智能網聯汽車在城市交通領域的發展研究

劉美岐 馬峻鵬 李雅瀾 熊辰崟

（大連海事大學，遼寧 大連 116000）

隨著“互聯網+”時代的到來，各種新型互聯網技術不斷涌現，大數據、云計算、人工智能等技術已經被廣泛應用到社會生產環節，與傳統工業之間的聯系日益密切[1]。目前汽車的發展方向是節能、環保、安全和智能。因此，智能網聯汽車成為我國汽車產業的發展趨勢，其智能化、經濟性和環保性可以推動城市交通系統的發展，同時也是國內智能網聯汽車研究的重點[2]。在城市交通系統中，如何將智能網聯汽車運用到城市交通系統中，是城市規劃部門和智能網聯汽車制造商需要考慮的重要問題[3]。文章介紹了智能網聯汽車的國內外研究現狀以及在城市交通領域的應用，并對目前我國城市交通系統中存在的問題進行了簡要分析，以期為促進新型交通系統的建設和發展提供參考。

1 智能網聯汽車

1.1 智能網聯汽車定義

智能網聯汽車（ICV）是車聯網與智能汽車的有機結合，是集成了先進的傳感器、控制器、執行器等設備的現代化汽車，可以實現車輛與人、車、路、后臺等信息的交流與共享，將現代通信技術與互聯網技術相結合，實現人對汽車安全、舒適、高效操作[4]。智能網聯汽車的核心是智能，通過車載電腦和云端服務器實現數據的交互，在車輛上安裝傳感器，可以及時地解決汽車在道路上遇到的各類路況，提醒司機前方有可能發生的事故，提升行車的穩定性和安全性，簡化司機的操作流程。

我國的城市道路狀況較為復雜，智能網聯汽車并不能完全實現無人駕駛。我國智能網聯汽車的發展階段主要有自動駕駛輔助、聯網駕駛輔助、人機協同駕駛、高度自動駕駛。智能網聯汽車的核心技術包括環境感知、智能決策、控制執行、人機共駕、通信平臺、信息安全等[5]。

智能網聯汽車運行系統如圖1所示。

圖1 智能網聯汽車運行系統

智能網聯車是一種新興的工業，涵蓋了汽車、通信、電子、交通等諸多領域。隨著信息化和網絡化的發展，傳統的交通方式正在逐步成為新興產業的主要載體。作為智慧交通體系的重要環節，智能網聯車是汽車產業發展的核心方向。

1.2 智能網聯汽車國內外研究現狀

智能網聯汽車是指在傳統汽車基礎上，通過多種技術手段，實現車輛智能化、連接化和自動化，提高車輛的安全性、舒適性和便捷性。目前國內的智能網聯汽車產業規模增長迅速。2019年，我國智能網聯汽車產業規模達到了1 360億元，預計2023年將達到4 000億元。智能駕駛技術進步較快，國內部分汽車企業已經推出了具有自動駕駛能力的車型，如特斯拉Model S、百度Apollo等。車聯網應用領域不斷擴展，國內智能網聯汽車的應用范圍涵蓋了車輛安全、車輛信息娛樂、車輛遠程控制等多個領域。政策扶持力度加大，相關部門加大了對智能網聯汽車產業的政策扶持力度，為企業研發智能網聯汽車提供了政策支持。

目前，國內較為成熟的智能網聯汽車技術包括感知技術、位置技術、通信技術、控制技術。感知技術通過雷達、激光雷達、攝像頭、超聲波等感知器件收集車輛周圍的信息，實現車輛對周圍環境的感知和分析。位置技術通過衛星導航系統、車載傳感器等，準確獲取車輛的位置及其周圍道路、交通信號等信息，為智能駕駛、路徑規劃等提供依據。通信技術基于車聯網、5G等技術的發展，使車輛之間可以實現實時通信以及車輛與云端、服務器等的交互，完成實時導航、車聯網娛樂等功能。控制技術通過自動駕駛控制單元、電子驅動系統、制動控制系統等技術，實現車輛自動駕駛、狀態監測、剎車控制等功能。

智能網聯汽車在歐美、日本、韓國等國家和地區也得到了廣泛關注。歐美市場以特斯拉、Uber、Google等公司為代表，在智能駕駛和自動駕駛技術方面處于領先地位。日本和韓國企業主要專注汽車傳感器、V2X技術和車聯網系統等領域的研究。同時，各部門和企業積極開展國際合作，共同推進智能網聯汽車發展。

為引導智能網聯汽車的發展，我國制定了一系列政策法規，各部門出臺相應的鼓勵措施，大力支持智能網聯汽車的發展。北京、上海、深圳等地已率先在全國啟動以城市道路為試驗研究的智慧互聯汽車項目，建成智慧汽車示范區。利用先進的車聯網技術，武漢試驗示范區建成通信網絡、物聯網、智慧路網、能源網絡四大基礎網絡，首期28 km試驗路已全部完成智能化改造。廣州、重慶、無錫、長沙等地也均在大力推進智能網聯汽車的研發工作。在車聯網技術方面，華為與大唐、整車企業合作進行通信技術支持和實車測試。全球智能網聯汽車的發展呈現出快速增長的態勢，不斷提高智能駕駛技術和車聯網技術。

2 智能網聯汽車在城市交通中的作用

新時代，傳統的城市交通系統需要隨著智能網聯汽車的發展而進行升級和更新，以提升城市交通承載能力，優化城市道路擁堵問題，打造現代化、立體化的城市交通網絡。

2.1 提高城市運輸的運載量

目前我國大部分城市已經建成了完備的交通網絡，包括公交、地鐵等公共交通。但城市交通系統運力仍然不足，發展智能網聯汽車可以有效降低城市交通出行成本，提升城市交通運力。

L4級別無人巴士如圖2所示。

圖2 L4級別無人巴士

2.2 提高城市交通的安全性

在城市交通系統中，多數的交通事故是由駕駛員的技術不夠嫻熟或沒有遵守交通規則等引起的。隨著技術的發展，智能網聯汽車將會極大地避免這種問題的發生，智能網聯汽車的最終目標是人與車之間的高度共享，計算機的智能算法可以使計算機嚴格遵守交通法規，降低事故的發生率，提高城市交通的安全性。

智能網聯汽車并非意味著將會完全實現無人駕駛。智能聯網汽車把人工智能的規律和人類的能動性緊密結合起來，一旦駕駛員違反了駕駛規則，就會立刻發出警告或采取某些強制性手段，以規避可能出現的安全隱患。在人工智能算法出現錯誤時，駕駛員可以控制車輛，讓車輛繼續安全地行駛。二者的結合使城市的交通更具有安全性。

2.3 提高乘客的出行體驗

隨著科技的不斷發展，智能網聯汽車給人們的出行方式帶來了重大變革。智能網聯汽車通過集成高科技的傳感器、通信和計算技術，在行駛過程中能夠實現實時感知周圍車輛和道路狀況，將信息傳輸到互聯網中心進行集中分析和管理，精準地為駕駛人和乘客提供服務。

一方面，智能網聯汽車能夠通過實時傳輸路況信息，實現優化路線和停車等服務。當遇到車流量較大、道路條件不佳等情況時，智能網聯汽車可以提前預警，根據實時路況讓駕駛者選擇較佳的出行路徑，避免遇到擁堵和交通事故。同時，使用智能停車技術也可以避免浪費大量時間尋找停車位。

另一方面，智能網聯汽車可以提供車內娛樂等服務，增強駕駛人和乘客的出行體驗。駕駛人和乘客可以通過連接互聯網，觀看實時新聞、聽音樂和收聽電臺，使用語音助手和智能導航幫助其實現更多的出行需求等。此外，隨著人工智能的不斷發展，智能網聯汽車可以根據駕駛人的個人習慣和需求，提供個性化的車內娛樂服務，讓駕駛人和乘客感到更舒適和愉悅。

智能網聯汽車的出現給駕駛人和乘客的出行方式帶來了極大便利，可以更輕松、舒適和便捷地出行，享受智能科技帶來的便利和樂趣。隨著科技的不斷進步和創新，智能網聯汽車將會發揮更大作用。

2.4 參與智慧城市建設

在城市化快速發展的過程中，將會面臨交通堵塞、環境污染、交通事故等問題。智能網聯汽車作為新一代交通工具，不僅可以為個人出行提供更方便和舒適的體驗，還可以在智慧城市建設中發揮重要作用。

智能網聯汽車可以與城市智慧交通系統相互協作，建立起智慧城市運行的基礎。智能網聯汽車可以通過實時交通信息的獲取和分析，幫助城市實現交通信號燈的智能優化，減少交通堵塞和擁堵，提升交通效率；可以通過車輛之間的通信和交通基礎設施的連接，預測和避免潛在的交通事故，提高交通安全性；可以通過優化路線、提高燃油利用率等手段，減少車輛的能耗和排放，促進城市的可持續發展。

智能網聯汽車可以為城市規劃、設計和管理帶來更多的創新和發展機遇，幫助城市規劃出更人性化和高效的交通系統，提升城市居民的生活品質，為城市智慧交通系統的建設提供更多的技術支持和創新應用，帶來更智能、便利、安全、高效的出行服務。

3 智能網聯汽車在城市交通中發展的建議

隨著環保意識的增強和城市交通擁堵問題的日益突出，智能網聯汽車在城市交通領域的發展會面臨較多問題，如技術瓶頸、規范制度、安全保障等。為了促進智能網聯汽車在城市交通領域的發展，提出相關建議。

第一，突破技術瓶頸，提高智能網聯汽車的感知、決策和控制能力。加強基礎研究和技術創新，探索新的感知技術、協同控制策略、自適應決策算法等。

第二，建立健全智能網聯汽車的規范制度和標準體系，確保其安全、可靠、實用。加強政策引導和法律監管，制定相應的標準和規范，加強對智能網聯汽車的管理和監測。

第三，加強智能網聯汽車的安全保障，預防和應對意外事故和惡意攻擊。加強安全防護技術研究和數據保護，建立健全的安全備份和應急機制。

4 結語

在“互聯網+”的大背景下，智能網聯汽車是我國汽車產業的重大發展方向，對我國的城市運輸智能體系建設具有重要作用。然而，目前國內的智能網聯汽車技術還不成熟，有待進一步發展。在發展的過程中，需要建立相應的網絡系統，健全的規范制度和標準體系，加強相關技術研究和智能網聯汽車的安全保障，以推動智能網聯汽車在城市交通領域的應用和發展。