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摘要: 随着我国经济水平的发展,人们生活的品质也不断提高,汽车的使用已经十分普遍。汽车市场对整个汽车行业的专业性要求较高,因此,为了能够满足人们对汽车的需求和汽车市场的发展,有关教育部门应加大力度对智能网联汽车技术专业人才的培训。本文通过对智能网联汽车技术专业发展现状的详细分析,给出了发展智能网联汽车技术专业的发展对策。
Abstract: With the development of economic economy and the quality of life, the use of cars has been very common.The automobile market has high professional requirements for the whole automobile industry. Therefore, in order to meet people's demand for the automobile and the development of the automobile market, the relevant education departments should strengthen the training of intelligent connected automobile technology professionals.Through the development analysis of intelligent connected automobile technology, the countermeasures of intelligent connected automobile technology is given.
关键词: 信息时代;高职院校;智能网联
Key words: information age;higher vocational colleges;intelligent networking
中圖分类号:U463.1 文献标识码:A 文章编号:1674-957X(2021)22-0180-02
0 引言
随着科学技术的进步,各种新兴行业蓬勃发展、齐头并进,智能网联汽车技术必然是未来新型技术行业的发展焦点。伴随着智能网联汽车技术的出现,我国的传统汽车产业也随之转型,由传统的线下模式转变为信息化、智能化的模式,且智能网联汽车技术囊括多方面的知识技能。基于此,可以看出,智能网联汽车技术专业的发展将是未来汽车行业的大势所趋。
1 智能网联汽车系统概况介绍
智能汽车是现代科技融合发展潮流中衍生的产物,它借助智能终端的安装将车辆设为中心节点,通过网络与外部众多节点建立虚拟连接,以此进行道路环境等信息的传输、交流与共享,为驾驶安全提供数据支撑。根据功能设计,智能网联汽车系统大致可以被分为感知层、通信层以及服务层[1]三个层级架构,其中感知层位于数据收集一线,常见设备有测速雷达、摄像监控等,架设于车辆内部或道路两旁,能够实现对车辆本身及其外部信息的动态提取。通信层是三个层级信息共享的关键所在,包含接入层与控制层两个部分,接入层业务主要针对数据收集系统与运营系统,负责在城市局域网、无线网以及移动通信网的基础上,将车来那个信息、路网环境等信息传输给运营管控平台;控制层则采用相反的数据传输方向,是智能网联汽车与用户端建立联系的重要接口。相较于前面两个层级,服务层具有更为显著的开放性特征,服务层支撑系统主要负责在各种数据之间进行汇总和格式转化,并对开放平台发出的请求进行数据适配;开放平台则直接面向用户,对包含企业、个人、政府在内的所有使用者提供综合管理与服务。
2 智能网联汽车核心技术分析
2.1 车辆整体感知技术
车辆整体感知是智能网联汽车较为基础与关键的技术部分,不仅可以实时监控车况、位置等车辆自身信息,还能准确收集道路信息等情况,从而实现车与物相对位置的感知,降低碰撞事故发生概率,为驾驶安全提供保障,也为无人驾驶奠定技术支撑,常见的车物感知方式主要有视频监控、红外线、RFID等技术。与车物感知相比,道路环境感知技术要更加宽泛和宏观,在路面状况感知的基础上,还可以对行人、交通信号等信息进行综合收集和判断;位置感知技术则主要采用GPS全球定位系统,通过卫星基站对车辆行驶路线进行规划,是智能联网汽车在线调度的基础技术。智能驾驶辅助系统也是在车辆整体感知技术的基础上研究而来的,是这一系列感知技术综合运用的生动体现,未来随着智能驾驶辅助系统的完善,有望实现大规模无人驾驶、智能泊车等功能的应用。
2.2 无线通信技术
在智能网联汽车系统中,无线通信技术主要包含短距与长距两种,长距离通信应用场景较多,网络即时接入功能强大,蜂窝网络、Wimax都是长距通信技术的代表,3G/4G则是我国现阶段技术最为完备、应用最广泛的类型,就亚洲范围而言,近年LTE技术覆盖率已经超过了60%,为智能网联汽车系统的建设提供了良好保障。短距离通信技术在我国汽车行业中的应用由来已久,高速公路不停车ETC收费通道就是DSRC短距通信的一种具体应用形式,可靠性较高,即使对于高速运动的目标也可以建立稳定的双向通信渠道,包含V2R与V2V两种形式,优越性极为明显,在安全系统响应保障方面有着极高的研究价值,WiFi也是较为典型的短距离通信技术之一[2]。
2.3 车载自组织网络技术 车载自组织网络技术与短距离通信技术有很大关联,它可以在车辆之间以及车与基站之间建立起移动通信网络,方便各主体交换车速、位置等信息,防止碰撞、追尾等交通事故的发生,行驶安全预警、分布式交通信息等功能都是建立在车载自组织网络之上的。
2.4 全辅助驾驶技术
全辅助驾驶技术是未来智能联网汽车系统重点研发和攻克的技术方向之一,在此技术支持下,可以实现驾驶员行为实时监测以及行人位置监测等,在较为复杂的交通场景中,还可以对车道偏离趋势进行预警,使车距始终保持在较为健康的水平上。现阶段ADAS是较为先进的全辅助驾驶研发成果,在传统红外、电磁传感等技术的基础上,采用了雷达传感器,可以对车速、车距等进行综合收集、处理和分析,并适时给出碰撞预警,方便驾驶员提前做出更改或控制反应,降低事故发生概率。此外,随着雷达技术的革新,中高端汽车领域还引进了新型激光雷达技术,当设备将激光束落在被测物体上时,会生成相应大小的光斑,此时就可以借助雷达进行厘米级的精准测量,提升作业效率的同时,也使得智能联网汽车系统更加可信,给无人驾驶提供了较高的安全保障。
2.5 信息融合技术
考虑到当前智能网联汽车数据信息的异构性和多元性,系统中还引入了信息融合技术,借助计算机算法功能,可以实现对多元信息的采集、传输以及汇总和处理,从而降低数据在空间或时间层面的冗余度,提升信息有效价值。当前信息-物理融合系统CPS采用的主要是3C技术,通过实物资源与计算资源的整合与协作,不仅可以提升当前智能网联系统的智能程度,优化资源配置,还能为建模分析,开发验证提供辅助支撑,对于未来复杂场景下CPS的推广和应用意义重大。
2.6 数据处理技术
智能网联汽车系统运营和管理过程中会产生较大体量的非结构性数据,传统的数据存储及分析方式显然不能适应这种新型的发展形式,基于当前发展需求,针对数据处理方面的技术研究主要集中在云计算、大数据存储、多元数据预处理以及数据加密[2]这几个方面。云计算技术可以在极低的运维成本下实现对交通数据等的处理;大数据存储则解决了异构数据兼容难的问题,HDFS分布式存储技术就是其中典型的代表,还可以同时实现数据加密以及I/O速率的提升。
3 智能网联汽车技术专业发展现状
3.1 高职院校智能网联汽车技术专业现状
智能网联汽车技术在汽车专业领域的应用早在2018年时就有相关人员提出该观点,但是智能网联汽车技术的发展道路却十分坎坷,直到2019年智能网联汽车才正式被发掘,并列入了汽车专业之中。智能网联汽车技术是通过对大数据分析、AI技术、互联网等技术的分析并综合总体数据从而进行开展。智能网联汽车的发展路径分为三种,分别是自助式智能汽车(av)、网联式智能汽车(cv)、智能网联汽车(icv)如表1所示。我国智能网联汽车技术市场于2020年底规模资源突破1200亿,智能网联汽车行业在我国迅速发展。在我国的大学本科院校中,学校对学生理论知识的重视大于对实践知识的重视,缺乏对学生专业实践技能的培养。本科类院校所研究的未来汽车发展、汽车化自动化技术、互联网汽车、智能交通发展等知识对培养学生的智能网联汽车知识有重要意义,只有将其整合到智能网联汽车技术中,才能更有效的培养相关专业人才。其中智能网联汽车发展路径如表1所示。
3.2 智能网联汽车技术专业发展对策
智能网联汽车技术对于专业人才的知识技术水平有严格的要求。在进行智能网联汽车技术专业的人才培养时,应将相关理论实践等知识定位成应用型,要求每一名学生储备扎实的基础理论知识和较强的动手能力,以实际应用为目的对智能网联汽车技术专业人才进行培养。在进行专业技能教学时应注意有关知识的插入,例如,Java技术、C语言编程、电路设计、表盘开发等知识,只有将对其专业技能学习有帮助的技术整合到其中,才能更好的进行智能网络汽车技术专业教学。基于信息技术的飞速发展,我们正处于信息时代之下,对智能网络汽车技术专业的人才培养应注重其核心素养的培养,结合市场发展需求和核心技术对网联汽车技术专业人才进行培养。
4 智能网联汽车技术及标准发展趋势
智能网联汽车系统的发展依托于现代通信以及汽车产业的发展,未来DSRC将成为汽车行业通信的重要攻克方向之一,从而促进V2R、V2V与驾驶辅助系统之间的结合,提升无人驾驶安全性和有效性。同时在大数据技术发展的背景下,智能网联汽车系统将不再局限于车、路、环境等的互联[3],而是扩展到汽车制造、生产、运输等信息的共享,提升客户与制造商之间的对接效率。从标准体系建设角度来看,当前多数标准停留在感知层与通信层环节中,对于应用层的规范较少,因此未来针对碰撞危险警报、车路协同DSRC等的标准设立与完善将成为主要趋势。
5 结论
智能网联汽车是未来汽车产业发展的主要潮流与方向,有助于提升行车安全性能,改善消费者驾驶体验,增强汽车行业竞争力。智能网联汽车研发与生产行业应当正视这一趋势,加强感知技术、通信技术等的应用与研究,为行业标准体系的建设提供依据和反馈,促进智能网联汽车产业化发展。
参考文献:
[1]陈跃.智能网联汽车技术与标准发展研究[J].电脑迷,2018(31):238.
[2]孙建.智能网联汽车技术与标准发展探究[J].汽车实用技术,2018(20):46-48.
[3]高新宇,刘璐,丁田妹.智能网联汽车技术与标准发展研究[J].内燃机与配件,2020(17):174-175.
[4]史延雷,孟庆浩,龚进峰,蔡永祥.智能网联汽车硬件在环虚拟仿真实验平台设计开发[J].实验技术与管理,2021,38(07):125-128,134.
[5]张卫征.智能網联汽车测试场现状分析及发展建议[J].时代汽车,2021(13):7-8.
[6]张家同.智能网联汽车信息安全与发展建议分析[J].中国信息化,2021(07):70-71.
Abstract: With the development of economic economy and the quality of life, the use of cars has been very common.The automobile market has high professional requirements for the whole automobile industry. Therefore, in order to meet people's demand for the automobile and the development of the automobile market, the relevant education departments should strengthen the training of intelligent connected automobile technology professionals.Through the development analysis of intelligent connected automobile technology, the countermeasures of intelligent connected automobile technology is given.
关键词: 信息时代;高职院校;智能网联
Key words: information age;higher vocational colleges;intelligent networking
中圖分类号:U463.1 文献标识码:A 文章编号:1674-957X(2021)22-0180-02
0 引言
随着科学技术的进步,各种新兴行业蓬勃发展、齐头并进,智能网联汽车技术必然是未来新型技术行业的发展焦点。伴随着智能网联汽车技术的出现,我国的传统汽车产业也随之转型,由传统的线下模式转变为信息化、智能化的模式,且智能网联汽车技术囊括多方面的知识技能。基于此,可以看出,智能网联汽车技术专业的发展将是未来汽车行业的大势所趋。
1 智能网联汽车系统概况介绍
智能汽车是现代科技融合发展潮流中衍生的产物,它借助智能终端的安装将车辆设为中心节点,通过网络与外部众多节点建立虚拟连接,以此进行道路环境等信息的传输、交流与共享,为驾驶安全提供数据支撑。根据功能设计,智能网联汽车系统大致可以被分为感知层、通信层以及服务层[1]三个层级架构,其中感知层位于数据收集一线,常见设备有测速雷达、摄像监控等,架设于车辆内部或道路两旁,能够实现对车辆本身及其外部信息的动态提取。通信层是三个层级信息共享的关键所在,包含接入层与控制层两个部分,接入层业务主要针对数据收集系统与运营系统,负责在城市局域网、无线网以及移动通信网的基础上,将车来那个信息、路网环境等信息传输给运营管控平台;控制层则采用相反的数据传输方向,是智能网联汽车与用户端建立联系的重要接口。相较于前面两个层级,服务层具有更为显著的开放性特征,服务层支撑系统主要负责在各种数据之间进行汇总和格式转化,并对开放平台发出的请求进行数据适配;开放平台则直接面向用户,对包含企业、个人、政府在内的所有使用者提供综合管理与服务。
2 智能网联汽车核心技术分析
2.1 车辆整体感知技术
车辆整体感知是智能网联汽车较为基础与关键的技术部分,不仅可以实时监控车况、位置等车辆自身信息,还能准确收集道路信息等情况,从而实现车与物相对位置的感知,降低碰撞事故发生概率,为驾驶安全提供保障,也为无人驾驶奠定技术支撑,常见的车物感知方式主要有视频监控、红外线、RFID等技术。与车物感知相比,道路环境感知技术要更加宽泛和宏观,在路面状况感知的基础上,还可以对行人、交通信号等信息进行综合收集和判断;位置感知技术则主要采用GPS全球定位系统,通过卫星基站对车辆行驶路线进行规划,是智能联网汽车在线调度的基础技术。智能驾驶辅助系统也是在车辆整体感知技术的基础上研究而来的,是这一系列感知技术综合运用的生动体现,未来随着智能驾驶辅助系统的完善,有望实现大规模无人驾驶、智能泊车等功能的应用。
2.2 无线通信技术
在智能网联汽车系统中,无线通信技术主要包含短距与长距两种,长距离通信应用场景较多,网络即时接入功能强大,蜂窝网络、Wimax都是长距通信技术的代表,3G/4G则是我国现阶段技术最为完备、应用最广泛的类型,就亚洲范围而言,近年LTE技术覆盖率已经超过了60%,为智能网联汽车系统的建设提供了良好保障。短距离通信技术在我国汽车行业中的应用由来已久,高速公路不停车ETC收费通道就是DSRC短距通信的一种具体应用形式,可靠性较高,即使对于高速运动的目标也可以建立稳定的双向通信渠道,包含V2R与V2V两种形式,优越性极为明显,在安全系统响应保障方面有着极高的研究价值,WiFi也是较为典型的短距离通信技术之一[2]。
2.3 车载自组织网络技术 车载自组织网络技术与短距离通信技术有很大关联,它可以在车辆之间以及车与基站之间建立起移动通信网络,方便各主体交换车速、位置等信息,防止碰撞、追尾等交通事故的发生,行驶安全预警、分布式交通信息等功能都是建立在车载自组织网络之上的。
2.4 全辅助驾驶技术
全辅助驾驶技术是未来智能联网汽车系统重点研发和攻克的技术方向之一,在此技术支持下,可以实现驾驶员行为实时监测以及行人位置监测等,在较为复杂的交通场景中,还可以对车道偏离趋势进行预警,使车距始终保持在较为健康的水平上。现阶段ADAS是较为先进的全辅助驾驶研发成果,在传统红外、电磁传感等技术的基础上,采用了雷达传感器,可以对车速、车距等进行综合收集、处理和分析,并适时给出碰撞预警,方便驾驶员提前做出更改或控制反应,降低事故发生概率。此外,随着雷达技术的革新,中高端汽车领域还引进了新型激光雷达技术,当设备将激光束落在被测物体上时,会生成相应大小的光斑,此时就可以借助雷达进行厘米级的精准测量,提升作业效率的同时,也使得智能联网汽车系统更加可信,给无人驾驶提供了较高的安全保障。
2.5 信息融合技术
考虑到当前智能网联汽车数据信息的异构性和多元性,系统中还引入了信息融合技术,借助计算机算法功能,可以实现对多元信息的采集、传输以及汇总和处理,从而降低数据在空间或时间层面的冗余度,提升信息有效价值。当前信息-物理融合系统CPS采用的主要是3C技术,通过实物资源与计算资源的整合与协作,不仅可以提升当前智能网联系统的智能程度,优化资源配置,还能为建模分析,开发验证提供辅助支撑,对于未来复杂场景下CPS的推广和应用意义重大。
2.6 数据处理技术
智能网联汽车系统运营和管理过程中会产生较大体量的非结构性数据,传统的数据存储及分析方式显然不能适应这种新型的发展形式,基于当前发展需求,针对数据处理方面的技术研究主要集中在云计算、大数据存储、多元数据预处理以及数据加密[2]这几个方面。云计算技术可以在极低的运维成本下实现对交通数据等的处理;大数据存储则解决了异构数据兼容难的问题,HDFS分布式存储技术就是其中典型的代表,还可以同时实现数据加密以及I/O速率的提升。
3 智能网联汽车技术专业发展现状
3.1 高职院校智能网联汽车技术专业现状
智能网联汽车技术在汽车专业领域的应用早在2018年时就有相关人员提出该观点,但是智能网联汽车技术的发展道路却十分坎坷,直到2019年智能网联汽车才正式被发掘,并列入了汽车专业之中。智能网联汽车技术是通过对大数据分析、AI技术、互联网等技术的分析并综合总体数据从而进行开展。智能网联汽车的发展路径分为三种,分别是自助式智能汽车(av)、网联式智能汽车(cv)、智能网联汽车(icv)如表1所示。我国智能网联汽车技术市场于2020年底规模资源突破1200亿,智能网联汽车行业在我国迅速发展。在我国的大学本科院校中,学校对学生理论知识的重视大于对实践知识的重视,缺乏对学生专业实践技能的培养。本科类院校所研究的未来汽车发展、汽车化自动化技术、互联网汽车、智能交通发展等知识对培养学生的智能网联汽车知识有重要意义,只有将其整合到智能网联汽车技术中,才能更有效的培养相关专业人才。其中智能网联汽车发展路径如表1所示。
3.2 智能网联汽车技术专业发展对策
智能网联汽车技术对于专业人才的知识技术水平有严格的要求。在进行智能网联汽车技术专业的人才培养时,应将相关理论实践等知识定位成应用型,要求每一名学生储备扎实的基础理论知识和较强的动手能力,以实际应用为目的对智能网联汽车技术专业人才进行培养。在进行专业技能教学时应注意有关知识的插入,例如,Java技术、C语言编程、电路设计、表盘开发等知识,只有将对其专业技能学习有帮助的技术整合到其中,才能更好的进行智能网络汽车技术专业教学。基于信息技术的飞速发展,我们正处于信息时代之下,对智能网络汽车技术专业的人才培养应注重其核心素养的培养,结合市场发展需求和核心技术对网联汽车技术专业人才进行培养。
4 智能网联汽车技术及标准发展趋势
智能网联汽车系统的发展依托于现代通信以及汽车产业的发展,未来DSRC将成为汽车行业通信的重要攻克方向之一,从而促进V2R、V2V与驾驶辅助系统之间的结合,提升无人驾驶安全性和有效性。同时在大数据技术发展的背景下,智能网联汽车系统将不再局限于车、路、环境等的互联[3],而是扩展到汽车制造、生产、运输等信息的共享,提升客户与制造商之间的对接效率。从标准体系建设角度来看,当前多数标准停留在感知层与通信层环节中,对于应用层的规范较少,因此未来针对碰撞危险警报、车路协同DSRC等的标准设立与完善将成为主要趋势。
5 结论
智能网联汽车是未来汽车产业发展的主要潮流与方向,有助于提升行车安全性能,改善消费者驾驶体验,增强汽车行业竞争力。智能网联汽车研发与生产行业应当正视这一趋势,加强感知技术、通信技术等的应用与研究,为行业标准体系的建设提供依据和反馈,促进智能网联汽车产业化发展。
参考文献:
[1]陈跃.智能网联汽车技术与标准发展研究[J].电脑迷,2018(31):238.
[2]孙建.智能网联汽车技术与标准发展探究[J].汽车实用技术,2018(20):46-48.
[3]高新宇,刘璐,丁田妹.智能网联汽车技术与标准发展研究[J].内燃机与配件,2020(17):174-175.
[4]史延雷,孟庆浩,龚进峰,蔡永祥.智能网联汽车硬件在环虚拟仿真实验平台设计开发[J].实验技术与管理,2021,38(07):125-128,134.
[5]张卫征.智能網联汽车测试场现状分析及发展建议[J].时代汽车,2021(13):7-8.
[6]张家同.智能网联汽车信息安全与发展建议分析[J].中国信息化,2021(07):70-71.