上海嘉定自動駕駛示范區(qū),路邊到處可見布置的智慧綜合箱和改造后的多功能綜合桿。超過400個路口被智能化改造,部署了路側(cè)感知系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)、車路協(xié)同通信系統(tǒng),通過激光雷達、毫米波雷達、人工智能相機等實現(xiàn)車路互聯(lián)。
如同為道路裝上了“大腦”和“眼睛”,“聰明的車”需要“智慧的路”,上海嘉定的試點是全國如火如荼的“智能網(wǎng)聯(lián)天地一體”化進程中的一個縮影。
在頂層設(shè)計上,中國電動汽車已經(jīng)在世界領(lǐng)先,贏得了汽車產(chǎn)業(yè)百年未有之技術(shù)革命的上半場。但在智能化的下半場,芯片、算力、大模型、操作系統(tǒng),我們還有很多“卡脖子”問題。
基于這樣的考慮,中國推出了智能網(wǎng)聯(lián)汽車天地一體化的國家級戰(zhàn)略——用一張覆蓋空、天、地的網(wǎng),把智能以及非智能的汽車、其他交通參與者、道路、云、衛(wèi)星連接起來,它們的融合不僅可以降低單車智能硬件的要求,還反向推動空地通信等多個產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進步和打通,以及創(chuàng)造出效率更高、能耗更低、更加美好的智慧城市。
可以說,“智能網(wǎng)聯(lián)汽車天地一體化”的未來是星辰和大海,對中國而言重要性不亞于一個全新的“萬億級高鐵計劃”。
但是技術(shù)的難點也極其巨大,比如衛(wèi)星通訊與地面網(wǎng)絡(luò)的通信融合,天地一體網(wǎng)絡(luò)通感算法的融合等。國外也曾想打造類似“車路云一體化”的方案,但后來因為相關(guān)技術(shù)不成熟、基礎(chǔ)建設(shè)推進的難度大等問題,方案被擱置了。
最近有一個新聞引起了行業(yè)的重視。吉利汽車研究院聯(lián)合多方開展的“智能網(wǎng)聯(lián)汽車天地一體化關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項目,圍繞低軌衛(wèi)星和蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合、國產(chǎn)化芯片研發(fā)及全新智能化交互技術(shù)等三個維度開展創(chuàng)新性研究,實現(xiàn)了“新通信、新芯片、新交互”三大核心創(chuàng)新。
由于這些突破性創(chuàng)新,吉利汽車研究院“智能網(wǎng)聯(lián)汽車天地一體化關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項目,榮獲“2024年度中國汽車工程學會科學技術(shù)獎”科技進步獎一等獎。
那么問題也來了,困擾衛(wèi)星公司、通信公司的技術(shù)難題,吉利汽車是如何攻克的?作為一家汽車公司,吉利汽車為何要去做天地一體化的布局?
什么是天地一體化
在“2024世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大會”上,吉利控股集團董事長李書福表示,智能架構(gòu)、智能座艙、智能駕駛、“天地一體化”是吉利打造未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心。吉利致力于通過“地面+低空+低軌”的無縫銜接,加速構(gòu)建面向未來的“天地一體化”立體出行解決方案。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車百年變革的下半場,自動駕駛汽車將是這場變革的終局。但自動駕駛行業(yè)從2009年谷歌設(shè)立自動駕駛部門開始,至今已經(jīng)15年,但全自動駕駛汽車仍無法落地,相關(guān)公司也無法實現(xiàn)穩(wěn)定的盈利模式。
即使豪賭全自動駕駛(FSD)的特斯拉CEO馬斯克也曾承認對FSD的進展過于樂觀。在2024年年度股東大會上,他談到了困擾特斯拉FSD系統(tǒng)的重大難題,即FSD開發(fā)存在“蹺蹺板問題”,即改進一個模型可能解決一個問題,但同時可能引入新問題。
問題的根源在于,過去行業(yè)做得更多的是單車智能,但這存在發(fā)展瓶頸,解決不了很多長尾問題。單車智能解決的是一輛車的自動駕駛能力問題,這是重要的前提和基礎(chǔ),但當自動駕駛汽車越來越多的時候,就會出現(xiàn)不同汽車品牌之間的智能車和智能車,以及智能車和非智能車混行的問題,就必須從全局和系統(tǒng)的角度去解決問題,方法就是智能網(wǎng)聯(lián)汽車天地一體化。
包括車輛及其他交通參與者、智能化路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施、云控平臺、通信網(wǎng)絡(luò)以及安全體系等相關(guān)支撐平臺主體,以統(tǒng)一的架構(gòu)和標準體系為支撐,將車路云各個組成部分以安全、高效和可靠的方式有機聯(lián)系在一起,支持車路云一體化相關(guān)功能的實現(xiàn)。
通俗來說,“智能網(wǎng)聯(lián)汽車天地一體化”需要將智能車上搭載的感知單元(傳感器)、計算單元(芯片等)、通訊單元在路上也裝一遍,這一整套的硬件方案可以被稱作數(shù)字道路基站,通過密集地鋪設(shè)數(shù)字道路基站,采集到的數(shù)據(jù)可以形成一條1:1數(shù)字孿生的虛擬道路。
上述這些數(shù)據(jù)可以通過云、地面網(wǎng)絡(luò)、低軌衛(wèi)星等通訊等行業(yè)的協(xié)同,傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車,以供其使用,最終實現(xiàn)“聰明的車+智慧的路+強大的云”,加速智能網(wǎng)聯(lián)汽車落地應(yīng)用。
車路協(xié)同再加上單車智能,可以在三個方面賦能自動駕駛汽車,分別是信息全面性、處理及時性,以及全局博弈。除了達到單車自動駕駛最優(yōu)外,還能助力整個城市的交通效率全局最優(yōu)。
除了賦能道路,天地一體化還有更多的應(yīng)用場景,低空經(jīng)濟、水土保持、智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等等,可以說,天地一體化可以成為幾乎所有傳統(tǒng)行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型和提升效率的技術(shù)底座。
當然,想象很美好,現(xiàn)實中的挑戰(zhàn)也非常多且復雜。目前全球天地一體化衛(wèi)星通信并未形成統(tǒng)一標準,例如“手機直連衛(wèi)星”通信服務(wù)普遍采用私有衛(wèi)星通信體制,信息封閉、技術(shù)保密,極大地增加了合作難度。此外,目前在商業(yè)航天領(lǐng)域民營企業(yè)紛紛入局,其私有通信體制的潛在問題值得關(guān)注。
天地一體化的引入將促進傳統(tǒng)衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈與移動通信產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合,帶來芯片、器件、天線等多個方面的技術(shù)融合以及挑戰(zhàn)。比如天地網(wǎng)絡(luò)運行在不同的協(xié)議上,形成的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)需要進行多次協(xié)議轉(zhuǎn)換;天地一體化網(wǎng)絡(luò)中,空間網(wǎng)絡(luò)立體多層次、拓撲動態(tài)變化強、空間跨度大,地面網(wǎng)絡(luò)節(jié)點隨機運動,這導致天地網(wǎng)的不同組成部分在網(wǎng)絡(luò)拓撲穩(wěn)定性方面差異巨大。此外,天地一體網(wǎng)絡(luò)通感算融合理論還未成熟,感知、通信和計算之間相互依賴關(guān)系的模型尚未建立。
而吉利汽車研究院領(lǐng)導的工作小組是如何解決這些問題的呢?
三大突破性創(chuàng)新
吉利汽車研究院此次獲獎有三個關(guān)鍵詞:新通信、新芯片、新交互。
拿新通信來說,天地一體化面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)包括地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋不完整、地面設(shè)施受損導致通訊不可用、高精定位服務(wù)依賴高密度地面增強站、雙向隱私性差,海量數(shù)據(jù)實時計算速率低、遠程控制通信可靠性低等。
針對這些難題,項目團隊首次提出低軌衛(wèi)星和4G/5G融合通訊雙鏈路架構(gòu),設(shè)計出行業(yè)首個從衛(wèi)星設(shè)計、制造到組網(wǎng)的系統(tǒng)化架構(gòu),這一創(chuàng)新可為車輛提供高可靠、低時延、廣覆蓋的通信服務(wù),多并發(fā)測試衛(wèi)星通信成功率達到98%。
在高精定位服務(wù)方面,項目團隊提出了獨有的地面與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)雙鏈路數(shù)據(jù)播發(fā)和高低軌衛(wèi)星補充增強技術(shù),開發(fā)衛(wèi)星播發(fā)高精服務(wù)與車端定位的融合技術(shù),為智能駕駛車輛提供全時全域的10cm高精定位服務(wù),比行業(yè)平均水平高了近1倍。
這就是新通信——低軌衛(wèi)星和蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合通信技術(shù)。而且項目團隊基于吉利星座打造低軌衛(wèi)星和蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合通信技術(shù),通過吉利星座目前在低空軌道成功發(fā)射的30顆衛(wèi)星,具備全球?qū)崟r覆蓋能力,賦能智能出行。
再拿芯片來說,半導體已經(jīng)逐漸成為智能汽車的血液,但是中國的芯片還有很多卡脖子問題。
吉利控股推出了國內(nèi)首款并唯一量產(chǎn)的7nm車規(guī)級芯片——“龍鷹一號”,研發(fā)了行業(yè)首創(chuàng)的車載多核異構(gòu)架構(gòu)、獨立功能安全島和完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的信息安全島。該芯片在CPU有效算力、內(nèi)存帶寬、AI能力,以及擴展性、功能安全、信息安全等多方面均保持行業(yè)領(lǐng)先水平。
針對車規(guī)級芯片存在的CPU和GPU算力利用率低的問題,項目團隊行業(yè)首創(chuàng)CPU和GPU硬件隔離、其他計算單元及接口可靈活配置的多核異構(gòu)架構(gòu),使算力利用率提升20%。針對車規(guī)級芯片存在的功能安全和信息安全等級低等問題,項目團隊設(shè)計了獨立功能安全島,采用隔離的數(shù)據(jù)通路安全設(shè)計,功能安全島認證達ASIL-D等級,保證芯片內(nèi)數(shù)據(jù)的全鏈路安全;項目團隊還開發(fā)了擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的信息安全島,實現(xiàn)芯片級別兼容國密算法和國際算法,支持更多安全運算場景。
最后是新交互——新一代智能交互技術(shù)。人機交互是智能化體驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),項目團隊研發(fā)了全場景智能識別技術(shù)、關(guān)鍵任務(wù)算力管理技術(shù)和跨端算力共享互聯(lián)技術(shù),開創(chuàng)了行業(yè)領(lǐng)先的多形態(tài)桌面框架設(shè)計理念,并解決了車機系統(tǒng)操作不流暢和人機交互體驗差的難題,通過手機和車機無感互聯(lián)、APP應(yīng)用共享、算力共享,打造了新一代智能交互體驗。
可以說,吉利汽車研究院“智能網(wǎng)聯(lián)汽車天地一體化關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項目突破了智能網(wǎng)聯(lián)汽車芯片、操作系統(tǒng)、低軌衛(wèi)星以及智算中心大數(shù)據(jù)云服務(wù)等相關(guān)“卡脖子”問題和行業(yè)難題,擁有自主知識產(chǎn)權(quán),實現(xiàn)芯片國產(chǎn)化替代,實現(xiàn)低軌衛(wèi)星商業(yè)化應(yīng)用,落實汽車強國發(fā)展戰(zhàn)略,同時推動衛(wèi)星通信國際標準制定。
而且吉利汽車的布局不止于此。智能架構(gòu)作為整車智能化的基礎(chǔ)設(shè)施,是整車智能化的底層驅(qū)動力,承載著“超級大腦”和“神經(jīng)系統(tǒng)”的作用。超級算力、超大帶寬和超級智能是整車智能架構(gòu)的迭代方向。智能駕駛感知技術(shù)逐漸走向端到端和數(shù)據(jù)驅(qū)動,隨著大模型與智駕技術(shù)的結(jié)合,以及感知技術(shù)的迭代,智能駕駛對端側(cè)AI算力的需求會逐步提升到700TOPS以上。
未來誰擁有了算力,誰就擁有了生產(chǎn)力。吉利部署了星睿智算中心,同時布局星睿AI大模型,擁有汽車行業(yè)最完善的人工智能體系。星睿智算中心是吉利實現(xiàn)“天地一體化”和萬物互聯(lián)的算力底座,是全球車企首個“云、數(shù)、智”一體化超級云計算平臺,同時也是國內(nèi)車企中自建設(shè)備規(guī)模最大、綜合算力領(lǐng)先、業(yè)務(wù)覆蓋領(lǐng)域最廣、智能化支撐能力最強、高安全級別的智算中心。星睿智算中心算力已經(jīng)達到了102億億次/秒。
星睿AI大模型是以星睿智算中心為算力底座的自研基礎(chǔ)大模型,融入吉利全球領(lǐng)先的NPDS研發(fā)體系和巨量的造車全鏈路場景數(shù)據(jù)庫,成為汽車行業(yè)應(yīng)用場景最豐富、算力最強大、汽車專業(yè)知識體系最完備、數(shù)據(jù)與模型最安全可靠的大模型,是由中國車企自主打造的全球首個汽車行業(yè)全棧自研全場景AI大模型。
中國唯一,世界唯二
2024年,吉利汽車加速技術(shù)創(chuàng)新,天地一體化、Ai銀河精靈、神盾短刀電池、GEA全球智能新能源架構(gòu)、吉利雷神EM-i超級電混等一系列創(chuàng)新成果得到廣泛應(yīng)用。
截止到目前,“吉利星座”的衛(wèi)星規(guī)模已達到30顆。到2025年,吉利計劃完成72顆衛(wèi)星的發(fā)射與組網(wǎng)。衛(wèi)星通信技術(shù)將搭載于吉利多款車型上。哪怕是在深山、西北荒漠地區(qū)自駕游,這些車型的用戶也不會面臨丟失信號、無法與外界通信的風險。
吉利推出的龍鷹一號芯片,作為首款國產(chǎn)7nm車規(guī)級座艙芯片,打破了高通對旗艦車機芯片的壟斷;攜手魅族聯(lián)合打造了銀河Flyme Auto智能座艙系統(tǒng),一舉讓吉利的車機軟件水平提升到第一梯隊。
現(xiàn)在的吉利已經(jīng)在智能化方面甩開了其他傳統(tǒng)車企一大截。而隨著一系列技術(shù)布局落地量產(chǎn),今年的吉利終于開始爆發(fā)。根據(jù)吉利官方數(shù)據(jù),2024年末,吉利汽車集團累計銷量2176567輛,同比增長超32%,超額完成全年200萬目標。其中,吉利銀河12月銷量達到69444輛,全年銷量494440輛,同比增長約80%。
吉利銀河已經(jīng)成為今年汽車行業(yè)現(xiàn)象級的產(chǎn)品,爆款不斷,11合1智能電驅(qū)、神盾短刀電池、雷神EM-i超級電混等等技術(shù),也都由吉利自研而來,對比競品擁有代差級領(lǐng)先優(yōu)勢。尤其是銀河Flyme Auto智能座艙系統(tǒng)的搭載,是30萬級高端車上才有的智能車機,首次進入到入門級市場,給消費者帶來了越級的體驗。全方面的技術(shù)領(lǐng)先,讓銀河新車出一款爆一款。
正如吉利汽車集團副總裁、吉利汽車研究院院長李傳海所說:“現(xiàn)在應(yīng)該也到了收獲期。我們要想在市場上真正得到用戶的認可,關(guān)鍵還是要靠硬核技術(shù)實力,真正關(guān)注到用戶的痛點和能夠給他帶來超越期待的產(chǎn)品體驗?!?/span>
吉利“智能網(wǎng)聯(lián)天地一體化”項目成果已搭載50款車型,覆蓋A級轎車到中大型SUV,累計銷量100多萬輛,新增直接經(jīng)濟產(chǎn)值超過百億元。
橫向來看,全世界范圍內(nèi)技術(shù)布局與吉利汽車相似的只有特斯拉——同樣自研智駕芯片、FSD智駕系統(tǒng)、Dojo超算、聯(lián)合松下自研電芯、自研電驅(qū)等等,此外,馬斯克還擁有SPACE X、星鏈、xAI等產(chǎn)業(yè)。
從芯片到電芯、智駕系統(tǒng)、星鏈的布局,讓特斯拉站穩(wěn)了全球市值最高的車企。這也表明吉利汽車無論業(yè)績成長性還是市值都有巨大的提升空間。
而且,吉利還布局了飛行汽車、甲醇汽車等等,技術(shù)儲備甚至比特斯拉還要更深、更廣。在其他車企還忙于卷價格、拼刺刀時,吉利顯然看的更加長遠。卷價格固然能讓中國車企在中國車市奪回一部分份額,但在未來,中國車企終將在全球市場與特斯拉正面競爭。
回顧日韓歐美車企的歷史,沒有一個國家的汽車工業(yè)是靠低價發(fā)展壯大的。中國車企也不可能靠價格戰(zhàn)勝特斯拉,唯有在技術(shù)實力上與特斯拉對齊,才能與其競爭成本、競爭技術(shù)。
馬斯克心系綠色能源、移民火星、全人類命運的愿景讓其成為了全世界的偶像,而吉利同樣是心有繁星,前行不輟,通過科技型企業(yè)的技術(shù)布局引領(lǐng)中國汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級,在混亂價格戰(zhàn)中為中國汽車立下了一根定海神針。可以說,吉利的格局立于中國汽車產(chǎn)業(yè)之上,視角站在全球市場之中,這種擔當、責任感才是一個冠軍真正該有的樣子。
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