文/鄭文江(中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心)

　　汽車作為現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的出行工具，被譽(yù)為“改變世界的機(jī)器”，為全球經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)進(jìn)步作出了突出貢獻(xiàn)。隨著汽車保有量的持續(xù)增長，由汽車引發(fā)的道路安全、交通擁堵、能源不足、環(huán)境污染等問題日益突出。如何有效解決人類日益增長的出行需求與交通發(fā)展的環(huán)境資源制約之間的矛盾，已經(jīng)成為各個(gè)國家和地區(qū)發(fā)展面臨的一大課題。伴隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的興起，尤其是移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，智能汽車技術(shù)已被視為解決矛盾的最有效方案之一。

　　智能汽車主要是在傳統(tǒng)汽車基礎(chǔ)上融入互聯(lián)網(wǎng)與智能技術(shù)，使得汽車操控更為方便、汽車出行更為安全、環(huán)保。智能汽車作為一種更安全、更舒適、更節(jié)能、更高效、更環(huán)保的駕駛方式和交通出行解決方案，已成為城市智能交通系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，構(gòu)建綠色社會(huì)的核心要素。智能汽車發(fā)展的意義不僅在于汽車產(chǎn)品的升級(jí)與技術(shù)換代，更可能帶來汽車及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的價(jià)值鏈和創(chuàng)新鏈的顛覆式重塑，進(jìn)而促進(jìn)眾多新興行業(yè)的興起，為社會(huì)帶來巨大的財(cái)富。為此，全球各國給予高度重視，紛紛出臺(tái)政策，加大智能汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)力度，以期在智能汽車上獲得領(lǐng)先地位。

　　智能汽車是提高車輛安全性能、經(jīng)濟(jì)性、駕駛舒適性的主要技術(shù)手段，是提升交通治理、信息服務(wù)的主要途徑。1992年，美國出臺(tái)《智能車-高速路系統(tǒng)戰(zhàn)略計(jì)劃》(Intelligent Vehicle-Highway SystemStatistics Plan)，明確規(guī)定IVHS系統(tǒng)的7大領(lǐng)域和29個(gè)用戶服務(wù)功能。1994年2月，成立IVHS聯(lián)合項(xiàng)目辦公室(Joint IVHS Program Office)，9月，辦公室名稱變更為智能交通系統(tǒng)聯(lián)合項(xiàng)目辦公室(Joint Intelligent Transportation Systems Program Office)，負(fù)責(zé)推進(jìn)智能交通相關(guān)工作。進(jìn)入21世紀(jì)以來，信息技術(shù)和汽車技術(shù)快速進(jìn)步。2010年，美國發(fā)布《智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略計(jì)劃2010—2015年》(ITS Strategic Plan 2010—2015)，從國家戰(zhàn)略角度明確大力發(fā)展網(wǎng)聯(lián)汽車，并于2014年繼續(xù)發(fā)布《智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略規(guī)劃2015—2019年》(ITS Strategic Plan 2015—2019)，將汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化作為雙重發(fā)展戰(zhàn)略，重點(diǎn)推進(jìn)智能汽車的安全性應(yīng)用研究、移動(dòng)性應(yīng)用研究、政策研究、智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)研究和示范工程研究。2016年，美國交通運(yùn)輸部發(fā)布《聯(lián)邦自動(dòng)駕駛汽車政策指南》(Federal Automated Vehicles Policy)，將自動(dòng)駕駛安全監(jiān)管納入法律框架，隨后2017年發(fā)布《自動(dòng)駕駛系統(tǒng)2.0安全展望》(Automated Driving Systems 2.0：A Vision for Safety)，2018年發(fā)布《自動(dòng)駕駛汽車3.0：準(zhǔn)備迎接未來交通》(Preparing for the Future of Transportation: Automated Vehicle 3.0)。為推動(dòng)智能汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展，美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局(Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA)自2004年開始連續(xù)舉辦無人車輛挑戰(zhàn)賽，有效激發(fā)社會(huì)創(chuàng)新潛力，為美國尤其是美軍快速選拔和獲取智能汽車優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新資源及創(chuàng)意方案提供平臺(tái)。2014年美國允許自動(dòng)駕駛汽車在公共道路開展測(cè)試。

　　中國智能交通戰(zhàn)略起步相對(duì)較晚，2000年成立了全球智能交通協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組，并在“十五”國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)項(xiàng)目中，設(shè)立包括車輛安全與輔助駕駛等8個(gè)領(lǐng)域的“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和示范工程”。2015年，《中國制造2025》把節(jié)能和新能源汽車作為10大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，并明確將發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車提升至國家戰(zhàn)略高度，為智能汽車發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。2017年，《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提及要重點(diǎn)發(fā)展自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)，并要在智能交通建設(shè)和自主無人駕駛技術(shù)平臺(tái)、高端人工智能人才等方面實(shí)現(xiàn)突破。2017年工信部出臺(tái)《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)》，2018年，國家發(fā)改委印發(fā)了《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》(征求意見稿)，相關(guān)政策有效推進(jìn)了智能汽車的發(fā)展。2018年3月，上海、北京開放中國首批智能汽車開放道路測(cè)試牌照。

　　本文通過對(duì)中美兩國公開發(fā)表的智能汽車相關(guān)的研究論文和專利數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，從技術(shù)研究和技術(shù)開發(fā)兩個(gè)角度，對(duì)智能汽車的主要?jiǎng)?chuàng)新主體、技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行分析，對(duì)比中美研發(fā)重點(diǎn)的差異，以期為我國智能汽車的發(fā)展和政策制定提供一定的參考。

　　一、全球智能汽車研究發(fā)展概況

　　在研究論文產(chǎn)出方面，智能汽車及相關(guān)技術(shù)全球累計(jì)發(fā)布SCI論文27257篇。從國家來看，美國和中國在智能汽車領(lǐng)域的研究占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其中，美國累計(jì)發(fā)文7305篇，中國發(fā)文5517篇，其次為日本、德國、韓國、英國等。

　　從論文年度產(chǎn)出變化上看，最早關(guān)于智能汽車的研究出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，主要研究自動(dòng)停車場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)裝置。1990年前，全球僅有少量的研究論文涉及智能汽車研究。1990年，全球發(fā)文134篇，美國46篇。1990年后，全球發(fā)文量開始逐步升溫，并在2010年后開始迅速增長。

　　中美在智能汽車領(lǐng)域的發(fā)文顯示：美國發(fā)文自1990年代開始穩(wěn)步上升，與世界平均增長速度基本持平;中國20世紀(jì)發(fā)文量累計(jì)29篇，自2000年后開始穩(wěn)步增長，直至2010年開始顯著增加，并于2015年后年度發(fā)文量開始超越美國，但累計(jì)發(fā)文量仍低于美國。從論文引用量上看，美國累計(jì)被引頻次202865次，篇均被引27.77次;中國累計(jì)被引60457次，篇均被引10.96次。這說明中國智能汽車研究在發(fā)文量上不斷逼近美國，但在質(zhì)量上還有巨大差距，發(fā)展勢(shì)頭較好。

　　從全球智能汽車發(fā)文前20位的國家和地區(qū)的合作情況看。中美合作關(guān)系最為緊密，其中美國為全球智能汽車研究論文合作的中心，且與全球各國合作比較均衡;中國主要與美國、英國、加拿大、澳大利亞以及新加坡等國家合作較多。世界主流汽車產(chǎn)業(yè)大國日本、德國、英國、法國、意大利、韓國等也存在較多的合作，印度、新加坡等亞洲國家也表現(xiàn)不俗。

　　二、中美智能汽車研究熱點(diǎn)主題對(duì)比

　　對(duì)中美兩國近十年的發(fā)文主題進(jìn)行聚類分析。中美的智能汽車大多集中在：智能交通系統(tǒng)、環(huán)境感知、智能決策、控制執(zhí)行、通信技術(shù)、平臺(tái)和大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域。其中，美國的智能汽車領(lǐng)域部署相對(duì)較全面，各領(lǐng)域的研究力量也比較均衡，中國的主題分布也較為全面，但研究力量側(cè)重在智能汽車的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、數(shù)據(jù)算法和輔助技術(shù)，如圖像感知、定位等。

　　進(jìn)一步挖掘分析顯示，中國的研究論文在智能交通系統(tǒng)中主要集中在傳感器與監(jiān)測(cè)、道路識(shí)別、路徑規(guī)劃、車流監(jiān)控等研究方向;環(huán)境感知上側(cè)重于圖像識(shí)別、盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、物體識(shí)別;智能決策上集中于預(yù)警機(jī)制;控制執(zhí)行上主要為自適應(yīng)控制、魯棒控制等方向;平臺(tái)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域主要集中于遺傳算法、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等;在應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在物流運(yùn)輸和公路自動(dòng)駕駛汽車，此外智能汽車在能量收集和能源控制上也有涉及。美國智能汽車發(fā)文在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域側(cè)重于車路協(xié)同安全、車-車通信安全、動(dòng)態(tài)移動(dòng)應(yīng)用研究、交通流與穩(wěn)定模型等;智能決策上側(cè)重于行為分析、人因分析與人機(jī)交互、自主學(xué)習(xí)與自適應(yīng)系統(tǒng);控制執(zhí)行上主要為自適應(yīng)控制、自動(dòng)控制、優(yōu)化控制、分布控制和力控制方法等;平臺(tái)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域主要集中于機(jī)器學(xué)習(xí)、模糊邏輯、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬示蹤跡等;此外在駕駛員健康與精神狀態(tài)、環(huán)境天氣對(duì)自動(dòng)駕駛影響、互操作系統(tǒng)上研究也較多;在應(yīng)用領(lǐng)域上，主要集中在乘用車、貨車和農(nóng)機(jī)上。

　　三、中美智能汽車開發(fā)趨勢(shì)對(duì)比

　　近十年(2009—2018年)中美兩國授權(quán)的專利對(duì)比顯示，美國授權(quán)專利題錄數(shù)據(jù)290687條，中國授權(quán)題錄數(shù)據(jù)141871條。歸并同族后美國專利19435條，中國專利15163條。專利主體聚類顯示，在全球智能汽車專利布局中，美國專利布局相對(duì)均衡，中國專利布局相對(duì)集中。中國專利布局主要集中在輔助駕駛道路交通監(jiān)測(cè)、輔助停車方面;車輛相關(guān)技術(shù)主要集中在環(huán)境感知中的圖像與雷達(dá)識(shí)別，汽車傳動(dòng)情況數(shù)據(jù)采集、扭矩監(jiān)測(cè)、信號(hào)收集、電池與電控方面;信息技術(shù)主要集中在通信設(shè)備、通信服務(wù)、視覺與圖像處理、信號(hào)處理等方面。與美國相比，我國在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、人機(jī)信息與信號(hào)交互、多傳感數(shù)據(jù)交互集成存儲(chǔ)、車-車自主通訊與處理系統(tǒng)以及避撞安全領(lǐng)域相對(duì)涉及較少。從專利布局可以看出，與美國相比，中國在智能汽車領(lǐng)域還處于起步階段，技術(shù)產(chǎn)品專利布局相對(duì)集中，部分領(lǐng)域還處于空白階段或?qū)＠^少，還未形成體系與系統(tǒng)。在系統(tǒng)集成上知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局較少，核心器件如智能芯片和軟硬件集成尚待優(yōu)化，車載軟件有待進(jìn)一步提升。

　　另外，中美智能汽車產(chǎn)品化方面，美國企業(yè)已推出部分自動(dòng)駕駛(PA)級(jí)車型，如通用凱迪拉克CT6、福特蒙歐迪、特斯拉Model3等PA級(jí)轎車，并開始打造高度自動(dòng)駕駛(HA)、完全自動(dòng)駕駛(FA)產(chǎn)品，如Google旗下的Waymo克萊斯勒和蘋果已經(jīng)開始進(jìn)入大規(guī)模路測(cè)階段，以及參加美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃署(DARPA)無人汽車(FA級(jí))挑戰(zhàn)賽。中國目前產(chǎn)品化的產(chǎn)品主要集中在駕駛輔助(DA)領(lǐng)域，百度等開始進(jìn)行智能汽車少量高度自動(dòng)駕駛(HA)級(jí)路測(cè)。這也從產(chǎn)業(yè)界產(chǎn)品化的角度輔助證明了本文分析結(jié)果，即與美國相比，尤其是在專利布局上，中國的智能汽車還處于相對(duì)弱勢(shì)，技術(shù)布局相對(duì)集中，未形成系統(tǒng)布局和全面布局，但在通訊領(lǐng)域和數(shù)據(jù)處理上具有明顯優(yōu)勢(shì)。

　　綜上，可看出中美的研究中，中國相對(duì)側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)化、智能化的研究，美國側(cè)重于人車交互和自適應(yīng)環(huán)境的自動(dòng)化研究。結(jié)合智能汽車的五個(gè)等級(jí)劃分，專利分析顯示，中國智能汽車研究目前主要集中在駕駛輔助(DA)、部分自動(dòng)駕駛(PA)和有條件自動(dòng)駕駛(CA)方面，近年來逐步轉(zhuǎn)向高度自動(dòng)駕駛(HA)、完全自動(dòng)駕駛(FA)的部件方面;美國側(cè)重于有條件自動(dòng)駕駛(CA)、高度自動(dòng)駕駛(HA)、完全自動(dòng)駕駛(FA)的系統(tǒng)集成研究。

　　四、中美智能汽車創(chuàng)新主體對(duì)比

　　在中美智能汽車創(chuàng)新主體方面，研究論文署名機(jī)構(gòu)顯示，中國發(fā)文機(jī)構(gòu)2489個(gè)，美國發(fā)文機(jī)構(gòu)4004個(gè)，中美兩國發(fā)文量排名前百位的機(jī)構(gòu)均為高校。在專利所有權(quán)人方面，全球智能汽車專利申請(qǐng)Top100機(jī)構(gòu)中高校有10家(浙江大學(xué)、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)、東南大學(xué)、北京航天航空大學(xué)、吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、斯坦福大學(xué))，其他均為企業(yè)。專利授權(quán)Top100機(jī)構(gòu)中美國為27家，含1家高校和26家企業(yè)(IBM、Google、高通、微軟、Intel、Symantec、蘋果、思科、戴爾、美國電話電報(bào)公司、福特、亞馬遜、通用等);中國有9家，其中企業(yè)僅有華為一家。

　　專利與文獻(xiàn)關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)：美國專利引用文獻(xiàn)931萬次，文獻(xiàn)引用專利53萬次;中國專利引用文獻(xiàn)1167次，文獻(xiàn)引用專利309次。這說明中國專利論文關(guān)聯(lián)程度顯著低于美國，一方面在于中美專利制度不同，另一方面也說明了中國專利國際化程度低、原始創(chuàng)新少(即引用基礎(chǔ)研究的學(xué)術(shù)論文量少)，專利申請(qǐng)人(或機(jī)構(gòu))和學(xué)術(shù)論文作者(或機(jī)構(gòu))合作少。

　　此外，在論文基金資助方面：美國發(fā)文研究受到8826個(gè)基金資助，平均每篇文章受到1.21個(gè)基金資助;資助機(jī)構(gòu)2791個(gè)，其中近1/3來自其他國家;中國發(fā)文研究受到12948個(gè)基金資助，平均每篇文章受到2.35個(gè)基金資助;資助機(jī)構(gòu)基金1619個(gè)，少量來自歐盟、美國、日本等國基金。這說明美國科技基金主體成多樣化特征，社會(huì)機(jī)構(gòu)參與資助較多，國際化資助較為普遍。

　　綜上，在中美創(chuàng)新主體上，美國在研究、開發(fā)的創(chuàng)新主體方面呈多樣化特征，產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界跨界聯(lián)系緊密。與美國相比，我國在創(chuàng)新主體多樣性、創(chuàng)新主體合作、創(chuàng)新主體多元資助上還有待提升。

　　五、結(jié)論與啟示

　　智能網(wǎng)聯(lián)汽車不僅涉及汽車與交通產(chǎn)業(yè)，更與整個(gè)社會(huì)的智能化發(fā)展密切相關(guān)。在加強(qiáng)出行安全、節(jié)能減排、保障能源安全、塑造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)、培育未來經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和推動(dòng)國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展等方面具有重要作用。通過政策制定推動(dòng)智能汽車發(fā)展已成為全球各國的競爭熱點(diǎn)。對(duì)中美智能汽車領(lǐng)域的對(duì)比分析顯示，美國在政策層面、基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，領(lǐng)跑全球。我國總體上處于追趕階段，在網(wǎng)絡(luò)化、智能算法等互聯(lián)系統(tǒng)和算法模型上具有一定優(yōu)勢(shì);在定位導(dǎo)航、通訊技術(shù)和設(shè)備等方面呈趕超趨勢(shì)，在芯片、傳感器、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)上雖研究發(fā)文較多但專利布局還有所欠缺。為此，建議我國應(yīng)繼續(xù)發(fā)揮并挖掘IT互聯(lián)網(wǎng)公司介入智能汽車的優(yōu)勢(shì)和潛力，補(bǔ)足在傳感器、芯片和制造領(lǐng)域的短板;構(gòu)建跨界融合的智能汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)體系。完善智能汽車的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)與政策環(huán)境，發(fā)揮我國市場(chǎng)巨大潛力，打造主體多樣、市場(chǎng)活躍、環(huán)境優(yōu)良的智能汽車創(chuàng)新生態(tài)。此外，鑒于中美兩國創(chuàng)新主體在全球智能汽車研究開發(fā)方面合作緊密且市場(chǎng)空間大，建議中美雙方加強(qiáng)在智能汽車領(lǐng)域的交流溝通，從科技界和產(chǎn)業(yè)界兩方面共同以汽車為突破點(diǎn)，推動(dòng)中美政府間的貿(mào)易談判。

　　本文得到基金項(xiàng)目“面向2035年的新能源汽車技術(shù)路線圖研究”(項(xiàng)目編號(hào)：L1824037)支持。