智能網聯汽車實訓建設方案

金重亮

摘 要：汽車產業開始朝著智能網聯化方向發展，職業院校汽車類專業也開始開設智能網聯汽車相關專業或課程。但是目前還沒有健全的培養體系，人才培養模式處在探索階段，現結合1+X證書制度及現有教學資源提出智能網聯汽車實訓教學方案，以實現人才培養質量的提升。

關鍵詞：1+X制度 智能網聯汽車 實訓方案

Intelligent Networked Vehicle Training Method

Jin Chongliang

Abstract：At present， automobile industry began to develop in the direction of intelligent networking， vocational colleges automobile majors began to open related majors or courses. However， training system is not perfect， and is still in exploration stage. This article combines with “1+X” certification system and existing resources to build an Intelligent Networked Vehicle training system， to achieve the high quality of talent training.

Key words：1+X system， intelligent connected car， training program

1 引言

目前汽車產業朝著電動化、智能化、網絡化方向發展，在政府的大力推廣和市場不斷培養壯大的情況下，中國汽車電動化已經處于世界第一梯隊，也催生出中國代表性的品牌例如蔚來汽車等。隨著《國家車聯網產業體系建設指南》、《智能汽車創新發展戰略》等政策文件的發布，發展具有中國特色的智能化汽車成為下一個產業發力點，產業潛力巨大并且有可能成為引領世界的驅動力，智能化和網絡化將成為下一代汽車的特點。

2019年1月，國務院正式印發《國家職業教育改革實施方案》，并在職業院校及應用型本科高校開展“學歷證書+若干職業技能等級證書”試點制度簡稱為1+X證書制度試點工作。職業院校汽車專業主要包括新能源汽車技術、汽車制造與試驗技術等專業教學內容對標傳統燃油汽車較多，并具備一定的新能源汽車教學資源，但是對于智能網聯汽車專業教學、實訓體系不夠健全。本文結合智能網聯汽車人才培養目標、1+X智能網聯汽車相關證書培訓考核要求制定實訓教學體系[1][2]。

2 智能網聯汽車方向人才培養目標

智能網聯汽車需要車輛作為單獨智能體具有環境感知、定位、路徑規劃、控制能力外，同時還能夠借助外部設施或車輛進行信息交互實現自動駕駛功能。根據智能網聯汽車“三橫兩縱”技術框架包含車輛設＼施關鍵技術、信息交互關鍵技術、基礎支撐技術，具體細分為環境感知技術、智能決技術、控制執行技術、V2X通信技術、云平臺與大數據技術、信息安全技術、電子電控框架、高精地圖定位等[3][4]。

從智能網聯汽車產業相關技術來看，針對智能化方向主要集中在環境感知、定位算法研究、路徑規劃及決策技術研究、傳感器研發、控制算法研究、試驗測試分析等環節以設計和研發為主。對于這些方面高職學生知識結構難以勝任。但是目前隨著智能網聯汽車量產車的發布及大量上市，也逐漸需要對智能網聯汽車進行后市場服務。結合高職院校培養人才定位并依據“智能網聯汽車檢測與運維”標準來構建智能網聯課程、優化實訓、培訓過程，同時利用現有資源包括傳統燃油車及新能源汽車資源相結合培養能夠根據智能網聯汽車安全技術操作規范，按規范完成智能網聯汽車ADAS控制系統及各傳感器、執行器、車載網絡系統、智能座艙系統的故障檢修作業的復合型應用人才。針對智能網聯汽車特點在實施過程中有以下幾點思考：

（1）簡化算法、注重應用

由于智能網聯汽車具有多學科交叉的特點，涉及學科多包括電控技術、計算機視覺技術、優化算法設計、控制技術等。對于高職學生內容較難，但在教學過程中回避算法只講解傳感器、執行器、控制器部分，學生無法全面了解新技術。為克服這一問題需要在教學過程中使學生了解到自動駕駛實現過程中存在的難點，引入解決方案并在實訓時進行實踐。通過實踐來掌握具體硬件包括傳感器、執行器對算法及控制的影響，進一步深入理解智能網聯汽車技術。

（2）面向應用、找準定位

智能網聯汽車的技術遷移應用較為廣泛，不僅僅可以應用到自動駕駛領域還可以降維應用在物流小車、自動清掃車等領域并且未來具有較大的市場前景，能夠增加學生就業機會。技術共性較強，使用的算法、傳感器、執行器、控制器有共同性，在實訓過程中可以適當引導學生強化自身知識結構，并針對特定場景下的應用進行學習和嘗試，在較為簡單的道路環境中進一步理解相關技術應用。

（3）差異競爭、求同存異

智能網聯汽車專業涉及部分技術和計算機專業、自動化專業有所重合。在此背景下需要充分發揮汽車專業特有的特點，在傳統燃油汽車和新能源汽車結構原理掌握的情況下，利用對汽車結構、汽車電氣電控系統的良好認知進一步掌握自動駕駛功能在汽車上的具體應用。相對其他專業更理解汽車電控系統構架及原理能夠更快的適應工作需求。

3 實訓課程體系

根據市場發展趨勢和現狀主要針對智能化進行實訓課程體系的構建，并參考智能網聯汽車檢測與運維職業技術等級要求，針對自動駕駛L2級別輔助駕駛技術制定實訓方案，使學生能夠同時達到等級要求[5][6]。

實訓主要包括四個模塊分別為模塊1智能網聯汽車結構認知模塊、模塊2 ADAS系統檢修模塊、模塊3車載網絡系統檢修模塊、模塊4智能座艙系統認知模塊。

模塊1智能網聯汽車結構認知模塊主要能夠讓學生充分了解智能網聯汽車和傳統汽車的主要區別，包括環境感知、定位傳感器、電控構架結構、執行器等。并展示相關功能讓學生充分的認知自動駕駛的使用方法及使用條件等。

模塊2 ADAS系統檢修模塊主要包括感知系統檢測與維修、控制系統檢測與維修、執行系統檢測與維修。針對車規級傳感器、執行器進行故障的檢測與維修，包括視覺傳感器、激光雷達、毫米波雷達、線控系統檢修。

模塊3車載網絡系統檢修模塊主要包括目前汽車主流總線技術包括CAN總線、LIN總線、MOST總線系統相關檢測與維修，此部分和傳統燃油車以及新能源汽車相似，可以使用現有資源進行整合。另外還包括模塊4智能座艙系統認知模塊讓學生了解智能座艙、語音識別、智能交互等新功能。

實訓主要使用智能網聯實訓平臺并輔助使用新能源汽車進行實訓教學，智能網聯實訓平臺可以讓學生進行結構功能性認知、感知傳感器安裝、調試、檢測、標定操作訓練，并完成相應工單。對于車載網絡系統，通過智能網聯實訓平臺可以對CAN總線進行檢測同時能夠了解汽車線控系統工作原理。并輔助使用新能源汽車對CAN總線、LIN總線、MOST總線進行相關檢測實訓。智能座艙系統通過使用具有智能座艙配置的混合動力汽車進行認知和檢測實訓。

通過上述方法有效結合了智能網聯汽車、新能源汽車之間的共同點，又能體現之間的不同技術，讓學生能夠更好的掌握智能網聯汽車技術。

為了能夠讓學生更好的了解新技術，搭建感知系統實訓平臺，使用具有i7處理器和RTX30系列顯卡作為計算主機運行先進開源算法，配合激光雷達包括多線激光雷達和單線激光雷達，毫米波雷達、視覺傳感器以及深度視覺傳感器。能夠從訓練、推理環節展現算法如何實現機器視覺的目標檢測、車道線識別、行人檢測等功能。激光雷達點云檢測效果展現、目標識別等算法展現，該平臺能夠充分展示傳感器、執行器對算法的影響，也能夠讓學生進一步理解系統工作原理。

感知系統實訓平臺使用Ubuntu操作系統，配合使用ROS系統框架，能夠讓學生運行算法并簡單了解節點之間的工作原理。通過實訓學生能夠建立下一代汽車電控系統框架概念。

4 結語

在“1+X”制度背景下，結合目前智能網聯汽車發展現狀，為滿足人才能提升需求，提高人才培養效率。提出智能網聯汽車實訓教學方案，能夠結合智能網聯汽車和新能源汽車的共同教學特點，又能突出智能網聯新技術，提高職業綜合能力培養高素質的復合型技術人才。為了進一步提高學生對新技術的理解及興趣，搭建感知系統實訓平臺，充分展示傳感器視角的真實世界，進一步提高實訓教學質量。

參考文獻：

[1]李壽冰，高艷芳，楊興芳.職業教育1 + X證書制度試點的現狀與對策[J].職業技術教育，2020，41（20）：20～24.

[2]李妙然，鄒德偉.智能網聯汽車技術概論[M]. 機械工業出版社，2019.7.

[3] 黃曉延.智能網聯汽車發展現狀及人才培養分析[R]，2020.3.

[4]丁偉，程巖.智能網聯汽車人才培養模式探索與實踐——以江蘇信息職業技術學院為例[J].農機使用與維修，2021（09）：113-114.

[5]謝達城，劉秋生，徐曉宇.基于“1+X”課證融通的智能網聯汽車實訓體系建設[J].時代汽車，2020（24）：47-48.

[6]謝達城，劉秋生，徐曉宇.基于“1+X”課證融通的智能網聯汽車實訓體系建設[J].時代汽車，2020（24）：47-48.