驾驶自动化技术的快速发展正在重塑世界的交通运输,以安全、效率和舒适,引领出行方式进入全新时代。美国汽车工程师学会是一家全球性职业协会及标准组织,其将驾驶自动化分为六个等级(从由人类驾驶员完全控制并辅以先进的安全功能,到完全不需人力投入即可操作的车辆)。
L0级 该车辆并无驾驶自动化。
L1级 该车辆配备单一自动驾驶辅助系统,可为驾驶员提供转向或制动╱加速辅助支持。
L2级 该车辆可同时为驾驶员提供转向或制动╱加速辅助支持。
L3级 该车辆配备“环境感知”功能,可自主执行决策(例如行使缓慢车辆时加速),惟须符合特定条件方会启动操作。
L4级 该车辆可在特定条件下(例如若干区域、道路类型及天气等)毋须人工干预自动行驶。
L5级 该车辆可在所有条件下毋须人工干预自主行驶。
在此等等级中,二级+通常用于描述需要人类持续监督的系统,并且可提供超越二级但尚未完全达到三级的功能。配备二级+或更高等级系统的车辆,在适宜的驾驶条件下,仅需人类极少的介入方可实现车辆的自主操控。
驾驶自动化主要分为两大类:高级辅助驾驶系统(ADAS)及自动驾驶(AD)。ADAS指协助驾驶员完成各类驾驶任务的技术和功能,驾驶员需要保持专注。ADAS提供一级及二级的功能。相比之下,AD涉及更高程度的自动化,通常提供二级+及更高等级的功能,旨在最终实现完全自动化,届时车辆可在无需人类介入的情况下运行。
AD技术正持续从有条件自动驾驶与全自动驾驶的混合发展到完全自动驾驶,赋能汽车在更複杂、多样、具有挑战性的场景中行驶。在全球范围内,自动驾驶解决方案的技术能力正在接近AD水准。在乘用车市场,由于开放城市道路的监管要求较高,商业化解决方案仍主要集中于ADAS。然而,由于在封闭环境中进行自动驾驶作业的责任在于场景操作者,而非公共交通机关,且封闭环境允许在扩展至更广泛的应用之前,先于受控环境中全面部署自动驾驶解决方案,因此其为AD技术的早期测试及部署提供了理想环境。
中国自动驾驶商用车行业概览
自动驾驶商用车已率先实现大规模的商业化落地,其主要原因是商用车运营的以下两大痛点使其为自动驾驶解决方案创造了市场接受度保证。
运营的安全性。安全性是商用车运营中最受关注的问题,因为商用车事故会导致严重的人身伤害,同时伴随巨大的经济损失,甚至可能使其不得不中断运作。AD技术的引入可以实现商用车无人驾驶操作,减少人为失误引起的商用车事故,将潜在的伤亡和经济损失降至最低。此外,驾驶员还面临与商用车运营相关的健康风险,例如矿区的粉尘和噪音引起的慢性肺部和听力问题。车辆自动驾驶可以避免驾驶员长期暴露在危险环境中,从而降低此类健康风险。
运营的效率与可靠性。由于人的注意力集中时间和连续工作时长有限,人力驾驶的商用车的运作经常被暂停,而自动驾驶商用车可以全天24小时不中断地保持运营,从而可提升运营的效率与可靠性。
自动驾驶商用车现已落地了许多场景,可分为城市道路、城际干线和封闭场景三大类。城市道路场景主要包括无人公车、城市物流、末端配送、无人环卫等;城际干线场景指车辆的城际物流运输;封闭场景主要包括矿场、园区、港口、机场等。
自动驾驶技术于城市道路、城际道路及封闭环境中的发展情况差异显著。城市道路: 城市道路的特点为交通密度高且路况较难预测,故城市道路的自动驾驶需要能够处理此等非架构化场景的更先进的感知技术及精密的算法。同时,由于多方利益相关者的参与,有关城市环境的监管架构通常属分散。于大多数情况下,目前的政策仅允许具备二级+或更低等级功能的车辆于城市道路上行驶,完全无人驾驶的操作尚未获授权,因而导致落实时间延长,并且商业模式仍处于探索阶段。
城际道路: 相较于城市道路,于城际道路上部署自动驾驶相对较为可行,原因为交通状况更具架构化、车速较高但较可预测及行人或複杂交叉路口较少。儘管车辆自动化水平仍受到监管限制,但较高程度的情境标准化已推动持续的政策支持,例如,城际物流的大规模试点项目及商业化推广正稳步进行。
封闭环境: 封闭环境乃自动驾驶早期发展最有前途的场景之一。封闭环境可提供明确的操作边界、规划的路线、简化的交通状况及高度的环境可控性,所有此等因素均有助于提高自动驾驶解决方案的稳定性,并最终提高操作效率。有关封闭环境的监管环境支持自动驾驶技术,为未来部署提供了有利的政策环境。此外,此等行业的客户通常对提升效率及投资回报有着明确的期望,此亦促进了更成熟的、经过充分验证的商业模式的发展。
由于自动驾驶于各种应用情境中仍处于商业化的早期阶段,大多数市场参与者均专注于于各自领域提升自身的专业能力。目前,适用于商用车于城市道路及城际道路上行使的自动驾驶解决方案的商业化仍处于起步阶段。就城市道路而言,随著多家自动驾驶公司与当地政府合作建立连接主要交通枢纽与周边设施的固定路线,无人公车才刚开始在中国的重点城市逐步投入使用。就城际干线而言,自动驾驶物流车公司正与物流公司及商用车OEM合作,试点用于长途运输的智慧重卡业务。而在封闭环境中的自动驾驶解决方案的商业化程度明显更高。
在矿区、港口及工业园区的成功部署展示了自动驾驶技术于现有流程及基础设施的有效整合。该等部署体现了自动驾驶解决方案在封闭环境中的成功实施。儘管封闭环境适合用于自动驾驶技术的早期测试及部署,但对原本专注于乘用车市场的公司而言,过渡至商用车自动驾驶市场却面临重大挑战。
首先,商用车的视角较高,因此盲点较大,必须採用于乘用车相比较独特且更先进的传感器部署策略,包括更多的传感器、更複杂的安装配置,以及对感测范围及精度更严格的要求,以确保准确的感知及安全的操作,尤其是在矿场等没有道路标志、车道标记或引导线的环境中。其次,商用车较重的重量导致转向、刹车及节流阀反应较缓,使得稳定的动态控制变得更加複杂。这对自动驾驶解决方案在真实情景中的验证提出了更严格的要求,尤其是在重载运输期间。最后且同样重要的是,恶劣的工作环境,如髒乱、多灰、多岩石的路面,以及商用车运营典型的长运营时长,均须更强大的工业重型机械现场部署与测试能力,以确保在严苛条件下可靠且高效的自动驾驶性能。
自动驾驶商用车市场的公司主要有两类商业模式:产品销售与车队运营。销售产品主要产生一次性收入,有助于公司获得更健康的现金流量及更稳健的财务状况。然而,产品销售模式的成功需要强大的整车制造专业知识,以确保最佳集成,需具备先进的技术能力,以应对软件及硬件兼容方面的种种挑战,并通过技术调整牢牢留住客户,以确保订单源源不断,推动可持续增长。相反,车队运营可为客户提供全面的运营服务,涵盖端对端的支持及维护。
于不同的应用场景中,车队运营的商业模式亦不同。例如,于城市道路中,机器人清扫车队的运营商通常採用基于项目的定价模式,为客户提供包括机器人清扫车队部署、日常运营及维护的综合服务包,并于固定期限内收取费用。
相比之下,于矿区内,自动驾驶矿卡车队运营商通常採用基于使用的定价模式,根据总货运量或总运输里程向客户收取费用。虽然车队运营可为客户带来附加价值,但其运营成本相对较高,销售所得款项收取期通常贯穿整个运营週期,通常持续两至三年或以上,并可能导致与客户在车队运营方面的直接竞争。
该等公司以两种方式提供商用车自动驾驶系统:前装和后装。前装模式的整合度更高、更安全可靠,但要求自动驾驶技术公司拥有较强的整车制造相关知识,以实现更好的整合效果,并与整车制造商保持密切的合作关係以获得稳定的车源。而后装模式则允许客户按需选配,且支持存量车型改造、可更好地控制成本,但在软硬件相容方面仍存有难度。随著技术的发展和自动驾驶商用车生态体系的完善,预计未来前装模式将成为主流的解决方案。根据灼识谘询的资料,全球自动驾驶商用车市场规模于2024年达到人民币100亿元,预计到2030年将显著增加至人民币16,144亿元,2024年至2030年的複合年增长率为133.3%。
中国自动驾驶商用车市场规模于2024年达到人民币48亿元,由于政策利好及自动驾驶技术的不断提升,该市场规模迅速增长,预计到2030年将达到人民币7,743亿元。作为自动驾驶技术率先落地的场景,2024年封闭场景的自动驾驶商用车细分市场规模达到人民币51亿元,其中中国市场规模为人民币26亿元,分别约佔全球市场规模的50.8%及53.8%,远高于城市道路及城际干线场景的市场规模。
展望未来,随著自动驾驶技术的不断进步,以及在其他场景商业化的持续探索,城市道路及城际干线预计将更快增长。封闭场景下的全球商用车自动驾驶市场规模预计至2030年将达人民币1,075亿元,约佔全球市场规模的6.7%;中国商用车自动驾驶在封闭环境的市场规模预计同期将达人民币568亿元,约佔中国市场的7.3%。
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