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劉經(jīng)南：車輛將成為移動智能計算終端
劉經(jīng)南：各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，各位同行，今天我受邀請參加2014(第五屆)中國物聯(lián)網(wǎng)大會，與大家共同交流一下我們最近一直在倡導(dǎo)的汽車物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的一些進(jìn)展、趨勢和挑戰(zhàn)。我們汽車物聯(lián)網(wǎng)俗稱也叫車聯(lián)網(wǎng)，我將從車聯(lián)網(wǎng)歷程、目標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)、挑戰(zhàn)和相關(guān)戰(zhàn)略幾個方面進(jìn)行介紹。大家知道，中國的現(xiàn)代化必須突破農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、城市化、交通、能源、環(huán)境及大瓶頸的問題，而交通是解決這幾大瓶頸問題的焦點和抓手。
在交通問題中，汽車公路交通由于具有國省市主干網(wǎng)和縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)的齊備性又成為關(guān)鍵。這是我們國家在2010年時候的一個統(tǒng)計表，這個可以看到，我們國家交通的方式主要還是依靠公路，占了90%多，大家經(jīng)常用的民用航空、鐵路，甚至包括高鐵，以及水運，都不到10%，在中國的整個交通量里面。但是公路交通的安全有關(guān)廣大人民的生命，可以說我們的交通事故雖然在不斷的降低，但是它的傷亡量還是很大的，每年接近100萬的傷亡量，死亡量接近10萬，這是我們國家的統(tǒng)計，按照聯(lián)合國衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，我們比這個數(shù)字還要高的多得多。目前中國的汽車保有量最高將達(dá)到4億輛，2013年底已經(jīng)達(dá)到了1.37億輛，美國現(xiàn)在是2.35億輛建設(shè)汽車移動物聯(lián)網(wǎng)，是貫徹黨中央的一個安全發(fā)展戰(zhàn)略，也是安全中國的重大舉措。建設(shè)汽車移動物聯(lián)網(wǎng)就有希望實現(xiàn)交通的零傷亡這樣一個愿景，所謂零傷亡就是在目前的基礎(chǔ)上減少90%的交通事故。
大家知道，2010年8月，京西藏公路持續(xù)了20天的大堵車，被世界稱為中國超級世紀(jì)大堵車，2010年9月17日，11月17日北京全城大堵車，也令我們當(dāng)時的總理溫家寶高度的重視，另外，據(jù)世界上的統(tǒng)計，中國上班族每天上班路上花費的時間全球第一。我們國家中特大的城市都已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模交通擁堵的階段，其余的660個城市2/3以上也都出現(xiàn)了高峰的擁堵現(xiàn)象，并將逐步的進(jìn)入了全面的擁堵。另外一方面，交通是否暢通是考研政府管理水平的一個很重要的指標(biāo)。根據(jù)全球多國的統(tǒng)計，交通擁堵造成國民經(jīng)濟(jì)損失占GDP的1%，如果到2010年，如果不采取任何措施，這個損失將翻一倍。
所以擁堵增加了能量的損耗和廢氣的排放，擁堵情況下的燃料消耗是自有巡航情況下燃料消耗的2倍，所以另外一個方面，擁堵造成了溫室氣體排放約占與道路運輸相關(guān)的溫室氣體排放的17%。所以要控制，也是我們現(xiàn)在中央非常關(guān)注的一個方面。我們現(xiàn)在擁堵的治理大部分都是行政治堵的方法，這個不是一個治本的方法，治本應(yīng)該是政策和科技治堵，才是治本的方法。所以建設(shè)汽車移動物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)交通的零堵塞，并在不增加新的地面道路的情況先減少90%的交通堵塞。另外一個可以提高道路交通的極限通行能力，實現(xiàn)以科技治堵代替當(dāng)前的限號等行政治堵的管理策略。汽車移動物聯(lián)網(wǎng)能建設(shè)暢通中國，有望實現(xiàn)重大交通重大結(jié)構(gòu)性的節(jié)能減排，實現(xiàn)黨中央綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。所以汽車移動物聯(lián)網(wǎng)可以顯著的降低交通污染，第一代的網(wǎng)就可以降低原來的1/10到1/42，并對交通污染實現(xiàn)總量控制，控制霧霾的形成，保障人民的健康安全。實際在我們國家可以說90年代就開展了智能交通的研究，有一些節(jié)點實際上是推動汽車移動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的幾個關(guān)鍵點，我這里也把我們國家的發(fā)展歷程提一下。
在90年代智能交通發(fā)展的前提下，2003年9月26日，當(dāng)時的王大成院士帶領(lǐng)了很多專家上書國務(wù)院，建議發(fā)展中國汽車的心臟，他說我們中國的汽車由于發(fā)展沒有心，我們要發(fā)展中國汽車的心臟，使每一個汽車的計算機(jī)感知車況的這一部分成為我們國家主要的自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)。我們當(dāng)時也參加了這樣一個建議，在這個建議下，當(dāng)時旺達(dá)成院士就說了這樣的話，他說我老了，需要靠你們年輕一代專家院士繼續(xù)推動，所以有一些院士在2010年8月，就是世紀(jì)大堵車之前，正好也向國務(wù)院建議要推動國家移動汽車物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和試點工程，甚至涉及重大專項，后來多次不同院士團(tuán)隊向國家建議，得到了發(fā)改委、工信部、國務(wù)院的多次批示，這個工作一直在推動。
下面我介紹一下相關(guān)的最近發(fā)展起來的關(guān)鍵技術(shù)，也是點到為止。
第一，像智能感知，就是傳感器及傳感信息網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)，體現(xiàn)是更全面、更實時的車輛狀況信息獲取、車輛控制和智能路況的感知。第二，更豐富、更實時的道路網(wǎng)絡(luò)及環(huán)境信息，來推動汽車主動安全的這樣一種理念和技術(shù)的發(fā)展。在這個基礎(chǔ)上，多信息的融合技術(shù)。所以這個里面所謂的第一個網(wǎng)絡(luò)，就是要形成車路，車內(nèi)部的傳感網(wǎng)，車況的包括發(fā)動機(jī)、底盤、轉(zhuǎn)向、剎車、前后車輛的關(guān)系等等這樣一個感知網(wǎng)絡(luò)，這是車內(nèi)的傳感技術(shù)。還有道路相應(yīng)的傳感技術(shù)，道路的狀態(tài)，比如說道路的局部氣象，像南方，這面是陽光燦爛，轉(zhuǎn)一個彎到小山坡里面就是霧氣騰騰，或者再轉(zhuǎn)一個彎就是小雨。所以為什么有一個歌叫《冬季到臺北來看雨》，就是這種氣象，所以要對道路進(jìn)行感知。還要對路的標(biāo)記進(jìn)行感知，就是視覺感知，通過攝像頭進(jìn)行感知。另外通過雷達(dá)感知，剛才的圖和這個圖都是我們學(xué)校在武漢的廣場進(jìn)行激光雷達(dá)掃描來感知，這個綠色是自己的車，周邊是周圍感知小范圍內(nèi)的汽車的狀態(tài)、車輛的狀態(tài)，這樣可以判斷我本身的安全，實現(xiàn)主動安全的效果。再一個，多種技術(shù)傳感器及傳感信息網(wǎng)絡(luò)融合的這樣一個感知，視覺識別，地圖傳感器，三維街景地圖的傳感等等，多種信息的融合感知，來實現(xiàn)輔助我們的智能的駕駛。還有車載網(wǎng)絡(luò)終端的技術(shù)，因為車要跟外部進(jìn)行信息交換，所以他這個網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是非常重要的，現(xiàn)在有開放的智能移動計算平臺，有win的安卓的，還有其他的系統(tǒng)平臺的發(fā)展，但是要保證安全的，剛才我們鄔院士強(qiáng)調(diào)的，汽車物聯(lián)網(wǎng)里面安全是第一大重要的，就對移動計算平臺或者車子里面的所謂的計算機(jī)中心就提出來非常高的要求，他的硬件、他的操作系統(tǒng)等等。
車上的信息整合及記錄平臺，以后的車載都要要有相關(guān)的黑匣子，就像現(xiàn)在的飛機(jī)一樣，還有OBD信息整合，慢慢的要從現(xiàn)代的監(jiān)視走向監(jiān)控，就是要對車子能夠根據(jù)當(dāng)時的信息進(jìn)行實時的控制和調(diào)配，與車外環(huán)境的整合，感應(yīng)道路網(wǎng)絡(luò)、車間的傳感信息、記錄車外的環(huán)境信息等等。再就是交互技術(shù)，虛擬、語音識別、虛擬識別等等都成為汽車物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)里面的關(guān)鍵技術(shù)。這就是位置服務(wù)，這是關(guān)鍵的東西，還有車行都相關(guān)的。
另外一個關(guān)鍵的技術(shù)，就是實現(xiàn)車、人、路、環(huán)境協(xié)調(diào)的云計算服務(wù)，及其相應(yīng)的整合的技術(shù)。特別是云計算，包括路徑規(guī)劃，大量車的路徑規(guī)劃，智能交通的調(diào)度、云搜索、遠(yuǎn)程分析診斷，還有駕駛者及車輛大數(shù)據(jù)計算分析等等，這樣提供一個主動安全的城市智能交通系統(tǒng)。當(dāng)然我們云計算的平臺，這是個大的體系，所以是分級的，總的來說，云計算平臺包括兩個云，一個是我們說車輛移動控制中心的工作云，提供所有車輛的公共的信息，包括位置信息等等，另外，不同的行業(yè)、不同的部門有自己獨立的要求、需求，所以這種公有云提供一部分信息給私有云交通主管部門、位置服務(wù)、物流企業(yè)等等，來形成私有云，包括為用戶提供服務(wù)。當(dāng)然作為位置服務(wù)，我是搞這個方面的，也要進(jìn)行集合，使用戶有關(guān)的位置服務(wù)所要求的智能操作系統(tǒng)等等，我們提供的就是通過數(shù)據(jù)集合、數(shù)據(jù)集合、內(nèi)容集合，為用戶做到所要技術(shù)和所需技術(shù)。
我們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了相應(yīng)的可以同時管控百萬級以上的汽車實時管控平臺，正在做實驗，國家的863重點項目正在做這些工作。當(dāng)然還有一些通信技術(shù)，現(xiàn)在遠(yuǎn)距離通信技術(shù)等等，要實現(xiàn)人車通信、車路通信、車車通信等等。還有交通大數(shù)據(jù)的分析等等，這是未來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。輔助駕駛與無人駕駛技術(shù)，當(dāng)然無人駕駛技術(shù)，我相信在現(xiàn)在雖然有些國家預(yù)計，再過20年左右，出租車的服務(wù)都要實現(xiàn)無人駕駛，但是我相信在一些人煙稀少的國家可以，但是在中國這么稠密的交通狀況情況下，這種無人駕駛技術(shù)只能說推動智能型的輔助駕駛。
這是無人駕駛的場景，車子在急轉(zhuǎn)彎，可以達(dá)到四五十公里、五六十公里，現(xiàn)在可以達(dá)到一百公里了，我們有院士已經(jīng)帶了一個團(tuán)隊，實現(xiàn)從北京到天津無人駕駛110公里的速度，平均速度110公里。無人駕駛，很多人坐車之后前面沒有人，看了之后有點緊張，但是過程安全，從北京開到天津。主要就是逐步實現(xiàn)不是無人駕駛，是能夠自動駕駛輔助那些在人身體狀況出現(xiàn)問題的時候，或者在這些發(fā)達(dá)國家老年人沒有開車的年齡限制，只有身體檢查時間的縮短，像80歲、90歲照樣可以開車，所以就需要智能輔助駕駛的基礎(chǔ)來支持他。為了實現(xiàn)智能輔助駕駛，對我們搞導(dǎo)航和定位的人來說國際上提出了這樣的要求，道路引導(dǎo)的車載導(dǎo)航儀6到10米就夠了，但是交通管控比如說你要行駛在哪個道理上0.5精度，所以這樣才能實現(xiàn)輔助和自主駕駛，這是國際上的一個標(biāo)準(zhǔn)，這就要求實現(xiàn)高精度的亞米級的、分米級、厘米級的導(dǎo)航，這對我們做導(dǎo)航的人是巨大的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在正在設(shè)計這套系統(tǒng)。這是我們利用北斗衛(wèi)星在2012年4月，那時候北斗衛(wèi)星只有8顆衛(wèi)星，還沒有像現(xiàn)在的14顆衛(wèi)星，這是我們申院士坐在我們車上來檢查是不是真正達(dá)到了車道級，沿著邊緣一直在走，轉(zhuǎn)小彎都能看的清楚，這是利用北斗的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)更高一點，大概精度是0.5到0.9米之間，一般可以達(dá)到這樣的水平，就完全實現(xiàn)了車道級的管理。
路過立交橋底下，也只有幾秒鐘就可以恢復(fù)，下面的小轉(zhuǎn)彎大家可以看到，在這個小轉(zhuǎn)彎里面走到邊上都可以看的很清楚。這就是現(xiàn)在的汽車物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要實現(xiàn)語音識別、傳感器網(wǎng)絡(luò)、承載終端網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等等。