欧洲/日本/中国智能客车发展趋势如何?(2019客车蓝皮书行业篇连载一)

来源:方得网 作者:方得网    日期:2020-02-17  

方得网原创

2019年,是我国客车行业发展过程中一个新的转折点。

一方面,新能源客车补贴政策连续大幅退坡,客车市场整体销量正在不断下滑,已经下降至10万辆,客车行业面临着产能过剩、价格战、销量下降、利润下滑等诸多考验。

另一方面,中国制造的新能源客车加速驶入海外市场乃至发达国家市场,智能网联技术和自动驾驶技术成为客车行业新的风口,氢燃料电池客车也在迅速崛起,为客车企业带来新的机遇。

未来,客车市场会如何发展?各企业要如何调整战略布局,实现与市场消费趋势以及客户需求的紧密贴合?

客车蓝皮书作为中国客车领域唯一获批出版的皮书系列,社会科学文献出版社的著名图书品牌和中国社会科学院的知名学术品牌。

每年出版一本的客车蓝皮书,致力于站在经济学、统计学和车辆工程学的高度,为读者提供一个观察近年来国内外客车行业发展的全新视野。

面对客车市场发生重大变化,《2019~2020中国客车产业发展报告》(客车蓝皮书)再次正式发布,希望通过深入客车行业、客车制造及运营企业进行的潜心研究,针对客车行业的现状与发展的态势的深入分析,为读者提供前瞻预测的思路。

《2019~2020中国客车产业发展报告》采取总分报告的形式,按照行业、市场、企业三部分对2019年客车市场的发展趋势做出了分析和总结。报告总结了电动化、补贴退坡、公铁竞争、经济转型升级对我国客车业所带来的冲击与变革,重点对2018—2019年我国客车行业各个细分领域,如新能源客车、公交客车、公路客车、校车、客车出口等进行了全面阐述与梳理,具有很重要的指导意义和参考价值。

从今天开始,我们将在“方得网”微信公众号上首发并连载《2019~2020中国客车产业发展报告》内容,敬请期待与关注。

第一部分 行业篇

第一章智能客车国内外研究现状及发展趋势

第一节 引言

近年来公路客车运输受高铁影响,发车班次和在营车辆数量急剧降低,但公路客车仍然是节假日、旅游出行不可或缺的方式。由于客车载客量大、智能化水平较低、主动安全系统配置不够全面,因此造成的客车安全事故都非常严重,例如安康秦岭客车撞墙事故、包茂高速客车追尾危化品车、山西晋城客车撞击韩家寨隧道事故等导致了严重的人民生命与财产损失。

根据大量事故调查的结果显示,驾驶员疲劳驾驶、违规操作、恶劣天气等因素是造成事故的主要原因。中国作为世界上客车产销量最高的国家,频发的客车道路安全事故引起了行业主管部门、客车生产厂家、汽车质量监督管理单位的高度重视,将传统的客车装备先进的智能驾驶辅助系统,提升客车安全技术水平降低事故发生率成为社会和行业的共同愿望。

2016年由交通部组织牵头制定的客车技术行业标准《营运客车安全技术条件》JT/T 1094-2016正式发布,该标准从客车的被动安全结构、座椅强度等方面进行了提升,最重要的是要求从2018年4月开始生产的车长大于9m客车必须装备前碰撞预警系统FCWS(Faward Collision Warning System)、车辆偏离预警系统LDWS(Lane Departure Warning System)、电子车身稳定系统ESC(Electronic Stability Control),2019年4月份开始生产的车长大于9m客车必须装备自动紧急制动系统AEBS(Advanced Emergency Braking System)[3]。JT/T 1094-2016标准是汽车行业首次通过强制性检验与认证的方式提升汽车主动安全水平的标准,客车智能化升级拉开帷幕。未来自适应巡航ACC、车道保持辅助LKA、盲区监测BSD等系统都会在客车上装备,实现客车横向与纵向L2级自动驾驶的功能,降低驾驶员的劳动强度和减少由于驾驶员失误造成的严重交通事。

中国汽车工业起步较晚,欧洲客车的技术水平和技术储备量都明显高于中国和其他国家的车企,例如沃尔沃、斯堪尼亚、奔驰、赛特拉、MAN、VanHool等主流客车制造企业。中国早期为发展客车行业解决出行难的问题,车企从欧洲引进了一些大客车整车平台与制造技术并沿用至今,宇通作为全球客车产销量最高的客车制造企业,其部分大客车平台采用的制动与转向等技术仍然处于国外企业的垄断,因此在国外技术垄断的大客车平台上进行智能化升级始终存在一定的技术风险和技术屏障,相反基于线控底盘的无人驾驶小巴士,其智能驾驶系统应用难度低和控制稳定性更高,因此L3级及以上的无人驾驶小巴具备良好的自主应用平台基础。

车辆的系统装备需要多元的供应商体系,环境感知、决策控制、高精度定位、V2X车路协同、智能人机交互等人工智能技术[1],是智能化装备的核心支撑技术。与传统的机械部件不同,以软件定义系统功能并输出控制决策操作车辆安全行驶是智能化装备的技术路线。在JT/T 1094标准发布之前的几年时间里,以研发智能图像识别系统、主动安全系统的创业公司不断涌现,其研发的产品主要集中在乘用车领域,在与传统的博世、大陆、mobileye直接竞争过程中处于劣势,只能用于后装市场,国内自主汽车智能化装备产业发展受到很大限制。JT/T 1094标准发布之后,各大客车主机厂纷纷建立起与智能化装备系统供应商的合作,让智能化装备作为标配的车辆前装系统,极大释放了智能化产业的创新与活力,带动了一大批高科技人工智能创业公司与行业巨头进行角逐,有效降低了客车智能化升级的成本,客车智能化技术水平的提升初步具备了供应商产业基础。

第二节国内外智能客车技术水平发展现状

1.欧洲

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图1奔驰客车

欧洲的客车在主动安全装备方面起步较早,2013年起中国出口欧洲的大型载客客车都需要装备AEBS并且该系统的系统功能和性能须要满足ECE-R131的标准要求。欧洲的商用车现目前主要装备由威伯科、克诺尔等两家制动系统供应商所提供的AEBS解决方案。图1所示的奔驰大客车已经装备AEBS系统,在其成熟的底盘制动系统与AEB系统良好的匹配基础之上,可直接采用实车作为测试用目标车辆,体现了欧洲客车制造商和系统集成商优秀的技术功底与工程应用能力。

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图2 法国Navya与Keolis研发的小型无人驾驶穿梭巴士

由法国初创公司Navya 研发,法国专用客车运输公司 Keolis 出品的穿梭巴士在美国赌城市中心地区免费搭载乘客,可实现环绕 0.6 英里的既定路径运行。车辆采用了激光雷达、摄像头、毫米波雷达、高精度定位的传感方案,全车采用线控底盘,可实现精准的转向、制动、加速等操作, 具备了L4级的自动驾驶能力。但该车仅在运行一小时后,车头与另一辆从装车车位倒出的卡车的车尾相撞,而被迫停止运行,感知与决策技术仍需提高。

2.日本

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图3 日野客车

日野汽车作为日本最大的客车制造厂商,其智能化水平代表着日本客车的最高水准。现目前日野汽车的公路大型载客客车均装备了本土化的紧急制动AEB、车道偏离LDW、疲劳监测DSM、自适应巡航ACC、VSC车身稳定、自动大灯等系统,日野所装备的ADAS系统已经具备L2级的自动驾驶功能,但车道保持辅助LKA并未在其配置中。

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图4 软银公司SB drive

SB drive 在日野汽车平台基础之上,对车辆进行自动驾驶改装,安装了前向激光雷达与360环视系统,实时感知行驶环境,同时以GPS高精度定位与移动互联网结合实现车辆自动驾驶导航。该公司在自动驾驶小巴士试验起步较早,现目前已经能够实现从乡村到城市道路的公交线路运行,具备较强的自动驾驶研发与工程应用能力。

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图5 Monet Technologies

丰田和软银合作成立了Monet Technologies,目标是希望整合自动驾驶技术、打车服务和零售递送,借助丰田发布的多用途智能驾驶概念车e-palette,具备高度自动化驾驶水平,为日本民众提供按需定制的交通出行服务。在Monet Technologies成立的同年,马自达、铃木、本田、五十铃、斯巴鲁、日野、本田等主要日本汽车厂家纷纷入股成为Monet的股东,使得Monet的技术背景和资金实力达到空前高度。

3.中国

3.1 L2级自动驾驶应用情况

中国作为全球最大客车制造国,拥有完备的客车整车生产企业50家,覆盖了城市公交、摆渡车、校车、公路运输客车等全部车型。在早期的粗狂式发展过程中,订单式的生产模式与行业监管不够全面,可执行的智能化标准体系不够完善,客车在很长一段时间内都未配置先进的智能驾驶系统,只具备记录行驶距离、行驶速度、定位信息的车载监控终端。

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图6 智能驾驶终端

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图7 客车智能化系统

2013年底,“道路运输车辆卫星定位系统车载视频终端”等三项交通运输行业标准通过专家评审,标准要求通过视频分析技术判断司机是否生理疲劳,判断车辆是否按规定车道行驶。JT/T 1094-2016 《营运客车安全技术条件 》2017年3月7日发布通知, 2018年4月1日必须安装车道偏离预警系统(LDWS)和自动紧急制动系统的前装预警功能的要求。JT/T 1076/1078 交通部《车载视频终端技术要求》 DSM+LDWS在存量车市场安装。现目前国内新生产、且车长大于9米的客车已经前装AEBS、LDWS、ESC、DSM等智能驾驶辅助系统,初步具备了L2级自动驾驶的应用数量基础,而行驶记录终端已经具备了本地存储与远程实时上传云端人工智能与大数据平台,进行实时车辆动态运行状态分析与远程警告功能。

在已经具备的客车存量市场,采用后装智能车载终端实现车辆智能化改造,提升在用车辆的安全技术水平。急加速急减速预警、自适应巡航、车道保持辅助、360环视等国标与行业标准正在制定,系统供应商正加紧技术研发与储备,客车主机厂正密集进行系统匹配与道路试验工作,未来这些标准有可能被引入至客车安全技术条件中作为强制性执行标准。

FCW系统在客车上的应用不介入底层执行系统控制,在前装与后装市场推动都较为容易实现。AEB系统需要进行制动控制,而底层控制主要依靠高精度电子制动控制EBS实现制动。目前,国内的公路运输客车底盘制动系统都依赖于威伯科、克诺尔等系统供应商提供EBS、ESC关键功能,国内几乎不具备ESC系统研发能力。根据JT/T1094标准和JT/T1242标准,车长大于9米的公路客车必须前装ESC和EBS系统才能应用AEB功能。因此在AEBS前装过程中,在底盘制动系统厂家封闭制动命令接口的现状下,创业公司与客车主机厂只能通过外加制动器阀实现AEB功能。多套制动系统管路会造成额外的不稳定因素,且增加主机厂成本,长此以往会迫使主机厂转向更为简便的系统集成方案,对国内汽车智能化产业发展极为不利。

3.2无人驾驶巴士发展情况

在自动驾驶与车路协同技术兴起的大浪潮背景下,国内各大客车制造主机厂与创业公司纷纷开展自动驾驶无人巴士的研发,并展开了大量的路试工作。具备无人巴士研发与制造的客车主机厂主要有:宇通客车、厦门金龙、厦门金旅、苏州金龙、安凯客车等,此外清智科技等创业公司也具备设计与研发能力。现目前几乎所有的无人驾驶客车的传感器解决方案都大相径庭,均搭载主流的激光雷达、毫米波雷达、摄像头、GPS天线等众多高科技设备用于感知周围环境,且依靠高精度的定位地图路径规划和导航。一般的传统车企在自动驾驶感知、决策与控制技术研发与储备不足,而选择与专业的人工智能企业合作是快速应用落地的捷径和有效资源配置方案。

厦门金龙的阿波龙搭载了百度的APOLLO系统,该系统搭载了主流传感方案,通过人工智能、自动控制、视觉计算等“超能力”,可针对道路情况和突发状况实时做出反应,具备较高的人工智能水平。宇通客车的自动驾驶小巴士在郑州龙子湖智慧岛承担岛内的载客任务,该车采用纯电驱动与线控底盘,配置了3个激光雷达、2个毫米波雷达、12个超声波雷达、360环视系统、5G车路协同终端、云端处理器等,车辆与交通信号灯可实现基于5G通信实时上传数据和接受云端调度中心的控制。在车内配置了基于5G的智能语音交互系统,可以对车内的温度、光线进行控制,具备良好的乘坐体验与科技感。

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左:金龙&百度阿波龙 右:金旅星辰

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左:宇通小宇5G自动驾驶小巴士 右:安凯日本机场自动驾驶巴士

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左:苏州金龙无人小巴士 右:清智科技自动驾驶小巴士

图8 无人巴士

目前国内的公路运输客车全面实现自主智能化升级存在较大困难,且应用无人驾驶技术的大型载客公路高速运行客车存在安全与法规问题。将5G高速通信技术应用于车路协同实现智慧公路+智慧城市,城市公交、封闭园区、机场等区域运行中小型无人驾驶巴士,将会全面落地与应用。

(未完待续)

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