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自1990年代初期,美国就通过“智能交通系统(ITS)”项目支持智能网联车的发展。2009年和2014年,美国连续开展了关于自动驾驶的战略研究,并在2016年发布了自动驾驶车辆政策指南。欧洲议会早在1988年就正式启动了“专用道路设施安全项目(DRIVE)”,并持续资助与智能网联车相关的技术研发和应用。
2015年,欧盟发布了GEAR 2030战略,联合汽车、信息技术、通信、保险和政府部门,重点推进高度自动化和联网驾驶领域的合作。日本政府也将自动驾驶和车与车之间的通信视为重要方向和目标,并设立了如车辆信息与通信系统(VICS)和先进安全车辆(ASV)等项目。2014年,日本发布了“战略创新与创造项目(SIP)”,将自动驾驶列为十大战略领域之一。
目前,美国在智能网联车相关核心技术方面处于主导地位,并在产业链的不同环节拥有均衡的实力;欧洲有强大的整车制造商(OEM)和供应商群体,拥有悠久的汽车工业传统和专业知识;而日本在智能安全技术应用方面相对先进。全球领先的汽车制造商,如梅赛德斯-奔驰、宝马、沃尔沃、通用汽车、福特、特斯拉、丰田和日产,都在大力投资和推动PA级自动驾驶产品的商业化,同时一些高端品牌也推出了CA级自动驾驶产品。
智能网联化被称为是中国汽车工业“变道超车”实现历史性转型的“下半场”,其发展动态非常类似“上半场”,即在短时间内出现的成熟而具有全球竞争力的电动汽车电池产业(Wang et al.,2022)。
自2019年以来,中国新能源汽车整体需求中智能网联车的市场渗透率持续快速增长。
图1显示,智能电动车(SEV,主要是乘用车)在新能源车中的市场份额从2019年的14.1%迅速增长到2020年的27.0%、2021年的37.9%、2022年的51.7%,以及2023年前10个月的69.3%(亿欧智库, 2023)。
中国一批领先智能网联汽车制造商的快速市场份额增长也证实了智能网联技术的显著市场渗透,其中许多是新能源车新兴企业。
表1显示了2023年前10个月中国领先智能电动车品牌的销售情况。在这些品牌中,只有3个品牌是外资独资或合资,其他品牌均为中国自主品牌。 特斯拉、蔚来、小鹏和理想等新能源车新兴企业,通过设计更开放和可扩展的硬件和软件架构以及灵活推出颠覆性功能,在乘用车的智能网联技术方面有所领先(Alochet et al., 2021)。
比亚迪、长安、广汽、长城和吉利等主流OEM也在加速推出智能网联车车型。这些数据表明,中国基于智能网联汽车的出行服务正在稳步扩展。
表1 - 2023年1月至10月中国前15大智能电动车(SEV)品牌销售数量(以万台计)
在商用车领域,一汽、东风、陕汽和福田生产的5G智能重型和轻型卡车在港口运输场景中得到了应用;公交公司如宇通、金龙、海格、中车电动和安凯推出了智能网联公交车;中国重汽最近也开始大规模生产智能网联重型卡车。
技术上,中国的智能网联车行业正快速赶上美国等先导国家,并与全球技术进步保持一致(CADA, 2021)。目前全球约43%的自动驾驶发明专利都来自中国。基于国家实现技术独立和科技霸主地位的战略,智能网联车供应链也越来越本地化。
辅助驾驶系统已经在中国实现大规模生产,而且2023年在我国销售的新能源车中约55.3%安装了L2及以上的辅助驾驶功能(CPCA, 2024)。用于智能网联车的激光雷达和视觉芯片已实现国产化生产(如禾赛、速腾聚创)。
5G通信技术、北斗导航定位技术、传感器等不断发展,为智能网联汽车发展提供了配套技术及设施。
多种自主开发的自动驾驶计算平台和芯片已经实现装车(如华为和地平线在逐步取代Nvidia和Qualcomm)。基于北斗卫星系统的高精度地图(如百度、高德)已经商业化并达到国际先进水平。智能网联车已在公园、机场、矿区等封闭和半封闭场景中得到展示和应用;而无人自驾出租车和最后一公里无人配送等出行服务在多个试点城市也已商业化运营。
随着技术的发展和大规模建设,中国的C-V2X测试示范活动也逐渐进入全面探索阶段。全国范围内已安装超过3000套道路基础设施,开通了超过142.5万个5G基站,多个示范区实现了地图数据覆盖。一些汽车公司也陆续在中国推出了配备C-V2X技术的大规模生产车型(如广汽、一汽、北汽、上汽、长城、吉利、蔚来、福特、别克、奥迪)。
得益于数字化技术,使车辆能够与周围环境和驾驶员进行连接,智能网联汽车具有解决交通拥堵、减少道路事故和改善出行便利性的潜力。智能网联汽车产业涉及一个全新的服务、运营和基础设施生态系统,由各种各样的参与者和利益相关者组成,这不仅引发了产业的转型,还对社会安全和可持续性产生了直接影响(ENISA, 2021)。
智能网联车系统非常复杂,需要人、车、路、云等多个要素的有效整合和高速互动,更重要的是必须制定专门的行业规范和法规。由于许多相关功能仍处于快速发展和不断迭代的阶段,智能网联车还面临网络安全和数据安全等挑战(ENISA, 2021)。
智能网联汽车需要通过网络进行数据传输和交互,这也意味着智能网联汽车面临被黑客获取车辆信息、篡改数据的风险。此外,软件系统存在漏洞和错误,可能导致系统崩溃。
目前,一些国家和地区已经采取了“例外和豁免”及逐案处理等方式,对智能网联车产品和服务的准入施加限制,同时继续探索创新的安全监管方法。
随着新能源车行业日益成熟和竞争力增强,中国也正推动下一代智能网联汽车(ICV)行业及其产业链的发展。
目前,从交通管理到商业货物再到城市服务,许多新的商业模式在公共和私人领域的应用都被逐步开发出来。具体场景如港口和矿区已率先启动了试点运营;在许多大城市的某些有限区域,无人驾驶出租车、无人物流和无人清扫也开始了展示性使用。
我们的研究发现,通过中央政府和地方政府采取的一系列政策措施,中国的智能网联汽车正快速成长为一个相对独立的“产业”。政府通过提供密切监督和后续支持,在鼓励创新项目和协调示范应用中发挥着不可或缺的作用。也因为智能网联汽车产业链较长,涉及众多参与者,其产业结构也呈现出一种完整“生态系统”的构造雏形。
在国家顶层设计和相关政策的指导下,中国所有主要省份和城市都积极投入推动智能网联汽车在人员和货物运输中的应用。在《中国制造2025》(2015)中,智能网联汽车的发展首次被正式提升到国家战略层面,无人驾驶被列为未来汽车产业转型的重要方向之一。
根据《智能汽车创新发展战略》(2020),智能汽车的发展能带来多重利好:
1)提升基础产业能力,实现关键技术突破,增强引领新一轮技术革命和产业变革的能力;
3)加快建设制造强国、科技强国、网络强国、交通强国、数字中国和智慧社会,增强中国在新时代的综合实力;
4)保障生命安全,提高运输效率,推动节能减排,提高人民福祉(国家发改委, 2020)。从这些表述中可以明显看出国家对智能汽车产业寄予的高度期望。
中国通过借鉴其新能源车产业政策的成功经验,按照“从实验中学习”的方法,逐步制定、实施和完善智能网联汽车产业的各种指导方针和管理指令(Wang et al., 2022)。
智能网联汽车系统非常复杂,不仅需要先进的技术设备,更重要的是需要人、车、路、云等多个要素的整合和互动。专门的行业规范和法规是进行智能网联汽车应用测试和示范的必要条件。
为了加快智能网联汽车产业的建设,自2015年以来,中国政府及有关负责部门发布了一系列政策标准和意见,以指导和规范智能网联汽车产业的发展(见表2)。
特别值得指出的是,早在2017年,工信部就发布了《国家智能网联汽车产业标准体系建设指南》(后简称“建设指南”),宣布了中国发展智能网联汽车的目标,并为建立国家标准体系提供了阶段性目标。
该指南自发布以来已多次修订,目前的标准体系基于“两纵三横”的核心技术架构,如图2所示(工信部, 2023)。
两纵维度包括:功能安全与预期功能安全、网络安全与数据安全技术。该架构全面展示了技术逻辑,明确了各标准在智能网联汽车技术体系中的地位和作用。同时,它将能网联汽车的技术相关性与移动终端、基础设施、智慧城市、出行服务等相关元素结合起来,充分体现了跨行业协作的特点。
在“建设指南”总体发展框架的指导下,一系列国家政策陆续出台,推动智能网联汽车产业步步高升。2018年,工信部发布了《智能网联汽车产业发展行动计划》,为2020年及以后的发展设定了路线图,构建了包括技术突破、标准制定、试点项目和示范区域、基础设施、生态系统及国际合作在内的关键发展计划。
2020年,国家发改委及其他十部委联合发布了《智能汽车创新发展战略》,这一重要文件为2025年、2035年和2050年提供了战略愿景,并设立了实现这些目标的关键任务和详细政策,包括建立开放创新系统、跨行业生态系统、基础设施系统、规章制度和标准系统、智能网联汽车产品监督系统和网络安全系统六大方面,提供了全面且可操作的框架。
同年,国务院发布了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,为未来15年提供了战略指导,将新能源汽车作为智能网联技术应用的载体,支持企业跨行业合作,发展包括高精度地图和定位、V2X通信以及线控执行系统等关键技术和产品,通过具体业务场景推广智能网联汽车的示范和规模化应用。同时,加快完善道路交通、事故责任和数据使用等方面的政策和法规。
借此东风,全国范围内建立了越来越多的示范区和试点项目;中央政府也很快认识到需要为智能网联汽车市场准入和产品监督提供更明确的指导。2021年国家发布了《关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见》,其中明确规定,智能网联汽车制造企业应承担数据安全、网络安全、软件升级、功能安全的主要管理责任,并确保产品质量和生产一致性。
通过“从实验中学习”,这些政策在智能网联汽车产业发展深化过程中不断调整和演变。目前,中国智能网联汽车的发展正从初步测试阶段转向多场景示范和应用的新阶段,这需要不断改进相关规章和标准。
2023年11月发布的《开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作》充分体现了这一点。该新指令针对最先进的L3和L4自动驾驶汽车,概述了参与试点项目的公司所需遵守的详细规则和技术参数,以及五个主要实施阶段。
2023年12月出台的《自动驾驶汽车运输安全服务指南》则是中国首个关于自动驾驶汽车商业运营的国家性法规,进一步显示了中国正在加快监管体系建设,以适应规模化阶段的需求。
为了进一步通过多层次合作加速智能网联汽车的研发和实施,2017年在工信部指导下成立了“中国智能网联汽车产业创新联盟”(CAICV)。
该联盟很快发展成为一个创新机构,不仅支持政府决策,还推动了行业发展,充分发挥了跨行业、政产学研用协同创新平台的重要驱动力。至今,该机构在政策和战略研究、关键技术开发、标准和法规制定、测试示范、学术交流和国际合作等方面做出了强有力的贡献。
这些国家政策与其他紧密相关的产业战略(新能源汽车、人工智能、芯片、自动化等)共同构成了一个全面且结构化的框架,为地方政府、企业以及所有利益相关者进行创新和应用提供了支持,从而有效推进智能网联汽车产品和服务的试验、改进和产业规模的扩大。同时,它们还促进了政府财政和社会资金对技术密集型和快速迭代的智能网联汽车产品和服务所需的产业资本的加持。
在上述国家政策的指导下,中国所有主要省份和城市已经启动了智能网联汽车应用的推广计划。具体场景如港口和矿区已经率先进行试点运营;在开放道路和特定区域,如无人驾驶出租车、无人驾驶物流车队和无人驾驶市政清扫等也落地了示范项目。
到2023年底,中国已开通超过20,000公里的智能网联汽车测试道路,共选定了17个国家级测试示范区、7个车联网(IoV)试点区和16个智能城市用于发展智能网联汽车产业(见图3)。
自2015年以来,工信部开始在全国范围内逐步布局和建立智能网联汽车示范区。2021年5月,北京、上海、广州、武汉、长沙和无锡被选为首批“双智”试点城市,以推动智慧城市基础设施与智能网联汽车的协同发展。同年12月,第二批 “双智”试点城市公布,包括重庆、深圳、厦门、南京、济南、成都、合肥、沧州、芜湖和淄博。
这16个试点城市分布在中国的不同省份地区,涵盖了广泛的地理区域。它们都具备坚实的汽车产业基础,并且有多样化的经济和社会需求。
很快,在上汽、长安和东风等主要整车制造商以及百度、滴滴、小马智行、文远知行和嬴彻科技等领先的互联网/软件公司的推动下,大量智能网联汽车试点项目纷纷涌现出来 (见表3)。截至2023年上半年,全国已发放超过2800张智能网联汽车测试许可证。
在智能网联汽车的应用方面,城市之间存在一定程度的差异。2022年,中国智能网联汽车产业创新联盟收集了各城市在智能网联汽车应用场景方面的信息 (见表4)。
数据显示,目前主要有10种商业场景正在进行试点应用:自动驾驶出租车、自动代客泊车、通勤巴士、自动驾驶巴士、高速卡车、港口、矿区、环卫、巡逻和最后一公里配送。
其中,通勤巴士、最后一公里配送和自动驾驶巴士是应用最广的试点项目,其次是市政环卫、自动驾驶出租车和巡逻。这些选择背后有明确的合理性。首先,通勤巴士和自动驾驶巴士运行的是点对点固定行程,这使得智能网联汽车系统的管理相对容易。
其次,疫情引发的封锁和客户对无接触交易的需求,以及劳动力成本的增加,导致中国无人配送服务的快速增长。另外,地方政府也通过在公共领域投放智能网联汽车进行市政环卫和巡逻服务,加快自动驾驶技术的实施和推广。而自动甚至无人驾驶的出租车几乎已成为城市智能化发展的最佳名片。
相比之下,自动代客泊车、高速卡车、港口和矿区等场景则非常具体,并且高度依赖环境,这需要量身定制的项目设计和专门的车队管理,因此它们的应用复杂性较高。
从区域发展水平来看,根据中国智能网联汽车产业创新联盟2022年的数据,在试点城市中,上海、广州、北京和武汉在智能网联汽车的实施方面相对领先。这些城市都采取了强有力的支持政策,有众多智能网联汽车产业链企业参与,试验项目和应用场景多样化,这些都为商业化提供了有利条件。
在2023年期间,上海发布了至少5项关于智能网联汽车发展的关键政策。2023年4月,上海正式颁发了首批智能网联汽车租赁示范运营证书。目前,来自8家公司或联盟的共160辆车辆正在进行智能网联汽车租赁、智能重型卡车和无人巴士的常规运营,累计出行服务超过92,000次,货运量超过66,000标准箱。
上海还推出了首个基于立法的无人驾驶智能网联汽车路测许可,并向7家公司和30辆车颁发了无人驾驶测试许可证,累计测试里程达94,700公里。
根据《上海智能网联汽车发展报告(2023)》,截至2023年底,上海共有912平方公里的开放测试区;共32家公司和774辆车获得了道路测试和示范申请许可证;自动驾驶累计测试里程达到744万公里;6家公司投入了46台无人驾驶设备,完成了50,000个智能配送订单和54,000小时的智能清扫操作。
同期发布的《广州智能网联汽车路测及应用示范运营年度工作报告(2023)》显示,截至2023年底,广州已开放797条测试道路,涉及白云、花都、番禺、黄埔、南沙和海珠6个行政区。共有15家测试机构的415辆智能网联汽车获得了道路测试许可证,总测试里程达1719万公里。
此前,“广州南沙城市出行服务自动驾驶先导应 用试点”入选交通运输部办公厅第二批智能交通先导应用试点项目,根据试点内容,项目将以南沙区全域开放为中心,辐射开放单向里程不少于1700公里的自动驾驶道路,设立不少于1000个运行站点。
在基础设施建设方面,该市安装了460套道路设备、897套传感器设备、343个计算单元和96个专用改造交通灯,还设计并开发了120个车联网应用场景,并启动了L4车队的试点项目。此外,广州还建立了CA认证体系。
2021年4月,北京建立了中国首个智能网联汽车试点区,并向百度、滴滴、小马智行等公司颁发了首批道路测试许可证。政策优先区域包括225平方公里的亦庄新城、大兴国际机场及围绕亦庄的六条高速公路。2021年11月,北京启动了中国首个自动驾驶出行服务商业试点项目。2023年5月,北京发布了中国首部自动驾驶数据安全管理法规《北京智能网联汽车政策先行区数据安全管理办法(试行)》。
2024年2月,大兴国际机场至市区的无人驾驶出行服务正式投入运营,使北京成为世界上首个在城市与机场之间运营自动驾驶乘用车的首都。而且早在2020年,北京顺义区就计划建设“全球低速无人配送示范区”,并建立了相关管理体系。
武汉在实施智能网联汽车项目方面也处于领先地位。武汉是中国首个颁发智能网联汽车商业化试点许可证和智能网联道路建设规范的城市,也是首个向中心城区和机场无人驾驶接驳服务开放公共测试道路的城市。
截至2023年底,城市内自动驾驶车辆的总测试里程已超过3378公里。Apollo Go(百度)目前在武汉运营着500辆无人出租车队,其中300辆为完全无人驾驶车辆,累计接到公众订单超过330万。
武汉已汇聚了包括东风悦翔、亿咖通科技和芯擎科技在内的130多家智能网联汽车产业链核心企业,并联合195家企业组建了“智能汽车与智慧城市协同发展联盟”,建立了“研发+测试+应用”闭环智能网联汽车产业生态系统。
上述领先试点城市的案例表明,在国家政策战略指导下,地方政府,特别是在初期探索阶段,通过制定具体有效的地方规章和发展计划,通过提供资金支持和推动经验技术的转化,并在项目实施过程中体现出较大的谈判能力和对多方资源的整合力,在智能网联汽车产业发展中发挥着极为重要而不可替代的作用 (Alochet et al., 2021)。
如果说产业生态提供了智能网联汽车的基础设施环境和应用情境,那么企业的商业模式才是未来产业发展的动力与核心。Alochet et al. (2021) 曾提出智能网联汽车出行未来的三种新模式场景:
1) 重新配置(产品中增加出行服务):在这种情况下,允许智能网联硬件和软件被集成到车辆中,主导者仍然是汽车制造商;
2)替代(自动驾驶出租车):在这种情况下,未来的出行方式完全取代当前的车辆+驾驶员出行模式,汽车制造商和科技公司都可以成为这一转型的领导者;
3)区域化开放出行平台(自动驾驶巴士、无人驾驶公共服务):在这种情况下,政府和公共部门有主要能力和责任在上游阶段引导出行服务的设计。
在中国这三条路径都展现出重要的进展,智能网联汽车所有关键潜在商业模型都得到了应用。随着车辆电子电气架构的颠覆性变化,大量互联网公司也通过跨行业合作进入了智能网联汽车行业,并将其定位为未来持续增长的推动力。
2024年3月,小米的首款电动车SU7正式发布,定位为“C级高性能生态科技轿车”。华为也一直在构建自己的“智能网联车生态系统”,目前正在通过与几家主要整车制造商的战略合作共同开发纯电动智能网联车,具体合作方式主要为三类:
1) Tier 1供应商模式:华为提供核心部件支持,而汽车主机厂仍在研发和商业化方面占据主导地位(例如广汽、上汽和吉利几何);
2) HI (Huawei Inside)华为内在模式: 即华为与主机厂共同研发,提供关键解决方案 (例如与北汽合作的极狐,与长安与宁德时代合作的阿维塔,还有与东风合作的岚图);
3)华为主导模式:在此模式下华为不仅深度参与研发,还投入自己的销售网络,同时利用汽车主机厂现有的车型开发平台(例如赛力斯和华为合作的问界,奇瑞和华为合作的智界,以及北汽和华为合作的 享界)(Li,2023 年)。
华为是一个很好的例子,说明颠覆性的技术及其商业应用如何改变创新管理模式和产业生态系统,从而导致以往传统主机厂主导的汽车行业资源纵向重新配置。
将智能网联汽车上升到国家战略发展层面并设立一系列试点城市和项目,这对加速中国智能网联汽车的发展和实施起到了决定性作用。
中央政府一直在提供战略指导,制定和改进相应法规及标准,促进产业发展框架的全面建设,推动地方政府、行业参与者和所有利益相关方开展具体的项目和试验。
地方政府在实施地方规则和试点项目、聚集技术能力、行业经验和财政资源以加速地方实践方面也发挥了重要作用。
在强大的国家雄心和政策推动下,中国企业一直在核心技术和操作系统方面赶超领先国家,并进入智能网联汽车行业的不同细分领域,不断提高供应链的本地化程度。
放眼全球,通信、信息、电子、汽车等行业的融合度不断提高,各国在产业链上通过相互持股、并购、联盟等形式的横向合作也日益增多。
Mello等(2021)在上海智能网联汽车研发中心的案例研究中发现,汽车主机厂不再是新生智能网联汽车生态系统的唯一领导者,而是与许多其他利益相关者(供应商、科技企业、网络提供商、政府部门等)合作,在更复杂的关系中运作,这也需要与以往不同的管理能力和制度安排。
当国际学术界还在热烈讨论汽车行业面临CASE(网联、自动驾驶、智能和电动)转型之际、主机厂是否真的失去了对创新和供应链管理的控制权时,
中国的经验表明,在新的智能网联汽车生态系统下,国家是真正的系统领导者,国家战略引导和产业政策支持正在成为任何一个有志于引领未来产业发展潮流的国家普遍采用的、不可或缺的工具。
如果说中国的经济体系特色是“制内市场”(Zheng & Huang, 2018),那么中国的智能网联汽车业也是一种国家塑造的“制内产业”。
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