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同济大学教授:智能网联汽车如何改变汽车社会生态?

[日期:2016-12-05] 来源:雷锋网   作者: [字体: ]

编者按:本文内容来自同济大学汽车学院教授、汽车安全技术研究所所长朱西产今年在国际汽车技术年会上的分享,主题为:《智能网联汽车将改变汽车社会的生态》。经雷锋网(公众号:雷锋网)编辑和整理(未经嘉宾确认,有删减):

汽车工业依然火爆,所有的汽车厂产量都在上升。繁荣的背后,我们也在担心汽车会不会成为钢铁、煤炭之后,又一个产能过剩的产业。

现在中国所有城市或将面临着非常大的环保压力,加入到限制牌照的城市越来越多。汽车行业发展的可持续性一直是我们所担心的。

我们不得不承认,一个理想的驾驶员是不存在的。交通事故已经成了严重的社会问题,卫生部统计数据:中国一年死于交通事故的超过 20 多万人,公安部统计数据大概 6.8 万人。道路交通使用环境越来越恶化,拥堵、停车难。

从技术角度来说,诸如环保、交通事故这些汽车社会的公海,我们纯粹从汽车角度再怎么研究也解决不了。从另外一方面看,交通问题还未解决。我们现在对城市、乡村的交通,也未达到令人满意的程度。从交通的角度来理解汽车,它仍需要努力来满足人们出行的需求。

如今,当汽车安全领域的研究逐渐转向到自动化的时候,我们看到了新的曙光。汽车智能、汽车网联或者我们所说的「互联网+汽车」,要解决的一定是解决道路交通的痛点。我们的目标是实现「零愿景」,即零排放和零死亡。

道路交通安全面对的问题

车辆安全技术主要在碰撞安全和 ABS、ESC 等这些保证车辆急刹车时稳定性的技术,在这些技术引导下,我们发现交通事故依然非常普遍。

现在五星安全的车辆已经装备了安全车身、安全带、安全气囊以及 ESC,但是在这五星安全车的情形下,由于驾驶员的疏忽,驾驶员驾驶技能存在的一些缺陷以及违章等因素,全球依然有数百万人的交通事故死亡数量。

传统的安全车必须要配一个理想驾驶员才能实现安全,但是我们发现,驾驶员真的不是理想驾驶员,驾驶员有很多缺陷。

我们进一步提升安全性,需要从交通事故的治理到治理危险,甚至怎么能克服驾驶员的疏忽。

相应的技术,从被动安全技术提升到自主紧急控制技术,到自动驾驶技术。

ADAS 驾驶辅助系统、雷达、摄像机辅助驾驶员进行观察。如果遇到问题,做自主紧急刹车。ADAS 能够实现初步智能。AEB 自主进行刹车,由车辆的智能系统发现危险,并且果断实施刹车动作。这样的技术现在已经普遍装车。从去年开始,如果不装备 AEB,欧洲不会给车辆冠以五星安全车的名称。中国会把 AEB 测试纳入五星评价中,这样的安全技术马上会进入我们的汽车。通过标准 NCAP 强制实施。

车上的雷达、摄像机可以把帮助驾驶员将看得见的危险规避,但有更多危险是看不见的。驾驶员没有透视能力,装在车上的雷达、摄像机也没有透视能力,如何让车有透视能力?这时汽车和网络发生了关联。

美国已经提出采用短途无线通讯 DSRC 来实行 V2X,每个车都将自己的位置以每秒钟 10 次的速度广播出去,其他车辆收到这个信息之后会知道自己周边哪辆车有可能和它发生碰撞,从而提前提醒驾驶员,这样的技术美国准备强制性法规来推行。

相同的技术在欧洲和中国,道路交通的通讯网络会采用更广义的车联网,即现在所提的两个技术路线支撑,车辆必然要互联,到底是用 DSRC 还是用 LTE-V。

在中国,很可能我们的技术路线会走向广义的车联网。广义的车联网不仅能够在 300 米范围内来解决这些马上会发生碰撞交通的紧急情况,并且在更大的范围内能够通过云端来为汽车进行更多的服务。所以 V2V 在车联、网联上,采用广义的车联网,未来再上升到第五代无线通讯,应该有更广阔的的应用前景。

比如,在高速公路上,一旦遇到雾天,就可能发生连环撞击事故,如果通过云端服务是能够很好克服的,可能提前 1 公里、2 公里就告诉司机前方发生了什么,能够及时采取措施。

我们认为,现在要驾驶员专心致志驾驶已经越来越困难,比如驾驶时使用手机,这个事情已经非常普遍,打电话更普遍。这些动作对交通安全是非常有害的。事实上,道路交通安全引发事故的因素已经从过去违章第一位的闯红灯、超速,现在让位给了驾驶打电话,成为引发事故最主要的原因。

自动驾驶

其实,驾驶员不喜欢车里的安全带,驾驶员也不喜欢 ADAS 系统,作为驾驶者,他们对智能车的需求是自动驾驶。既然我们有这样的市场需求,就得努力去开发。

我们可以通过队列行驶,尤其在高速公路上行驶的时候,有一个前车,跟在后面的车辆不确定性会下降。这样做,不仅可以节能,车辆之间距离近了以后,风阻也会下降。这样的功能,汽车行业已经基本做好准备,在近五六年内完全有可能使用。

这样,我们在驾驶的时候能够做其他事情,解放我们的时间。这段时间对于自动驾驶来说是非常大的商机。在现代社会,我们在车里的时间越来越长。在上海这样的大城市,每天在车里待两个小时的人数占的比例越来越多。这两个小时到底干点什么?这是对智能驾驶商业化巨大的推动力。

自动驾驶是为了提高安全性,但是由于安全问题,又在阻碍自动驾驶商业化。自动驾驶在今年发生了一些事故。这些死亡的案例表明,自动驾驶的发展还任重道远。

从现在来看,要想做到自动驾驶,靠 ADAS 的传感器还是不够的,我们还需要开发更多、更新的传感器。靠毫米波雷达,靠超声波雷达不行,我们需要激光雷达以及更好的计算方法、算法才能够可能实现满足驾驶员放心使用的自动驾驶。

我们如果有先进的碰撞安全技术,有初级智能的驾驶员辅助,如果再装上千里眼 V2X,最终车辆具备部分自动驾驶或完全自动驾驶功能的话,「零愿景」是能够实现的。用电动、智能网联可以实现我们的「零愿景」,能够解决道路交通的痛点。

汽车行业和互联网之间的结合是双方的。汽车行业在做互联网,互联网行业在造车,在汽车社会和信息社会同步进入的时候,两者的结合也许会产生化学反应,能够从互相的矛盾变成共融,产生一个新的汽车社会。现在车联网重新热起来,ADAS 驾驶辅助系统即将成为标准的配置,汽车工程学会正在起草 V2X 联盟标准,通过标准化车辆之间可以互联。

电动本身不会引起大家的兴趣,解决不了大家的刚需,纯粹用电池技术来解决电动汽车的充电难和蓄时里程的焦虑可能有困难。但是,加上智能网联以后,互联网可以把这些碎片化的服务应用进行组合,也许能够通过共享让电动车成为主流车型。

现在,我们讨论更多的是网联和智能之间的融合。网联的应用,分时租赁已经在各地增长中,能够很好解决中短途的行程。这一轮的改进,我们已经不能借助于钢铁、混凝土、汽车制造、修路,而是要采用信息和通讯技术来改变我们的汽车社会。

智能网联汽车将从现在靠车载雷达、摄像机自主式智能迈向更高智能程度的网联式的智能。

中国汽车工程学会上个月年会上发布了智能网联汽车技术路线图,如图可以看到,到 2020 年就会有一些自主与网联环境感知融合,能够在较复杂工况下实现自动驾驶的技术。

我们国家提出自动化程度分级,一级和二级还是驾驶辅助,从三级以上,车辆的自动驾驶能力将承担自动驾驶时的安全责任。

现在的产品都是第一级,通过网联辅助信息交互,把网联信息交给驾驶员;第二级,实时获取车辆周边交通环境信息,与车载传感器的感知信息融合作为自车决策与控制系统的输入;第三级,实时并可靠获取车辆周边交通环境信息及车辆决策信息,形成车车、车路等交通参与者之间的协同决策与控制。

智能网联乘用车里程碑,也许一些高速公路的自动驾驶、协同式车队的驾驶等技术在今后五年内就会进入我们的生活。

这 5 个分级里,0、1、2 主体由人来驾驶,从第 3 级开始转向以车辆自动驾驶为主。

现在自动驾驶产品基本上集中在 2 级、4 级、5 级。在这个定义里面,第 2 级的自动驾驶,驾驶员还不能脱离驾驶,还是要专心开车。

到了第 3 级以上,现在认为至少要加一个激光雷达或双目摄象头来提高环境感知能力;到第 4 级一定会有云端服务,要地图进入到自动驾驶汽车的驾驶中;第 5 级高度依赖云端的数据服务。

互联网企业以革命的方式进入,直奔第5 级,汽车行业现在正从第 2 级跳过第 3 级,做第 4 级的自动驾驶。第 3 级,驾驶员和车之间的责任关系不明,车可以操控、可以不操控,很模糊。所以,如果在标准上不进行更细致定义,第 3 层级的自动驾驶系统将没有产品。

无人驾驶,我们过去一致认为不大可能这么快进入我们的生活,但是在金融界大力的推动下,无人驾驶出租车在新加坡和匹兹堡上路了,各个企业也纷纷推出自己无人驾驶时间表。我个人认为有很大的难度,这取决于人工智能的发展。人工智能发展到今天 60 年,一直在上升、下降,现在是一个上升期,会不会下降?我认为可能会有一个波折。

充分网联化

现在工业化程度已经做好了一些准备,急需要的是信息和通讯技术来驱动未来智能网联的汽车社会。同时对我们国内的创新机会来说,从信息角度来说,依赖激光雷达、SAR 成像雷达、双目摄象头、77G 雷达、24G 雷达、单目摄像头等。

涉及工业化部分,在国际上的水平不算太高,但是在高精度定位方面,北斗远远超过 GPS。我们国内通讯能力从 2G 落后、3G 跟随、4G 同步,从国策角度来说,提出 5G 领先。

国内的互联网企业也不比国外同行差,高精度地图等各方面技术水平和国际几乎同步,甚至有其特色,所以这两个齿轮第一个表示智能网联汽车对道路交通的创新,需要信息通讯技术的驱动;第二个信息通讯技术在国际上有相对的优势。

汽车充分与互联网融合以后,从功能安全角度来说,能达到「零愿景」的理想解决方案。

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