网联自动驾驶汽车(CAV)将推动香港智慧出行发展进程.pdf
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1、行政摘要為支持香港實現智慧城市的願景,香港特區政府於去年修訂及推出自動駕駛車輛的相關規例,以提升智慧出行及其中的網聯自動駕駛(Connected&Autonomous Vehicles,CAV)技術,進一步加強香港作為區域創新科技中心的定位。建基於車聯網(Vehicle-to-Everything,V2X)技術,CAV可有效提高道路安全,提升交通運輸和能源效率,同時改善本地通勤者的出行體驗,徹底革新香港的交通運輸模式。為了向香港提供行業最佳實踐範例,本報告廣泛研究了韓國、荷蘭、新加坡、英國和美國等CAV領先國家的成功因素,並詳盡剖析政策與法規、基礎設施、研發能力、人才供應及資金渠道等一系列關鍵
2、因素。藉着市場洞察和全面分析,我們深入了解中國內地尤其是大灣區內地九市,以及香港的獨特行業格局,以評估發展現狀、找出主要痛點並發掘新興機遇,為香港CAV技術制定清晰的發展方向。通過鞏固行業基礎,協調與深化發展,並打造一個支持CAV技術和其相關市場發展的環境,香港能抓緊新機遇,創造源源不絕的發展動力,朝着自動駕駛的未來邁進,發揮其作為全球領先智慧之城的巨大潛能。免責聲明在本刊物/活動內(或由項目小組成員)表達的任何意見、研究成果、結論或建議,並不代表香港特別行政區政府、創新科技署或創新及科技基金一般支援計劃評審委員會的觀點。行政摘要 1第一節-CAV簡介 2簡介 2運行機制 4生態全景 6第二節
3、-全球概況 8國家簡介 10韓國 10荷蘭 14新加坡 18英國 22美國 26CAV領先國家的經驗與啟示 30第三節-區內概況 32中國內地發展 32大灣區內地九市發展 37香港發展 46第四節-建議 58願景 58應用領域 58戰略措施 58成功案例 68香港應用科技研究院 68香港機場管理局 70香港科技大學 72一家全球領先的科技公司 74第五節-展望未來 76概略的發展路線 77具體行動建議 80總結 81尾註 82研究合作夥伴 88致謝 90目錄2全球概況區內概況建議展望未來CAV簡介簡介背景隨著立法會去年通過 2022年道路交通(修訂)(自動駕駛車輛)條例草案,以及新制訂的附屬法
4、例 道路交通(自動駕駛車輛)規例,CAV 將在香港的馬路上扮演關鍵的角色,促進交通系統的革新。香港擁有活躍有序的營商環境,鼓勵協同合作,支援學術研究,有利城市邁向 智慧出行 的時代。此外,香港還提供了充足的資金,推動CAV的落地應用和商業化。借助香港發展健全的監管框架和智能基礎設施,以及作為大灣區和中國內地門戶的戰略地位,香港將利用CAV創造更安全、更智能、更環保的交通方式。定義CAV的概念可以分為兩個組成部分:智能網聯汽車(Connected Vehicles,CV)和自動駕駛汽車(Autonomous Vehicles,AV)。智能網聯汽車配有網絡連接和通訊設備,可與其他車輛、基礎設施和技
5、術進行連接1。自動駕駛汽車則可以感知周圍環境並在沒有人為干預的情況下自動運行2。結合兩者,可使自動駕駛技術透過互聯互通獲取資訊,確保CAV能夠替代或協助司機完成駕駛任務。CAV簡介第一節3下圖介紹了國際自動機工程師學會(Society of Automotive Engineers,SAE)J3016標準所載的六個自動化駕駛等級3。自動化駕駛的六個等級無自動化無系統輔助駕駛者全程操作駕駛員輔助雙腳離開駕駛者負責長向或橫向控制車輛負責其他任務部分自動駕駛雙手離開駕駛者負責長向或橫向控制車輛在特定情況下負責橫向和長向控制有條件自動駕駛駕駛者時刻監控情況車輛在不同情況下負責橫向和長向控制,並及時提醒
6、司機採取措施雙眼離開高度自動駕駛駕駛者時刻監控情況車輛在不同情況下負責橫向和長向控制降低事故風險不思考完全自動駕駛無駕駛員LEVEL 0LEVEL 1LEVEL 2LEVEL 3LEVEL 4LEVEL 520002000+2010+2021+2025+2030+車輛在所有情況下負責橫向和長向控制無需方向盤和/或踏板(視乎用例)優勢 提升道路安全:自動駕駛汽車的駕駛輔助技術(如緊急制動和盲點監測)可以減少人為駕駛失誤和失常行為,顯著加強道路安全4。提高交通效率:CAV的程式設計可使車輛之間保持安全且一致的距離,減少交通停頓,緩解交通擠塞。提高環境可持續性:CAV系統通過減少不必要的怠速和因道路
7、擠塞而造成的燃料浪費,降低燃料消耗,減少溫室氣體排放。提高生產率:自動駕駛汽車高度自動化,讓乘坐者免於駕駛任務。當車輛自動駕駛時,乘員可將時間和注意力用於其他活動。提高交通便利性:CAV可以提高殘疾人士和長者出行的獨立性和自由性,為其增加出行選擇。4全球概況區內概況建議展望未來CAV簡介智能汽車的 大腦、心臟 和 眼睛 是其三個基本組成部分5。中央處理器(Central Processing Unit,CPU)晶片是智能汽車的 大腦,充當控制中心,具有強大的調度、管理和協調能力。第三代半導體相當於智能汽車的 心臟,無論在車輛的哪個部位應用,都扮演着不可或缺的角色。互補金屬氧化物半導體(Comp
8、lementary metal oxide semiconductor,CMOS)鏡頭則充當車輛的 眼睛,可以自動完成盲點識別和前視駕駛等任務。CAV 通常採用電動汽車(Electric Vehicles,EV),因為相比汽油或混合動力車型,它們具備更出色的特點。其中一個重要優勢是穩定的動力供應。CAV所需的先進傳感和計算硬體需要大量電力,EV的電池組為高功率的AV元件提供了可靠和穩定的動力來源。此外,EV在加速過程中表現出低延遲和穩定的反應,相比傳統燃油汽車,能夠更快地做出決策和執行操作。運行機制智能汽車組成智能汽車的結構大腦中央處理器/微控制器/現場可編程輯閘陣列/特殊應用積體電路觸角激光
9、雷達記憶體動態隨機存取記憶體,快閃記憶體(NAND),快閃記憶體(NOR)視覺發光二極體燈眼睛互補金屬氧化物半導體攝像頭耳朵射頻收發器心臟第三代半導體神經元乙太網5支援技術 V2X讓CAV能夠與交通系統和周圍環境進行溝通。當中包括四種主要通訊形式,分別是車對車(V2V)6、車對基礎設施(V2I)7、車對行人(V2P)8和車對網絡(V2N)9。CAV領域還有其他關鍵技術,包括環境感知技術、精確感知技術、高清精準地圖技術、路徑規劃技術和線控(X-by-Wire)技術。運行方式CAV的運行10分為三個階段:第一階段感知:CAV利用雷達系統(如激光雷達)和視覺系統(如鏡頭)等感測器從周圍環境收集資料(
10、包括路邊和交通狀況)。第二階段決策:車載計算程式和演算法處理收集的資料,輔助CAV做出智能決策,並由驅動單元轉化為車輛的行為。第三階段控制執行:各種驅動器(包括發動機、加速器和制動器)製造控制信號以執行所需的車輛動作。這階段涉及精確的車輛運動控制和互動交流。6全球概況區內概況建議展望未來CAV簡介CAV價值鏈可以分為三大部份:上游:研發和原型設計CAV價值鏈11的上游部分主要涉及汽車和技術部件的研發、測試和生產。全球汽車製造商紛紛大規模投資建設研發中心,致力於研發和升級CAV專有技術,以在快速發展的CAV行業中獲得競爭優勢。技術研發機構:在上游領域,包括大學和政府資助的研究中心在內的各種參與者
11、,通過研發推動CAV專有技術和系統的發展和進步。其中,大學重點研究理論概念,而應用研究中心則針對具體挑戰研發解決方案,促進技術落地應用。中游:原型設計、測試和製造CAV價值鏈的中游部分專注於車輛組裝和總裝配廠所提供的技術服務。隨着EV的興起和CAV製造業的增長,品牌汽車製造商(Original Brand Manufacturer,OBM)和 代 工 生 產 商(Original Equipment Manufacture,OEM)正努力把握這一領域的新興市場機遇。汽車零部件供應商和汽車製造商:零部件供應商和汽車製造商(包括OEM、一級和二級供應商)以研發成果和資料為基礎,設計、生產和銷售CA
12、V及相關解決方案。其中OEM生態全景智慧出行生態圈中的的重要持份者生態圈促進者公共部門實體基礎設施建設者數碼基礎設施提供商車隊營運商及獨立車主上游:技術研發機構中游:汽車製造商,服務提供者及企業孵化器下游:分銷商及用家上游研究中心應用研究中心汽車製造商供應商和原始設備製造商出行顧問乘車體驗服務商分銷商7作為所有軟硬件的整合商,發揮著至關重要的作用。服務提供者:服務提供者提供增值服務,旨在提升用戶和車輛的體驗。服務提供者可以分為出行顧問和乘車體驗服務商。出行顧問包括導航服務提供商、維修保養服務中介和智能交通系統操作員。乘車體驗服務商則包括娛樂設備提供商和旨在提升整體乘車體驗的其他服務提供者。此外
13、,服務提供者還通過提供與交通相關的服務,推動汽車行業轉型。下游:商業化CAV價值鏈的下游部分側重於推動CAV銷售和商業化以及為最終消費者提供附加增值服務。隨着EV逐漸普及以及技術進步重塑汽車和出行行業的格局,預計這一相關市場將實現增長。分銷商和批發商:分銷商和批發商管理關鍵零部件的分銷和物流,促進供應商、製造商和/或零售商之間的業務流通。車隊營運商:車隊營運商透過使用CAV來滿足自身的運輸需求,或將CAV作為服務提供給協力廠商,例如共乘公司和運輸公司。駕駛員:儘管CAV技術發展日漸成熟,但駕駛員在生態圈中仍扮演着重要角色。根據現行的自動駕駛汽車相關法律,所有CAV都必須配備一名安全駕駛員,以確
14、保安全性和合規性。乘客:CAV的大規模推廣和商業化,取決於乘客的接受程度。安全問題需要得到解決,才能刺激消費者的需求。促進者在推動CAV價值鏈的發展中,扮演着重要的角色。他們協助制訂一系列支持政策,確保測試活動能夠順利進行,推動科技成果落地應用,為CAV技術的發展和進步作出貢獻。實體基礎設施建設者、數碼基礎設施提供商以及公共部門均在這個過程中發揮着重要作用。8全球概況區內概況建議展望未來CAV簡介?CAV發展計劃 阿姆斯特丹宣言(Declaration of Amsterdam)(2016)CAV發展進程 L3級自動駕駛汽車獲准在特定條件下運行,L4級自動駕駛開始興起,例如荷蘭進行了首次L4級
15、自動駕駛調車機車測試 自動駕駛汽車已應用於農業、旅遊業和公共交通等領域概 覽電動汽車普及率8.2%汽車市場規模40億美元人口密度522人/平方公里CAV發展計劃 移動創新路線圖(Mobility Innovation Roadmap)(2022)CAV發展進程 L3級自動駕駛汽車獲准在公路上使用,政府目前正制定安全和保險標準,以在2024年實現L4級自動駕駛 自動駕駛汽車已應用於物流和公共交通等領域概 覽電動汽車普及率10.8%汽車市場規模410億美元人口密度503人/平方公里CAV發展計劃 智慧出行2030(Smart Mobility 2030)(2014)新加坡自動駕駛汽車發展藍圖(Si
16、ngapore Autonomous Vehicle Deployment Roadmap)(2017)CAV發展進程 L3級自動駕駛汽車獲准在公路上使用,並推出了首個L4級自動駕駛共乘服務 自動駕駛汽車已應用於私人乘車和公共交通等領域概 覽電動汽車普及率1.4%汽車市場規模50億美元人口密度8,592人/平方公里概 覽概 覽CAV發展計劃 智能網聯和自動駕駛2025(Connected&Autonomous Mobility 2025)(2022)零排放汽車規定(Zero Emission Vehicle Mandate)(2023)CAV發展進程 2021年L3級自動駕駛汽車獲准在公路上使
17、用,2023年L4級自動駕駛公車開始在公路上提供服務 自動駕駛汽車已應用於物流和公共交通等領域電動汽車普及率26%汽車市場規模169億美元人口密度280人/平方公里電動汽車普及率8.6%汽車市場規模1,041億美元人口密度37人/平方公里CAV發展計劃 自動駕駛汽車綜合計劃(Autonomous Vehicles Comprehensive Plan)(2021)重建更美好法案(Build Back Better Agenda)及兩黨基礎建設法案(Bipartisan Infrastructure Deal)(2021)CAV發展進程 L3級自動駕駛的應用取決於各州法規,美國目前正在針對L4級
18、自動駕駛開展私人測試專案 自動駕駛汽車已應用於公共 交通和軍事防禦等領域我們將在本節分析五個在地理特點和CAV行業發展階段上與香港相似的國家。這些國家的CAV發展經驗,值得香港參考借鏡。全球概況第二節9?CAV發展計劃 阿姆斯特丹宣言(Declaration of Amsterdam)(2016)CAV發展進程 L3級自動駕駛汽車獲准在特定條件下運行,L4級自動駕駛開始興起,例如荷蘭進行了首次L4級自動駕駛調車機車測試 自動駕駛汽車已應用於農業、旅遊業和公共交通等領域概 覽電動汽車普及率8.2%汽車市場規模40億美元人口密度522人/平方公里CAV發展計劃 移動創新路線圖(Mobility I
19、nnovation Roadmap)(2022)CAV發展進程 L3級自動駕駛汽車獲准在公路上使用,政府目前正制定安全和保險標準,以在2024年實現L4級自動駕駛 自動駕駛汽車已應用於物流和公共交通等領域概 覽電動汽車普及率10.8%汽車市場規模410億美元人口密度503人/平方公里CAV發展計劃 智慧出行2030(Smart Mobility 2030)(2014)新加坡自動駕駛汽車發展藍圖(Singapore Autonomous Vehicle Deployment Roadmap)(2017)CAV發展進程 L3級自動駕駛汽車獲准在公路上使用,並推出了首個L4級自動駕駛共乘服務 自動駕
20、駛汽車已應用於私人乘車和公共交通等領域概 覽電動汽車普及率1.4%汽車市場規模50億美元人口密度8,592人/平方公里概 覽概 覽CAV發展計劃 智能網聯和自動駕駛2025(Connected&Autonomous Mobility 2025)(2022)零排放汽車規定(Zero Emission Vehicle Mandate)(2023)CAV發展進程 2021年L3級自動駕駛汽車獲准在公路上使用,2023年L4級自動駕駛公車開始在公路上提供服務 自動駕駛汽車已應用於物流和公共交通等領域電動汽車普及率26%汽車市場規模169億美元人口密度280人/平方公里電動汽車普及率8.6%汽車市場規模
21、1,041億美元人口密度37人/平方公里CAV發展計劃 自動駕駛汽車綜合計劃(Autonomous Vehicles Comprehensive Plan)(2021)重建更美好法案(Build Back Better Agenda)及兩黨基礎建設法案(Bipartisan Infrastructure Deal)(2021)CAV發展進程 L3級自動駕駛的應用取決於各州法規,美國目前正在針對L4級自動駕駛開展私人測試專案 自動駕駛汽車已應用於公共 交通和軍事防禦等領域CAV領先國家概覽主要國家統計資料100,339土地面積(平方公里)12 51.8人口(百萬)13 516人口密度(每平方公里
22、)1.672022年國內生產總值(萬億美元)14 10.8%電動汽車普及率(2023年)15 1.2%複合年均增長率(2019-2022年)韓國10全球概況區內概況建議展望未來CAV簡介國家概況韓國是一個充滿活力、技術先進的國家,其核心產業是蓬勃發展的製造業。其中,汽車、電子、造船等行業是其主要經濟驅動力。韓國對創新、基礎設施建設和高技能勞動力的投資,推動着國家的經濟增長。汽車行業發展汽車行業對韓國的經濟增長和全球聲譽做出了重大的貢獻。2023年,韓國汽車工業總產值達410億美元16,現代(Hyundai)和起亞(Kia)汽車等汽車製造商已成為全球重要的汽車製造商17。韓國汽車製造商注重創新和
23、品質,不斷研發和生產技術先進的汽車。他們的專業知識還延伸到電動汽車和混合動力技術,進一步鞏固了他們的行業地位。國家簡介11CAV發展目標 2017年,韓國首次把CAV納入其 創新增長議程中。同年,國土交通部(Ministry of Land,Infrastructure and Transport,MOLIT)為建設自動駕駛基礎設施撥出了1.64億美元的預算18。此外,韓國在2022年推出了 移動創新路線圖(Mobility Innovation Roadmap),旨在加強該國在移動出行領域的領導地位。到2030年,韓國的目標是建立一個覆蓋約11萬公里國家道路的實時通信基礎設施。此外,韓國還設
24、定了到2035年,50%的新車實現完全自動駕駛。CAV發展進程韓國在研發和應用CAV方面已經取得重大進展。目前,韓國韓允許L3級自動駕駛汽車在公路上行駛19,應用案例包括清溪川沿線的電動自動駕駛巴士服務20和濟州島的自動駕駛旅遊巴士21。另外,Kakao Mobility將自動駕駛汽車應用於貨物運輸22,而現代汽車亦完成了該國第一輛自動駕駛卡車在高速公路行駛的行程23。此外,Daedong還研發了韓國首輛自動駕駛拖拉機24。韓國政府一直推動公眾教育,以提高市民對自動駕駛汽車的接受度25。這令市民對自動駕駛增強了信心,74%的受訪者對乘坐經過政府認證的自動駕駛汽車表示信任26。12全球概況區內概
25、況建議展望未來CAV簡介CAV發展措施 政策與法規韓國政府通過建立安全標準和保險制度來支持CAV的發展,確保安全和可靠的應用。MOLIT發佈了指南,以應對L4級自動駕駛汽車在生產中的道德、網絡安全和其它安全考慮。韓國正致力制定安全標準、落實保險制度,優先考慮AV操作中的安全和私隱,以實現2024年開始使用L4級自動駕駛汽車的目標27。賠償保障法修訂案為L3級自動駕駛汽車事故提供了責任框架28,當中包括由車主的保險公司承擔損害賠償,同時保險公司可就車輛缺陷向製造商尋求賠償。基礎設施韓國的智能道路基礎設施和廣泛的5G網絡覆蓋,為CAV測試提供了重要基礎,推動了該行業的發展。首爾大力投資智能道路基礎
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