论述智能网联汽车的发展

王青青

摘 要：智能网联汽车越来越受人们的关注，文章介绍了智能网联汽车的背景以及国内外研究现状和对智能汽车的智能化等级划分标准，以及智能汽车的技术体系架构的组成，介绍了环境感知系统，智能汽车的检测方法及智能汽车在交通安全方面的应用，简介闯红灯提醒、盲区来车提醒、避撞提醒和紧急制动提醒等。最后就目前的发展状况，提出智能汽车发展过程中存在的安全问题。

关键字：智能网联汽车;交通安全;智能化等级

中图分类号：TP212.6  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）06-37-03

Abstract： This article introduces the background of intelligent connected cars and the current status of research at home and abroad. it introduces the standards of ICV classification at home and abroad， and the technical system of smart cars The composition of the architecture introduces the environment perception system， in addition to the smart car test methods and the application of smart cars in traffic safety， it can achieve red light warning， blind zone arrival warning， collision avoidance warning and emergency braking warning. Finally， based on the current development status， the safety issues in the development of smart cars are raised.

Keywords： Intelligent connected car; Traffic safety; Intelligent level

CLC NO.： TP212.6  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）06-37-03

1 引言

1.1 智能網联汽车

智能网联汽车ICV，是车联网与智能车的有机结合，搭载先进的车载传感器、控制器、执行器并融合了现代通信与网络技术，从而达到车与人、车、路、后台等在行驶过程中的信息交换共享的目的，实现汽车行驶安全、舒适、节能，并最终可代替驾驶员操作的新一代汽车[1]。

由于中国汽车用户居多，因此智能网联汽车最有潜力的市场在中国汽车用户中。相比其他国家的发展，中国市场中用户对智能网联汽车的接受度遥遥领先：其中75%的受访者接受无人驾驶车;79%的受访者表示愿意接受纯电动汽车或者是混合动力汽车[5]。随着全球工业智能化的发展，制造业和互联网行业的结合产物-智能网联汽车逐渐引领着汽车行业的发展方向。随着国际上智能网的发展，我国制定了汽车工业智能化的发展方向以及具体的实施方案，计划在2025年以后可以实现汽车的完全自动驾驶。目前，我国智能网联汽车的测试还处于起步阶段，国家出具了相关测试要求文件，并初步开始智能网联汽车的具体测试[3]。

智能网联汽车是汽车配合智能的交通环境检测功能，实现车与通信网络的有效结合，主要是利用路侧主机和车载上的主机，以及道路上的通讯设备与中心的服务器连接，进而实现车辆在道路上的自动驾驶。

1.2 发展现状

近年来，国内汽车企业不断制定并改善汽车的发展方向和战略目标，互联网企业与汽车企业联合加入对智能系统的研发行列，对智能汽车技术的成熟度作出贡献，例如谷歌与特斯拉相继研发出具有自动驾驶功能的汽车，而国内自主品牌的车企，例如一汽、长安汽车、上汽以及二汽都开始攻克技术难题，逐渐进入到智能汽车的研发，积极制定企业的智能汽车发展战略[1]。

2 智能汽车体系

自从智能网联汽车概念提出之后，出现了各个方面的研究，包含智能汽车自动驾驶等级划分、智能网联汽车的技术体系划分、智能汽车的测试规则以及流程进行研究，智能汽车产业发展中面临的问题等方面的研究。

2.1 智能汽车智能化等级划分

目前，对智能汽车技术的发展阶段标准没有统一的划分，常用的智能汽车自动驾驶状态的划分标准主要有美国汽车工程学会的5级划分和美国高速公路安全管理局的4级分类方式。

5级划分方式指L1-L5级：辅助驾驶、部分自动驾驶、条件自动驾驶、高度自动驾驶以及完全自动驾驶。L1系统仅仅有车道保持的操作，辅助驾驶员进行驾驶;L2系统可以对汽车进行方向控制，能够换道、环岛、跟车操作;L3系统可在特定的驾驶工况下自动驾驶，驾驶员仅需要部分干预措施;L4系统能够完成设计工况下自动驾驶，驾驶员不需要辅助驾驶;L5系统可以实现完全的自动驾驶，替代驾驶员的操作。

4级分类方式指DA、PA、HA、FA四级：特定功能、复合功能、限制条件以及全工况的自动驾驶。DA驾驶系统可以控制制动系统辅助驾驶员操作制动;PA驾驶系统具备不同的控制功能，驾驶员仅仅需要监视系统并在紧急情况下接管控制系统;HA驾驶系统可以自动检测交通环境，实现特定交通环境可以自动驾驶，驾驶员不需要时刻监视系统;FA驾驶系统可以完全控制车辆的行驶，实现驾驶员所有的驾驶目的，不需要驾驶员对其进行任何操作。

两种分级方式均是以第3阶段作为分界线，两者的前三个等级都是中低级自动化驾驶水平，中低级自动化驾驶水平中的驾驶操作结合着驾驶员和驾驶系统两种方式，主要依靠驾驶员对汽车进行驾驶操作，在最后的级别当中，汽车则完全依靠驾驶系统进行驾驶环境和驾驶操作，驾驶员的作用小或者不需要驾驶员进行驾驶操作。在我国遵循DA、PA、HA、FA共计四个级别的智能汽车分级。

2.2 智能汽车技术体系架构

智能汽车的控制系统是根据对交通环境的感知、评估继而对其进行决策的系统，控制系统的功能开发主要是对汽车发动机、变速箱以及制动系统集成控制，从而达到汽车自动跟随、制动、保持安全车距的目的。智能网联汽车的关键技术主要包括环境感知技术、智能决策技术和控制执行技术。

环境感知系统包括传感器系统和V2X通信系统，获得实时路况、道路、行人等一系列交通信息，进而提高驾驶安全性、提高交通效率。其中传感器系统包括超声波、激光、毫米波雷达等环境感知的传感器，结合GPS的高精度地图以及实时显示车辆状态的传感器三种类型[2]。应用摄像头或激光雷达实时获取交通环境信息，并将采集到的信息提供给决策系统，进而对汽车进行控制[3]。对于范围较大的交通道路的信息，车辆通过V2X通信系统与车，与基站之间相互联系，从而得到更广范围下的交通信息。

控制执行技术由协同式队列化和自适应式巡航系统组成。协同式对队列化指目标车辆根据在同一车道内的，与目标车辆相邻的车辆的运动状态自动更新车辆的运动状态，使目标车辆与邻近车辆保持一致。自适应式巡航系统根据目标车辆前方车辆的交通信息自动修整自车的运动状态，可以自动进行跟车，达到低油耗的功能，同时提升目标车辆自身的驾驶适宜性和驾驶安全性[4]。

2.3 智能汽车的检测及应用

2.3.1 智能汽车检测流程

智能汽车的研发流程包括初始概念研究、驾驶系统研发实现到对开发系统的测试。此流程包括了对系统进行仿真试验，驾驶模拟器模拟试验，开发系统功能，标准化场地检测功能，专家组对汽车进行功能评价以及实车道路测试六大部分。

对智能汽车的测试中安全性的测试尤为重要，安全性测试包括四个方面：

（1）识别智能汽车的驾驶信息;

（2）保障驾驶车辆的通信信息的安全能力测试;

（3）保障驾驶车辆的支付信息的保密性能力测试;

（4）汽车驾驶系统防范病毒以及自动回复的功能。

2.3.2 智能网联汽车在交通安全的应用

智能网联汽车在复杂的交通环境里与其他车辆，行人以及路侧设备之间需要实时的信息互换，因此能够实现道路中的动态信息和对车辆智能控制的功能应用，汽车在交通过程中的交通安全应用是应用之一。可以实现车辆行驶过程的紧急制动提醒和避撞提醒，在交叉路口行驶时闯红灯提醒和盲区车辆提醒[4]。

交叉路口闯红灯提醒：在车辆行驶在道路上时，车辆可以与路侧主机以及信号机信息实现共享，当车辆行驶至路口时，车辆获取到交通红绿灯的指示时间，根据车辆的车速以及距离信息，控制系统计算车辆所需时间，进而对车辆是否有闯红灯进行提醒。

前车紧急制动提醒：车辆行驶在道路上，目标车辆根据附近车辆的实行状态，实时检测前车的行驶紧急制动状态，在前车制动初始时，车辆系统给予驾驶员一个提示，再综合目标车辆与前车的状态以及行驶速度，计算并分析是否与前车有碰撞危险，进而对驾驶员进行危险提醒。

碰撞提醒：在汽车控制系统的碰撞提醒应用中，将汽车的视为一个圆形整体，当汽车检测到目标车辆与附近车辆之间的距离小于两车圆形整体的半径和时，对驾驶员发出碰撞提醒。

盲区来车提醒：在车辆行驶在道路上时，车辆可以与路侧主机以及信号机信息实现共享，可以检测到在目标车辆附近且處于驾驶员行驶视线之外的区域是否有行驶车辆，进而对驾驶员进行盲区车辆提醒。

2.4 智能汽车产业潜在问题

智能网联汽车的兴起为汽车行业带来了新的生机，但同时也面临着许多潜在的问题：

（1）作为新兴的行业，关于智能汽车的研究还尚在初期阶段，还未取得到智能汽车的核心技术，且智能汽车存在一些安全事故隐患。

（2）智能汽车发展迅速，但是针对智能汽车技术的标准以及相关政策还未能及时完善。

（3）与智能汽车配套的路侧基础设施不齐全，不能形成完整的互联网结构。

（4）针对智能汽车的发展策略，各大企业的发展战略目标不能够与市场紧密相关，从而使智能汽车实际发展方向受到限制。

除此之外，随着智能驾驶技术的逐渐成熟，智能无人驾驶汽车也逐渐进入人们的生活，对于无人驾驶汽车的行驶安全性有一些争论，Uber的无人驾驶撞人事故，让我们再次审视无人驾驶的安全性。

随着智联汽车的快速发展，车联网被广泛应用于智能交通系统当中，在众多益处下存在着威胁。汽车系统的安全事件的发生，使其安全因素备受关注。在未来的发展中需要在智能车联网领域构建以人作为核心的防御系统，建立一套兼备防御、分析以及相应的安全体系至关重要，应对智能网联汽车网络攻击。

3 结语

本文主要介绍了智能网联汽车的概念以及国内外研究现状，简单介绍了国内外对智能汽车的智能化等级划分，以及其技术体系，并论述了智能汽车的检测流程和汽车在交通安全方面的应用，最后简单叙述智能汽车发展过程中可能遇到的潜在问题。智能网联汽车的发展迅速，需要兼备市场的需要对其发展战略进行实时调整。

参考文献

[1] 吴东盛，陈青，陈芷衡.智能汽车未来的发展趋势[J].发展改革理论与实践，2018（3）.

[2] 甘海云.智能网联汽车的技术架构及测试方法[J].天津职业技术师范大学学报，2018（1）.

[3] 张翔，李智.智能网联汽车技术的发展现状及趋势[J].汽车与配件， 2018（8）.

[4] 刘玢滟.智能网联汽车交通安全应用研究[J].无线互联科技，2018， 15（07）：131-132.

[5] 智能网联汽车[J].上海信息化，2018（03）：8-9.