业跨区域联合标准研究等。七是建设跨域身份互认体系等。八是提升道路交通安全保障能力。九是探索新模式新业态,明确“车路云一体化”应用试点的商业化运营主体,支持新型商业模式探索;鼓励数据要素流通与数据应用。
车路云一体化的关键是人、车、路、云,对应的无非是实际、车辆终端、智慧交通和数据库;一体化自然是将这些终端融合为一体,说白了就是通过配备智能传感器设施的道路与智能网联汽车联动,类似于ETC系统中的路侧单元和车载模块的交互,在智慧公路采集到车辆数据之后再回传到后台进行数据分析,进而得到实时路况信息。将人、车、路等物理实体进行数字化映射,并利用云控基础平台把各个车辆、道路和相关交通信息融合到一起实现控制,为每一辆车独立作出决策,实现车辆与路端、云端的协同。届时只要智能网联汽车大部分按照建议路径规划行程,道路拥堵也自然能得到有效缓解,道路通行效率乃至于运输效率都可以得到大幅度的提升;并且过程中必然能起到有效节能减碳的作用,车流量的平均也可以降低交通事故率。这就是车路云一体化的意义。
车路云一体化充分展示了新质生产力激发我国智慧交通产业跃升至全新发展阶段的具体路径。同时车路云一体化这一前沿理念,整合了智能车辆、智慧路网与云端大数据计算的优势资源,旨在超越单体智能驾驶技术的界限,借助车、路、云三位一体的紧密联动,全面优化交通系统的效能与安全性。车路云一体化建设涉及汽车、通信、电子、交通等多个领域,覆盖了从基础设施建设到上层应用服务的多个环节,将带动产业链上下游协同发展。具体来看,基础层包括芯片、摄像头、雷达、云计算、高精地图、软件系统等设备与终端的研发和生产;平台层包括云控平台、数据处理中心、运营服务等平台的建设和运营;应用层包括智能交通管理系统、自动驾驶技术、车联网解决方案等应用功能的开发和实施。与车路协同技术密切相关的领域,如车载传感器(激光雷达、毫米波雷达、摄像头等)、路侧智能设施、云计算平台等。
本次应用试点则是在技术、产品逐渐成熟的基础上,从“车路云一体化”技术落地和智能网联汽车规模应用两个维度开展更加深入的探索。通过城市级的规模化应用试点,推动智能网联汽车加速从示范应用向商业化推广演进。从建设内容上看,强调车、路、云、网、图、安全等各环节统筹协调发展,突出网联化赋能作用;从功能场景上看,覆盖协同预警、协同驾驶辅助、协同自动驾驶等不同等级的网联化功能应用;从应用规模上看,强调统一的跨城市架构,推动城市级“连片”建设,打破“碎片化、烟囱式”的“单点”部署,推动实现更大规模、更广范围的应用实践。总体来说,本次应用试点进一步深化了道路测试与示范应用的发展内涵、拓展了实践范围,将在进一步推动我国智能网联汽车产业化规模化发展方面发挥积极作用。
为充分发挥技术标准的引领和促进作用,工业和信息化部等部门组织编制了《国家车联网产业标准体系建设指南》系列文件,包括总体要求、智能网联汽车、信息通信、电子产品和服务、智能交通、车辆智能管理等部分。目前在智能网联汽车领域已制定发布国家和行业标准43项,初步建立起能够支撑驾驶辅助及自动驾驶通用功能的智能网联汽车标准体系,有力支撑道路测试示范、协同发展试点等工作开展。2023年7月工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合发布了新版智能网联汽车标准体系,以“到2030年全面形成能够支撑实现单车智能和网联赋能协同发展的智能网联汽车标准体系”为总体目标,牵引“车-路-云”协同发展,实现创新融合驱动、跨领域协同及国内国际协调。开展应用试点将为标准关键技术指标的测试验证提供基础条件,创造标准规模化推广应用的良好环境,通过进一步夯实标准体系建设所需的技术和产业基础,促进形成涵盖网联服务、安全运营与基础设施等的“车路云一体化”技术标准体系,推动智能网联汽车与智慧城市基础设施、智能交通系统、大数据平台等实现互联互通和产业化发展进程。
根据赛迪前瞻产业研究院报告《数据驱动时代 “车路云一体化”加速自动驾驶商业化进程》,2022年中国智能网联车市场规模近6000亿元,2030年有望突破5万亿元,“车路云一体化”相关市场规模超14万亿元。即基于C-V2X的“聪明的车+ 智慧的路”的车路协同发展模式。通过政府有形的手+市场无形的手,有机结合,共同推动车联网的规模商用,推进中国特色的车路协同发展模式。在中性预期情景下,预计2025/2030年我国车路云一体化智能网联汽车产业总产值增量分别为7295亿元/25825亿元,年均复合增长率达28.8%。
这次明确“车路云一体化”试点的商业化运营主体,探索基础设施投资、建设和运营模式,支持新型商业模式探索,这对激发市场活力,促进产业链上下游协同和新型商业模式的孕育至关重要。试点内容明确鼓励在多元场景中实现大规模示范应用,这意味着企业可大展拳脚,投入研发更先进的自动驾驶技术和全方位的车路云一体化解决方案。依托我国在5G通信、北斗导航定位、大数据分析及云计算等技术领域的实力,相关企业不仅能够积极创新智能驾驶的核心算法和软硬件集成技术,更有机会深度参与构建集车辆、道路设施、云端计算于一体的智能化交通体系,率先实现技术革新和模式转型。
“车路云一体化” 通过“车端、路端、云端”一体化发展的应用试点将有助于挖掘和识别智能网联汽车与交通基础设施、信息通信、交通管理等跨行业跨领域技术标准的协同需求,为标准关键技术指标的测试验证提供基础条件,创造标准规模化推广应用的良好环境,通过进一步夯实标准体系建设所需的技术和产业基础,促进形成涵盖网联服务、安全运营与基础设施等的车路云一体化技术标准体系,推动智能网联汽车与智慧城市基础设施、智能交通系统、大数据平台等实现互联互通,加速智能网联汽车产业化发展进程。
有人提出了“车能路云”,是第一次将“车路云”的发展与能源结构的转型相结合,将原来的汽车、交通、通信融合成汽车、能源、交通和通讯四维一体,进一步构建基于能源系统升级的高度智能化、高度网联化、高度信息化的生态。 在快充方面,各个厂家都在提高电动汽车的车载电压到800V,采用350千瓦快充。这么大的功率,如果直接从电网取电,电网也是受不了的,由此诞生了光储充换一体化的新型基础设施。它将汽车、电池、交通、信息、电力系统等多个领域结合成一个不可分割的整体。从整个行业发展变革趋势来讲,汽车产业进入了大融合时代。在电动化、智能化发展的同时,汽车也逐渐成为一个新的融合性平台,带动其他产业的发展。汽车和能源、ICT、电子、通讯这些产业会变得更加紧密,形成你中有我、我中有你的关系。从大的格局来看,汽车发展的意义已经远远超出了汽车产业本身。未来是否需要分类,城市道路和高速公路服务的场景有根本性的区别。分级。分步。分步先做最需要建设的领域,比如路口,然后再进行全域道路的导入。先做最急迫的,然后再做全域的,不断拓展,这样就会使我们的资源得到有效利用。车路协同靠的是车联网,车城协同靠的是物联网。
从2020年2月发改委、工信部等11部委联合印发《智能汽车创新发展战略》文件,表示到2025年,新车基本实现智能化,高级别智能汽车实现规模化应用,“人–车–路–云”实现高度协同;到2023年《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)(2023版)》,《公路工程设施支持自动驾驶技术指南》等政策的发布,近4年来中共中央、国务院、各部委累计出台包含自动驾驶、车联网(智能网联汽车)、车路协同、交通新基建等相关政策达30余项,全面支持“车路云一体化”自动驾驶的快速发展与落地。开展此次应用试点的预期成果:建成低时延高可靠的网联云控基础设施;促进多场景自动驾驶规模化应用;探索形成“车路云一体化”投建运新型商业模式;形成统一的标准与测试评价体系。通过共同开展标准研究工作,构建统一共用的智能网联汽车“车路云一体化”以及智能交通、车辆智能管理、基础地图等标准体系,建立完善“车路云一体化”测试评价体系,全面支撑智能网联汽车的模拟仿真、封闭场地、实际道路等测试验证能力建设。在科技创新力量的推动下,我国的智慧交通产业将迎来更为广阔的蓝海,进而为社会经济整体发展注入源源不断的活力与动力。新质生产力引领交通行业高质量发展。