智能网联汽车技术与标准研究

摘要：首先介绍了智能网联汽车技术现状及存在的问题，其次提出了加强智能网联汽车技术应用的措施，并分析了智能网联汽车标准体系的发展要点，最后为了提升5G网联汽车网络的安全性，深入探究了各种场景下的数据交互，以及探索了将人、车、网络三者有机结合的方法，以期达到最佳的网联汽车系统效果，从而提升汽车的总体品质，促进我国汽车行业的可持续发展。

关键词：智能网联汽车；技术；现状；趋势

中图分类号：U461  收稿日期：2023-04-07

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.025

1 智能网联汽车技术现状及存在的问题

1.1 现状分析

智能网联汽车技术是当前汽车产业的重要发展方向之一，已经得到了广泛的关注和研究。目前，该技术已经取得了一定的进展，主要体现在车联网技术、自动驾驶技术、人工智能技术和车辆安全技术方面［1］。车联网技术已经得到了广泛应用，它包括车辆信息服务、车辆安全监控、车辆远程控制等方面。自动驾驶技术的发展也较快，它包括高级辅助驾驶系统（ADAS）、自动泊车、自动驾驶巡航等方面。人工智能技术的应用也越来越广泛，它包括语音识别、图像识别、自然语言处理等方面。车辆安全技术也已投入使用，它包括车辆主动安全系统、防撞预警系统、车道保持系统等方面。虽然智能网联汽车技术已经取得了进展，但仍需进一步加强研发和应用，以满足不断增长的市场需求和应对日益复杂的安全挑战。

1.2 存在的问题

a.先进技术的应用程度不足。尽管各种智能技术已经得到广泛应用，但是很多车辆仍然缺乏这些技术。一方面，因为这些技术的研发和应用需要巨大的投入和成本，不是所有车企能够承受。另一方面，一些技术的应用受到了政策和法规的限制，如高精度地图、自动驾驶等技术。

b.智能驾驶等相关法律法规不健全。目前，智能网联汽车的法规框架尚未形成，各国政府也没有明确的立法规定。例如车辆责任的界定、隐私保护、数据安全等方面缺乏明确的法规支持，这给智能网联汽车的推广和应用带来了一定的困难。

c.智能技术的应用可靠性仍需提高。各种智能技术在实际应用中仍然存在一些问题。例如，自动驾驶技术在复杂的道路环境和天气条件下仍然存在安全隐患，车联网技术存在数据安全和隐私泄露等问题。

2 主要的智能网联汽车技术

2.1 车辆整体感知技术

车辆整体感知技术是智能网联汽車的核心技术之一，它是指车辆通过各种传感器和相应算法，实现对周围环境的全方位感知和识别，包括道路、车辆、行人、障碍物等。车辆整体感知技术的实现可以提高车辆的驾驶辅助和自动驾驶能力，为车辆的智能化提供重要支撑。车辆整体感知技术的关键在于传感器技术的应用，主要包括激光雷达、毫米波雷达、摄像头等多种传感器的融合应用。

激光雷达可以精确地获取周围物体的位置和轮廓信息，毫米波雷达可以实现在雨雪等恶劣天气条件下的远距离探测，而摄像头则可以获取物体的视觉信息。同时，车辆整体感知技术还需要通过深度学习等算法进行数据处理和识别，实现对环境的自动识别和分析。车辆整体感知技术的应用可以提高车辆的行驶安全性和驾驶舒适度，同时也是实现自动驾驶技术的重要基础。

2.2 全辅助驾驶技术和车载自组织网络技术

全辅助驾驶技术和车载自组织网络技术是智能网联汽车的另外两项核心技术。全辅助驾驶技术是指车辆在不需要人为干预的情况下，完全由智能系统完成驾驶任务的技术。这需要车辆具备高度的自主决策和控制能力，可以通过车辆整体感知技术和先进的算法技术实现。全辅助驾驶技术的实现可以提高行车的安全性和效率，改善驾驶体验，并为未来的出行模式提供可能性。车载自组织网络技术是指车辆之间通过无线通信建立网络，实现车辆之间信息的实时传输和共享的技术。这种技术可以实现车辆之间的协同行驶和信息互通，提高行车的效率和安全性。同时，车载自组织网络技术也可以为智能网联汽车提供更加丰富的应用场景，例如车联网、智能交通等。全辅助驾驶技术和车载自组织网络技术的应用需要充分考虑安全和隐私等因素，需要建立完善的标准和规范体系，以确保技术的稳定性和可靠性。

2.3 无线通信技术和数据处理技术

无线通信技术和数据处理技术是智能网联汽车的另外两项重要技术。无线通信技术是指通过无线通信网络实现车辆之间、车辆与道路基础设施之间、车辆与云端之间的数据交互和信息共享。通过无线通信技术，车辆可以获得实时的交通信息、路况信息等，从而实现智能化导航和智能化行驶。数据处理技术是指将车辆整体感知技术、车辆自身状态信息以及其他数据进行处理和分析，从而实现车辆的智能决策和自主控制。数据处理技术可以通过人工智能、机器学习等技术实现。通过数据处理技术，智能网联汽车可以实现自主驾驶、智能安全控制等功能。无线通信技术和数据处理技术的应用需要考虑安全和隐私等因素，需要建立完善的通信和数据处理标准和规范体系，以确保技术的稳定性和可靠性。

3 加强智能网联汽车技术应用的措施

3.1 加强顶层设计

为了促进智能网联汽车技术的应用，需要加强顶层设计，即制定全面的发展战略和规划，为技术的推广和应用提供全面的指导。这需要政府、企业和科研机构等多方面的合作和协调，形成统一的战略和规划，加强对技术的投入和支持[2]。制定智能网联汽车技术发展规划，政府应该制定明确的智能网联汽车技术发展规划，包括技术研究、标准制定、政策引导等方面的内容，为技术的推广和应用提供全面的指导。政府应该加强政策支持，推出有利于智能网联汽车技术发展的政策，包括财税政策、金融支持、产业扶持等方面，吸引更多的企业和科研机构参与到智能网联汽车技术的研究和开发中。政府应该加大技术投入力度，支持科研机构和企业加强技术研究和开发，提高技术的应用水平。政府、企业和科研机构应该加强协同创新，形成多方面合作的研究和开发力量，加速技术的研究和应用进程。通过加强顶层设计，可以为智能网联汽车技术的推广和应用提供全面的指导和保障，促进技术的快速发展和广泛应用。

3.2 完善相关的标准法规体系

政府和行业组织应该制定相关的技术标准，包括车辆通信标准、驾驶员监控标准、安全措施标准等方面的内容，规范技术研究和应用的过程。政府应该完善相关的法规体系，包括道路交通法规、智能网联汽车安全法规等方面，为技术的推广和应用提供法律保障。智能网联汽车技术应该具备高可靠性和安全性，需要提高相关的安全性能标准，加强对技术的测试和验证，确保技术的安全性和可靠性。政府、企业和科研机构应该建立信息共享机制，加强技术研究和开发的信息共享，提高技术的应用水平和效率。

通过完善相关的标准法规体系，可以规范技术研究和应用的过程，保证技术的可靠性和安全性，同时为技术的推广和应用提供合法性和规范性的保障。

3.3 加强关键技术的突破

加强关键技术的突破需要以下措施：提高芯片技术水平，因为智能网联汽车技术需要大量的高性能芯片支持，加强芯片的研发和应用。加强人工智能技术研究，人工智能技术是智能网联汽车技术的核心。加强传感器技术研发，智能网联汽车技术需要大量的传感器支持，包括雷达、摄像头、激光雷达等。加强数据处理技术研究，智能网联汽车技术需要大量的数据处理支持，提高数据的处理效率和准确性。提高车联网通信技术水平，智能网联汽车技术需要大量的车联网通信支持，需要加强相关技术的研究和开发。通过加强关键技术的突破，可以不断推进技术的创新和发展，提高技术的应用水平和效率，为智能网联汽车技术的推广和应用提供强有力的支撑。

4 智能网联汽车标准体系的发展要点

智能网联汽车标准体系的发展要点主要包括：a.加强标准制定，建立完善的标准体系，制定行业标准，推动标准化进程。b.加强标准实施，对标准的执行情况进行监管，建立标准考核评价机制，确保标准得到有效贯彻。c.推动国际标准化，加强与国际标准组织的合作，推动国际标准化进程，提升我国在国际标准制定中的地位和影响力。d.促进标准与技术创新的结合，鼓励技术创新，推动标准与技术的互动，形成良性循环，推动智能网联汽车技术的发展[3]。

5 基于5G的LTE-V智能网联汽车通信系统

5.1 智能网联汽车通信的核心网络

为了满足智能网联汽车的数据传输需求，特建立了LTE-V核心网和接入网，核心网采用了横向和纵向的网络结构。在核心网的横向层面，建立了虚拟资源层和运营管理层，这些层面的虚拟组件可以实现各种虚拟化功能，如网络通信、数据资源交换、物理计算和存储。运营管理层则负责网络策略调度和业务功能管理。在网络纵向数据域中，可以看到各种组件层和业务域组件的管理。可利用5G蜂窝系统的频段和网络切片技术，来优化智能汽车的物理硬件资源等。以此就可以根据不同的交通情况和车流量，来合理地配置和使用多种5G网络频段，从而提高纵向业务领域的效率。当车辆以极快的速度行进，并且对网络带宽有较高的要求时，通过有效地分配系统容量和空口资源，可以有效地保证移动驾驶的各项功能得以正常实现［3］。

a.虚拟服务器NFV/MANO的弹性资源分配。利用SLAs服务水平协议，MANO技术，构建网元层级的VNF共享服务器，实现多种网络业务功能，进行灵活的通信组网和资源动态配置，根据需要，自动调整5G无线网络和业务路由，保障不同网联汽车业务场景下的网络需求。

b.控制与转发分离。智能网联汽车的虚拟组件层级包括多种功能，如业务控制、媒体功能、增值功能等，其中控制面组件负责管理车联网系统中的多种设备，包括授权/鉴权、信息传输等；通过使用转发面组件，可以实现对CDN的控制，实现报文数据的高效传输，并且可以实现移动终端的独立部署，从而实现分布式数据处理，有效地将带宽内的大量数据和服务请求进行分流，这一层级能够支持D2D、M-MIMO等无线异构通信，使得ICV车载信号能够在任何地方进行快速切换和实时传输，有效地避免了在多个站点之间的信道拥塞和网络延迟的困扰。

5.2 智能网联汽车通信的接入网

a.以路侧单元（RSU）为基础的网络通信接入。随着5G无线网络的普及，智能网联汽车的各种设备可以通过路侧单元搭建多源数据传输的网络架构，同时，还可以利用D2D（终端直通）通信技术，实现两个对等用户节点之间的网络信号通信，从而提升网络连接、信息访问和处理的效率。通过使用D2D的PCS存储接口，车辆-车辆业务通信可以实现从用户终端到基站站点的高效传输，从而极大地提高蜂窝网络的传输效率和频谱的利用率。

b.引入边缘计算（MEC）的分布式数据处理。随着技术的发展，边缘计算已经成功地被引入到了智能网联汽车系统中，它可以将应用程序的边缘化，从而创造出一个可以实现远距离的网络传输、数据处理和存储的开放环境，使得车联网设备可以享受到就近端服务。在此情况下，可以利用CDN和边缘Edge核心网，实现车辆-网络基站和车辆之间的信息交换和传输，同时可以为用户提供更快的数据处理和服务响应解决方案。

c.抗干扰接收的信息安全保护。随着5G智能网联汽车系统的普及，由于各种信号元件之间的交叉干扰，网络的稳定性受到了影响。为解决这一问题，可采用抗干扰接收机技术，并且能够根据实际情况进行动态频率分配，从而有效地减少网络干扰和外部黑客攻击的风险。为了确保信息安全，需要在各种智能汽车设备之间建立一个认证和共享通道，并使用编写的软件来进行多层次的数据管理，这样才能够有效地提高系统的性能以及安全级别。

6 结语

在智能网联汽车技术的快速发展背景下，不断涌现出各种新的应用和技术。要想进一步推进智能网联汽车技术的发展，需要采取加强顶层设计、完善标准法规体系、突破关键技术等方面的措施。同时，随着5G和V2X物联网技术的发展，它们能够为各种环境提供支持，使得汽车、行人和网络平台之间能够进行有效的数据交流和共享，从而满足汽车使用者对于多种信息的收集和分析的要求。

参考文献：

[1]程澳凯，万向杰.智能网联汽车技术发展现状及趋势[J].汽车测试报告，2022（17）：7-9.

[2]韦淇淋.新工科背景下智能网联汽车技术分析[J].专用汽车，2022（7）：70-72.

[3]时本强.智能网联汽车技术发展現状及趋势[J].农机使用与维修，2021（3）：66-67.

作者简介：

孙巍，男，1984年生，讲师，研究方向为车辆工程。