浅谈我国智能网联车发展

2021-09-22 08:50吕青张霞珍
中国教育技术装备 2021年11期
关键词:自动驾驶汽车产业

吕青 张霞珍

摘  要 汽车产业从朝阳产业转变为支柱性产业,表现出汽车行业在制造业乃至国家发展战略中的重要地位。汽车发展趋势主要表现在节能、环保、安全、智能方向。围绕智能网联汽车,主要讲述智能网联车的主要技术、我国智能网联车的发展现状以及存在的问题。智能网联车作为未来汽车发展趋势,成为各国技术的竞争领域。同时,智能网联车的发展关系多领域、多行业的跨界组合,对于我国汽车行业发展转型具有非常重要的意义。

关键词 智能网联车;汽车产业;自动驾驶;驾驶辅助系统;智能化城市

中图分类号:G469    文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2021)11-0022-04

0  前言

在2019年中国智能产业峰会上,人工智能和各个产业的碰撞交汇,以及人工智能在各个行业的应用,很好地展现了我国在智能产业领域所取得的成绩。王飞跃教授在报告中称,从人工智能到智能产业,是人类从工业社会向智能社会发展的必然。智能网联汽车已经不仅涉及汽车行业,也涉及通信、电子零部件等行业,成为各国汽车技术发展的竞争高地,已经得到我国政府的重视并上升到国家战略高度。2018年,国家发布《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》,提出到2020年实现LTE-V2X在部分高速公路和城市主要道路的覆盖,开展5G-V2X示范应用,建设窄带物联网(NB-loT)网络,构建车路协同环境;新车驾驶辅助系统(L2)搭载率达到30%以上,联网车载信息服务终端的新车装配率达到60%以上。

1  智能网联车

1.1  智能网联汽车定义

智能网联汽车包括两方面,即智能化和网联化:智能化主要体现在运用先进的传感器、控制器、执行器以及计算逻辑实现车辆的自动化驾驶,减轻驾驶员负担,提高驾驶安全性和舒适性;网联化通过通信、大数据等实现智能交通,减少交通事故。汽车不仅是代步工具,更会逐步成为智能移动空间和应用终端。

智能网联车是包含众多重要领域如汽车、通信、电子制造业以及交通运输等的新型产业,呈现智能化、网络化的特征,将单纯的交通运输工具逐渐转变为新兴业态的重要载体。作为智能交通系统的一部分,它的意义不仅仅是汽车的升级,更是一种新兴产业以及新型产业链的重新塑造,已经是全球公认的汽车产业发展方向,也是我国向汽车强国转变的战略性选择。

1.2  发展智能网联车的意义

发展智能网联汽车,不仅是切实贯彻和落实《中国制造2025》的举措,更有利于突破关键技术的瓶颈,增强核心技术掌控力,保证我国在全球汽车制造业变革中的领先地位;有利于我国汽车产业的转型升级,为经济增长提供新动力;也有利于我国从制造大国向制造强国转变,对于交通强国、智慧社会建设具有不可替代的作用;有利于最大限度确保生命安全,尽可能减少交通事故率,促进汽车产业绿色健康发展。智能网联车标准体系见图1。

2  智能网联车发展

2.1  国外智能网联车发展情况

2016年,《国际道路交通公约》修正案提出汽车可以在特定条件下自动驾驶。由此,各国纷纷开始技术研发、配套产业(电子配件等)发展、道路建设及相关法律法规制定。美国福特、通用等汽车巨头不断完善部分自动驾驶以及有条件自动驾驶技术,并且应用于品牌车型上。美国政府在政策上支持并且建立相关配套道路设施等。日本丰田、本田也在不断突破,现在已经有成熟L2级别技术应用于中高端车型上。日本政府积极促进智能网联车的发展,不断修订远程自动驾驶道路测试许可以及进行道路改造。德国宝马、奔驰等老牌车企也响应国家政策,纷纷建立智能网联汽车试验道路,发展先进电子传感器、通信等配套产业。

2.2  国内智能网联车发展情况

随着能源、安全等问题的升级,我国将智能自主驾驶汽车作为战略性政策,制定了一系列政策法规,指导智能网联汽车的发展(见表1)。随着国家政策的推行,各省开始加大对智能网联车的支持,纷纷出台鼓励政策(见表2)。北京、上海、深圳作为国内较早发展智能网联汽车的城市,已建设智能汽车示范区用于智能汽车的城市道路测试。武汉测试示范区采用先进的车联网技术,建成通信网、物联网、智能路网和能源网四大基础网络,完成首期28公里测试道路智能化改造,国内第一张独立组网的大规模商用5G通信网、北斗高精度定位系统、智慧城市数字平台和指挥调度中心投入使用,建成全国规模最大的5G车路协同自动驾驶测试道路,具备L4及以上等级自动驾驶测试运行条件。此外,广州、重庆、无锡、长沙等城市也大力推进智能网联汽车发展。

车联网技术方面,华为和大唐提供通信技术方案,并且联合整车企业开展实际道路测试;百度和阿里巴巴也进入了智能网联汽车领域,并分别发布“阿波罗”和“阿里云”车载系统;同时,百度、高德和四维图新等地图企业开始了高精地图的采集和研发工作。在传感器、自动驾驶算法开发等领域,涌现了很多如安智汽车、智行者等科技公司。

智能网联汽车发展的方向非常明确,但是实践发展中有很多问题需要解决:智能汽车相关企业各自发展,缺乏统一的技术标準体系;技术研发滞后,特别是电子元件、传感器、处理器等核心零部件依赖性严重,车载终端更倾向于娱乐、导航,而不是先进车辆控制和安全系统;缺乏配套的基础设施建设,导致智能汽车技术难以落地。

3  智能网联车发展趋势

3.1  智能网联车关键技术

智能网联汽车发展趋势主要分为智能化和网联化两方面。智能化初级阶段主要是运用先进的驾驶辅助系统(ADAS)减轻驾驶人员驾驶压力,提高车辆使用的安全性、舒适感,最终目标是自动驾驶,构建新型安全驾驶模式。国际汽车工程师学会(SAE)将智能驾驶等级分为0级、1级、2级、3级、4级、5级共六个级别(见表3)。我国结合自身标准,制定了自动驾驶等级分类标准,工信部在官网公示了《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准报批稿(见表4)。

高级驾驶辅助系统(ADAS)主要依靠车上安装的多种传感器,这些传感器可以在汽车行驶过程中实时监控,采集相关信息数据,并将信息传递给中央处理器进行处理,从而预知危险、避免风险,提高驾驶的安全性和稳定性。

传感器常用的有:视觉传感器的摄像头的优势是可以识别色彩以及文字标识;超声波传感器通过发射超声波和反射波,辨别汽车和物体之间的距离;毫米波和激光雷达传感器通过电磁波或光波的反射信号,实时计算出智能汽车与障碍物的距离和相对速度,汽车车头与车尾安装的77 GHz雷达能实时探测其他车辆的速度,并通过增加摄像头等传感器冗余度来提升安全系数。

众多品牌现在都在积极将自动化驾驶技术应用于自己的产品上,大众众多车型上应用了智能泊车功能、定速巡航等,福特国产探險者上面应用了语音控制、自动泊车、安全跟随以及全车360度安全警报等。

车联网是实现车和路的协同,并且还要实现“车—路—网—云”的高度协同。网联化是基于新一代通信的C-V2X 无线通信技术,除支持车与车、车与路、车与人通过直通方式进行收发数据外,也包含基于5G上下行通信链路连接的边缘计算或云平台的信息服务,因此,C-V2X网络具备专用短程直接通信与蜂窝通信的短时延和广覆盖优势。

3.2  智能网联车发展存在的问题

1)智能网联车发展迅猛,技术标准及相关政策法规仍有待进一步完善,特别是在无人驾驶的法律问题上,责任的界定等都需要进一步明确。

2)智能网联车配套的智能化道路需要高速5G通信、传感器技术及云平台等技术的支撑,而且改造成本较高,智能化城市交通建设还需要时间。

3)智能网联车涉及很多相关产业,分工定位、技术标准都需要进一步协调和统一。

4)智能网联汽车在网络安全方面也存在很多隐患,包括设计中的代码缺陷,为了实现V2X通信的无线通信系统等,都是打开了供给的门户,需要针对这些网络安全隐患加以强化。

智能网联汽车的发展需要大量人才,不仅是研发人才,汽车使用后市场维护人员需求也非常迫切。为满足人才缺口,本科及专科高校都在组建智能网联汽车专业进行相关人才的培养。智能网联汽车教育处于摸索阶段,专业发展存在很多问题,主要集中在师资方面。智能网联汽车涉及专业较多,是典型跨学科专业,和传统汽车专业教学师资要求有明显差别。再者,在教学上不可避免存在时间差等问题,使得新技术资料并不能公开使用。

4  结束语

我国智能网联汽车行业发展非常迅猛,随着自主核心技术的研发与应用,我国汽车行业以及相关链的通信、科技、先进元器件等企业发展都会迎来美好的未来,也意味着我国在全球汽车变革中将处于领先位置。

参考文献

[1]陈晓鹏,张京京.智能网联汽车发展现状与展望[J].智能网联汽车,2020(10):43-45.

[2]郄广,张岩.智能车与网联技术分析[J].研究与探讨,2020(1):80-85.

[3]李玉峰,陆肖元.智能网联汽车网络安全浅析[J].电信科学,2020(4):36-45.

[4]关于印发《智能汽车创新发展战略》的通知[EB/OL].

[2020-02-10].http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-02/24/content_5482655.htm.

[5]《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准报批公示[EB/OL].[2020-03-10].http://www.atcrr.org/show-7-6494-1.html.

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