面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究

摘要：隨著汽車電子化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐漸成為車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要載體。基于此，分析了智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的現(xiàn)狀，探討了面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的三大車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，即智能駕駛輔助、車載資源管理和智能交通管理等方面的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，提出面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展策略和建議。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng);智能網(wǎng)聯(lián)汽車;智能駕駛輔助;車載資源管理;智能交通管理

中圖分類號：U471.2 收稿日期：2023-05-23

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.09.021

1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀

隨著汽車電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能網(wǎng)聯(lián)汽車快速發(fā)展，已成為全球汽車市場新的增長點。我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展勢頭迅猛， 據(jù)工信部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年我國搭載輔助自動駕駛系統(tǒng)的智能網(wǎng)聯(lián)乘用車新車銷售達(dá)700萬輛、同比增長45.6%，市場滲透率提升至34.9%、較2021年增加11.4個百分點［1］。

目前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已經(jīng)初步具備了感知、聯(lián)網(wǎng)、智能輔助和遠(yuǎn)程服務(wù)能力。

1.1 感知能力

感知能力是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基礎(chǔ)能力之一。通過安裝在車上的各類傳感器，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以實時地感知車輛內(nèi)外的信息，為智能駕駛輔助、智能交通管理等應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。汽車傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換成電信號并向汽車傳遞各種工況信息的裝置。汽車傳感器分類如表1所示。

綜上，智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過安裝多種傳感器獲取全方位的車內(nèi)外環(huán)境信息，這為行車安全提供保障，也為智能駕駛輔助、交通管理等應(yīng)用奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。隨著傳感技術(shù)和算法的進(jìn)步，智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知能力將不斷增強，環(huán)境感知范圍更廣、精度更高、反應(yīng)時間更短［2］。

1.2 聯(lián)網(wǎng)能力

聯(lián)網(wǎng)能力是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵能力之一。通過無線通信技術(shù)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以與網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施以及其他車輛實現(xiàn)互聯(lián)互通，為智能駕駛輔助、車載資源管理、智能交通管理等應(yīng)用提供數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)。

具體來說，智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要采用以下通信技術(shù)：

a.4G/5G。利用4G/5G網(wǎng)絡(luò)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以訪問互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)車與網(wǎng)絡(luò)的連接，從而獲得交通路況、地圖資料等信息，并上傳車載數(shù)據(jù)到云端。5G具有更大帶寬、更低延遲的特點，將進(jìn)一步增強汽車聯(lián)網(wǎng)能力。

b.V2X。車載通信技術(shù)（V2X）是構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)和實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)（ITS）的關(guān)鍵。作為新一代通信技術(shù)，V2X實現(xiàn)了車輛與任何信息交互對象（包括人、車、道路基礎(chǔ)設(shè)施、云平臺或網(wǎng)絡(luò)等）的協(xié)調(diào)感知和互聯(lián)互通。通過V2V（車與車之間）、V2I（車與路之間）、V2P（車與行人之間）以及V2N（車與網(wǎng)絡(luò)或云平臺之間）的通信，構(gòu)建了移動互聯(lián)的環(huán)境感知和信息交互體系，從而創(chuàng)建了一個滿足智能交通感知和互聯(lián)特征的數(shù)據(jù)環(huán)境。該技術(shù)實現(xiàn)了ITS系統(tǒng)中廣泛信息的互聯(lián)互通與協(xié)同控制，以支持交通安全和智能交通管理應(yīng)用。

c.衛(wèi)星通信。利用衛(wèi)星通信技術(shù)，可以實現(xiàn)車與網(wǎng)絡(luò)的連接，特別適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)。

d.DSRC。DSRC專用短程通信是ITS智能運輸系統(tǒng)領(lǐng)域中專門用于機動車輛在高速公路等收費點實現(xiàn)不停車自動收費EFC（Electronic Fee Collection）的技術(shù)，也就是長距離RFID射頻識別（又稱電子標(biāo)簽E-tag）。它專用于車輛短距離通信，頻率范圍較寬，通信延遲低，適用于車與車、車與路基設(shè)施之間的高速通信連接與交換。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過采用4G/5G、V2X、衛(wèi)星通信和DSRC等技術(shù)，實現(xiàn)了與外界的互聯(lián)互通，這為智能駕駛輔助、車載資源管理、智能交通管理等應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)交換基礎(chǔ)［3］。未來，隨著5G和V2X技術(shù)商用，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的聯(lián)網(wǎng)能力將大幅提升。

1.3 智能輔助能力

智能輔助能力是智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的重點方向之一。通過人工智能技術(shù)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以實現(xiàn)各類智能輔助功能，減輕駕駛員工作強度，提高行車舒適性和安全性。

a.智能駕駛輔助。通過環(huán)境感知和路徑規(guī)劃技術(shù)，可以實現(xiàn)自動泊車、巡航控制、自動緊急剎車等功能，減輕駕駛員操作負(fù)荷，提高行車安全性。

b.智能導(dǎo)航。利用高精度數(shù)字地圖與定位技術(shù)，可以實現(xiàn)車位導(dǎo)航、路況規(guī)避導(dǎo)航等功能，為駕駛員提供最優(yōu)駕駛路徑和導(dǎo)航建議。

c.智能語音控制。通過語音識別與語音合成技術(shù)，實現(xiàn)對車載系統(tǒng)的語音控制，如控制音樂播放、空調(diào)調(diào)節(jié)、電話接聽等，減輕駕駛員視覺分心，提高交互便捷性。

其他還包括智能盲點檢測、自動泊車等功能。隨著技術(shù)進(jìn)步，智能輔助功能將越來越豐富。智能網(wǎng)聯(lián)汽車借助人工智能技術(shù)，實現(xiàn)了智能駕駛輔助、智能導(dǎo)航、智能語音控制等多種智能輔助功能，這大幅減輕了駕駛員工作負(fù)荷，提高了駕駛舒適性和安全性。隨著人工智能技術(shù)進(jìn)步，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的智能輔助能力將不斷加強，未來可能實現(xiàn)更高級別的自動駕駛。

1.4 遠(yuǎn)程服務(wù)能力

遠(yuǎn)程服務(wù)能力是智能網(wǎng)聯(lián)汽車重要的發(fā)展方向之一。通過網(wǎng)絡(luò)連接，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以實現(xiàn)車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程維修、遠(yuǎn)程充電等各類遠(yuǎn)程服務(wù)，為駕駛員和車主提供高效便捷的服務(wù)保障。智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要具備以下遠(yuǎn)程服務(wù)功能：

a.遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)，將車載感知器采集的車輛運行狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至云端，實現(xiàn)對車輛狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測，如車輛位置、車速、油量等，為汽車保養(yǎng)和管理提供基礎(chǔ)信息。

b.遠(yuǎn)程維修。當(dāng)車載系統(tǒng)檢測到車輛故障時，可以通過遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)判和遠(yuǎn)程修復(fù)，實現(xiàn)車輛遠(yuǎn)程故障診斷與處理。

c.遠(yuǎn)程充電。適用于純電動汽車，通過與充電樁的網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)對車載電池的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，在電量較低時啟動并完成遠(yuǎn)程充電，保證電動汽車?yán)m(xù)航里程。

我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展迅速，相關(guān)技術(shù)進(jìn)步突飛猛進(jìn)，已初具備了感知、聯(lián)網(wǎng)、智能輔助和遠(yuǎn)程服務(wù)等核心能力，這為面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。未來隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟和市場的不斷擴(kuò)大，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣梗瑸槿藗兂鲂袔砀嗟谋憷桶踩?］。

2 面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

基于智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知、聯(lián)網(wǎng)和智能輔助等關(guān)鍵能力，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域有諸多應(yīng)用，主要包括智能駕駛輔助、車載資源管理和智能交通管理等。

2.1 智能駕駛輔助

智能駕駛輔助應(yīng)用是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的重點應(yīng)用方向之一。通過環(huán)境感知、高精度數(shù)字地圖和車載定位等技術(shù)，可以為駕駛員提供駕駛輔助與導(dǎo)航服務(wù)，實現(xiàn)行車安全預(yù)警、自適應(yīng)巡航控制、車道偏離預(yù)警等功能，減輕駕駛員工作負(fù)荷，提高行車安全性。

2.2 車載資源管理

車載資源管理應(yīng)用通信技術(shù)和云計算技術(shù)是不可或缺的。這些技術(shù)的應(yīng)用使得遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理和控制車載資源成為可能，從而幫助車主和運營商降低運營成本并提高資源利用率。車載資源管理應(yīng)用具有廣闊的市場前景和商業(yè)價值，未來將會成為汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分之一。

2.3 智能交通管理

智能交通管理應(yīng)用利用車載感知器收集的交通流量、車速等數(shù)據(jù)，結(jié)合交通管理中心的路網(wǎng)流量模型，實現(xiàn)對交通網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控、管理和控制，以緩解交通擁堵，改善交通狀況。智能交通管理應(yīng)用可以充分利用智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)交通網(wǎng)絡(luò)的實時監(jiān)測、交通事件檢測、信號控制與擁堵預(yù)測，為改善城市交通提高出行效率提供重要支撐。但也面臨數(shù)據(jù)隱私與管理等問題，需建立完善的安全管理制度。

3 面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展策略

a.加快相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定，促進(jìn)多系統(tǒng)互聯(lián)互通。

要加快車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定與發(fā)布，確保不同車載系統(tǒng)和平臺之間的互操作性，這是發(fā)展面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，重點應(yīng)針對V2X、車載操作系統(tǒng)等方面推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系框架圖如圖2所示。

b.鼓勵企業(yè)開展技術(shù)創(chuàng)新與試點應(yīng)用，培育新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)。

應(yīng)鼓勵和支持企業(yè)開展車聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，開展智能駕駛輔助、車載資源管理、智能交通管理等試點示范應(yīng)用，不斷驗證和改進(jìn)技術(shù)，培育新的產(chǎn)業(yè)形式。同時，積極培養(yǎng)專業(yè)人才，打造人才高地。

c.綜合利用智能網(wǎng)聯(lián)汽車數(shù)據(jù)資源，發(fā)展新型智慧交通服務(wù)。

應(yīng)積極開發(fā)利用智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，發(fā)展交通管理、交通信息服務(wù)、車位導(dǎo)航等新型應(yīng)用服務(wù)。相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源，車載數(shù)據(jù)具有更高精度、更廣覆蓋面和實時更新等優(yōu)勢，利用其產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)支撐的服務(wù)會更加準(zhǔn)確和及時，但也要注重隱私保護(hù)與數(shù)據(jù)安全。

d.建立政企合作機制，共同推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展與應(yīng)用。

政府應(yīng)加大對智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的支持力度，與企業(yè)建立長期合作機制，制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策與計劃，擴(kuò)大投融資渠道，推進(jìn)示范城市建設(shè)，加速新技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。同時，應(yīng)加強頂層設(shè)計，避免產(chǎn)業(yè)發(fā)展的碎片化。

4 結(jié)語

智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為新一代智慧交通工具，正在加速改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞胶蜕顮顟B(tài)。面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用也將隨之不斷豐富與深化，這必將催生變革和創(chuàng)新，進(jìn)而推動產(chǎn)業(yè)升級，帶動社會發(fā)展潮流加速前行。我國應(yīng)抓住機遇，加快發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)，以實現(xiàn)彎道超車。

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作者簡介：

楊穎，女，1991年生，助理講師，研究方向為汽車營銷、網(wǎng)絡(luò)營銷。