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        打造智能網聯汽車的中國方案!

        打造智能網聯汽車的中國方案!

        “您好!自動駕駛出租車為您服務!”曾經這是在科幻片中才會出現的場景,如今在北京亦莊,動動手指便可以通過手機輕松叫到一輛無需司機操作的自動駕駛出租車。在亦莊北京經濟技術開發區60平方公里的范圍內,國內首個自動駕駛出行服務的商業化試點已正式開放,未來,人們將可以在超過700個站點打到自動駕駛功能的智能網聯汽車從技術體系革新到開放道路示范,再到產業化落地應用,智能網聯汽車中國方案發展的背后,凝聚著李克強和他的團隊20多年來的探索與堅持。他求真務實、勇于創新,投身汽車智能駕駛新型系統的研究與開發,讓汽車智能化電動化融合重構成為可能;他直面挑戰、突破瓶頸,推動汽車高新技術的應用落地,使智能網聯汽車產業轉型升級不斷前行;他創新方法、凝聚共識,助力汽車強國“中國夢”早日實現,向世界貢獻“中國方案”;行勝于言的清華精神滋養著他,跨界協同,技術鏈不斷延伸,教書育人,桃李滿天下,佼佼者層出不窮。從“第一志愿”到畢生事業,從清華學子到行業戰略科學家,他始終追尋在筑夢的路上,沉潛剛克,奮發自強。

        智能網聯創新機遇,中國方案立足前沿

        您提出了“智能網聯汽車”這一術語,請問“智能網聯汽車”的具體定義是什么,它與“智能汽車”“自動駕駛汽車”“車聯網”等概念有何聯系與區別?

        李克強:“智能網聯汽車”,是“智能汽車”發展到新階段的完整表達,是汽車與移動通信、人工智能、云計算等新一代電子信息技術相互結合、融合創新的重要載體。

        對于各種概念間的關系,大家可以這樣理解:自動駕駛汽車與智能汽車定義相同,是指在汽車上安裝相關裝置,可以部分或完全地替代人來完成汽車的駕駛操作——比如,攝像頭、雷達替代了人的眼睛和耳朵去感知環境,中央控制器替代了人的大腦去進行思考決策,線控執行機構代替人的手和腳去控制加減速和轉彎,從而實現汽車各種級別的自動駕駛;車聯網,顧名思義就是在汽車行駛的過程中,實現車和車的聯網、車和基礎設施的聯網、車和云平臺的聯網、車和其他移動端的聯網,同時加上車內部本身的通信“網”,最終形成一張層層嵌套、環環相扣的動態移動通信系統網。某種意義上,智能網聯汽車即是自動駕駛汽車(智能汽車)發展的新階段,也是車聯網的重要部分。當然,對于這類交叉領域相關的新技術和名詞,不同的理解也有很多,以上是我們團隊從專業技術角度的解讀。


        您曾多次強調發展智能網聯汽車的“本地化屬性”,并積極推動智能網聯汽車的“中國方案”,這一方案的中國特色具體體現在哪些方面?


        李克強:是的,我們對智能網聯汽車提出了一個“中國方案”,它具有兩大特征。一是技術特征:智能網聯汽車“車、路、云、網、圖”融為一體,并能夠實現協同感知決策控制技術功能,這是由我們在國際上首先提出來的。二是本地和社會屬性特征:智能網聯汽車是具有強社會屬性和本地屬性的產品,在中國落地時,必須要滿足和適應我國的交通基礎設施和信息與通信基礎設施使用和管理要求,包括交通法規、信息通信標準、信息安全與數據管理、相關產品標準等。

        在您看來,智能網聯汽車對于汽車行業是否具有變革性的意義?我國智能網聯汽車發展的總體目標是什么?


        李克強:正如前面講的,智能網聯汽車是汽車與新一代電子信息技術結合所形成的全新產物,它是我國三個萬億元級產業(汽車、電子通信、信息)技術融合創新的載體。智能網聯汽車使得汽車不再僅僅具有簡單的運載功能,它還是一個“移動的智能空間”,是一個移動的信息載體和處理單元。


        同時,智能網聯汽車技術的應用,為從安全、高效、節能、環保等多個角度解決交通事故、道路擁堵、能源消耗、環境污染等社會問題提供了創新途徑。此外,智能網聯汽車帶來的跨產業融合,將擴展汽車產業鏈生態,產生新的商業模式、盈利模式,形成新的技術鏈和價值鏈。


        因此,對于汽車行業而言,智能網聯汽車第一改變了汽車的產品形態,第二改變了汽車的產品屬性和使用模式,第三能夠解決目前面臨的諸多社會問題和環境問題,第四能夠帶來新的產業機遇和產業生態。無論是從產業進步的角度,還是社會進步的角度來看,智能網聯汽車都具有重要價值和積極意義。


        2020年初,國家發改委聯合工信部、科技部等共11個部委,共同印發了《智能汽車創新發展戰略》,其中展望了2035到2050年,中國標準智能汽車體系全面建成、更加完善。從總體目標來看,圍繞中國標準、中國方案的智能汽車,首先要建立自主可控的技術創新體系,其次實現智能汽車的產業應用,帶來產業變革,最終解決社會重大問題,為我國從汽車大國向汽車強國邁進做重要支撐。



        示范應用引領變革,技術攻關穩步向前


        放眼世界,我國智能網聯汽車的發展處于一個什么樣的水平?


        李克強:當前智能網聯汽車已經在我國得到了極大的重視和快速的發展,形成了產業發展共識和總體發展戰略,同時正在啟動一些重要的技術攻關和示范工程,處于快速穩步推進階段,但對于它的發展水平,我們還是應該有一個客觀的判斷。


        一方面,在產業基礎技術方面,想要真正把智能網聯汽車做好,關鍵新型傳感器、控制器(含芯片和操作系統)、機電液一體化的基礎執行機構等技術至關重要,而實事求是地說,目前這些技術我國與國際先進水平相比仍然存在著距離。我們需要正視這一差距,從理論分析、技術突破到產業攻關、集成應用,各個環節投入力量,開展大量細致的工作。


        另一方面,我們也看到,智能網聯汽車帶來很多創新的可能,任何國家的從業人員都可以在該新系統的構型、架構、方法、技術上進行突破。針對這個創新機遇,我們提出了智能網聯汽車的中國方案——“車路云一體化融合系統控制”的技術路線,在系統定義、系統構型、核心算法、產品開發模式上都與國際上現有方案存在不同,從這個角度來看,我國智能網聯汽車發展具有自身的特色和先進性。


        我想,只要我們能夠堅持發揚自身優勢,同時扎扎實實地把關鍵基礎技術補起來,我對我國智能網聯汽車達到國際先進水平是充滿信心的。


        去年,由您作為技術負責人的全球首個網聯云控式高級別自動駕駛示范區在北京亦莊啟動,今年10月,北京市智能網聯汽車政策先行區正式開放無人化測試場景,自動駕駛路測開啟“主駕無人”時代。結合目前示范區的建設運行,您認為在我國智能網聯汽車未來的研發、示范和大規模推廣應用的過程中,有哪些值得關注的要點?


        李克強:智能網聯汽車發展具有新穎性、復雜性、系統性,在這樣一種新技術產業化的過程中,第一要形成共識、形成標準,第二要對關鍵技術進行突破、攻關,第三要通過示范應用的檢驗,驗證產品技術的正確性、產品性能的可靠性、產品解決社會問題的能力和社會的接受程度。北京亦莊經濟技術開發區建設高級別自動駕駛示范區,將在指定區域內推進“網聯云控式高級別自動駕駛”的先驗先試工作,并已經具備條件開展商業化試點。商業化試點是自動駕駛應用場景落地的最終環節,進而形成產業閉環。亦莊示范區所取得的成果將能夠為中國方案的智能網聯汽車產業化提供強有力的支撐。

        李克強院士談智能網聯汽車

        您認為我國智能網聯汽車進一步發展所面臨的最大挑戰是什么?


        李克強:對于這個問題,首先還是從技術的角度來談。我認為,最大的挑戰是仍有一些關鍵核心技術問題尚未被解決。想要實現高度自動駕駛,使智能網聯汽車在任何復雜情況下都能準確判斷周圍環境、做出正確決策和控制,仍然存在不少的技術難題。這就要求我們研究機構、企業技術承擔者去正確辨識哪些是亟待突破的關鍵核心技術,然后潛下心來,去研究、去探索、去攻關、去實踐。


        同時,智能網聯汽車技術還具有很強的社會屬性和本地屬性,所以我們在談技術的同時,還需要考慮產品技術的社會協同性。它涉及到交通系統、交通法規、交通倫理等一系列問題,這些都需要與技術的發展和應用相互適配、共同更新進步。


        自強不息建設強國,水清木華傳承育人


        智能網聯汽車是目前汽車行業非常熱門的研究發展方向,哪些因素使您的團隊在眾多研究者中脫穎而出,提出并建立了智能網聯汽車“中國方案”的技術體系?


        李克強:我想,一方面在于我們清華大學車輛與運載學院智能網聯汽車學科團隊在汽車復雜系統動力學和控制領域長期開展研究,對于智能網聯汽車系統架構、復雜系統建模、動態分析和運動控制方面有著很好的基礎。


        而另一個很重要的因素,是清華對于跨學科協同創新的支持。智能網聯汽車是跨界融合的產物,涉及車輛、交通、信息、電子、軟件、法學等各個領域,在學校的支持下,我們成立了清華大學智能網聯汽車與交通研究中心,掛靠車輛與運載學院,共建院系包括自動化系、土水學院、計算機系、工業工程系、電子系、航院、精儀系、機械系和軟件學院。從技術發展和產業需求出發,我們開展了一系列實質性跨領域學術研究和技術合作,取得了很好的成果,為我們提出并建立智能網聯汽車“中國方案”的技術體系提供了強有力的支撐。


        請介紹一下您的科研經歷,如果將您的科研經歷分為不同的階段,您會如何劃分?


        李克強:我是1980年考入清華的,當時為適應中國汽車工業的發展形勢,學校在熱能工程系的汽車和內燃機兩個專業的基礎上,組建了汽車工程系,我的第一志愿就是汽車專業,因此成為了清華汽車工程系的第一屆本科生。在清華,我建立起了良好的學習習慣和扎實的數學、力學基礎,本科階段通過相關課程學習和畢業設計訓練得到的知識及能力培養,為我后來從事智能網聯汽車系統動態設計與控制方向科研打下了堅實的基礎。在“三觀”塑造上,清華“自強不息,厚德載物”的校訓和“又紅又專,全面發展”的理念,一直激勵著我積極進取、克服困難,努力成為一個有益于國家社會發展的可造之才。我初入這一領域的時候,我國汽車工業還非常落后,一說起先進技術都是國外的,倍感壓力。我親身經歷了這些年中國汽車工業由小變大、并正在由弱變強的過程,而在走向汽車強國的路上,那種從入學起便油然而生的責任感和使命感,我始終沒有忘記。


        1985年本科畢業后,我去了重慶大學完成碩士和博士階段的學習,1992年前往日本,在那里斷斷續續待了五年多,從事汽車結構動態分析與主動控制技術研究,并開始涉足那時在國外汽車行業也才剛剛起步的自動駕駛汽車相關研究,這些經歷使我在理論分析、實踐應用以及汽車電控系統軟硬件技術研發等方面都有了很好的歷練。


        2000年末,我重回母校就職,又開始了我在國內汽車領域的人才培養和智能網聯汽車的科技研發。我帶領團隊主要完成了三項成果:首先研發出了多目標協同控制的汽車智能安全駕駛系統,可以同時實現安全、節能、舒適三個目標協同的單車單系統,打破了國外長期技術壟斷,并在與國外零部件巨頭的競標中勝出,在汽車上的前裝配套數量超過100萬套;在此基礎上,我們創新性地提出了面向單車多系統的結構共用架構,并研發出了基于結構共用的汽車智能集成駕駛系統,實現了汽車智能化和電動化的一體化構型,研發出的智能集成駕駛系統產品,具有綜合性能高、成本低的優勢,還實現了出口德、法、英等國家;最后,針對單車自動駕駛存在瓶頸問題,我們另辟蹊徑,創建了車路云融合的智能網聯駕駛系統,這是一套復雜的多車多系統,突破了其中的關鍵核心技術,并在國際上率先實現中國方案智能網聯汽車的產業化應用。這三代智能駕駛系統的控制對象數量越來越多,控制范圍越來越大,控制難度越來越高,系統結構也越來越復雜,但都始終圍繞著一個目標:就是讓汽車行駛得更安全、更節能、更舒適、更高效,這是我們汽車工業發展的永恒主題。


        回顧我的科研經歷,我想應該可以分成三個階段。第一個階段就是通過學習他人的方法和成果開展科研,第二個階段是通過學習摸索、探尋創新方向,根據技術發展、產業亟需,主動思考、提煉問題、開展研究,第三個階段是在積累了大量研究經驗后,將國際前沿技術與國家產業重大需求相結合,提出新的研究對象和技術體系,并將研究成果應用于產業實際,引領產業發展。我想這是一個有志于從事科研的工作者的必然過程,對于實驗室里的研究生同學,我也是按這個思路去培養的。

        李克強院士與團隊部分師生

        對于想要進入汽車學科學習研究的學生或年輕學者,您是否有一些囑托或者希望?


        李克強:回到清華后,我曾擔任過汽車系的系主任,在那段時間里,我常常思考一個問題“在中國從汽車大國到汽車強國的發展過程中,我們大學能夠做什么?”,并深深感受到我們汽車工程系堅持“理論與實踐、工程與科學、技術與管理”相結合的人才培養理念是很有必要的。車輛工程是一個交叉性和系統性極強的典型學科,兼具基礎性、前沿性和挑戰性,它既是傳統的,也是現代的,既強調技術基礎,也強調直接為社會的服務應用,是非常具有魅力的學科專業。


        我們的汽車工業是國家重要的戰略性、先導性支柱產業,正經歷顛覆性技術創新和產業變革,在這樣的情況下,年輕的學子和從業者既可以學習到先進的專業知識、得到綜合能力的培養,又能夠直接參與到這一充滿機遇的變革中,為國家、社會做出自己的貢獻。我相信我們的年輕人不會后悔選擇這樣一個有很強產業背景和發展機遇的專業領域。

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