生態駕駛在智能網聯汽車中的應用綜述

摘要：智能網聯車簡單而言便是將汽車和網絡融合為有機整體，在汽車中安裝傳感器、控制器等設備，以實現聯網，信息質量的有效共享，符合當前社會對行駛的需求，致力于完全無需人發布指令。以安全、可靠和及時地部署自動駕駛車輛。生態系統的開發對于引導和加速發展以及證明自動駕駛汽車是安全、高效和可行的至關重要。本文基于生態駕駛在智能網聯汽車中的應用綜述展開論述。

關鍵詞：生態駕駛;智能網聯汽車;應用綜述

0引言

智能汽車，就是把智能技術和互聯網技術運用于汽車中，把互聯、網聯與汽車集合，形成一個智能網聯汽車生態系統。隨著智能汽車和車聯網技術的發展，汽車電控系統越來越多，汽車將不再是一個孤立的單元，而是成為可移動的智能網絡終端。以車內網、車際網和車云網為基礎，按照既定的通信協議和數據交換標準，在車、路、云、人之間進行無線通信數據交換，構建智能交通管理、信息服務和車輛智能化控制的互聯體系。

1智能網聯車

目前有多種關于該類汽車形式的概念：其一，智能汽車，該類汽車是通過在原有的基礎上加入雷達、攝像等儀器，為駕駛員提供行駛道路的實際視頻情況。傳感器主要借助雷達以及攝像頭獲取周邊的情況，使駕駛員掌握路況，拓展駕駛員的感知范圍。在面對車流量較多的情況下，易出現交通事故，僅通過此種方式是難以實現完全避免事故的發生，因此，應對該項技術繼續研究。在先進儀器的幫助下，使汽車實現智能化，不僅可以提供相應的路況數據，對交通事故也有一定的處理能力，并將使用者送至指定位置，以實現無人操控的效果。其二，無人駕駛，該種汽車也是借助傳感器對周邊環境進行探知，上述的傳感設備可以為駕駛人員提供形成路線，以保證行駛時長。而該類汽車可分析路面障礙，以此來改變汽車的行駛方向和速度，確保使用效率的同時，也保證行車安全。該種形式的汽車是各類信息技術發展的產物。其三，車聯網是利用信息技術將車速、行駛線路以及定位等數據整合起來。車聯網是信息技術應用在交通中的產物，通過智能化實時數據以及對交通的管控，形成相對完善的控制系統，此外，借助現代通信技術與系統信息結合，構建穩定的使用平臺。其四，智能系統，其中涉及到科學信息技術、計算機、信息通訊、傳感設備、智能管控等多種高新科技。將多種先進技術投入到交通領域，使汽車、道路以及駕駛員三者處于相對平衡的狀態，該類系統的廣泛應用，有助于提高群眾生活的便利程度。

2政府高度重視智能網聯汽車發展

隨著5G技術以及人工智能技術的快速發展，不斷推動汽車產業朝著智能化、網聯化方向發展。汽車產業作為我國經濟支柱產業之一，整體競爭力較發達國家仍存較大差距。此次智能網聯汽車的技術變革為中國汽車產業帶來了彎道超車的新機遇，為此，中國政府出臺了一系列政策鼓勵發展智能網聯汽車產業。政策不僅對技術路線做出明確指示，對目標也很清晰，如形成中國標準智能汽車的技術創新、產業生態、基礎設施、法規標準、產品監管和網絡安全體系;實現有條件自動駕駛的智能汽車達到規?；a，實現高度自動駕駛的智能汽車在特定環境下市場化應用;智能交通系統、智慧城市相關設施建設，車用無線通信網絡實現區域覆蓋，新一代車用無線通信網絡（5G-V2X）在部分城市、高速公路逐步開展應用，高精度時空基準服務網絡實現全覆蓋。以國家頂層設計為準繩，為加速搶占智能網聯汽車發展高地，地方政府紛紛各顯神通，如建立智能網聯汽車測試區，頒布優惠政策，吸引、支持智能網聯汽車相關企業聚集、協同、發展。如長沙市發布《長沙市關于進一步促進人工智能產業發展的意見》，重點在產業鏈企業聚集、技術研發、測試條件、人才培養、試用推廣等多方面進行支持，幾乎包括了產業和企業發展的方方面面;廣州市發布的《廣州市推進汽車產業加快轉型升級的工作意見》，重點加快發展自動駕駛汽車產業，包括大力開展復雜系統架構、復雜環境感知、智能決策控制等基礎前瞻性技術研究，通過設置專項資金和成立智能網聯汽車發展基金等方式，加大對智能網聯汽車重大技術研發進行扶持和對車聯網技術進行推廣力度，利用技術高地的優勢，廣泛吸引產業鏈企業參與。

3駕駛自動化改變

智能網聯汽車將多個先進軟件控制的安全功能整合在一起，電子化、智能化、網聯化的發展趨勢使得其電子系統復雜性驟增，一些高端車型包含的代碼量極大。單個組件在滿足各自的約束后，原理上不會導致各組件失效，但對于組件互聯的智能網聯汽車來說，各組件互聯后的整體行為極有可能發生各種各樣的沖突，進而導致汽車功能安全的破壞，威脅人身安全，造成財產損失。例如，由安全氣囊、緊急制動輔助等安全相關電子功能失效引發的功能安全問題，導致了一系列安全事故，受到了社會各界的廣泛關注。功能安全保障已經成為智能網聯汽車設計的首要要求。從計算機的視角來看，組件間交互需要處理器和通信資源，資源的競爭隨之產生，組件若沒有競爭到相應的資源，便無法正常工作，從而無法滿足安全約束。此外，隨著信息技術與物理系統的相互交融，智能網聯汽車中潛在的信息安全漏洞也隨之增多，攻擊者可能通過漏洞入侵汽車內部，以信息篡改、病毒入侵和惡意代碼植入等手段對汽車進行網絡攻擊，惡意訪問汽車內部敏感信息，甚至惡意操控汽車進而危害人身安全。根據SAEJ3016《標準道路機動車駕駛自動化系統分類與定義》中自動駕駛分級情況可以看出，智能網聯汽車的出現使得駕駛主體從人轉變為人機交互，也實現了由“完全人類駕駛”到“輔助駕駛”、“部分自動駕駛”、“有條件自動駕駛”的轉變。在使用STPA對智能網聯汽車進行危險分析時，除了考慮普通汽車可能出現的各種故障外，還應注意機器作為駕駛主體的一部分，可能因為其所做出的駕駛決策錯誤等而導致各種危險。

4智能網聯汽車和智能汽車、車聯網的聯系與區別

車聯網是借助全新的信息和通信技術，實現車內、車與X（車、路、人、云等）連接的網絡體系，提高車輛的智能化和自動化，打造全新的交通服務模式，提升交通效率，改善駕乘體驗，為使用者提供更安全、更便捷的綜合服務。車聯網的特點是網絡化、汽車智能化、服務新業態。車聯網應用場景。以“兩端一云”為主要載體，道路基礎設備作為必要補充，將智能網聯汽車、車聯網服務云平臺、移動智能終端等對象互聯互通，包含了車內通信、車- 路通信、車- 車通信、車- 人通信、車- 云通信這五種通信場景。智能汽車是指通過搭載先進的電控系統，采用AI、信息通信、大數據、云計算等新技術，具備半自動或全自動駕駛功能，從簡單交通運輸工具向智能移動載體變化的新型汽車。目前，智能汽車正在向網聯式智能化（CV）、自主式智能化（AV）、智能網聯汽車（ICV）這三個方向發展。智能網聯汽車實現了汽車與信息、通信、“新基建”等產業跨界融合，是車聯網和智能汽車的集合體。

5總結和未來展望

（1）相比于研發推廣新能源汽車，生態駕駛成本低且效果明顯，具有較大的節能減排潛力，是未來實現綠色智能交通的有效手段。智能網聯汽車應用車車通信與車- 路協同技術，可綜合感知路況信息與車輛行駛信息，為生態駕駛的實際應用提供技術支持。（2）應用智能網聯汽車通信技術獲取路況信息，國內外學者對于生態駕駛研究場景主要為城市工況下交叉口的生態駕駛和車輛隊列組群生態駕駛。（3）城市交叉口是車輛制動、怠速多發場景，針對這一場景應用生態駕駛技術，提前獲取路況信息和信號燈信息，規劃車輛的生態速度軌跡，能減少能耗與污染排放。車輛生態速度軌跡規劃方法分為數值法和解析法。智能網聯汽車云計算技術極大提高了算法的計算效率，以滿足實時性要求。（4）應用生態駕駛策略規劃速度軌跡時，車輛行駛安全與交通效率也是需要考慮的因素。通過優先保證車輛間的安全車距，并優化車輛通過路口時的車速，在滿足交通安全與交通效率的基礎上減少能耗，可實現生態駕駛與車輛行駛的安全性和交通效率的折中。（5）協同自適應巡航控制（CACC）技術應用于車輛組群駕駛，在基于車輛隊列協同高效穩定行駛的基礎上，生態協同式自適應巡航控制（ECACC）對于解決實際能耗問題、交通效率問題有了極大改善，相比于單車生態駕駛，ECACC可實現隊列整體能耗最優。依托車聯網技術和自動駕駛技術，結合生態駕駛技術，建立智慧型交通系統，實現綠色生態交通系統，將是未來的發展趨勢。針對生態駕駛在智能網聯汽車的中的應用，未來研究將主要集中在基于車輛隊列分離重組策略的組群行駛和基于交通系統路網的生態駕駛策略研究。

6結束語

由于汽車電動化、智能化和網聯化的發展趨勢，特殊的多場景使用狀態和研發、生產、使用、維修、報廢全生命周期的現狀，相較于傳統的信息安全體系，智能網聯汽車的信息安全研究方向需要解決：如何進行高可靠的入侵檢測和防護，防止對車輛控制單元的直接控制造成生命財產方面的損失;如何保障復雜通信環境信息安全，提升車輛的防護能力;如何采取高效可靠的響應和回復方案等。強調構建以“檢測—保護—響應—恢復”為體系的全生命周期智能網聯汽車信息安全體系以及針對智能汽車的不同安全等級的響應機制和恢復策略是未來智能汽車信息安全的主要發展方向。

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作者簡介：

武建敏，男，漢族，就讀于東南大學經濟管理學院，研究方向：經濟管理.