智能網聯汽車基礎（一）—基礎概述

◆文/江蘇 周曉飛

一、智能汽車

汽車的環境感知、智能決策、自動控制以及協同控制等功能一般稱為智能功能，具備智能功能的汽車稱為智能汽車。

智能汽車配備了多種傳感器，比如，攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達等，實現對周圍環境的自主感知，通過一系列傳感器信息識別和決策操作，汽車按照預定控制算法的速度與預設定交通路線規劃的尋徑軌跡行駛。

二、網聯汽車

汽車的協同控制功能一般需要網聯功能支持。車輛利用通信技術實現與外界信息交互的功能稱為網聯功能，具備網聯功能的汽車稱為網聯汽車。

網聯汽車采用新一代移動通信技術，實現車輛位置信息、車速信息、外部信息等汽車信息之間的交互，并由控制器進行計算，通過決策模塊計算后控制車輛按照預先設定的指令行駛，進一步增強汽車的智能化程度和自動駕駛能力。

GB/T《道路車輛網聯車輛方法論第1部分通用信息》中描述了網聯車輛如下文。

1.車輛系統

滿足車輛制造廠的規范要求，但是超出了道路車輛的物理范圍，由道路車輛、外部接口、網聯附件，以及通過外部接口產生的數據通信組成的車輛系統。

在描述中，同時給出了兩個相關解釋：

①網聯車輛可以沒有網聯附件（實現網聯功能的車外系統）；

②當通信對象為非網聯附件（例如道路基礎設施、其他交通參與者）時，網聯車輛由道路車輛、外部接口，以及通過外部接口產生的數據通信組成，道路基礎設施和其他交通參與者不屬于網聯車輛。

2.網聯車輛概念

網聯車輛是指能夠實現車輛功能的所有技術部件，包括配置此功能所需的車載和車外數據以及系統。因此，網聯車輛也包括外部接口，圖1所示為網聯車輛的整體概念和代表性接口。

圖1 網聯車輛的代表性網絡服務接口

①由于道路車輛是網聯車輛的一部分，因此，網聯車輛的一些接口同時也是道路車輛的物理接口。

②網絡服務接口是網聯車輛的代表性外部接口之一，網絡服務通過網絡服務接口實現網聯車輛與服務器的交互，服務提供商管理的服務器不屬于網聯車輛，第三方可以通過該服務器進行通信。

三、智能網聯汽車

1.智能網聯汽車定義

與傳統汽車相比較，智能網聯汽車是功能上的體現，新能源汽車是驅動上（驅動燃料或驅動動力源）的區別。GB/T《智能網聯汽車術語和定義》中這樣定義智能網聯汽車：

智能網聯汽車，英文名：intelligent &connected vehicle，英文簡稱：ICV。

智能網聯汽車是利用車載傳感器、控制器、執行器、通信裝置等，實現環境感知、智能決策和／或自動控制、協同控制、信息交互等功能的汽車的總稱。

如圖2所示，a代表智能汽車，b代表網聯汽車，c既可稱為智能汽車又可稱為網聯汽車，a、b、c均可稱為智能網聯汽車。智能網聯汽車核心的智能化和網聯化如圖3所示。

圖2 智能網聯汽車定義范圍

圖3 智能網聯汽車核心的智能化和網聯化示意圖

2.智能網聯汽車技術目標

智能網聯汽車搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與人、車、路、云端等智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能，可實現安全、高效、舒適、節能的行駛，并最終可實現替代人來操作的新一代汽車。智能網聯汽車的最終技術目標是實現完全無人駕駛；實現智能交互、智能駕駛和智能服務。人、車、路、云端架構示意圖如圖4所示。

圖4 “人-車-路-網-云”比較具體的架構示意圖

3.智能網聯汽車三大體現元素

智能網聯汽車有三大元素，即智能交互、智能駕駛和智能服務。

（1）智能交互

人機交互技術向多元化、人格化方向發展，同時交互終端及內容架構不斷迭代優化。多元化意味著人們對交互體驗的要求逐步提高，人機交互方式從按鍵、觸控，到語音控制、人臉識別、手勢交互，甚至是更先進的生物識別。人格化是指通過語言語義學習，了解人的思維文化，主動車聯網語音服務等。

（2）智能駕駛

智能駕駛包括智能控制和自動駕駛兩個階段。其中，座艙智能控制功能（智能座艙）是智能網聯汽車的必備功能。輔助駕駛功能現已經成為市場上中高端車輛的普遍配置。

（3）智能服務

讓服務更智能，構建智能服務，甚至包括主動且實時為乘駕人員解決車輛故障。實現車輛售后使用過程中的各項服務，二手車殘值管理、保險金融服務、車輛道路救援、車輛保養等智能管理，以及智慧停車、智慧充電加油等。

4.智能網聯汽車關鍵技術、部件和應用功能

筆者根據《智能網聯汽車術語和定義》羅列了智能網聯汽車關鍵技術、部件和應用功能（表1）。據筆者現有資料統計，智能網聯汽車相關429項國家標準中，多數在預研和編制中，還沒有出臺。少數出臺的標準也不能滿足市場技術需求，所以在實際應用中很多名稱各有差異。

表1 智能網聯汽車關鍵技術、部件和應用功能

四、車聯網

車聯網源于物聯網，即車輛物聯網。發展路徑從機械（傳統的汽車人工遠程服務）2G語音時代、電子（車內網）、車載通信（語音、圖視頻的3G）時代、車際網（網聯娛樂系統、車載寬帶管理等）4G移動互聯網時代、智能（車載互聯網）時代，以及到最后的完全的安全可靠的自動或無人駕駛時代。

5G作為新一代的蜂窩通信技術，可以提供更高數據速率體驗、更大帶寬的終端接入能力，而車聯網也是5G技術下應用空間最廣闊、產業配套最齊全的應用場景之一。

車用無線通信技術（Vehicle to Everything， V2X），是實現車與車（V2V）、車與路（V2I）、車與人（V2P）、車與網（V2N）相連接的新一代信息通信技術。V2X通過將人、車、路、云等交通參與要素有機地聯系在一起，構建一個智慧的交通體系（圖5、圖6）。V2X是實現自動駕駛和無人駕駛的關鍵所在。

圖5 “車-路-云”三層架構示意圖

圖6 “人-車-路-網-云”5G全新的網絡架構示意圖

C-V2X是當前主流的車用無線通信V2X技術，其中C是指蜂窩（Cellular），它是基于3G/4G/5G等蜂窩網通信技術演進形成的車用無線通信技術，包含了兩種通信接口：一種是車、人、路之間的短距離直接通信接口（PC5），另一種是終端和基站之間的通信接口（Uu），可實現長距離和更大范圍的可靠通信。

（未完待續）