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中国科学院院士何积丰:智能网联汽车的核心技术

2018-11-13 14:58:32 盖世汽车综合
核心提示:2018中国汽车工程学会年会暨展览会现场实录!

自主创新是当前我国汽车发展的核心和关键。为了进一步发挥科技创新的引领作用,凝聚顶级专家学者的智力优势,进一步推进中国汽车自主创新,在中国工程院指导下,中国工程院机械与运载工程学部、中国汽车工程学会、同济大学、中国工程院战略咨询中心联合打造第二届“汽车强国与自主创新”论坛。本届论坛将紧扣中国汽车产业发展新形势和新需求,围绕事关汽车强国和转型升级的重大战略问题和核心技术发展问题,组织相关院士、行业领袖和企业 CEO 进行深度研讨和交流。下面是中国科学院院士、华东师范大学教授何积丰在本次论坛上的发言:

自动驾驶,智能网联汽车核心技术

中国科学院院士、华东师范大学教授 何积丰

各位领导,各位专家,我来报告一下关于智能网联汽车的核心技术,分六个部分,第一是讲智能网联汽车的概况,第二是智能交通体系里谈一下智能网联汽车起什么角色作用,第三是汽车架构,信息安全跟关键芯片作为重要的前提,没有信息安全的话智能网联汽车上路没有人敢坐,跟我们的信息产业有很大关系,所以会讨论一下智能网联汽车里的芯片结构,最后谈一下整个智能网联汽车的产业链。

汽车发展经过几个阶段,从软件时代进入到云计算、大数据、新商业模式时代,智能网联汽车有发展的过程,电子跟软件都进入到汽车里面来了。目前汽车发展方向有两个新的方向,一个是慢慢做智能化,通常讲的自动驾驶汽车,另一个是希望汽车能联网,汽车不能联网的话很多信息就没法共享了,安全也无法保证,因此我们说智能网联汽车产业是体现产业改革、两化融合跟智慧城市以及国家竞争力的重要体现。从发展意义来说从三个部分来看,产业需要由大到强的过程,汽车产业希望跟通信、交通、电子等相关产业有深度融合,会有利于推动人工智能、大数据、机器人、工业互联网、智慧城市等多个未来万亿级的产业。从社会需求来说,我们希望改善汽车带来的能源、环保、安全、堵塞等社会问题,具有新型社会交通体系和智慧城市的结构,推动绿色共享型的汽车社会。从国家来说,人工智能新技术可以提高我们国家综合竞争力,对于保障我们国家信息安全极其重要。

国际上网联车的布局概况,从机械化到汽车开始普及,到推动绿色环保,到告别信息孤岛这样几个阶段,无论是欧洲、日本跟美国都有相应的措施,智能交通架构里智能网联车起什么作用,信息物理系统本质上是构建一套信息系统跟物理系统之间基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系,GPS主要是解决生产制造,应付过程中的复杂性和不确定性问题,从而达到资源配置的效率,资源优化。看看车起什么作用,交通信息物理系统主要是把交通物理对象跟需求状态联合在一起,把状态信息传递到信息系统,基于计算、通信、控制3C技术,将交通信息单元与交通物理元素深度融合,它的关键技术就是达到智能感知,能综合采集信息,安全共享。二是对数据本身要有深度融合跟挖掘的过程,我们希望能推动可靠控制、高效服务、统筹协调,做个开放性的体系。

现有的交通信息物理系统,智慧城市建设里面已经有不少这方面的元素,比如说智能导航,自动收费系统,辅助安全驾驶,交通信息管制,道路智能化,公共交通联动,车辆实时监控,行人线路规划和动态应急响应等等都已经逐步实现,智能网联汽车无非是夹在交通信息物理系统之间的元素,不是凭空出现的,智能网联汽车与整个道路智能化密切相关,人、信息物理领域要实现互联互通很重要,我们希望道路里面有智能元素,这样能解决数据的采集跟分析。车载系统应该在GPS应用方面跟道路相互动,更重要的是车要有司机,有管理员和乘客,怎么支持人机交互反应,很多事情是需要三方合作做的,车外环境的监视,交通态势的分析,智能导航,道路智能化,辅助驾驶,人/车/路通信,信息安全和功能安全,车内系统监控,运行状态的感知等等。

智能网联汽车有什么优势,有四个方面,一是安全性,它真正做到车跟路的协同,车车的协同,车载智能系统能对环境进行监视,从而可以减少交通事故的应急处理,也增加了车辆全生命周期的安全。二是降低成本,降低人力成本,提高自动化水平,减少运营维修成本,车保精确评估与事故定损。三是增加经济活力。四是增加交通决策支撑等等。技术架构有四个大的挑战,一是状态感知,无论是用移动应用终端/交通传感器/车载硬件终端都希望有连续的数据采集能力/通信能力,能有比较广的收集范围。二是制造数据共享,考虑到车的数据具有数据体量巨大/类型繁多/实时处理要求高/数据安全/隐私保护,这也是数据里重要的要素。三是推动协同控制,交通系统是广域、多维、协同优化与控制的地方,希望对资源统筹协调,物理系统实现有效的控制。四是智能分析,这里有智能决策、大规模优化、人工智能、数据可视化等等挑战。

技术体系分三部分,车辆关键技术,在环境感知、智能决策、控制执行、人机交互、电子电器架构方面有推动,信息交互技术上强调V2X通信技术,建设数据平台,保证信息安全,从基础支撑技术来看,我们要搞高精度地图跟定位,制定标准法规,推动车联网的共性技术,这样我们可以在公路上有自动驾驶汽车,城区里也有自动驾驶汽车,还有共享型的自动驾驶汽车。共性汽车可以分几类,汽车本身的体系架构,希望有高可靠、低时延的车连网络,目前5G做不到,发展工业芯片和工业软件,推动汽车电子嵌入式技术发展,当然用到了人工智能的支撑技术,开发人机交互跟共驾基础技术,有自动驾驶测试场景库与测试技术。

关于信息安全,网联车的信息安全是重要课题,汽车电子系统入侵检测、访问控制、安全通信、安全态势等关键技术,包括车载系统安全、车载终端安全、车载信息与服务安全、应用软件和服务运营平台安全、车载操作系统在线升级安全等。图的中间是个汽车,外围是它的设备,有各类的终端,有控制和导航等等,还有很多外围系统为它服务,智能交通系统、ETC系统、导航、定位,有远程信息处理,这些系统的安全是关键要素。安全架构达到的目的是做到合理控制风险,希望对安全隐患做到事前、事中和事后三个阶段的相关技术,事前要做到威胁预警,预测要做到安全测试,安全设计,安全评估,事中要强调安全运行,对车辆监控、自动检测和安全加固有相应的布置,事后要强调做到安全响应、安全管理和审计取证等等,分成两大类,关于汽车生命周期本身的安全保障,对安全事件的云响应。

关于芯片的问题,智能化、网联化、安全化、电器化发展趋势,使汽车芯片变成产业升级关键的产品,预计到2020年每辆汽车将使用2000颗左右的芯片,包括多种种类,传感类、通信类、导航类、计算控制及电源,汽车芯片占全球芯片市场10%的份额,目前是增长最快的领域,而中国汽车目前用的芯片主要依赖进口,汽车的产业特征主要有四个,一是汽车电子产业链上下游的耦合程度比较高,二是呈现出集成器件制造集中化发展态势,三是相比消费级芯片,汽车芯片回报周期长,至少5年以上,四是汽车芯片安全性要求高。这些芯片对于自动网联车提供基本的硬件支撑。关于产业链,有四方面,电动化,以节能和新能源为方向,安全化,车的功能安全和信息安全为核心,网络化,以互联/交互等为代表,智能化,以人车环境信息共享和辅助驾驶以及自动驾驶为表征。智能网联汽车产业链上游主要做基础技术与标准,生产安全芯片,把我们国家的安全操作系统,工业基础软件平台,解决方案研制与工程技术服务,形式化验证安全评估,做集成开发环境,这是我们国家政府长期支持的。中游企业主要是做系统技术及研发,集中在车身、动力、底盘、车载几个方面,整车厂要开发新能源汽车,开发智能网联车,开发共享汽车。

谢谢大家。

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文章标签: 自动驾驶

 

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