智能網聯汽車技術與標準研究

摘要：首先介紹了智能網聯汽車技術現狀及存在的問題，其次提出了加強智能網聯汽車技術應用的措施，并分析了智能網聯汽車標準體系的發展要點，最后為了提升5G網聯汽車網絡的安全性，深入探究了各種場景下的數據交互，以及探索了將人、車、網絡三者有機結合的方法，以期達到最佳的網聯汽車系統效果，從而提升汽車的總體品質，促進我國汽車行業的可持續發展。

關鍵詞：智能網聯汽車；技術；現狀；趨勢

中圖分類號：U461? 收稿日期：2023-04-07

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.025

1 智能網聯汽車技術現狀及存在的問題

1.1 現狀分析

智能網聯汽車技術是當前汽車產業的重要發展方向之一，已經得到了廣泛的關注和研究。目前，該技術已經取得了一定的進展，主要體現在車聯網技術、自動駕駛技術、人工智能技術和車輛安全技術方面［1］。車聯網技術已經得到了廣泛應用，它包括車輛信息服務、車輛安全監控、車輛遠程控制等方面。自動駕駛技術的發展也較快，它包括高級輔助駕駛系統（ADAS）、自動泊車、自動駕駛巡航等方面。人工智能技術的應用也越來越廣泛，它包括語音識別、圖像識別、自然語言處理等方面。車輛安全技術也已投入使用，它包括車輛主動安全系統、防撞預警系統、車道保持系統等方面。雖然智能網聯汽車技術已經取得了進展，但仍需進一步加強研發和應用，以滿足不斷增長的市場需求和應對日益復雜的安全挑戰。

1.2 存在的問題

a.先進技術的應用程度不足。盡管各種智能技術已經得到廣泛應用，但是很多車輛仍然缺乏這些技術。一方面，因為這些技術的研發和應用需要巨大的投入和成本，不是所有車企能夠承受。另一方面，一些技術的應用受到了政策和法規的限制，如高精度地圖、自動駕駛等技術。

b.智能駕駛等相關法律法規不健全。目前，智能網聯汽車的法規框架尚未形成，各國政府也沒有明確的立法規定。例如車輛責任的界定、隱私保護、數據安全等方面缺乏明確的法規支持，這給智能網聯汽車的推廣和應用帶來了一定的困難。

c.智能技術的應用可靠性仍需提高。各種智能技術在實際應用中仍然存在一些問題。例如，自動駕駛技術在復雜的道路環境和天氣條件下仍然存在安全隱患，車聯網技術存在數據安全和隱私泄露等問題。

2 主要的智能網聯汽車技術

2.1 車輛整體感知技術

車輛整體感知技術是智能網聯汽車的核心技術之一，它是指車輛通過各種傳感器和相應算法，實現對周圍環境的全方位感知和識別，包括道路、車輛、行人、障礙物等。車輛整體感知技術的實現可以提高車輛的駕駛輔助和自動駕駛能力，為車輛的智能化提供重要支撐。車輛整體感知技術的關鍵在于傳感器技術的應用，主要包括激光雷達、毫米波雷達、攝像頭等多種傳感器的融合應用。

激光雷達可以精確地獲取周圍物體的位置和輪廓信息，毫米波雷達可以實現在雨雪等惡劣天氣條件下的遠距離探測，而攝像頭則可以獲取物體的視覺信息。同時，車輛整體感知技術還需要通過深度學習等算法進行數據處理和識別，實現對環境的自動識別和分析。車輛整體感知技術的應用可以提高車輛的行駛安全性和駕駛舒適度，同時也是實現自動駕駛技術的重要基礎。

2.2 全輔助駕駛技術和車載自組織網絡技術

全輔助駕駛技術和車載自組織網絡技術是智能網聯汽車的另外兩項核心技術。全輔助駕駛技術是指車輛在不需要人為干預的情況下，完全由智能系統完成駕駛任務的技術。這需要車輛具備高度的自主決策和控制能力，可以通過車輛整體感知技術和先進的算法技術實現。全輔助駕駛技術的實現可以提高行車的安全性和效率，改善駕駛體驗，并為未來的出行模式提供可能性。車載自組織網絡技術是指車輛之間通過無線通信建立網絡，實現車輛之間信息的實時傳輸和共享的技術。這種技術可以實現車輛之間的協同行駛和信息互通，提高行車的效率和安全性。同時，車載自組織網絡技術也可以為智能網聯汽車提供更加豐富的應用場景，例如車聯網、智能交通等。全輔助駕駛技術和車載自組織網絡技術的應用需要充分考慮安全和隱私等因素，需要建立完善的標準和規范體系，以確保技術的穩定性和可靠性。

2.3 無線通信技術和數據處理技術

無線通信技術和數據處理技術是智能網聯汽車的另外兩項重要技術。無線通信技術是指通過無線通信網絡實現車輛之間、車輛與道路基礎設施之間、車輛與云端之間的數據交互和信息共享。通過無線通信技術，車輛可以獲得實時的交通信息、路況信息等，從而實現智能化導航和智能化行駛。數據處理技術是指將車輛整體感知技術、車輛自身狀態信息以及其他數據進行處理和分析，從而實現車輛的智能決策和自主控制。數據處理技術可以通過人工智能、機器學習等技術實現。通過數據處理技術，智能網聯汽車可以實現自主駕駛、智能安全控制等功能。無線通信技術和數據處理技術的應用需要考慮安全和隱私等因素，需要建立完善的通信和數據處理標準和規范體系，以確保技術的穩定性和可靠性。

3 加強智能網聯汽車技術應用的措施

3.1 加強頂層設計

為了促進智能網聯汽車技術的應用，需要加強頂層設計，即制定全面的發展戰略和規劃，為技術的推廣和應用提供全面的指導。這需要政府、企業和科研機構等多方面的合作和協調，形成統一的戰略和規劃，加強對技術的投入和支持[2]。制定智能網聯汽車技術發展規劃，政府應該制定明確的智能網聯汽車技術發展規劃，包括技術研究、標準制定、政策引導等方面的內容，為技術的推廣和應用提供全面的指導。政府應該加強政策支持，推出有利于智能網聯汽車技術發展的政策，包括財稅政策、金融支持、產業扶持等方面，吸引更多的企業和科研機構參與到智能網聯汽車技術的研究和開發中。政府應該加大技術投入力度，支持科研機構和企業加強技術研究和開發，提高技術的應用水平。政府、企業和科研機構應該加強協同創新，形成多方面合作的研究和開發力量，加速技術的研究和應用進程。通過加強頂層設計，可以為智能網聯汽車技術的推廣和應用提供全面的指導和保障，促進技術的快速發展和廣泛應用。

3.2 完善相關的標準法規體系

政府和行業組織應該制定相關的技術標準，包括車輛通信標準、駕駛員監控標準、安全措施標準等方面的內容，規范技術研究和應用的過程。政府應該完善相關的法規體系，包括道路交通法規、智能網聯汽車安全法規等方面，為技術的推廣和應用提供法律保障。智能網聯汽車技術應該具備高可靠性和安全性，需要提高相關的安全性能標準，加強對技術的測試和驗證，確保技術的安全性和可靠性。政府、企業和科研機構應該建立信息共享機制，加強技術研究和開發的信息共享，提高技術的應用水平和效率。

通過完善相關的標準法規體系，可以規范技術研究和應用的過程，保證技術的可靠性和安全性，同時為技術的推廣和應用提供合法性和規范性的保障。

3.3 加強關鍵技術的突破

加強關鍵技術的突破需要以下措施：提高芯片技術水平，因為智能網聯汽車技術需要大量的高性能芯片支持，加強芯片的研發和應用。加強人工智能技術研究，人工智能技術是智能網聯汽車技術的核心。加強傳感器技術研發，智能網聯汽車技術需要大量的傳感器支持，包括雷達、攝像頭、激光雷達等。加強數據處理技術研究，智能網聯汽車技術需要大量的數據處理支持，提高數據的處理效率和準確性。提高車聯網通信技術水平，智能網聯汽車技術需要大量的車聯網通信支持，需要加強相關技術的研究和開發。通過加強關鍵技術的突破，可以不斷推進技術的創新和發展，提高技術的應用水平和效率，為智能網聯汽車技術的推廣和應用提供強有力的支撐。

4 智能網聯汽車標準體系的發展要點

智能網聯汽車標準體系的發展要點主要包括：a.加強標準制定，建立完善的標準體系，制定行業標準，推動標準化進程。b.加強標準實施，對標準的執行情況進行監管，建立標準考核評價機制，確保標準得到有效貫徹。c.推動國際標準化，加強與國際標準組織的合作，推動國際標準化進程，提升我國在國際標準制定中的地位和影響力。d.促進標準與技術創新的結合，鼓勵技術創新，推動標準與技術的互動，形成良性循環，推動智能網聯汽車技術的發展[3]。

5 基于5G的LTE-V智能網聯汽車通信系統

5.1 智能網聯汽車通信的核心網絡

為了滿足智能網聯汽車的數據傳輸需求，特建立了LTE-V核心網和接入網，核心網采用了橫向和縱向的網絡結構。在核心網的橫向層面，建立了虛擬資源層和運營管理層，這些層面的虛擬組件可以實現各種虛擬化功能，如網絡通信、數據資源交換、物理計算和存儲。運營管理層則負責網絡策略調度和業務功能管理。在網絡縱向數據域中，可以看到各種組件層和業務域組件的管理。可利用5G蜂窩系統的頻段和網絡切片技術，來優化智能汽車的物理硬件資源等。以此就可以根據不同的交通情況和車流量，來合理地配置和使用多種5G網絡頻段，從而提高縱向業務領域的效率。當車輛以極快的速度行進，并且對網絡帶寬有較高的要求時，通過有效地分配系統容量和空口資源，可以有效地保證移動駕駛的各項功能得以正常實現［3］。

a.虛擬服務器NFV/MANO的彈性資源分配。利用SLAs服務水平協議，MANO技術，構建網元層級的VNF共享服務器，實現多種網絡業務功能，進行靈活的通信組網和資源動態配置，根據需要，自動調整5G無線網絡和業務路由，保障不同網聯汽車業務場景下的網絡需求。

b.控制與轉發分離。智能網聯汽車的虛擬組件層級包括多種功能，如業務控制、媒體功能、增值功能等，其中控制面組件負責管理車聯網系統中的多種設備，包括授權/鑒權、信息傳輸等；通過使用轉發面組件，可以實現對CDN的控制，實現報文數據的高效傳輸，并且可以實現移動終端的獨立部署，從而實現分布式數據處理，有效地將帶寬內的大量數據和服務請求進行分流，這一層級能夠支持D2D、M-MIMO等無線異構通信，使得ICV車載信號能夠在任何地方進行快速切換和實時傳輸，有效地避免了在多個站點之間的信道擁塞和網絡延遲的困擾。

5.2 智能網聯汽車通信的接入網

a.以路側單元（RSU）為基礎的網絡通信接入。隨著5G無線網絡的普及，智能網聯汽車的各種設備可以通過路側單元搭建多源數據傳輸的網絡架構，同時，還可以利用D2D（終端直通）通信技術，實現兩個對等用戶節點之間的網絡信號通信，從而提升網絡連接、信息訪問和處理的效率。通過使用D2D的PCS存儲接口，車輛-車輛業務通信可以實現從用戶終端到基站站點的高效傳輸，從而極大地提高蜂窩網絡的傳輸效率和頻譜的利用率。

b.引入邊緣計算（MEC）的分布式數據處理。隨著技術的發展，邊緣計算已經成功地被引入到了智能網聯汽車系統中，它可以將應用程序的邊緣化，從而創造出一個可以實現遠距離的網絡傳輸、數據處理和存儲的開放環境，使得車聯網設備可以享受到就近端服務。在此情況下，可以利用CDN和邊緣Edge核心網，實現車輛-網絡基站和車輛之間的信息交換和傳輸，同時可以為用戶提供更快的數據處理和服務響應解決方案。

c.抗干擾接收的信息安全保護。隨著5G智能網聯汽車系統的普及，由于各種信號元件之間的交叉干擾，網絡的穩定性受到了影響。為解決這一問題，可采用抗干擾接收機技術，并且能夠根據實際情況進行動態頻率分配，從而有效地減少網絡干擾和外部黑客攻擊的風險。為了確保信息安全，需要在各種智能汽車設備之間建立一個認證和共享通道，并使用編寫的軟件來進行多層次的數據管理，這樣才能夠有效地提高系統的性能以及安全級別。

6 結語

在智能網聯汽車技術的快速發展背景下，不斷涌現出各種新的應用和技術。要想進一步推進智能網聯汽車技術的發展，需要采取加強頂層設計、完善標準法規體系、突破關鍵技術等方面的措施。同時，隨著5G和V2X物聯網技術的發展，它們能夠為各種環境提供支持，使得汽車、行人和網絡平臺之間能夠進行有效的數據交流和共享，從而滿足汽車使用者對于多種信息的收集和分析的要求。

參考文獻：

[1]程澳凱，萬向杰.智能網聯汽車技術發展現狀及趨勢[J].汽車測試報告，2022（17）：7-9.

[2]韋淇淋.新工科背景下智能網聯汽車技術分析[J].專用汽車，2022（7）：70-72.

[3]時本強.智能網聯汽車技術發展現狀及趨勢[J].農機使用與維修，2021（3）：66-67.

作者簡介：

孫巍，男，1984年生，講師，研究方向為車輛工程。