朱西产:5G助力新四化,迎智能汽车革命
8月20日,由中国汽车工业协会主办、承办的“818中国汽车新消费论坛”在线盛大举行。同济大学汽车学院教授朱锡灿发表了演讲。他说:汽车行业的旧价值体系正在崩塌,围绕未来汽车的新价值体系正在构建。就像我们已经看到的智能手机的魔力一样,也许再过五、十年,我们就会迎来全新的智能汽车,而这场技术革命的速度可能会超出我们的预期。100多年前,汽车取代马车只用了13年,于是这场颠覆性的技术革命就来了。以下是这次演讲的记录:
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我是同济大学汽车学院的朱-陈,今天我想讨论的是移动性即服务,即MaaS和未来的城市出行。
中国正处于高速城市化进程中,汽车市场需求十分旺盛。下面两张图展示了过去十年城市化进程和汽车市场的快速增长。
随着汽车进入家庭,快速的城市化加速了中国的汽车工业,但汽车与城市的关系是不可持续的。汽车进城入户后,带来了交通拥堵。2021年以来,全球汽车产量开始转向下行,2021年我国汽车年产量达到峰值2994万辆。2021年后,汽车进入负增长。
私家车在城市出行难,开车停车难,所以现在汽车已经进入负增长阶段。在全球汽车负增长中,有一种车型进入了高增长阶段,那就是新能源汽车。从全球电动车销量趋势来看,首先中国市场迎来了高速增长。从去年开始,欧洲市场成为全球电动车增速最高的市场,因此汽车行业正在经历一场革命,有人将其解读为百年一遇的出路。这个出路是能源革命、5G通信、人工智能三大基础技术革命带来的,这三大基础技术将是驱动下一阶段经济发展的三节车厢。
汽车现在有多好?还是不好?传统汽车企业正经历产能过剩、销量下降、利润下降,但就在这个档期,新的造车力量涌入汽车行业。现在汽车行业谁都活不下去,公司的销售业绩和市值都出了问题。
实际上,新造车企业的产销量不到1%,99%以上的市场在传统车企。传统汽车占据了99%以上的市场,但它们已经失去了市场价值,所以全球汽车行业处于如此混乱的状态。
汽车工业必将迎来一场新的革命,我称之为汽车的“新四化”。首先是碳排放带来的电气化,然后是智能化、网络化,以及适应未来城市出行的共享化。尤其是在这些国际大城市,基于中国和欧洲已经进入新能源汽车高速发展市场的情况,我们可以看到今年美国也开始考虑是否要让汽车行业全面电气化。
因为美国想加入国际碳排放协议,美国也不得不考虑汽车电气化。美国认为自己在汽车电气化领域已经落后。目前,汽车电气化的关键是动力电池。现在汽车动力电池容量的80%在中国。因此,在汽车“新四化”中,“汽车电气化”的第一场战役已经打响。在中国政府的布局下,在汽车电气化的战役中,我们暂时做得还不错。
当然,除了纯电动汽车之外,电气化还有另一个不确定性,那就是燃料电池和氢能之后会发生什么,目前还不确定。
进入这个行业的新造车势力瞄准的是智能。目前传统汽车完全由重要人物驾驶,需要一个理想的驾驶员。这个司机要专心开车才能保持安全,但这样理想的司机其实是不存在的。我们需要一辆能容忍司机疏忽的汽车。这款车有一定的自动驾驶能力,在市场上有较大的需求。
第三场可能在五年后开始的主要战役是分享。大家都会说出租车和网联汽车不是共享汽车?是的,但是目前,很难完全用传统出租车和司机驾驶的网上汽车来取代私家车。但是如果这辆出租车完全自动驾驶会是什么样子呢?我们会放弃购买私家车吗?因此,随着自主驾驶程度的提高,城市共享出行也将发生质的变化。
因此,围绕智能化,汽车三大战役或汽车新四化将进入新的篇章。我们的智能生活需要智能手机和智能汽车。现在我们基本满足于智能手机,但是对于智能汽车,大家都会说有ADAS系统和驾驶员辅助系统。这不是已经很聪明了吗?在毫米波雷达和摄像头环境感知传感器的支持下,这样的初级智能汽车实际上并不能吸引用户。我们需要什么样的智能汽车?
新造车势力提到的L3还不能称之为无人驾驶。这车还是有司机的,但是和传统的汽车司机相比,这个司机有一个优势,那就是你可以疏忽大意。如果你不想开车或者有事情要处理,可以把驾驶权交给车,分心的司机或者不理想的司机也可以安全舒适地驾驶和控制这辆车。这是我们需要的智能汽车。
如何才能实现L3级智能自动驾驶汽车?围绕自动驾驶,汽车的电子架构发生了变化。过去嵌入式电子架构失败,应该采用计算能力更强的架构。过去,步行速度不够。需要以太网和人工智能算法来主导新一代智能汽车的自动驾驶算法,以及激光雷达、高精度地图等。最典型的就是特斯拉。特斯拉以其电力和更强的自动驾驶能力而闻名。
所以我们想要的是有自动驾驶能力的车。在SAE J3016中,L0、L1、L2只能称为辅助驾驶,L3、L4只能称为自动驾驶。人们需要的不是只能辅助驾驶的汽车,而是高等级的L3、L4自动驾驶汽车,这是我们对未来汽车的需求。
L3汽车开发有多难?除了电子架构的改变,更多的环境传感器和高计算能力,还有安全长尾的问题。比如特斯拉就是目前自动驾驶领域最强大的量产车。这款车在正常使用中也得到了用户的认可。用户会使用它的自动驾驶,但我们不知道它什么时候会发生交通事故。所以L3自动驾驶汽车的安全长尾问题就是最近提到的预警功能的安全性,将自动驾驶的场景分为一、二、三类。第一类是已知的安全场景,第二类是已知的不安全场景。这两类都可以在开发过程中进行测试和评估,但难点在于第三类,称为未知不安全和未知不安全场景。
这是特斯拉事故的视频。对于这款智能车来说,感觉不到扫地机。它不知道这辆车的存在。当然不会刹车,所以撞上了。那么自动驾驶汽车发展到什么时候会出现这个问题呢?到目前为止,我们还不知道。
目前国际上的做法是采用迭代开发的方法,先搭建L3、L4高档自驾汽车的新电子架构搭建硬件,然后交给用户,让用户在使用过程中发现它们存在哪些漏洞,也就是第三个未知的不安全场景,然后通过这种迭代的方式进行开发。
有个问题。我们应该把一辆安全的汽车交给用户。这难道不会让用户成为你的测试者吗?要知道,当用户过于信任这款车的时候,就会出现很多问题,比如特斯拉发生的事故,有的人可能会睡着,有的人甚至会从前排驾驶员的位置跑到后排位置,因为他完全相信这款车。这辆车通常看起来像自动驾驶汽车,但仍然有第三种未知的不安全场景。一旦发生这种情况,如果司机不能及时监督,就会发生交通事故,所以这是一个自驾难的地方。
即使是L3,还有很多问题需要解决。L3改造了一辆车,但L3车能改变城市交通吗?
正如我前面所说,随着汽车的增加,城市可能会因为交通堵塞和停车困难而无法可持续发展,汽车行业也是如此。L3解决了一辆车的问题,让不理想的司机可以安全驾驶,同时也提高了驾驶的舒适性。但是L3汽车能改变城市交通和我们的出行吗?你能解决城市的道路交通拥堵吗?你能解决停车问题吗?似乎解决不了。
因此,人们需要更高水平的自动驾驶汽车,即无人驾驶汽车,它可以彻底改变一个城市的交通,改变我们的出行方式。一旦无人驾驶汽车出现,共享出行才是与私家车竞争的真正能力。
这里有一个问题。刚才我们说L3这么难。能否实现L4的无人驾驶?无人驾驶技术成熟的状态如何?这张表是加州政府每年发布的一份关于测试期间无人驾驶汽车分离的报告。它给出了一个指标,称为每次分离的里程。在这些无人驾驶汽车的道路测试中有一名安全官员。如果开车没问题,安全员也不用在意。但是,如果出现问题,安全员应及时干预,以避免无人驾驶测试车辆发生事故,并确保其安全。这个指标叫做一次分离的平均里程。
该指标通过将这些测试车辆的总测试里程除以每年的接管次数获得。一趟的平均里程基本可以描述无人驾驶汽车的技术成熟度。2021年百度在美国获得第一名,一趟的平均里程已经达到了1.8万多英里,还是蛮牛气的。像百度、Waymo这样的头部企业,与背后的企业还有巨大的差距。
但是距离1.8万英里的头号无人驾驶汽车真的能用吗?能商业化运营吗?很明显,如果撤了安全员,很有可能会发生3万公里左右的事故。如果安全员不拆,这款无人驾驶汽车的商业化运营还有价值吗?Robotaxi最大的价值在于去掉司机后,行程变成了高频率、低成本的共享行程。Robotaxi省下的钱主要是司机省下的钱。
像现在的网约车,公司还是很难赚钱的。一些网约车公司还在烧钱,大部分钱都付给了网约车司机。所以,从商业运营的角度来看,无人驾驶汽车要想商业化运营,有商业价值,摆脱安全员还是非常困难的。
用人工智能电子驾驶员来代替人类驾驶员,现在最高水平是3万公里左右,可能需要人工接管。这对于商业运作来说是不可能的。我该怎么办?还有其他技术可以让无人驾驶汽车落地吗?我们想到了5G,在高可靠性、短时延通信的支持下,网络是否智能化,道路能否通过5G通信进行数字化、智能化改造。
自动驾驶难在两个地方,一是感知,二是决策。车端的感知中有很多地方存在遮挡,遮挡后就无法感知了。换个角度看,不会消除遮挡吗?汽车的计算能力还是有限的,能不能搬到云计算上去?没有5G的高可靠性和短时延通信,这些想法是不可能实现的,所以5G提供了一种新的方式,我们可以将车、路、人结合起来,提高自主驾驶的能力。
安全官员在车里没有商业价值。车路云的联网智能有没有可能把被监管人员放在后台,让一个人监管多辆车?随着自动驾驶能力的提高,一个监管员可以监管越来越多的车辆。这时候,商业模式可能有保障。
继Apollo之后,百度今年发布了Apollo air,这是一个由路侧感知支持的车、路、云的网络化智能系统,将自行车智能带到了网络化智能。特别是在车路协同的情况下,消除了路口的遮挡,我们常说的“鬼探头”的危险场景。这是今年6月,百度在北京发布的Apollo Air。在路侧的支持下,通过5G短时延通信将车与陆云融为一体,有效提升了汽车的自动驾驶能力。
还有,后台一个监管人员如何监管10车、20车、30车、50车,需要一个辅助系统,所以智能汽车不能停留在L0-L2的ADAS、L3、L4车,在L2+落地量产,看看通过车路云融合,在5G通信的支持下改造道路后,能否实现真正的无人驾驶L4。
当然,大家都会说,路上装智能摄像头,5G短时通信要多少钱?谁来做?这是中国政府2021年发布的《交通强国建设纲要》。在这个目标中,有道路的数字化灵感、智慧道路和全新的智慧道路系统。在这个目标下,有望实现道路的智能化。
因此,汽车行业的旧价值体系正在崩溃,围绕未来汽车的全新价值体系正在构建。就像我们已经看到的智能手机的魔力一样,也许再过五、十年,我们就会迎来全新的智能汽车。这场技术革命的速度可能会超出我们的预期。100多年前,汽车取代马车只用了13年,所以当这场颠覆性的技术革命到来时,不要低估它的发展速度。
纯电动无人驾驶,65年前就有这样的专利和想法。如今,一辆无人驾驶电动公交车已经开始在多个示范区落地。通过公交线路路侧的信息化改造,这样一款有后台监管的无人驾驶汽车很有可能在近几年实现。北京、上海、深圳、广州等很多城市已经有了这样的示范线路。
无人出租车更是难上加难,需要在更大范围内改造路侧。现在国内很多示范区也发放了驾驶出租车上路测试的牌照,进入了这样的发展。
另一件是低速无人驾驶汽车。O2O电商在中国已经成为一种非常重要的商业模式,这也是非常方便的,但是有一个问题,那就是最后一公里的最终交付。传统电商还是靠快递小哥,而低速无人驾驶汽车可以解决最终的发货问题。今年北京已经允许这样的无人低速送餐车上路,我估计其他城市也很快会出台相应的规定。
传统汽车行业造车销售。如果汽车厂造无人驾驶汽车,为什么卖给我?只需进入服务。这种情况是在无人矿山,也就是沃尔沃集团的无人卡车已经进入了这一步。这些车不能卖给矿山。而是去矿山承担货运,按运输量结算。因此,汽车企业可以制造无人驾驶汽车,这表明汽车行业已经从制造转向服务。这就是移动即服务的概念。
丰田发布的E Palette也是如此,把私有制变成了个性化分享,把找服务的人变成了找人的服务。这样的无人驾驶汽车已经远离了交通的概念,成长为一个全新的移动智能空房间。
我们已经看到了第四代无线通讯所等来的智能手机、移动互联网的革命,随着第五代无线通讯的发展,我们正在憧憬5G移动物联网,带来的全新智能汽车的革命。
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