李克强：基于智能网联技术的汽车驾驶系统

大家上午好！非常高兴能够参加本次院士论坛，也非常荣幸能够在这里就科技创新的实践，我们所做的一些工作给各位做一个交流。我交流的方向，因为本次论坛是低碳和节能，就是我们如何利用智能网联技术做到汽车行驶的节能。因为刚才李骏院士的报告里边已经提到智能化、网联化可以促进低碳化，我们想在这里面阐述的是，智能化除了安全以外还有很重要的应用就是汽车的节能。我们把我们在这方面开展的工作给各位做一个交流。

首先讲技术背景，因为我们在讲技术创新，技术创新里边有一个理论，有一个表述，大的技术变革会引起产业革命，最后会对社会带来重大的影响。在汽车产业里边技术变革的历史确实是这样的，从我们早期内燃机的出现实现了告别马车，从流水线大规模的制造以及产业革命以后让汽车开始普及，包括今天提到的新能源以及新一代的ICT，信息通讯技术会对汽车实现智能化和网联化，最后实现新的交通系统。

汽车在智能化、新型化的发展过程当中迄今为止是两个方向推进，包括不断地智能化和不断地网联化。当然两者也开始出现结合。所以这两种的结合就是我们现在提到的智能网联汽车或者中国ICV，就是如何把智能化和网联化的技术相结合，形成一种耦合的技术，促进我们对汽车性能的提升。对智能网联技术的出现，刚才提到的共识是对汽车全性能，对汽车全产业链，包括交通对于汽车的使用都有重大的影响。我们看到安全交通效率，这个地方我们想结合今天论坛的主题看看智能网联除了对安全、舒适、便利以外，对管理发生改变以后怎么提升我们的节能和减排？

节能减排首要的就是我们提到的基于网联技术怎么实现汽车的节能。第一，车和路协同以后怎么形成汽车新的产品技术？这个地方我不是讲交通管理技术。大家知道新型的绿波带技术，实际上现在汽车智能网联技术出现以后我们可以把交通信号灯的信息技术收集到汽车上，然后在汽车的电控单元里边作出决策。我们谈到智能网联技术就是车和路的通行下汽车的架构，汽车的产品性能会发生改变。就是刚才提到的我们可以收集这样的信息，根据车的信息最后作出决策，可以提醒甚至可以控制。

要实现这样的技术对汽车产品来说，对电控单元的开发来说，我们要如何利用环境的技术来做算法的提升。在这种情况下不是单一的叉路口，一定情况下的信息通过车和路的通信以后最后在电控单元里边作出算法的改进，来提升它。我们完成这样一种模型架构和算法以后也做了实验的评价，这时候我们需要把交通灯的控制信号通过短程通信，通过交通灯的位置信号和状态信号传输。

另外在汽车上，第一步做实验，我们简单的把数据收集了，将来对数据收集完了以后我们可以进入汽车的电控单元，再分析判断。汽车电控算法改变以后如何实现节能，我们最后也进行了实验的验证，我们连续通过三个交叉路口测试，一种情况是正常驾驶，一种情况是基于具有这样的性能以后怎么通过经济测速下通过这样的路口，最终我们做了大量的实验以后得到几个结果，第一可以减少停车次数，平常我们开车运气好的话一路走向绿灯，如果我们现在利用的交通信息对车进行决策控制以后，多数时候通过信息辅助以后再做控制，可以减少停车次数。

实际上从实验结果可以看到我们的车速不是停的，也不是有基数变化的，这两个要素去掉以后可以达到节能的驾驶。这不是一个简单的管理技术，也是产品的技术。刚才提到车和路通讯以后汽车发生什么改变。另外一个汽车对立以后，一般提的主要是安全，实际上我们可以做到节能，既然有交互的信息以后我们可以做到节能。我们先假设同车队的情况下有这样的系统。刚才讲到有很多种方法可以节能，我们现在不仅仅可以缩短车间距离，而是我们可以在通讯的时候把前方的各个驾驶数据收集到本车，然后我们作出一个节能的控制策略。这里边需要做发动机的建模，需要对单车和多车复杂建模，因为这种通讯模式有很多的探讨，在不同的通讯模式下面基于这种模型从停车起步，在连续的加速，如果我们有了全车信息收集以后，在本车的控制里边算法改进以后可以达到节油的效果。

实际上现在还有车和云端的连接，连接以后怎么做到节能的驾驶，怎么控制车辆做到节能的驾驶。我们谈到云控，很典型的就是云控以后节能。对汽车周围附近车的状态，车的交通信息、道路信息，现在我们是用4G，用4G技术以后可以快速可靠的传输，基于汽车本身的信息，基于周围的信息，交通环境的信息我们可以把控制换挡，让本车安全的行驶。假设在特定的几个路口里边控制算法应该怎么样，完成这样的算法以后做仿真评价，最后做实验验证。我们不仅把交通信号灯的信息，并且把若干辆车的信息实时的传送到云平台的概念上面。在这个平台上面我们作出决策，作出分析判断，最后把这个信息实时传回汽车，做这样的实验结果。我们在典型的路口做了大量的实验和统计，我们可以看出这是很有效的。从这上面可以看见网联自动驾驶以后是可以做到节能的，是可以做到产品架构和算法发生改变的。

现在利用网联和自动，即使对于自动驾驶，对于单车的辅助驾驶系统也可以做到节能。曾经有国外的研究者说中国人喜欢用ACC，但是你们不愿意用ACC，因为你们那是简单的跟踪，看你们的ACC是耗油的，不舒服的。实际上真正的可用自主巡航系统除了安全的跟踪以外还要考量是否节能，还要考虑是否适合驾驶习惯。国外供应商给我们国内的往往给到的是第一代，现在勉强给第二代几，实际上ACC技术已经发展到第三代了。第三代的技术也有我们的贡献，城市工况下的ACC不仅安全的跟踪，而且要节能。多目标协同下对ACC系统进行控制需要有很多的关键技术的突破。我们提到在这样的情况下提出基于模型预测的控制方法。方法从限制里边需要驾驶员行为，中国的驾驶员特点，包括节油型，有经验的驾驶员行为要实时的修正这样的算法。所以我们用大量的统计，包括对中国驾驶员的特点，跟踪的加速度，要通过相对速度，相对距离修正驾驶员跟踪驾驶的模型。

另外做这样的控制往往还是要基于模型控制，所以我们需要建模，需要发动机在低速情况下本身模型的建模。另外也需要多个状态如何实现既保证安全，又需要节能的情况下，对节能的模型，节能的油耗和速度，油耗和加速度他们之间的相互关系要有一个统一的模型。完成这个策略可以看见如果在常规的ACC情况下，如果考虑驾驶员的行为特性，考虑车速、加速跟油耗的关系，我们可以开发出新的算法。从这个图上可以看到可以达到5%的节能效果。这应该是相当有潜力可挖的。

刚才提到在单车的自动驾驶里边也可以节能。最后我们想谈谈我们如何对自动驾驶和电动车两者结合以后汽车新的架构和新的节能效果。我们称之为智能环境友好型的节油效果。大家知道汽车的基本性能是四大基本性能：安全、舒适、节能、环保。新技术是智能汽车、节能环保是清洁汽车和新能源汽车。一个世界四个性能为什么在两个平台上实现，为什么不能在一个平台上综合考虑四个性能，能够得到更好的效果。把这两者有机的结合，重新架构，我们认为这是一个方向。所以我们提出这样一个概念。

现在一些电动车上搭载了ACC，但是基本上是右边的模式，是两个独立的系统，环境感知和能量管理，现在都在谈软件定义汽车，同样的硬件下能不能在软件上进行重新的定义，能够对汽车综合性能提升。右边是我们提出的概念，我们最大的差别是我们用雷达摄像头不仅用来做防撞智能汽车，我们可以用雷达摄像头来做电动车的能量管理。另外我们可以把它的控制器结成一体，在这样的情况下软件、控制多发生了改变。这样的概念叫做智能环境好型车，具有结构公用、信息融合和控制协同三大技术。

这是我们在这样的基本定义下面我们对汽车的架构，刚才我们讲的V2X，交通电网以及汽车自身的。最重要的是信息交互和传统的新能源动力系统有机的结合起来。结合起来以后新的汽车技术体系是会出现的，包括信息融合、控制协同有相关的技术要突破。在这样的架构下面我们衍生出新的架构汽车，一是现在都提到的智能化、网联化、电动化一体化的结构，纯电动汽车和智能交通网、电网有机的融合。另外即使在我们的混合动力车上我们可以把自动驾驶这个概念应用起来。在这样的情况下我们提出了一个应用模型，这个车是10年前跟一汽合作的，我们当时跟一汽做混合动力车和辅助驾驶。辅助驾驶雷达为什么不能用混合电动车的管理呢？

完成了以后硬件架构、实验算法，包括最终的实验评价，在相同值在一定的范围变化之下模拟城市汽车加速、减速，可以看到如果采用把智能车、电动车融合、叠加的方法，我们既保证安全，同时能比现有混合动力车得到更好的燃油经济性的效果。

结束语：第一，智能网联是新一代的技术变革，已经引起产业革命和重大的社会影响。第二，外智能网联汽车不仅能提高轿车的安全、舒适，也能够促进节能减排。第三，基于智能网联技术有一系列的技术，有多样的模型。第四，在做技术的推进过程当中，包括真正的大规模产业化过程当中需要强调定位通讯的问题、决策控制的问题，甚至是信息安全的问题。

谢谢大家！