武漢城市職業學院 周 彬
智能網聯汽車是集合汽車自動化駕駛技術和信息網絡技術的高新技術產業,是未來汽車產業發展的重要方向。智能網聯汽車包含先進駕駛輔助系統(ADAS)和車聯網(V2X)兩種發展路徑。國外多數采用先進駕駛輔助系統,優先車輛智能化的發展,再進行少量的設施布局,我國由于信息化通訊方面的優勢,選擇同時發展智能汽車和智能道路。
《汽車產業中長期發展規劃》(工信部聯裝〔2017〕53號)中指出,隨著能源革命和新材料、新一代信息技術的不斷突破,汽車產品加快向新能源、輕量化、智能和網聯的方向發展,汽車正從交通工具轉變為大型移動智能終端、儲能單元和數字空間,乘員、車輛、貨物、運營平臺與基礎設施等實現智能互聯和數據共享。《車聯網(智能網聯汽車)產業發展行動計劃》中提出,以融合發展為主線,充分發揮我國的產業優勢,優化政策環境,加強行業合作,突破關鍵技術,夯實跨產業基礎,推動形成深度融合、創新活躍、安全可信、競爭力強的車聯網產業新生態。國家發改委出臺的《智能汽車創新發展戰略》(發改產業〔2020〕202號)將構建技術創新、產業生態、路網設施、法規標準、產品監管、信息安全等6大體系為智能汽車的發展護航。
各地方政府也積極響應國家號召,為智能網聯汽車產業提供發展助力。以湖北省為例,積極構建了聯合湖北省的汽車研發制造和通信技術的高端產業集群,推進智能網聯汽車的迅速發展。武漢市政府也規劃設立了國家智能網聯汽車(武漢)測試示范區,規劃總面積為90 km2,一期建成28 km開放測試道路,是全國首個大規模5G和V2X全覆蓋的智能網聯汽車測試示范區,也是國內智能化程度最高的開放示范測試道路,公交車、環衛車、出租車、物流車等多種車型自動駕駛場景同時投入測試運行。
我國采用的智能網聯汽車發展路徑為V2X。智能網聯汽車的V2X系統由數據管理系統、車載通訊系統及傳感器監測系統等3部分組成。V2X通訊系統及傳感器監測系統一方面實時監控車輛的各項數據,控制車輛有效行駛,另一方面也將車輛的數據傳遞給其他的智能網聯車輛及道路交通系統,汽車可以與環境有更多的信息交換,從而有效地擴大了汽車的感知范圍。V2X中的V是車輛自身,而X可以是其他車輛,也可以是道路、行人或控制中心。
車輛使用的主要傳感器包括單體攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達,同時需要高精度的數字地圖來滿足車輛的定位需求。不同的傳感器優勢不同,比如激光雷達精度高、不易受干擾,但是成本高、氣候適應性差;毫米波雷達對氣候的適應性強,測距范圍廣,但成本高且不易識別行人;而超聲波雷達測距短、氣候適應性差,但價格便宜且體積小巧。有效地將各個傳感器布置在車輛上的適合的位置,互相配合,才可以得到準確的環境感知,提供車輛的準確信息來控制行駛狀態。
(1)信息化。智能網聯汽車具有很高的信息化水平,車輛需要時刻與環境交換信息。汽車一旦出現故障,對車輛的維修不僅是針對其自身的故障,還要面對信息交換的故障。這使得汽車維修由單純地處理車輛問題變為處理智能網聯生態系統的問題。維修人員不僅要掌握汽車專業的相關知識,而且要掌握計算機、通訊、自動控制等學科的知識,這對于維修人員來說要求太高了。
(2)智能化。智能化是指智能網聯汽車具有自動駕駛功能。自動駕駛是指通過車輛上搭載的各種傳感器,接收與判斷車輛行駛環境的各種信息,通過控制器做出對應決策并傳遞給車輛的控制方法。自動駕駛等級按照SAE(美國汽車工程師協會)標準劃分,分為L0、L1、L2、L3、L4及L5六種,由低到高代表車輛的自動駕駛能力逐漸增強直到完全智能。
(3)電氣化。在智能網聯汽車上,機械部件相對減少而電氣化程度進一步加強,這對維修技能提出了新要求。機械部件的減少和電氣化程度的提高是車輛技術革新的發展方向,也是職業院校教學過程中需要改革的重點內容。同時,由于自動駕駛汽車多數基于新能源汽車來實現,而新能源汽車在傳統汽車低壓電系統的基礎上增加了高壓部分,高壓維修操作有著更為嚴格的標準(如低壓電工證作為高壓維修的上崗證已在大多數的新能源汽車維修企業中實行),這一點需要在教學過程中充分考慮。
(4)共享化。智能網聯汽車不僅是一個交通工具,在實現了自動駕駛和信息交換技術后,車輛更是成為了一個移動的信息平臺,乘客可以在車輛自動駕駛的過程中進行工作或者休閑活動。為綜合規劃社會資源,智能網聯汽車的共享化也是主要的發展方向,在共享化的過程中,為避免對車輛的粗暴駕駛與行駛負荷的嚴重增加,需要合理地規劃車輛的使用時間及有限制性地保留車輛的人工駕駛功能。共享化將會帶來車輛的集中管理,有利于合理規劃汽車售后企業,企業人員效率將得到很大的提高,但集中化的管理也意味對人員的素養和技能水平要求更高。
(1)技術需要革新。傳統汽車維修行業的教師,缺乏跨專業的教育基礎和能力,為滿足智能網聯汽車專業的教學任務,需要對教師進行再培訓和再提高,可以采取利用寒暑假集中培訓的方式,但該方式培訓時間短,并與實際工作場景有一定的區別。教師下企業鍛煉模式更加有利于教師提升業務水平,但是該模式周期長,一方面需要學校的大力支持,另一方面由于智能網聯汽車仍處于實驗階段,往往技術方面有保密要求,是否能夠得到企業的同意情況不是很樂觀。
(2)跨專業的體系建設。智能網聯汽車不僅僅是汽車,而是基于汽車的移動互聯平臺。智能網聯所覆蓋的內容是跨學科的內容集成,這意味著構建智能網聯汽車專業體系需要跨專業進行建設,智能網聯汽車專業不再是熟練掌握汽車專業的知識和技能即可,而是要進行跨專業的學習,建設一專多能的專業體系。這對于整個教學環境都提出了很高的要求,要有能總領體系建設的專家型團隊,要具備多學科能力的教師隊伍,要有能通過三年學習掌握多項理論知識和技能要求的學生。在當前條件不具備的情況下,可以分環節進行整合,采用企業部門模塊制,不同模塊的內容由不同的專業人員進行處理,再設立一個部門進行統籌規劃。
(3)為社會人員提供技能訓練平臺。智能網聯汽車的發展還意味著社會上的汽車維修企業需要進行技術升級,傳統汽車維修工無法勝任智能汽車的維修工作,而高職院校可以有效地利用寒暑假對社會人員進行培訓,由政府補貼或者收取社會人員的培訓費,提供智能網聯汽車理論學習和實操演練的場所,而且相對在校學生而言,社會人員對于知識技能的實用性更加重視,學校可以利用社會培訓人員的評價和建議進行智能網聯汽車相關知識體系的改進。
我國智能網聯汽車雖然起步較晚,但與發達國家的差距也在不斷縮小。在智能網聯汽車產業高速發展的背景下,高職院校應該未雨綢繆,合理地對智能網聯汽車專業進行設計規劃,為國家新興產業輸送高素質的緊缺型人才。