智能網(wǎng)聯(lián)汽車的時(shí)代背景與發(fā)展瓶頸

1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的興起

近年來，全球汽車工業(yè)正經(jīng)歷從傳統(tǒng)機(jī)械化向智能化、網(wǎng)聯(lián)化的深度變革。隨著AI技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）以及5G通信的飛速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐漸成為行業(yè)發(fā)展的核心方向。智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合了“智能駕駛技術(shù)”和“車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”，通過對(duì)車輛和交通環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了“人—車—路—云”的協(xié)同，為未來智慧交通的構(gòu)建提供了技術(shù)基礎(chǔ)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的優(yōu)勢(shì)在于，能夠通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享和智能算法，提升車輛駕駛的安全性、交通效率以及用戶體驗(yàn)。例如，在復(fù)雜的城市交通場(chǎng)景中，智能網(wǎng)聯(lián)汽車不僅能依靠自身的傳感器探測(cè)障礙物，還可以通過V2X通信技術(shù)接收來自其他車輛、交通信號(hào)燈和路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)，從而更加準(zhǔn)確地判斷路況，進(jìn)行行駛決策。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的市場(chǎng)滲透率正在穩(wěn)步提高，中國(guó)作為全球最大的汽車市場(chǎng)，其智能網(wǎng)聯(lián)汽車的普及速度尤為顯著。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的滲透率將達(dá)到70%，其中具備部分自動(dòng)駕駛功能的車輛占比將超過50%。然而，這一發(fā)展趨勢(shì)的背后，也暴露出了行業(yè)在技術(shù)、數(shù)據(jù)、法規(guī)等多方面的挑戰(zhàn)。

2.當(dāng)前自動(dòng)駕駛技術(shù)的瓶頸分析

盡管智能網(wǎng)聯(lián)汽車已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化落地仍面臨著諸多技術(shù)瓶頸。最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)包括數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升、算法優(yōu)化的完善以及復(fù)雜場(chǎng)景下的安全性保障。首先是數(shù)據(jù)問題。數(shù)據(jù)是智能駕駛技術(shù)優(yōu)化的核心，但僅依靠單車智能采集的有限數(shù)據(jù)，難以滿足自動(dòng)駕駛算法的迭代需求。根據(jù)美國(guó)蘭德公司的一項(xiàng)研究，自動(dòng)駕駛汽車需要完成至少177億公里的測(cè)試?yán)锍蹋拍艽_保其駕駛安全性達(dá)到或超過人類駕駛員的水平。如此龐大的測(cè)試需求，顯然無法單純依賴車輛自身完成，必須借助外部的基礎(chǔ)設(shè)施和云端數(shù)據(jù)資源。其次是“長(zhǎng)尾問題”。所謂長(zhǎng)尾問題，是指自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要應(yīng)對(duì)無數(shù)復(fù)雜的特殊場(chǎng)景，這些場(chǎng)景可能在日常中出現(xiàn)頻率較低，但對(duì)系統(tǒng)的安全性要求極高。如大霧天氣中高速公路上的視線受阻、施工區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化、突然出現(xiàn)的行人或動(dòng)物等場(chǎng)景，都是“長(zhǎng)尾問題”的典型代表。傳統(tǒng)的單車智能模式在應(yīng)對(duì)這些情況時(shí)往往力不從心，因?yàn)槠鋫鞲衅鞯母兄秶邢蓿瑳Q策時(shí)間緊張。

自動(dòng)駕駛長(zhǎng)尾問題示意圖

成本也是制約自動(dòng)駕駛技術(shù)普及的重要因素。高性能傳感器（如激光雷達(dá)）、高算力芯片以及復(fù)雜的算法研發(fā)，導(dǎo)致了單車智能的高昂成本。如何通過技術(shù)創(chuàng)新降低單車的成本，同時(shí)提升其效率和可靠性，成為行業(yè)亟待解決的問題。

3.單車智能的局限性與車路協(xié)同的必要性

傳統(tǒng)的單車智能模式，雖然在感知和決策能力上已經(jīng)取得了一定突破，但其發(fā)展受限于硬件設(shè)備的性能瓶頸。車輛搭載的激光雷達(dá)雖然可以探測(cè)數(shù)百米范圍內(nèi)的障礙物，但在大雨、大霧等惡劣天氣條件下，其性能可能大幅下降。即便是當(dāng)前被視為標(biāo)桿的特斯拉FSD系統(tǒng)，也在某些特殊場(chǎng)景中表現(xiàn)出明顯的不足。在此背景下，車路協(xié)同技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通過將車端智能與路端基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合，車路協(xié)同可以有效彌補(bǔ)單車智能的短板。通過在路側(cè)部署高清攝像頭、毫米波雷達(dá)和通信基站，車輛可以實(shí)時(shí)獲取更廣范圍的環(huán)境信息，不僅能夠識(shí)別超出自身感知范圍的障礙物，還可以通過云端平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全局協(xié)同調(diào)度。這種方式不僅提升了自動(dòng)駕駛的安全性，還顯著降低了車輛對(duì)昂貴硬件的依賴。

“車路云一體化”系統(tǒng)方案的提出與核心構(gòu)架

1. “車路云一體化”的技術(shù)創(chuàng)新

“車路云一體化”系統(tǒng)方案，是對(duì)傳統(tǒng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的顛覆性升級(jí)。它將“單車智能”“車路協(xié)同”“AI云平臺(tái)全局協(xié)同”三種技術(shù)模式有機(jī)融合，形成了一個(gè)系統(tǒng)化、全局優(yōu)化的解決方案。

車路云一體化系統(tǒng)方案示意圖

在這一方案中，車端負(fù)責(zé)車輛的實(shí)時(shí)感知與局部決策，路端負(fù)責(zé)大范圍的環(huán)境信息采集與補(bǔ)充，而云端則通過強(qiáng)大的計(jì)算能力，進(jìn)行全局分析與最優(yōu)調(diào)度。這種多端協(xié)同模式，既保留了單車智能的自主性，又提升了系統(tǒng)的全局感知能力，為高等級(jí)自動(dòng)駕駛的規(guī)模化落地提供了可能。在城市道路中，車路云一體化方案可以通過路側(cè)設(shè)備采集交通流量、信號(hào)燈狀態(tài)、行人動(dòng)態(tài)等數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)反饋給車端，幫助車輛完成精準(zhǔn)的路徑規(guī)劃。同時(shí)，云平臺(tái)還可以根據(jù)全局交通狀況，調(diào)整信號(hào)燈配時(shí)或優(yōu)化車隊(duì)調(diào)度，進(jìn)一步提升交通效率。

2.系統(tǒng)方案的三大組成部分

（1）車端智能：?jiǎn)诬囎灾鞯幕A(chǔ)

車端智能是整個(gè)系統(tǒng)的核心之一，主要負(fù)責(zé)車輛的局部感知與決策功能。通過在車端搭載多種高性能傳感器，如毫米波雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等，以及強(qiáng)大的計(jì)算芯片。這些設(shè)備可以實(shí)時(shí)采集車輛周圍的環(huán)境信息，并通過深度學(xué)習(xí)算法，判斷道路狀況、障礙物位置以及其他交通參與者的動(dòng)態(tài)。在繁忙的十字路口，車端可以通過攝像頭識(shí)別信號(hào)燈狀態(tài)，并結(jié)合激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)判斷行人和車輛的相對(duì)位置，從而選擇最佳的通行路徑。此外，車端智能還通過V2X通信技術(shù)，與路端設(shè)備和云平臺(tái)保持實(shí)時(shí)連接，獲取更加全面的信息支持。

（2）路端協(xié)同：感知范圍的延伸

路端協(xié)同是車路云一體化方案的最大亮點(diǎn)之一。通過在道路兩側(cè)部署高清攝像頭、毫米波雷達(dá)、數(shù)字道路基站等設(shè)備，路端協(xié)同不僅可以提供連續(xù)無盲區(qū)的環(huán)境感知，還可以有效彌補(bǔ)單車智能在視野范圍上的不足。

路側(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)

在高速公路上的復(fù)雜場(chǎng)景中，路端設(shè)備可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車流密度、道路施工情況以及潛在的障礙物，并將這些信息通過RSU（路側(cè)單元）傳遞給車端和云端。這種多層次的協(xié)同感知能力，使得車輛可以在更早的時(shí)間內(nèi)獲得預(yù)警信息，從而提升駕駛的安全性。

（3）云端協(xié)同：全局優(yōu)化的關(guān)鍵

云端協(xié)同通過AI云平臺(tái)，對(duì)來自車端與路端的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析和處理，為整個(gè)交通系統(tǒng)提供全局優(yōu)化方案。依托用了云+邊緣計(jì)算的架構(gòu)，結(jié)合實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高并發(fā)、低延時(shí)的通信能力。在突發(fā)事件如交通事故發(fā)生時(shí)，云平臺(tái)可以快速分析事故地點(diǎn)的交通流量變化，并實(shí)時(shí)向相關(guān)車輛發(fā)送繞行建議。同時(shí)，云平臺(tái)還可以對(duì)整個(gè)城市的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，為信號(hào)燈配時(shí)優(yōu)化、車流引導(dǎo)等決策提供支持。這種全局協(xié)同能力，不僅提升了單車的行駛效率，也為智慧城市的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

“車路云一體化”方案的實(shí)際應(yīng)用

1.城市交通場(chǎng)景中的成功實(shí)踐

蘑菇車聯(lián)的“車路云一體化”方案已在全國(guó)多個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了實(shí)際應(yīng)用，例如衡陽、大理、成都等。在這些城市中，蘑菇車聯(lián)通過部署路側(cè)數(shù)字基站和車端協(xié)同設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了交通信號(hào)燈與自動(dòng)駕駛車輛的無縫對(duì)接，優(yōu)化了城市交通流量。以蘑菇車聯(lián)的衡陽項(xiàng)目為例，該方案覆蓋了城市核心區(qū)域，包括隧道、立交橋、無標(biāo)線鄉(xiāng)村道路等復(fù)雜場(chǎng)景。通過車端、路端和云端的協(xié)同，車輛不僅能夠高效完成路徑規(guī)劃，還能應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的處理。數(shù)據(jù)顯示，該項(xiàng)目的日均數(shù)據(jù)采集量超過5PB，為自動(dòng)駕駛算法的持續(xù)優(yōu)化提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支持。

2.高速公路中的應(yīng)用探索

在高速公路場(chǎng)景中，車路云一體方案需通過建設(shè)智慧高速基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛貨運(yùn)編隊(duì)、自動(dòng)駕駛養(yǎng)護(hù)巡檢車等功能。例如，在京港澳高速的部分路段，蘑菇車聯(lián)部署了車路云一體化數(shù)字道路基站，覆蓋了全路段的實(shí)時(shí)感知與通信功能。借助這一方案，貨運(yùn)車輛可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟車、動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃，從而降低能耗并提升運(yùn)輸效率。

3.景區(qū)與園區(qū)場(chǎng)景中的商業(yè)化落地

蘑菇車聯(lián)作為自動(dòng)駕駛行業(yè)深度參與者，在車路云一體方案中得到了廣泛，如其將解決方案擴(kuò)展至旅游景區(qū)和工業(yè)園區(qū)場(chǎng)景。在云南大理的智慧景區(qū)項(xiàng)目中，自動(dòng)駕駛巴士和觀光車輛已實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行，為游客提供了便捷的出行服務(wù)。同時(shí)，通過云平臺(tái)對(duì)景區(qū)內(nèi)的車輛進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，不僅提升了運(yùn)營(yíng)效率，也減少了交通擁堵和安全事故。

車路云一體化的優(yōu)勢(shì)與未來展望

1.技術(shù)優(yōu)勢(shì)：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)同優(yōu)化

車路云一體化方案是通過海量數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了算法的持續(xù)迭代。其路端設(shè)備能夠采集全天候、多維度的交通數(shù)據(jù)，并結(jié)合云端的強(qiáng)大算力進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。這種協(xié)同優(yōu)化能力，使得系統(tǒng)在面對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景時(shí)更加從容。

2.經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：成本降低與效率提升

相比于傳統(tǒng)的單車智能模式，車路云一體化方案有效降低了單車的硬件成本。通過將部分計(jì)算任務(wù)轉(zhuǎn)移至云端，車輛對(duì)高性能芯片的依賴減少，同時(shí)路端設(shè)備的數(shù)據(jù)補(bǔ)充也降低了車輛對(duì)昂貴傳感器的需求。

3.安全優(yōu)勢(shì)：從個(gè)體保護(hù)到系統(tǒng)性安全的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的單車智能主要依靠車輛自身的感知和計(jì)算能力來做出決策，雖然在一定程度上能夠保障單車的安全，但在更復(fù)雜的交通網(wǎng)絡(luò)中，單一車輛的視野和反應(yīng)速度很難完全避免潛在風(fēng)險(xiǎn)。而“車路云一體化”通過全局的感知和實(shí)時(shí)的決策優(yōu)化，從系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)了更高的安全保障。以高速公路上的突發(fā)事件為例，傳統(tǒng)模式下，后方車輛在感知前方事故時(shí)往往只能依賴車載傳感器，這可能導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間不足。而車路云一體化方案能夠通過路端設(shè)備提前發(fā)現(xiàn)異常，并通過云端計(jì)算平臺(tái)快速向后方車輛發(fā)送預(yù)警信息，使其在事故區(qū)域前數(shù)公里處就能減速或變道。這種“超視距”感知能力顯著降低了交通事故的概率，為駕駛員和乘客提供了更高水平的安全保障。此外，在城市道路中，路端設(shè)備對(duì)交通信號(hào)燈、行人橫穿、非機(jī)動(dòng)車動(dòng)態(tài)等信息的感知更加精準(zhǔn)全面。如在夜晚或惡劣天氣條件下，路端設(shè)備通過高清攝像頭和毫米波雷達(dá)實(shí)時(shí)采集道路信息，并將數(shù)據(jù)同步到云端，結(jié)合車輛的感知能力，形成雙重冗余機(jī)制，從而大幅提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4.運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)：多場(chǎng)景商業(yè)化的可能性

車路云一體化方案不僅具備技術(shù)上的先進(jìn)性，還在商業(yè)化應(yīng)用方面展現(xiàn)出廣闊的潛力。目前，該方案已成功落地于城市、景區(qū)、園區(qū)以及高速公路等多種場(chǎng)景，每個(gè)場(chǎng)景都結(jié)合了特定的應(yīng)用需求，展現(xiàn)出強(qiáng)大的靈活性。在城市場(chǎng)景中，車路云一體化助力智慧城市建設(shè)。通過部署智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合云平臺(tái)的全局優(yōu)化能力，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以與紅綠燈、行人信號(hào)、道路標(biāo)識(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交互，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化交通管理。同時(shí)，車輛可以實(shí)時(shí)調(diào)整路徑，減少等待時(shí)間，提高道路利用效率。在園區(qū)和景區(qū)，自動(dòng)駕駛的優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在安全和效率方面，還能帶來更好的用戶體驗(yàn)。在大型工業(yè)園區(qū)中，自動(dòng)駕駛清掃車、配送車和巡邏車等功能車輛已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)，幫助企業(yè)降低運(yùn)營(yíng)成本并提升管理效率。而在景區(qū)中，自動(dòng)駕駛觀光車為游客提供了便捷舒適的出行方式，同時(shí)減少了私家車進(jìn)入景區(qū)帶來的擁堵和污染。在高速公路場(chǎng)景中，車路云一體化的價(jià)值更加突出。通過對(duì)全路段的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)可以優(yōu)化車流調(diào)度，降低高速公路上的事故率和擁堵率。此外，針對(duì)貨運(yùn)車輛，該方案支持自動(dòng)駕駛貨運(yùn)編隊(duì)技術(shù)，不僅提升了運(yùn)輸效率，還顯著降低了燃油消耗，為物流行業(yè)帶來了實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)效益。

5.數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)：打造交通大腦，實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字化治理

車路云一體化方案的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一在于其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)收集和處理能力。路端設(shè)備具備全天候、全時(shí)段、全覆蓋的數(shù)據(jù)采集能力，可以捕獲比單車智能更廣范圍、更高維度的交通數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過云端AI平臺(tái)進(jìn)行處理和分析，形成可視化的“交通大腦”，為政府部門、企業(yè)和普通用戶提供全面的決策支持。政府可以借助云平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析能力，對(duì)城市交通運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并制定科學(xué)的交通治理政策。例如，調(diào)整紅綠燈配時(shí)、規(guī)劃公交優(yōu)先線路或優(yōu)化共享單車點(diǎn)位布局等。此外，系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交通違法行為，提供取證數(shù)據(jù)，從而提升執(zhí)法效率。對(duì)于企業(yè)而言，車路云一體化能夠?yàn)槲锪鳌h(huán)衛(wèi)、安防等領(lǐng)域提供高度智能化的運(yùn)營(yíng)解決方案。物流企業(yè)可以通過系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃功能，優(yōu)化運(yùn)輸線路，降低成本。而環(huán)衛(wèi)部門則可以借助自動(dòng)駕駛清掃車的高效作業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市衛(wèi)生的精細(xì)化管理。

政策驅(qū)動(dòng)與市場(chǎng)前景

1.國(guó)家政策的全力支持

“車路云一體化”作為一種前沿技術(shù)，得到了國(guó)家政策的全力支持。從頂層戰(zhàn)略設(shè)計(jì)到地方試點(diǎn)落地，中國(guó)政府在多個(gè)層面推動(dòng)車路協(xié)同和智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展。2019年9月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》明確提出，要加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車和車路協(xié)同的研發(fā)與應(yīng)用，推動(dòng)道路基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化升級(jí)。2022年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了車路云協(xié)同的重要性，提出要實(shí)現(xiàn)“人—車—路—云”系統(tǒng)的全面聯(lián)通。此外，工信部、交通部等多個(gè)部門也發(fā)布了一系列政策文件，支持車路云一體化技術(shù)在城市道路和高速公路的應(yīng)用推廣。地方政府方面，一些城市已經(jīng)率先開展車路云一體化示范項(xiàng)目。北京通州區(qū)通過建設(shè)數(shù)字化交通網(wǎng)絡(luò)，率先探索城市級(jí)車路云協(xié)同系統(tǒng)的應(yīng)用。成都、衡陽等城市也積極推動(dòng)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的落地提供了技術(shù)和政策保障。

2.市場(chǎng)規(guī)模的快速增長(zhǎng)

在政策的驅(qū)動(dòng)下，車路云一體化的市場(chǎng)規(guī)模正快速擴(kuò)大。根據(jù)賽迪顧問的預(yù)測(cè)，到2025年，中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將接近1.7萬億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到46.7%。與此同時(shí)，中國(guó)智慧交通市場(chǎng)的規(guī)模預(yù)計(jì)將超過2.33萬億元，覆蓋了包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智慧道路建設(shè)、車聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域。此外，隨著5G技術(shù)的普及和車路協(xié)同基礎(chǔ)設(shè)施的完善，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的市場(chǎng)滲透率將進(jìn)一步提升。例如，車路協(xié)同設(shè)備的部署和運(yùn)營(yíng)成本逐年下降，推動(dòng)更多城市和企業(yè)加入到智慧交通的建設(shè)中。

審核編輯 黃宇