1、引言

汽車是當今世界最具代表性的交通工具和工業化產品，汽車的智能化被普遍認為是汽車第4輪技術革命的主要方向。汽車智能化不僅是汽車作為一 種大眾交通工具自動化操控行駛水平的提升，還包括以汽車生產制造為主體的汽車產業鏈的整體智能化躍升，還將在更大的范圍內滲透于智慧能源、智慧交通、智慧基礎設施、智慧城市等領域，正在成為全球智能化革命的重要載體和組成部分。受汽車智能化技術革命的影響，未來汽車產品形態、汽車交通出行模式乃至與汽車相關的能源消費結構和社 會運行方式都將發生重大變化。同時，汽車的智能 化進程也受各相關領域科技發展水平以及工業、交通、能源、環境和城鎮化進程的影響。因此，系統研究汽車智能化技術革命的發展規律對我國加快推進汽車智能化技術創新和科學制定汽車產業發展路徑具有重要意義。

2、汽車智能化技術革命發展歷程和驅動力

2.1 汽車正在迎來智能化技術革命

自汽車發明至今，受益于社會發展進步和科技水平不斷提升，其大致經歷了4次技術革命。

第1次是汽車機械化技術革命（約從19世紀末至20世紀20年代）。受第 1次工業革命（機械化革 命）的影響，蒸汽機、內燃機相繼發明，能源由人力和牛、馬等生物能向煤和石油等化石能轉變，人類利用各種傳動軸、傳動輪等機械裝置傳導，靈活高效地實現了化學能向熱能和機械能轉換，搭載內燃機的汽車應運而生。搭載內燃機的汽車解放了人類的雙腳（手），拓展了人類的出行半徑，極大提升了人們出行的靈活性和便捷性。第2次是汽車電氣化技術革命（約從20世紀20年代至70年代）。

受第2次工業革命（電氣化革命） 的影響，人類利用電動（發電） 機實現了電和磁的靈活轉換，自此以后人類絕大多數生產生活都離不開電，電力代替了人力。在電氣化影響下，內燃機和變速器等主要部件的自動化水平不斷提升，汽車的部分操作也可以使用按鍵來實現，大大簡化了汽車的可操作性。得益于電氣化水平的提升，汽車生產制造也產生了革命性變化，美國人福特引入電力 驅動的流水線快速批量生產汽車，從此汽車被大規模生產制造出來，成為最普遍的工業產品和大眾交通工具。

第3次是汽車信息化技術革命（約從20世紀70 年代至90年代）。受第3次工業革命（信息化革命） 的影響，人類在用硅制造電子管、晶體管的基礎上，發明了電子計算機和可編程控制器（PLC）， 部分代替了人腦的邏輯運算、精準操作控制、強制記憶等能力，部分功能甚至比人腦更精細更強大。信息化的飛速發展也推動了汽車科技水平的提升，當前汽車控制系統幾乎全由電子控制裝置實現，并在提高經濟性、動力性、可靠性、舒適性和排放控制等方面起到了顯著作用。先進計算機技術的發展使CAD（計算機輔助設計）、CAM（計算機輔助制 造）、CAE（計算機輔助工程）、CIMS （計算機集成制造系統） 等在汽車工業領域大量應用，大幅提升了汽車的性能和品質。

第4次是汽車智能化技術革命（約從21世紀初 至今）。在以新一代信息和通信、移動互聯網、大 數據、人工智能等為特征的第 4次工業革命（智能 化革命）的影響下，萬物互聯時代正在到來，包括人在內的萬事萬物都將可以通過數據連接為可以感知和回應環境變化的泛智能體，整個世界將有可能演變為復雜、泛在的智能化虛擬機器 。智能化將顯著降低工業體系產銷之間的信息不對稱，加速兩者之間的相互聯系和反饋，催生出消費者驅動的商業模式，以人工智能為核心的產業群初見端倪。在智能化革命的影響下，汽車可以實現肢體、語音甚至神經操控，最大程度實現自動化。同時，汽車將成為新的移動終端，將人、車、路、信息等融為一 體，無人駕駛將成為現實。汽車智能化發展將有效 改善居民的出行效率，改變居民的生產生活方式， 催生新的產業，形成新的經濟增長點。

汽車經歷的4次技術革命分別對應于人類社會經歷的4次工業革命，受4次工業革命的影響又引領和帶動著工業革命的發展。由于先進技術在汽車領域應用需要一定周期，因此，汽車技術革命略滯后于工業革命的進程。又由于汽車具有最普及交通工具和工業產品的屬性，汽車技術革命均后來居上成為引領工業革命的重要力量。未來，隨著新能源、物聯網、人工 智能、5G等一系列新技術在汽車領域的應用進入集中爆發期，智能汽車將成為下一個產業革命的焦點，汽車智能化革命將成為交通和工業智能化大潮的引領和先導性力量，將在新一輪科技創新與現代產業升級中發揮至關重要的作用。

2.2 汽車智能技術革命的主要驅動力

一是持續增長的交通運輸需求為汽車智能化提供了廣闊發展空間。汽車與人民群眾的日常出行、社會資源的順暢流通密切相關，是滿足人民群眾美好出行和運輸需求的重要載體。目前，我國千人汽車保有量約為200輛左右，遠低于日本 （約600輛）和美國（約800輛）等發達國家。預計2035年我國城鎮化率將超過70% ，隨著我國城鎮化率不斷提升，以及經濟的不斷發展，居民出行和公路貨物運輸量將持續增長，道路運輸需求也將持續增長。汽車智能化有助于減少道路交通事故、降低溫室氣體排放、提升交通運行效率、改善生態環境。以減少道路交通安全事故為例，據統計，全球每年有超過百萬人因道路交通事故死亡，其中約90%的道路交通事故是由駕駛員人為因素所導致。自動駕駛汽車 一般搭載由激光雷達、毫米波雷達、車載攝像頭等數十個傳感器組成的感知系統，可360°探測車身四周物體，在多種傳感器的融合下，自動駕駛汽車的感知能力遠高于人類，可避免由視覺盲區等因素導致的事故發生。美國國家公路交通安全管理局曾對特斯拉展開調查，發現車輛在安裝輔助駕駛系統后，可使事故發生率降低約40%。以自動駕駛為代表的汽車智能化有望顯著減少人為因素導致的道路交通事故，促進道路交通安全水平的提升。此外，從產業角度來看，汽車產業智能化水平的提升是汽車產業轉型升級和催生新的經濟增長點的主要方 向。汽車在全國商品零售額中的占比連續多年超過10%，在推動經濟增長、改善民生福祉方面的作用日益凸顯 。汽車智能化帶來的生產方式變革、產 業格局調整和生態體系重塑，將對我國產業邁向全球價值鏈中高端，加快發展現代產業體系，推動經 濟體系優化升級起到重要推動作用。

二是新一輪科技和產業革命的迅速發展成為汽車智能化的內生驅動。當前，以新一代信息通信、 云計算、大數據、人工智能等技術為代表的新一輪 科技和產業革命發展勢頭迅猛，5G 技術、增材制造、深度學習、AI算法、生物識別等新興技術快速滲透汽車全產業鏈，汽車技術體系重構速度和力度前所未有。其中，快速發展的電子信息技術成為汽車智能化發展的核心力量，自動駕駛正在一步步成 為現實。目前，智能化的應用主要集中在汽車安全、音頻識別、車載導航等模塊，諸多智能化功能如全球定位系統、車輛驅動力控制模塊、語音識別系統、車載導航系統等都得以飛速發展，為汽車智能化提供了有力的支撐。新一代人工智能技術加快了智能感知、輔助駕駛、自動駕駛等新技術的研發和應用。5G 賦能V2X，基于C-V2X 的車路協同路線將加速自動駕駛的普及應用，并將豐富新能源汽車的信息服務、安全出行和交通效率等業務。

汽車的生產方式加快向充分互聯協作的智能制造體系演進，高檔數控機床、工業機器人、在線檢測設備、智能物流設備等智能制造裝備在企業生產過程中逐步集成應用。面向生產線、生產車間廣泛 應用現場數據采集與分析系統、車間制造執行系統（MES）與產品全生命周期管理（PLM）、智能倉儲系統 （WMS）、企業資源計劃 （ERP） 等系統的高 效協同與集成將有效提升制造水平、產品質量和生產效率。以用戶訂單為基礎的柔性、混流定制化制造體系成為實現消費者個性化定制商業模式的重要手段。汽車技術的持續革新，相關新技術的不斷涌現以及科技進步速度和效率的顯著提升，將使汽車智能化水平不斷提升，成為汽車智能化發展的根本驅動力。

三是日益趨緊的能源、環境約束對汽車智能化提出了更高要求。截至 2020 年底，我國汽車產銷 量已連續12年位居全球第1位，汽車保有量2.81億 輛。天文數字的汽車保有量給人民群眾帶來巨大出行便利的同時，也帶來了能源、環境的巨大挑戰。能源方面，我國原油進口量從 2011～2020 年10年間增長了1倍多，原油對外依存度從 50%快速增長至超過73%。眾所周知，汽車領域是化石能源消耗 大戶，相關數據表明，2017年中國道路交通石油消費占比已達到48% ，我國能源可持續發展迫切需 要汽車降低化石能源使用率并提升利用效率，在21 世紀初開始大力推進節能和新能源汽車的研發和產業化，目前已經初見成效。以節能和新能源汽車為載體，加快推進智能化進程，可以進一步提高能源 利用率和提升交通系統的整體效能，打通智慧交通 和智慧能源系統的底層數據，實現交通能源協同發展。環境方面，據聯合國環境署數據，2018年全球 二氧化碳排放量達到 553 億噸，比2017 年增加 2.7%，大氣中約有12%的二氧化碳來自傳統內燃機 汽車排放的尾氣。隨著環保壓力的加劇，各國政府 正采取日趨嚴苛的措施限制汽車尾氣的排放，部分國家和地區已經提出了禁止生產和銷售燃油汽車的 時間表。2020年，***總書記宣布了中國將力爭2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和的宏 偉目標，汽車智能化水平的提升，可以有效助推雙碳目標的達成。例如，通過汽車尾氣智能化管理系統對區域內環境信息進行共享，同時對智能汽車尾氣排放進行實時監測和精細化管理，有助于推動構建綠色、低碳社會。

3、汽車智能化技術革命及其體系構建

當前，我國正處在汽車智能化發展的關鍵階段，準確把握汽車以智能化為主要方向的第4次技術革命新趨勢，深化對汽車智能化發展的新認識，明晰汽車智能化發展的新路徑，有利于科學推進汽車產品智能化、汽車產業智能化乃至汽車交通智能化健康有序發展。

3.1 汽車智能化發展的內涵和外延

汽車智能化（即汽車第 4次技術革命）具有豐富的內涵。從狹義看，汽車智能化是汽車作為交通 工具和工業產品的機械化、電氣化、信息化再到智能化的發展和升級。在智能化階段，汽車搭載先進傳感器、控制器、執行器等零部件，通過車載傳感系統和信息終端實現與人、車、路等的智能信息交換，使車輛具備智能環境感知、決策、執行能力， 能夠自動分析車輛行駛的安全及危險狀態，并使車輛按照人的意愿到達目的地，最終實現替代人來操作的目的?！吨悄芷噭撔掳l展戰略》 提出：智能汽車是指通過搭載先進傳感器等裝置，運用人工智能等新技術，具有自動駕駛功能，逐步成為智能移動空間和應用終端的新一代汽車。智能汽車通常又稱為智能網聯汽車、自動駕駛汽車等 ?！豆澞芘c 新能源汽車技術路線圖 2.0》提出智能網聯汽車是搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置， 融合現代通信與人工智能等技術，實現車與 X（車、 路、人、云等）智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能，可實現“安全、高效、 舒適、節能”行駛，并最終可實現替代人操作的新一代汽車 。

從廣義看，汽車智能化還包含以汽車生產制造 為主體的汽車產業鏈的縱向智能化，以及與汽車相關領域的橫向智能化。汽車縱向智能化體現為汽車全產業鏈條的智能化，即從研發設計到生產制造、 銷售使用、出行服務、回收利用等涉及產業鏈條各主要環節的智能化，縱向智能化水平提升表征了汽車產業整體水平的進步，例如制造生產線的智能化水平將顯著影響汽車產品生產制造的經濟性和一致性。橫向智能化涉及與汽車產品和產業相關的材料、能源、交通、城市以及基礎建設等各個領域的智能化，這些領域智能化水平的提升會不同程度地影響到汽車產品和汽車產業鏈的整體水平，是智能化大潮的重要組成部分。橫向智能化和縱向智能化圍繞的焦點是汽車產品的智能化（狹義的汽車智能 化），三者相互獨立又密切相關，共同構成了廣義的汽車智能化。

3.2 汽車產品的智能化發展

汽車產品智能化是指汽車作為一種最普遍的交 通工具和工業產品的智能化進程。隨著智能化水平 的提升，汽車的各項功能也加速升級和擴展，融匯 人工智能、互聯網、大數據、云計算、信息通信等 多種變革性技術，在更大范圍內，汽車產品本身的 功能將與人、路、云等密切協作和互動，推動汽車 從單純交通工具和工業產品向移動智能終端、儲能 單元和數字空間轉變，在未來人-車-路協同交通系 統中發揮核心作用。

汽車智能化技術革命涉及多領域技術交叉，主要有單車智能化關鍵技術以及車輛與外界的信息交 互 （車輛群體智能以及人-車-路-云協同智能） 關鍵技術。具體包括智能化整體架構、環境感知探測技術、智能化控制和決策技術、專用通信與信息系統、大數據云計算平臺技術、智能化安全技術、高精度地圖和定位、智能化測試評價技術以及智能汽車相關的標準法律體系等若干子系統。涉及到的更 加具體的功能和關鍵技術還有行駛環境和車輛狀態感知、駕駛行為預測與決策、行駛軌跡規劃、關鍵線控執行機構、車輛三向運動控制、車輛多目標智能控制、電子電器架構、人機交互、智能計算平臺、專用芯片與模塊、車載信息交互、信息安全、測試評價方法與技術標準等。同時，還包括支撐這 些技術實現的一系列高精度傳感器、激光雷達、毫米波雷達、各種功能和用途等硬件以及各種人工智能算法和軟件等。

目前，國內外各車企和研究機構均在投身汽車產品智能化技術研發，并且已經有大量的關鍵性技術被攻克，車輛的許多智能化功能正在測試和應用到整車產品中為大眾服務。但是需要注意的是，汽車產品的智能化是一個長期而復雜的過程，還需要有更多的技術創新和測試驗證來支撐。目前，多數人關注的汽車智能化的階段性目標是實現汽車全無人駕駛，但是實現全無人駕駛不會是智能化的終點，在未來實現汽車全無人駕駛后，汽車產品功能和性能還將繼續朝著更加高級的方向進步。

3.3 汽車“縱向”智能化發展

以數字化和智能化技術為基礎，在互聯網、大數據、云計算的支持下，汽車產業設計研發、生產制造、銷售服務等全產業鏈條相關模式和生態都將發生重大變化，即本文所提出的涉及汽車全產業鏈的汽車縱向智能化。首先，個性化的批量定制將成為一種趨勢，未來基于互聯網平臺，汽車制造企業與客戶、市場的聯系將更加緊密，用戶可以通過創新設計平臺將個性化需求提交給汽車制造企業，或 直接參與產品設計，而柔性的制造體系可以高效滿足用戶的訴求。其次，服務型制造將成為主流業 態。目前，汽車產業發展的主動權逐步從生產端向 消費端轉移，創新和服務逐步成為產業發展的重點。智能制造不僅改變著汽車的生產方式，也將顛覆汽車產業的商業模式。汽車企業與配套企業及用戶的采購、生產、銷售、財務等業務在電子商務平臺上進行整合，將大幅提高產業鏈效率，降低成本。

智能技術的應用使汽車產業鏈向后端如通信服務、汽車共享等出行服務領域延伸。在向自動駕駛邁進的過程中，人-車-路-云協同的程度越來越高， 出行服務越來越多地成為車企的重點關注領域甚至作為核心業務來布局，傳統的汽車產業與信息服務方、道路運營方等之間的合作越來越緊密。目前， 智能的車搭配智能的路的車路協同模式已經初步顯現，智能化的車輛已經跟路側感知、交通信號控制 等密切融合，催生出新的車路協同的產業模式。未來汽車產業的邊界將日趨擴展，產業鏈、價值鏈和 創新鏈不斷延伸，共同向人-車-路-云等多要素融 合的未來汽車產業體系邁進。智能化技術也將進一 步深刻改變汽車產業生態，促進汽車產業與制造 業、服務業的各個領域不斷融合。新的汽車產業融合體系將帶動投資、就業和稅收以及其它附加價值的增長，催生一個以汽車移動終端為核心，并向各相關方延伸的新價值體系，相關利益鏈也將深度調整和重構，擁有智能化的關鍵核心技術以及整體解 決方案的利益方將成為新的贏家。

3.4 汽車“橫向”智能化發展

汽車的智能化還將進一步融合智慧能源、智能交通、智慧基礎設施等要素。未來智能化將逐漸成 為汽車出行和運輸服務的主要趨勢，特別是智能汽 車智能網聯汽車與智慧交通系統緊密融合，將重塑交通格局，基于實時的信息交互，形成融合各種交通工具及基礎設施信息于一體的多元運輸服務新一 代生態系統，實現出行效率的有效提升。新一代生態系統將包含智能交通設施、車輛、行人、云資源、控制管理系統、智能調度系統、能源分配系統等，實現更加科學、更加綠色、更加高效的城市道路交通運行。

智慧能源系統架構以智能微電網為載體，分布式能源為支撐，并通過對整個能源體系的“數字化管理”將多種供能形式有機結合與分配，實現能源的梯級利用和資源互補。新能源汽車可以控制得更為精準、運行得更為經濟，從而更好地實現低碳和節能。智能交通是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統，從而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。智能交通系統是一個綜合性系統，從業務層面可以分為終端層 （主要負責數據采集、服務應用等）、支撐層 （主要 負責數據信息的傳輸、計算、存儲、處理等） 和應用層 （主要負責交通管理和服務）。該系統可實現對各路口、路段的車流量數據自動采集并進行智能分析，提供最佳的路口交通信號配時方案，并通過遠程干預和微調，提高路口通行能力，實現通行有序化。因此，智能交通能夠有效實現傳統交通運輸業和互聯網的滲透和融合，形成具有“線上資源合理分配、線下高效優質運行”的新業態和新模式， 從而提高公眾出行效率，促進城市節能減排。汽車智能化發展將逐步實現自動駕駛，而自動駕駛將使全面的汽車共享成為可能，并將大大提高老年人、行動不便人群等弱勢群體的移動能力，人們的通勤距離、聚居區域、出行方式等生活習慣將發生革命性變化，從而塑造全新的城市交通模式和生活形態。美國、日本、歐洲正在積極展開以汽車為主的未來城市交通出行模式探索與嘗試，如密歇根州的 MCity未來交通測試場，神奈川的機器人出租車項目，德國、荷蘭與奧地利共同推進的協同式智能交通走廊等。

智能基礎設施是物理基礎設施和數字基礎設施 相結合的結果，可以提供改進的信息，以便使用者做出更好、更快和成本更低廉的決策。物理基礎設施包括能源設施、水利設施、電力設施、通訊設施、市政設施、便民服務設施等，數字基礎設施包 括傳感器、物聯網、BIM/GIS、大數據、機器學習 等。路網將具備全域感知能力，滿足復雜的車路協 同需求，可實現交通道路通信設施、視頻監控設施、交通信號、交通標識標線的智能互聯。未來， 基于智慧基礎設施，面向消費者的智能充電和智能交通服務，面向電網的智能互通服務，面向管理者 的智能交通調度服務等智能服務將成為主流。

智慧城市建設要求通過以移動技術為代表的物聯網、云計算等新一代信息技術應用實現全面感知、泛在互聯、普適計算與融合應用。智慧城市的建設包括政務、交通、醫療、安防等眾多方面，需要大數據、云計算、人工智能等各項信息技術的支持，更需要基礎設施的建設與完善。智慧城市是當代社會城市發展的新形態，對于提升政府的服務和管理能力，促進產業結構升級改造和知識型人才的 聚集具有極為重要的意義 。汽車智能化的發展推 動智能交通系統的形成與發展，智能交通系統的發 展與完善又為智慧城市系統提供強有力的支撐，智 能交通系統作為智慧城市發展的重要一環，推動著 智慧城市的蓬勃發展。智能網聯汽車將加速智能交通基礎設施的建設和應用，進而推動現代化城市交 通系統的發展，同時將與智能電網、智能家居、智能辦公等智慧城市的各個方面實現聯動。

4、啟示和建議

4.1 緊抓新一輪汽車智能化機遇，加快推動汽車與智能技術融合發展

在全球智能化浪潮的引領下，汽車智能化進程 不可逆轉，必將引領智能化技術的創新和突破。在 這一輪智能化大潮中，我國在新能源汽車、互聯 網、5G 等領域的先發布局，已經使我國在汽車智 能化發展方面具備了一定的先發優勢。后續要持續 加強以企業為主體的汽車智能化創新體系建設，著 力推動國家制造業創新中心、國家技術創新中心等 新型研發機構的發展，加強共性技術供給。加強基 礎研究、前沿技術和成果轉化的體系建設，推動產 學研協同創新和大中小企業集成創新的有機銜接。推動 5G、人工智能、自動駕駛技術在汽車領域的 應用。加大對電動化、網聯化、智能化領域專業和 復合型人才的培養力度，補齊新興領域人才需求短 板，滿足產業變革對新型人才的需求。

4.2 以提升汽車全產業鏈智能化水平為契機，加速推進產業體系智能化轉型升級

從歷史來看，無論是福特的流水線和豐田精益 生產模式都帶來了產業發展的革命性變化，并引領 了一個時期全球產業體系的發展方向。在新一輪汽車產業智能化發展過程中，將以智能汽車為核心， 引發涉及全產業鏈的巨大變革，產業分工和利益分 配將被重塑。這將為處于上升階段的我國汽車產業 乃至相關聯的新材料、化工、能源、交通服務等行 業將帶來巨大的發展機遇。我國在這一輪變革中將 有很大機會更大程度地參與國際產業分工并掌握主 動權。因此，我們要支持智能化優勢特色企業做大做強，引導開展國內外有序重組整合、企業并購和戰略合作。積極打造具有國際競爭力的智能汽車領 軍企業和知名品牌。優先推動智能化關鍵部件企業升級發展，引導智能汽車相關零部件企業高端化、 集團化、國際化、集群化發展，打造安全可控的汽 車智能化零部件配套體系。開展資源循環利用試點，打造產業鏈上下游聯動的回收利用體系等。

4.3 在更大范圍內統籌布局汽車產品和橫、縱向智能化發展

推動汽車智能化發展，還需要發揮我國的體制和制度優勢，不斷完善多部門協調推進機制，加強 組織領導，健全工作機制，破除制約跨產業融合發展的制度因素。組建跨產業融合聯合體或聯盟，整 合產學研用等領域的優勢資源，不斷完善跨產業協同創新機制，研究解決技術協同攻關、標準協同制 定等制約跨產業融合發展的關鍵問題。加快實現全 網范圍內“源-網-荷-儲”智慧互動，建立完整的 智能充放電通信傳輸體系，完善充放電服務體系。整合交通大數據資源，建設城市交通大腦，實現交 通精細化管理功能落地。突破大規模新能源汽車云 接入、云服務關鍵共性技術，研發區域與全局協同的城市交通智慧決策云平臺。聚焦典型應用場景， 強化智慧出行云服務能力，大力發展出行綜合信息服務產業。完善國家V2X通信認證體系，對交互信息合法性進行驗證，實施數據流動管理，加強個人信息保護，促進數據共享和使用。支持智能化道路基礎設施，如車用無線通信網絡、高精度時空服務系統、地圖系統以及大數據云控平臺等，加快推動道路基礎設施數字化、智能化建設。

審核編輯 ：李倩