2025年5月29日,由中国汽车工程学会汽车大数据应用分会、北京理工大学联合主办的“2025汽车大数据应用产业大会暨中国汽车工程学会汽车大数据应用分会成立大会”在北京亦庄隆重召开。大会以“数智驱动 擎启新章”为主题,聚焦汽车大数据在电动化、智能化、网联化转型中的核心作用。
大会主题演讲环节,西安建筑科技大学校长、长安大学教授、中国汽车工程学会副理事长赵祥模带来以《智能网联汽车技术体系及创新发展》为题的演讲,从三方面详细解读了智能网联汽车技术体系及创新发展,系统解析了智能网联汽车的内涵与外延,厘清了智能网联汽车的技术边界,提出了测试评价的实践路径。
西安建筑科技大学校长、长安大学教授、中国汽车工程学会副理事长赵祥模
以下为演讲回顾:
各位专家学者,大家上午好!
今天以《智能网联汽车技术体系及其创新发展》这个题目和大家做一个交流,在座有很多汽车领域专家,智能网联汽车相信各位都非常熟悉了,针对智能网联汽车大家都说了很多,我想主要讲两个问题:一是把它的技术体系从我个人理解给大家简单梳理一下;二是围绕智能网联汽车未来创新发展所面临的一些关键问题,主要是关于它测试评价问题,向大家做一个简单的报告。
我从四个方面简单梳理一下:
一、智能网联汽车内涵及外延
重点讲智能网联自动驾驶方面,传统的智能车都是把感知决策、控制全部融到车上,把车做成一个智能体,相当于独立的机器人然后放出去跑,不管外部的条件。但是发展到现在,另外一条技术路线,基于泛在互联的智能车,即我们通常所说的智能网联汽车,应该说是未来发展和应用的方向。
我国提出车路云一体化来支撑自动驾驶,它会带动庞大的产业体系。但从这样一个发展路线看,我想智能网联汽车就不单纯是车了,我们搞车的人可以说是具有网联功能的汽车,但真正站在智能网联的角度来看,智能网联汽车实际上是一个以智能车和车联网为基础,以交通核心参与者,人-车-路-环境作为网络节点,通过多源交通信息感知与融合技术,借助泛在网络通信来实现普适计算和交互,这样构成的一个体系,也可以说它是一个复杂网络。不是简单的车,是实现车与车、车与路、车与一切相关要素互联互通,就是我们讲的V2X。
从技术层面上这是一个非常庞大的跨界融合技术体系。我国对这方面很重视,现在无论是企业界、产业界还是政府,都出台了一系列方式来支持,因为它必将催生形成庞大的产业体系。根据这样一个概念,智能网联汽车产业结构涉及的范围非常广,基础层、集成层、应用层这些方面产业结构是很大的。另外,我融合了各个方面的知识,也参考了它的产业图谱,无论是上游、中游、下游,涉及的面非常宽。
二、智能网联汽车的关键技术
针对这么庞大的体系,它的核心关键技术是哪些?它涉及的技术面很宽,无论是车端、路端、云端、网端涉及的范围非常大。我这里整合了各个方面的说法或者是国家资源,它的框架体系应该从这几方面来描述:
一个是基础理论,作为一辆车在路上跑,不能单纯只从车的角度来看,要和交通系统融合起来。它的一些基础理论,包括人-车耦合、车-车/路耦合、人-车-路耦合还有安全方面理论,这些基础理论也同样需要研究。
二是关键技术,涉及到它的网络通信、协同自动驾驶以及智慧出行,这几方面交通领域的人都研究比较多。另外还有测试评价工具链,这一系列构成它的技术体系。
最后是集成应用。这么庞大的体系,未来在车里面是移动的智能终端,还会出来一些信息化的衍生产品,无论是车载端、手机端、云端,车上能够完全实现手机的所有功能,包括娱乐、影音、购物都可以。甚至说是未来人类生存的第三空间,第一空间是大千世界、物理世界,第二空间是网络虚拟空间,第三空间就是移动终端,我们可以在上面办公、娱乐,它的框架体系涉及的范围很宽。
现在又有新的说法,包括我现在在西安建筑科技大学任职,建筑领域说未来的建筑空间是更大的智能终端。大家都讲智能终端,建筑智能化之后,针对这样一个体系,中国智能网联汽车创新联盟把关键技术体系归成了“三横两纵”,实际上不管从哪个角度,还是前面那个框图,都是殊途同归。这个框架体系我总结了一下,它的核心技术可能是这十个方面,我觉得最关键的这十个方面问题我们协同推进、深入研究,把这些问题解决了可能其他的关键技术就迎刃而解。无论是从创新联盟还是这两个框架体系,虽然涉及的面很宽,但是我觉得这十个方面的核心技术是它最核心的。
三、智能网联汽车测试评价
创新发展当中非常核心的是测试评价,不管是智能网联汽车还是智能网联自动驾驶汽车,测试评价问题我觉得是世界性难题。交通安全的检测,道路交通安全包括三个方面:一个是车端运载工具,汽车安全与综合性能检测,我们搞了几十年,我从八十年代末就开始做这个事,整车的检测,包括它的安全性、动力性、经济性、可靠性、尾气排放性、发动机的重要测试以及底盘,这套体系我们和国内龙头企业合作做了几十年,构建了我们国家整车出厂性能和在用车测试评价这套从理论体系、关键技术体系到产品体系,并且完全取代进口,现在在二三十个国家大量销售使用。在运载工具领域我们唯一两项国家科技进步奖就是我们团队牵头获得的。
第二个方面,道路与桥梁基础设施安全性能检测,包括它的表面特性、内部结构,比如表面的车辙、构造深度等等高速激光道路检测。还有桥梁内部缺陷这些测试,这个我们也做了十几年,也获得了国家科技进步奖一等奖。
所以从运载工具到道路基础设施,这两个融合起来就是未来智能网联汽车涉及到车路云一体化的。我们的车路构成一个体系,智能车路系统及其它的可信测试问题,我们也做了十几年的工作,在这个领域我们去年也拿了一个国家科技进步奖,尤其是围绕车路系统测试装备、通讯模组、车的终端,通过跟我们合作的企业也大量在国内外应用。针对未来自动驾驶智能网联汽车的测试评价、基于车路协同的自动驾驶测试评价、道路交通安全检测技术目前研究的热点、难点,也是前沿技术,我展开和大家讲一下。
近期某车企出现了一个比较大的事故,实际上即使像特斯拉也都大量出现过自动驾驶重大事故,可以说在自动驾驶水平最高的企业都会或多或少出现过一些重大事故,这些告诉我们什么呢?自动驾驶,不管是单车智能还是网联智能,必须经过严密的测试评价才能进入规模化应用,但这些稀有的场景很难穷尽,怎么解决?
智能网联汽车测试评价和我们传统车辆的测试评价相比,难度完全是质的飞跃。传统的车,把车辆的性能,安全性、动力性、经济性、可靠性等等这些整车的检测做完了就认为这个车是安全的,可以放出去使用。驾驶员考试的一些场景都是简单的场景,超车、变道、加速、减速,这些都能做了之后,车和人构成二元系统,就认为这个系统是安全的。
但是对于未来,人、车、路、网、环境、任务强耦合的系统,怎么证明我们机器驾驶车辆能够穷尽所有的场景?所以它的测试评价无论从维度和难度都显著提升,不可能穷尽所有场景去进行测试评价。兰德公司关于“里程焦虑”就是这样出来的,它经过模型推算,如果要证明一个机器驾驶的车辆它的有效性和人类车辆的智能是一致的,甚至超过人类的一致,要穷尽所有的场景测试,必须要跑177亿公里的里程,就是100辆车以每小时60公里的速度,一天24小时跑,要跑400辆,才能够穷尽所有场景。
所以说,我们如何找到有限场景测试能够等效出无穷场景测试,构建这样一套测试评价体系,目前是世界性难题。现在出现的这些事故都是边缘的、临界的1%不到的场景,但是汽车的安全又必须要做到万万万无一失才行。所以对于智能网联汽车的测试不仅仅是整车,还有它搭载的各种系统和组件,包括功能测试、性能测试、安全性测试、稳定性测试等等。
针对这些问题,联合国自动驾驶智能网联工作组提出一个折中的办法,“多支柱法”,实际上就是三个支柱:虚拟仿真、封闭场地、公共道路测试。前面是审核和认证,从你的设计整个过程做工作。但是这只是一种折中的办法,都是相互独立的几个支柱,很难构建一个完整的测试评价体系,也存在很多问题。无论从某一个仿真也好,场景测试也好,它是有限的,不可能穷尽,这个我不展开分析。
我们总结了一下,目前针对自动驾驶或者智能网联汽车测试评价,总体上集中起来就是这些问题:
1、缺少科学系统的多维度智能网联汽车测试评价理论体系;
2、测试场景数据库不够完备,场景数据解构与自动重构技术亟待突破;
3、柔性测试工具链和自适应加速测试技术尚不完善;
4、封闭测试场地构建方法、场地测试技术及核心测试装备有待突破;
5、尚无完善的系统级和整车级的测试评价标准体系。
四、我们开展的相关工作
我们通过近十几年的研究,构建了一套基于金字塔模型的智能网联汽车多层级测试评价体系,这里面涵盖很多内容,每一个层级都有它的相关测试。
金字塔结构模型分级解构是这样一个体系,包括测试场景库、测试的方法以及评价的体系。针对这样的思想我们构建了全国高校唯一的车联网与智能汽车试验场,现在有的高校也在做,但没我们这么好的条件,他们在校园里做,我们有一个400亩地的专属试验场,这是封闭场地的测试。我们做了大量的多模式通讯性能支持智能网联汽车它在什么样的情况下,哪一种模式是最有效的,在什么样的场景下,做了大量测试评价,这方面数据的整合比对。
交通部面向交通运输行业的首批自动驾驶封闭场地测试基地,我们也得到了认证。另外,与山东高速共同建设双向52公里智能网联高速公路全尺度测试基地,现在这个基地也对外面开放了,我说争取向国外开放,就因为场景设计的比较丰富,现在奔驰、宝马、丰田排队做测试,山东高速目前主要是面相国内,他们一年的收入也差不多上亿了。
我们和中汽中心合作,在牙克石开展多种智能网联汽车封闭气象模拟测试场景的构建,我们的一个重点研发专项,这个已经结题了,也开展了大量的工作。另外,还研发了系列化智能网联汽车场地测试装备,自动驾驶的测试装备和传统测试装备也有本质的区别。包括假人,要引进一个德国的将近上百万,因为它对电磁波的辐射反射特性和人体一样,还有高密度电池支撑,有一套人工智能的控制,模拟人的各种姿态,现在已经控制在30万以内。
我们研发了一套整车在环仿真测试系统整体解决方案,并且把这个做成大型测试装备,这是我们的一代,目前整车在环可以开102种典型场景的各种测试,这是我们的一代产品,你的自动驾驶放到我这个平台上,我给你注入各种各样的场景,我可以在短时间内做大量的加速测试、极限场景的测试,最后你的决策控制性能,包括你的算法,全部提取出来,最后做一些评价,这个是一代的。二代的车路耦合特性,动力学特性更好了,把这些都加上去,并且全电控,时间效应也比较好。国内外相关工作都在我们这用这个平台开展了大量的试验验证。
我们借助试验场开发了一套虚实融合的测试系统,把你有限的场地可以无限扩展,这套系统也是非常复杂的,大家如果有时间可以到我们那去体验一下。去年8月份面向全球发布这样一套系统,国家自然科学基金委员会去年20个全国车队到最后决赛的时候就用我们这套系统进行了自动驾驶虚实融合的挑战赛,他们号称是国际首次用这样一种方式。他们原来的挑战赛都是在一段路封闭的场景,那个场景非常有限,我们这可以穷尽,随机生成各种场景进行测试,各种各样的测试车辆。前面这些都是我们虚拟场景给他构建的,这个场景来自我们真实场景采集最后转化的,包括后面这些雨雪、冰雾,我们都可以在平台上产生,来开展各种方面的测试评价。
去年8月份面向全球发布了这套系统,当时在国内外引起了震动,大家都很关注这套系统未来的应用,这个也承担了一系列测试任务。东风的车到我们这,和他实际在道路上测试非常吻合。还有车辆队列,现在干线物流的自动驾驶国家也提上了议事日程,非常重视,这是在山东高速我们的4辆车,包括它的模型。时间关系不展示了。应该说国家重点研发专项围绕测试评价方面基本上都在我们这个团队。
最近我们有两本关于高等级自动驾驶的测试评价理论,还有整车在环的测试评价方法,科学出版社可能很快也会出版了。我们也参与了一些标准,包括国际标准的制定,今年就会发布一个汽车试验场的信息交付国际标准,很快会出来。我们的联盟大家都知道,可以关注一下。
我的汇报就到这里,谢谢大家!