下一代智能交通发展现状及趋势展望

下一代智能交通发展现状及趋势展望 中国国际经济交流中心中国经济咨询公司 2023年12月6日 项目主管: 张大伟,CCIEE副主席兼秘书长,原河南省副省长 项目副监理: 韩义虎,CCIEE副总经济师,中国经济咨询公司总裁 项目组长: 梅冠群，研究员，博士，CCIEE创新发展研究部主任唐林，中国经济咨询公司战略规划部主任 项目团队成员: 何欣如，CCIEE创新发展研究部助理研究员 张先国，中国汽车战略与政策研究中心行业管理研究主任，中国汽车技术研究中心（CATARC） 罗树廷，中国经济咨询公司战略规划部高级业务经理 Contents I.什么是下一代智能交通1 (i)下一代智能交通的主要内涵1 (ii)下一代智能交通的产业链4 (iii)发展下一代智能交通的重要性。5 II.全球发展下一代智能交通12 (i)总体情况13 (ii)主要国家或地区的发展18 III.中国下一代智能交通的发展27 (i)市场规模27 (ii)政策支持29 (iii)试点做法41 (iv)应用场景50 (v)基础设施60 (vi)结论61 IV.下一代智能交通的发展趋势与特点64 (i)促进参与实体的多元化发展64 (ii)面向电气化、智能化和连接性64 (iii)实现“软件定义车辆”的软硬件解耦65 (iv)该行业专注于技术和成本之间的平衡。67 (v)人工智能赋予自动驾驶功能69 (vi)多元化商业模式的探索与发展70 V.制约中国下一代智能交通系统的突出缺陷和瓶颈73 (i)顶层法律制度不完善73 (ii)政策体系设计仍需创新突破 ...................................................................................................................75 (iii)商业模式尚未形成闭环78 (iv)自动驾驶在技术上还不能解决长尾问题80 (v)测试路网的开放性不足81 (vi)缺乏明确统一的规则和标准82 (vii)一些自动驾驶商业模式面临许多发展限制83 (viii)尚未形成平衡安全性和利用率的数据循环系统85 VI.推进下一代智能交通系统建设的重要任务88 (i)支持企业大力开展智能互联技术创新88 (ii)完善建设的组织领导机制智能互联基础设施90 (iii)推动修订相关法律法规90 (iv)继续加大试点推广力度92 (v)探索智能转型数据的有效应用93 (vi)加强智能互联交通国际合作97 (vii)加强对智能互联交通的宣传和指导98 致谢99 I.什么是下一代智能交通 (i)下一代智能交通的主要内涵 当前，全球正掀起一股蓬勃发展的技术革命和产业变革浪潮。汽车行业正在见证与新能源 ，信息通信和其他领域相关的技术的快速集成。电气化、智能化和连通性已经成为汽车行业的主流趋势和趋势。新能源、新材料、互联网、物联网、大数据、人工智能等变革性技术的融合，正在重塑汽车从简单的交通工具到移动智能终端、储能单元、数字空间。 随着自动驾驶和车辆基础设施合作等技术的进步，包括汽车在内的交通模式正在逐步向智能化发展，为下一代智能交通铺平了道路。下一代智能交通是一种以智能化和连通性为特征的新型交通方式。在汽车领域，随着智能和互联网技术的快速发展，智能网联汽车正从研发阶段过渡到测试和应用阶段，并有望进入商业化部署阶段。本研究主要集中在下一代智能交通背景下的智能网联汽车领域。 -智能化。智能汽车是指应用大数据、人工智能等新技术，将传统汽车转变为下一代汽车，作为智能移动空间和应用终端。从技术角度来看，汽车正在逐步从由人为控制的机械操作产品转向由电子信息系统控制的智能产品。从行业角度来看，汽车正在与数字和其他行业进行全面融合，显示出数字化和智能化的特征。从一个。 从应用角度来看,汽车正逐步从单纯的交通车辆向智能移动空间和应用终端转变,成为各种新兴经济业态和模式的重要载体。智能汽车涵盖各个方面，例如智能驾驶舱，智能导航，自动停车和辅助驾驶。从未来发展趋势来看，智能汽车最重要的方向是自动驾驶。自动驾驶技术可以分为六个级别，从L0到L5：L1到L2是驾驶员辅助，L3作为自动驾驶的分界线，L4在大多数场景下实现自动驾驶，无需人为干预，L5代表全自动化。基于当前的行业发展趋势，辅助驾驶和自动驾驶技术正在从L2逐步发展，迭代进步导致L3和L4。 图1-1自动驾驶等级示意图数据来源：汽车工程师协会 图1-2自动驾驶人类驾驶员与自动驾驶系统功能分类示意图数据来源：汽车工程师协会 -连通性。连接车辆是指下一代汽车，它包含先进的车辆传感器，控制器和执行器，集成了现代通信，网络，物联网和云计算技术，以实现车辆与各种实体之间的智能信息交换和共享，包括车辆，道路，驾驶员和云。联网车辆配备了复杂的环境感知、智能决策和协同控制等复杂功能。联网车辆的核心在于将车辆和路边基础设施都视为数据终端。通过收集和交换数据，它们促进了驾驶员、车辆、道路和云之间的高效协作，为自动驾驶和其他智能功能等应用提供了重要的数据支持。 图1-3互联汽车架构示意图数据来源：国家智能网联汽车创新中心 (ii)下一代智能交通的产业链 下一代智能交通的产业链涵盖了各种相关领域，包括汽车制造，自动驾驶，车辆-基础设施合作，数据服务等。 -上游关键技术。这些技术包括三个层面：车辆、道路和网络。它们表现为“智能车辆” ，“智能道路”和“灵活网络”。具体而言，车辆层面涉及汽车执行与控制系统、终端与芯片、车载软件与算法、环境感知系统等，是实现自动驾驶技术的核心要素。道路层面涉及新的智能交通系统、新能源和充电设施、新的基础设施系统,为实现车-基合作提供了显著支撑。网络层面包括高精度定位测绘、通信网络、应用软件、信息服务等,是实现车基协同技术的重要保障。 -中游制造集成。这包括智能制造，运输企业，组件供应商，车辆制造商，系统集成商，信息安全供应商等。 -下游服务应用。这包括港口，矿区，干线物流，无人送货，无人环卫，Robotaxis， Robobus等各种应用场景。 图1-4：下一代智能交通全产业链图来源：研究团队作图 (iii)发展下一代智能交通的重要性 下一代智能交通的发展对于促进高质量和可持续发展，同时满足人民对美好生活的渴望具有重要的战略价值。它对塑造产业生态系统、驱动国家创新、提升交通安全、实现能源效率和减排具有深远影响。在战略层面,智慧交通引领交通领域的技术革命和产业变革,体现 了一个国家在基础技术、制造业、技术创新等方面的实力。它已成为的核心领域之一。 5 userid:414195,docid:152181,日期:2024-01-23, 全球技术竞争。经济上，智能交通不仅提升了汽车行业，还催化了相关行业的转型，创造了新的商机。在社会上，它彻底改变了移动系统，带来了巨大的社会效益，例如改善了交通流量，减少了事故，提高了旅行效率并降低了温室气体排放。《中国制造2025重点领域技术路线图》预测，到2025年，信息化和智能化车辆可将交通效率提高80%，事故减少90%，死亡人数减少90%，道路交通减少CO。2排放和能源消耗超过25%。 图1-5开发下一代智能交通的意义和价值资料来源：研究团队的制图 -主要国家之间竞争的重要领域之一。智能交通是全球战略和技术竞争的关键领域，代表着 各国在基础技术、制造能力和技术创新方面的综合实力。智能互联交通趋势是汽车发展的必然轨迹。世界上主要国家都开始了。 战略举措，旨在确保尖端核心技术，并争取在全球智能交通领域的领导地位。中国在智能网联汽车方面具有一定的优势，特别是在C-V2X、云平台和集成汽车制造等领域。它在关键传感器、软件算法、地图定位和信息安全等关键领域保持着竞争地位。此外，中国已经开发了基于开源内核的企业级自动驾驶系统，包括操作系统、工具链软件和仿真系统。此外，中国在基础设施发展方面表现出明显的优势，在5G通信覆盖，道路网络规模和北斗导航卫星定位系统方面处于全球领先地位。这些优势使中国在下一代智能交通技术和行业的全球竞争中处于有利地位。 图1-6国家智能互联汽车产业发展指数前25名（2020年）数据源：CCID -推动行业朝着更高质量和更高的方向发展。下一代智能交通代表了出行模式的“颠覆性创 新”。在 规模经济的推动作用，将推动汽车行业向更高质量和变革性发展。根据麦肯锡的估计，到2030年，基本连接车辆（L1和L2）的潜在年收入增长预计在每辆车130美元至210美元之间，而先进连接车辆（L4和L5）的收入增长估计在400美元至610美元之间。潜在的成本削减预计分别在100美元至170美元和120美元至210美元之间。同时，智能交通将通过降低劳动力成本、增加运营时间和提高燃油效率来展示经济价值，解决交通领域的许多痛点，如司机短缺、劳动力成本上升和交通安全。不恰当的驾驶习惯、频繁的刹车、长时间的怠速会增加车辆的油耗，而自动驾驶可以模仿熟练驾驶员的逻辑操作，从而降低油耗。以港口的自动化集装箱卡车为例，计算表明，每辆自动化集装箱卡车每年可为港口节省约20万元的劳动力成本和约18万元的能源成本，同时连续运行24小时。美国卡内基梅隆大学发表的题为《自动驾驶汽车燃油经济性测试》的报告指出，自动驾驶汽车的燃油经济性将提高10%，其节能效率将随着自动驾驶的普及和技术的进步而进一步提高。 表1-1自动驾驶中不同行驶速度下燃油效率的提高 driving 速度（英里/小时） 0-30 30-40 40-50 50-60 自动驾驶 系统(公里/升) 3.49 5.43 5.91 5.56 人类驾驶 (公里/升) 3.14 4.56 5.46 5.46 提高燃油效率 21% 17% 8% 3% 数据来源：中信证券 -强大的溢出效应带动相关产业的发展。下一代 智能交通将带动传统汽车行业的创新，并将对电子信息、零部件设备和车辆端服务等行业产生广泛的溢出效应。一方面，将增强配套产品的软硬件能力，显著提升毫米波雷达、超声波雷达、摄像头等硬件组件的性能。以毫米波雷达为例，根据AIOT研究院初步测算，我国毫米波雷达市场总规模预计将从2018年的31亿元人民币增加至2022年的86亿元人 民币，车载毫米波雷达市场规模将达到70亿元人民币。另一方面，智能交通将有助于扩大汽车行业的后市场能力，满足人们的多样化需求，并将车辆转变为移动服务终端，而不仅仅是交通工具。此外，智能交通将在交通、出行、信息服务等领域产生协同效应，促进新模式、新业态、新经济等新消费的发展。 -推动商业模式创新，打造新的应用场景。智能 运输将颠覆传统的汽车销售模式，将盈利周期延伸到车辆的整个生命周期，同时极大地拓展商业应用场景。它通过提供软件订阅，智能驾驶操作和数据分析等服务来创建一个新的生态系统。“软件定义车辆（SDV）”的概念正在成为行业的重要趋势。根据麦肯锡的预测，到2030年，汽车公司将通过服务和数据销售每年创造4500-7500亿美元的增量价值 。同时，随着汽车智能化的不断进步，它将产生大量不同类型的数据，包括外部环境数据 、车辆运行数据、车辆使用数据、车主个人数据、通信、支付数据等。这将为行业内数据驱动的企业创造巨大的市场机会。 -更好地保证交通安全。驾驶员违规，缺乏驾驶经验以及个人限制或感知约束是导致道路交通事故的重要因素。根据CIDAS（中国深度事故研究）数据库，该数据库涵盖了2011年至2021年涉及乘用车的5664起事故，与驾驶员相关的因素约占案件的81.5％。其中，由 于驾驶员无法提前识别和感知危险而导致的事故占79.9%。因不屈服造成的事故占43.4% ，其次是超速、车道使用不当、酒后驾驶、违反交通信号、疲劳驾驶。在智能交通场景中消除人类驾驶员在降低道路交通风险方面发挥着重要作用。统计数据表明，辅助驾驶系统 ，部分自动化和条件自动化可以将车祸减少50-80％。在高度自动化的驾驶环境中，自动驾驶汽车一方面依赖于全面的感知系统、智能的决策系