智能的车+聪明的路,自动驾驶的“中国方案”
2023-5-1 18:3:0
Author: 谈思实验室(查看原文)
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自动驾驶目前发展出了单车智能和车路协同两大路线。其中,单车智能已经发展多年,技术较为成熟,但仍存在一些技术瓶颈。因此,技术路线上能够与单车智能形成互补的车路协同成为了自动驾驶命题下的必选项,也是极具特色的“中国方案”。车路协同可以做到人、车、路、云多个终端的数据协同,通过路侧的数据和信息同步,能够有效帮助单车智能覆盖更多“盲区”,解决自动驾驶发展的瓶颈难题,促进自动驾驶进一步成熟。车路协同发展至今,整体上产业链已经搭建成熟。主要包括车、路、云、网、图五大关键环节。除了技术路线的企业外,不同场景对于车路协同有着不同的技术需求,因此场景解决方案商和运营商也是车路协同产业图谱中的重要部分。在企业之外,还需要政府部门全程协助项目的整体运行。自动驾驶发展初期,我国就坚持走C-V2X技术发展路线,从5G、新基建、智慧道路、智能网联等方向出发持续布局,全面推进车路协同等技术,为自动驾驶商业化进程提速。单车智能做到L3+级比较难。光靠单车智能也许L2级智能驾驶能够实现,但做到L3级智能驾驶很困难,而L4级智能驾驶的算力、功耗是车辆无法承担的,所以必须把一部分算力从车移到路侧,进行边缘计算、端到端的通信、车路协同。中国在5G网络、物联网、卫星互联网、数据中心等新型基础设施建设方面投入较大,支持LTE-V2X向5G-V2X演进,车路协同技术优势较为明显。单车智能是指车辆通过硬件设备对周边环境、状态的感知,将信息交由软件系统分析决策,并控制车辆完善既定的动作。而车路协同系统是以路侧系统和车载系统为基础进行构建,通过无线通讯设备实现车路信息交互和共享的系统,是推动自动驾驶步入L3及以上更高等级的必要系统。单车智能感知和算力均在车端,需要强大的车载芯片和软件等,而车路协同感知和算力主要在路端,需要相关的新基建投资。不同的感知和算力分配方式所对应的自动驾驶成本也不同,单车智能的成本高昂,若用路侧设备代替部分技术,让路“变聪明”,可大幅降低车载成本,总成本也能下降。商业落地方面,由于5G的发展,我国通讯业基础设施建设迎来建设高潮,路侧改造进程加快,2018年下半年以来,百度、阿里、华为等科技企业纷纷推出相关战略规划。安全性方面,车路协同能弥补车载端感知盲区,拓展感知范围和感知距离,综合考虑路上所有车辆的运行情况,有效避免障碍物影响,提升智能驾驶安全性。车路协同在发展初期,单车智能技术发展较为快速,整体呈现“车等路”的格局。经过最近几年各方产业的不断探索及国家政策的积极引导,车路协同技术方案正在加速成熟,目前路端建设已经实现了“弯道超车”,多个细分赛道已经具备成熟的商业模式。感知系统所需的4D毫米波雷达、固态激光雷达等正处在发展的萌芽期,迎来了多家企业和投资机构的战略布局;NR-V2X等赛道则正处在火热的上升期,被资本市场广为看好;通信系统所需的T-Box及LTE-V2X已经发展成熟,进入规模化发展阶段。根据ICVTank公布的数据,2019年全球V2X行业市场规模为900亿美元,中国V2X行业市场规模为200亿美元,占全球市场约22.2%。预计到2022年,全球市场规模为1650亿美元,中国市场规模为500亿美元,占全球市场约30.3%,且中国市场增速高于全球增速。随着政策的密集出台和大力扶持,目前,V2X产业环境逐渐成型。在技术储备方面,中国为C-V2X技术最大的专利申请国。根据中国通信学会发布的研究报告《车联网知识产权白皮书》,截至2019年全球车联网领域专利申请累计114587件,中国占25%,居世界第二位。在关键的C-V2X车联网通信技术专利方面,中国的专利申请量占比达到52%,成为C-V2X技术最大的专利原创国家。在技术标准方面我国车联网标准体系初步形成。截至2022年9月,我国已经在先进驾驶辅助、自动驾驶、网联功能与应用、资源管理与应用、功能安全及网络安全等6个专业领域,完成39项国家和行业标准报批发布、42项标准立项起草以及31项标准化需求研究项目的成果应用,初步建立起能够支撑驾驶辅助及低级别自动驾驶的智能网联汽车标准体系。按照工信部的相关政策,计划在2025年发布近百项技术标准,实现支撑高级别自动驾驶的智能网联汽车的目标。据亿欧智库统计,近10年中国车路协同领域投融资金额共计1203亿元,尤其近五年,车路协同频繁地进入大众视野,成为资本青睐的热点领域,各赛道投融资急速增加,虽然受到疫情影响,但仍较前半阶段有较大提升,2021年更是高达450.7亿元的投融资规模。随着车路协同逐步走向规模化与市场化,路端基础设施的改造成本将从现在的100余万元/km进一步降低。据亿欧智库预测,2025年将降至50万元/km以下,路端市场规模也将在2022年-2025年间迎来快速增长,2030年中国车路协同整体市场规模有望达到4960亿元,市场潜力巨大。资料来源:亿欧智库自2016年智能网联汽车示范区相继建设,车路协同开始了城市层面的落地应用。相比于第一阶段偏向技术验证的示范区,2019—2020年四大先导区的设立,更加注重技术的商业化落地。2020年新基建政策发布,明确发展内容及目标,7大领域中有5个和自动驾驶车路协同相关。紧接着2021年先后出台的16个“双智城市”试点,更是将车路协同与城市深度绑定。资料来源:各地方政府官网、光大证券研究所整理车路协同目前仍以政府为主要推动力,因此政策是极大的优势。2022年7月29日,住建部、国家发改委印发《“十四五”全国城市基础设施建设规划》,文件提出了“十四五”时期城市基础设施建设的主要目标、重点任务、重大行动和保障措施,以指导各地城市基础设施健康有序发展。智慧交通发展建设有望提速。(1)要分类别、分功能、分阶段、分区域推进先进的智慧道路基础设施建设。加快推进道路交通设施、视频监测设施、环卫设施、照明设施等面向车城协同的路内基础设施数字化、智能化建设和改造,实现道路交通设施的智能互联、数字化采集、管理与应用。(2)开展智慧多功能灯杆系统建设。依托城市道路照明系统,推进可综合承载多种设备和传感器的城市感知底座建设,文件预计“十四五”期间将建设4000公里以上的智能化道路,建设智慧多功能灯杆13万基以上。若单公里改造费用达百万元,“十四五”期间仅道路改造便可为新基建市场带来数十亿增量。(3)要支持国家级车联网先导区建设,逐步扩大示范区域,形成可复制、可推广的模式,开展特定区域以“车城协同”为核心的自动驾驶通勤出行、智能物流配送、智能环卫等场景的测试运行及示范应用。我们早先曾判断试点区域或由点及面,从封闭区域试点推广至半封闭区域-开放区域-区-市-省-全国范围,从而带来相关市场的快速扩容,相关产业链公司皆可受益。(4)要开展基于无人驾驶汽车的无人物流、移动零售、移动办公等新型服务业,满足多样化智能交通运输需求。开展车城协同综合场景示范应用。推进面向车城协同的道路交通等智能感知设施系统建设,构建基于5G的车城协同应用场景和产业生态。从文件表态来看,官方对行业商业模式的探索与推进持支持态度,有利于行业生态塑造及行业内公司业绩兑现。在北京市关键核心技术攻关项目“揭榜挂帅”实施方案的推动下,北京科技企业联合攻关的车路协同“大脑”即将在今年上路应用。今年8月前,50台国产自研的边缘计算节点设备将安装在北京市高级别自动驾驶示范区的智慧路杆上并完成测试,让自动驾驶车“眼观六路耳听八方”,推动车路协同自动驾驶时代早日来临。作为支持车路协同自动驾驶的核心设备,边缘计算节点(MEC)设备堪称车路协同的“大脑”。长期以来,该设备单价高达20万元,且核心部件依赖国际厂商。结合中关村新一轮先行先试改革要求,市科委、中关村管委会近期会同市发展改革委、市经信局、海淀区等10部门制定发布了《北京市关键核心技术攻关项目“揭榜挂帅”实施方案》。在边缘计算节点(MEC)设备的揭榜挂帅项目中,百度从12家积极申报的团队中成功“揭榜”,将联合浪潮、京智网进行科技攻关。“以单个路口节省15万元、规模化部署1000个路口计算,这项揭榜挂帅成果可节省成本1.5亿元。”以示范区乃至未来全北京数千数万个路口的真实需求为应用场景,此次联合攻关可以切实将科技攻关的成果产业化,并具备向其他地区推广的潜力,培育车路协同技术领域的未来产业。去年深圳市发布了《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》。该条例是全国首个对L3及以上自动驾驶权责、定义等重要议题进行详细划分的官方管理文件。条例最大亮点在于支持了以往处在模糊领域的L3级别自动驾驶的全域通行,包括了高速、城市开放道路和泊车域,以及对商业化运营的放开;这也为全国其他地方的L3级自动驾驶准入政策,提供了标准和模板。随着L3相关法规预期落地,智能网联车渗透率将加速提升,产业链上下游将充分受益技术升级带来的需求扩容。第九届智能网联汽车技术年会上,北京市高级别自动驾驶示范区、百度Apollo、清华大学智能产业研究院等机构和企业分享出的最新实践数据,表现出了车路协同的应用潜力。首先是对于单车智能自动驾驶长尾场景的帮助,清华大学国强教授、智能产业研究院的首席研究员聂再清介绍了一个在北京市高级别自动驾驶示范区发生的实例:在右转后存在障碍物的道路上,支持车路协同的百度Apollo测试车可以自动绕过,而仿真系统里关闭车路协同功能的车,则要先停车观察才能继续走,这浪费了很多时间。对于车路协同可以在这方面发挥的具体能力,阿波罗智能技术(北京)有限公司IDG智能驾驶事业群副总裁、智能网联业务总经理刘常康表示:面对盲区鬼探头遮挡、红绿灯倒数等单车感知能力有限的场景,车路协同可以在其已减少90%安全事故的基础上,再减少90%。其次,车路协同也能有效提升通行效率。据北京车网科技发展有限公司总经理孙宁介绍,北京市高级别自动驾驶示范区基于路侧全量实时感知信息,已有27条干线可实现绿波通行,大幅降低了停车次数和通行时长。具体的效果有:绿波干线停车次数平均降低35.45%,行程时间平均降低10.24%;单点自适应路口(永昌中路路口)排队长度平均降低19.63%,绿灯浪费时间平均降低5.25%。百度Apollo的测试数据也与之接近,刘常康介绍:我们的车路协同在广州黄埔以后,发现车辆通行平均的行程时间下降25%,拥堵延误率下降30%。2022年7月12日,国家发改委印发《国家公路网规划》,规划指出:“到2035年,基本建成覆盖广泛、功能完备、集约高效、绿色智能、安全可靠的现代化高质量国家公路网。”推动智慧交通的发展,提高交通系统的智能性已成大势所趋。我国智慧交通市场规模不断扩大,过去多年增速可观,千万级别以上项目总规模快速增长。据中国智能交通协会数据显示,我国智能交通行业市场规模由2016年的973亿元增长至2020年的1658亿元,预计未来我国智能交通行业仍将保持增长态势。根据前瞻产业研究院统计数据,2015年以来我国智慧交通市场千万级别以上中标项目总规模呈现快速增长态势,2020年,中国智慧交通千万级别以上项目总规模已接近300亿元,同比增加35.2%,大规模级别的智慧交通项目建设有加速发展趋势。资料来源:光大证券研究所2015—2020年全国智慧交通千万级别以上项目总规模资料来源:光来源:智能汽车设计
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文章来源: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIzOTc2OTAxMg==&mid=2247521486&idx=1&sn=d8ebc53f1cb70370a5e059f4db10bb49&chksm=e927d015de5059034cf71d72ddc8e9330953e7267d7f9f9c7f7285c2fcf5c005d602786a6800#rd
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