呂青 張霞珍



摘? 要 汽車產業從朝陽產業轉變為支柱性產業,表現出汽車行業在制造業乃至國家發展戰略中的重要地位。汽車發展趨勢主要表現在節能、環保、安全、智能方向。圍繞智能網聯汽車,主要講述智能網聯車的主要技術、我國智能網聯車的發展現狀以及存在的問題。智能網聯車作為未來汽車發展趨勢,成為各國技術的競爭領域。同時,智能網聯車的發展關系多領域、多行業的跨界組合,對于我國汽車行業發展轉型具有非常重要的意義。
關鍵詞 智能網聯車;汽車產業;自動駕駛;駕駛輔助系統;智能化城市
中圖分類號:G469? ? 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2021)11-0022-04
0? 前言
在2019年中國智能產業峰會上,人工智能和各個產業的碰撞交匯,以及人工智能在各個行業的應用,很好地展現了我國在智能產業領域所取得的成績。王飛躍教授在報告中稱,從人工智能到智能產業,是人類從工業社會向智能社會發展的必然。智能網聯汽車已經不僅涉及汽車行業,也涉及通信、電子零部件等行業,成為各國汽車技術發展的競爭高地,已經得到我國政府的重視并上升到國家戰略高度。2018年,國家發布《車聯網(智能網聯汽車)產業發展行動計劃》,提出到2020年實現LTE-V2X在部分高速公路和城市主要道路的覆蓋,開展5G-V2X示范應用,建設窄帶物聯網(NB-loT)網絡,構建車路協同環境;新車駕駛輔助系統(L2)搭載率達到30%以上,聯網車載信息服務終端的新車裝配率達到60%以上。
1? 智能網聯車
1.1? 智能網聯汽車定義
智能網聯汽車包括兩方面,即智能化和網聯化:智能化主要體現在運用先進的傳感器、控制器、執行器以及計算邏輯實現車輛的自動化駕駛,減輕駕駛員負擔,提高駕駛安全性和舒適性;網聯化通過通信、大數據等實現智能交通,減少交通事故。汽車不僅是代步工具,更會逐步成為智能移動空間和應用終端。
智能網聯車是包含眾多重要領域如汽車、通信、電子制造業以及交通運輸等的新型產業,呈現智能化、網絡化的特征,將單純的交通運輸工具逐漸轉變為新興業態的重要載體。作為智能交通系統的一部分,它的意義不僅僅是汽車的升級,更是一種新興產業以及新型產業鏈的重新塑造,已經是全球公認的汽車產業發展方向,也是我國向汽車強國轉變的戰略性選擇。
1.2? 發展智能網聯車的意義
發展智能網聯汽車,不僅是切實貫徹和落實《中國制造2025》的舉措,更有利于突破關鍵技術的瓶頸,增強核心技術掌控力,保證我國在全球汽車制造業變革中的領先地位;有利于我國汽車產業的轉型升級,為經濟增長提供新動力;也有利于我國從制造大國向制造強國轉變,對于交通強國、智慧社會建設具有不可替代的作用;有利于最大限度確保生命安全,盡可能減少交通事故率,促進汽車產業綠色健康發展。智能網聯車標準體系見圖1。
2? 智能網聯車發展
2.1? 國外智能網聯車發展情況
2016年,《國際道路交通公約》修正案提出汽車可以在特定條件下自動駕駛。由此,各國紛紛開始技術研發、配套產業(電子配件等)發展、道路建設及相關法律法規制定。美國福特、通用等汽車巨頭不斷完善部分自動駕駛以及有條件自動駕駛技術,并且應用于品牌車型上。美國政府在政策上支持并且建立相關配套道路設施等。日本豐田、本田也在不斷突破,現在已經有成熟L2級別技術應用于中高端車型上。日本政府積極促進智能網聯車的發展,不斷修訂遠程自動駕駛道路測試許可以及進行道路改造。德國寶馬、奔馳等老牌車企也響應國家政策,紛紛建立智能網聯汽車試驗道路,發展先進電子傳感器、通信等配套產業。
2.2? 國內智能網聯車發展情況
隨著能源、安全等問題的升級,我國將智能自主駕駛汽車作為戰略性政策,制定了一系列政策法規,指導智能網聯汽車的發展(見表1)。隨著國家政策的推行,各省開始加大對智能網聯車的支持,紛紛出臺鼓勵政策(見表2)。北京、上海、深圳作為國內較早發展智能網聯汽車的城市,已建設智能汽車示范區用于智能汽車的城市道路測試。武漢測試示范區采用先進的車聯網技術,建成通信網、物聯網、智能路網和能源網四大基礎網絡,完成首期28公里測試道路智能化改造,國內第一張獨立組網的大規模商用5G通信網、北斗高精度定位系統、智慧城市數字平臺和指揮調度中心投入使用,建成全國規模最大的5G車路協同自動駕駛測試道路,具備L4及以上等級自動駕駛測試運行條件。此外,廣州、重慶、無錫、長沙等城市也大力推進智能網聯汽車發展。
車聯網技術方面,華為和大唐提供通信技術方案,并且聯合整車企業開展實際道路測試;百度和阿里巴巴也進入了智能網聯汽車領域,并分別發布“阿波羅”和“阿里云”車載系統;同時,百度、高德和四維圖新等地圖企業開始了高精地圖的采集和研發工作。在傳感器、自動駕駛算法開發等領域,涌現了很多如安智汽車、智行者等科技公司。
智能網聯汽車發展的方向非常明確,但是實踐發展中有很多問題需要解決:智能汽車相關企業各自發展,缺乏統一的技術標準體系;技術研發滯后,特別是電子元件、傳感器、處理器等核心零部件依賴性嚴重,車載終端更傾向于娛樂、導航,而不是先進車輛控制和安全系統;缺乏配套的基礎設施建設,導致智能汽車技術難以落地。
3? 智能網聯車發展趨勢
3.1? 智能網聯車關鍵技術
智能網聯汽車發展趨勢主要分為智能化和網聯化兩方面。智能化初級階段主要是運用先進的駕駛輔助系統(ADAS)減輕駕駛人員駕駛壓力,提高車輛使用的安全性、舒適感,最終目標是自動駕駛,構建新型安全駕駛模式。國際汽車工程師學會(SAE)將智能駕駛等級分為0級、1級、2級、3級、4級、5級共六個級別(見表3)。我國結合自身標準,制定了自動駕駛等級分類標準,工信部在官網公示了《汽車駕駛自動化分級》推薦性國家標準報批稿(見表4)。
高級駕駛輔助系統(ADAS)主要依靠車上安裝的多種傳感器,這些傳感器可以在汽車行駛過程中實時監控,采集相關信息數據,并將信息傳遞給中央處理器進行處理,從而預知危險、避免風險,提高駕駛的安全性和穩定性。
傳感器常用的有:視覺傳感器的攝像頭的優勢是可以識別色彩以及文字標識;超聲波傳感器通過發射超聲波和反射波,辨別汽車和物體之間的距離;毫米波和激光雷達傳感器通過電磁波或光波的反射信號,實時計算出智能汽車與障礙物的距離和相對速度,汽車車頭與車尾安裝的77 GHz雷達能實時探測其他車輛的速度,并通過增加攝像頭等傳感器冗余度來提升安全系數。
眾多品牌現在都在積極將自動化駕駛技術應用于自己的產品上,大眾眾多車型上應用了智能泊車功能、定速巡航等,福特國產探險者上面應用了語音控制、自動泊車、安全跟隨以及全車360度安全警報等。
車聯網是實現車和路的協同,并且還要實現“車—路—網—云”的高度協同。網聯化是基于新一代通信的C-V2X 無線通信技術,除支持車與車、車與路、車與人通過直通方式進行收發數據外,也包含基于5G上下行通信鏈路連接的邊緣計算或云平臺的信息服務,因此,C-V2X網絡具備專用短程直接通信與蜂窩通信的短時延和廣覆蓋優勢。
3.2? 智能網聯車發展存在的問題
1)智能網聯車發展迅猛,技術標準及相關政策法規仍有待進一步完善,特別是在無人駕駛的法律問題上,責任的界定等都需要進一步明確。
2)智能網聯車配套的智能化道路需要高速5G通信、傳感器技術及云平臺等技術的支撐,而且改造成本較高,智能化城市交通建設還需要時間。
3)智能網聯車涉及很多相關產業,分工定位、技術標準都需要進一步協調和統一。
4)智能網聯汽車在網絡安全方面也存在很多隱患,包括設計中的代碼缺陷,為了實現V2X通信的無線通信系統等,都是打開了供給的門戶,需要針對這些網絡安全隱患加以強化。
智能網聯汽車的發展需要大量人才,不僅是研發人才,汽車使用后市場維護人員需求也非常迫切。為滿足人才缺口,本科及專科高校都在組建智能網聯汽車專業進行相關人才的培養。智能網聯汽車教育處于摸索階段,專業發展存在很多問題,主要集中在師資方面。智能網聯汽車涉及專業較多,是典型跨學科專業,和傳統汽車專業教學師資要求有明顯差別。再者,在教學上不可避免存在時間差等問題,使得新技術資料并不能公開使用。
4? 結束語
我國智能網聯汽車行業發展非常迅猛,隨著自主核心技術的研發與應用,我國汽車行業以及相關鏈的通信、科技、先進元器件等企業發展都會迎來美好的未來,也意味著我國在全球汽車變革中將處于領先位置。
參考文獻
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