高職院校智能網聯汽車實訓室建設探索與實踐

高福友

（杭州萬向職業技術學院，浙江 杭州 310023）

隨著人工智能技術、計算機與網絡技術、自動控制技術等前沿科學技術在汽車領域的廣泛應用，傳統汽車概念也發生了翻天覆地的變化，智能網聯汽車時代已經來臨。隨著智能網聯汽車的興起，產業對技能型人才的需求與日俱增，智能網聯汽車教學涉及多方面技術的融合，實訓條件主要基于智能網聯“感知、決策和控制”三項關鍵智能技術進行建設。智能網聯汽車實訓室建設的目的是培養學生扎實的汽車電子技術、現代傳感器和無線網絡技術、計算機技術、系統工程等基礎理論，以及智能網聯汽車技術的應用、智能終端設備的測試、裝調、運維等職業能力[1-3]。

1 智能網聯汽車實訓室建設的必要性分析

1.1 智能網聯汽車產業發展

以自動駕駛為目標的汽車信息化、網絡化、共享化、智能化技術日趨成熟，智能網聯汽車得到了高速發展。隨著傳感器、網絡通信、人工智能等技術的飛速發展，智能網聯汽車技術的發展變化日新月異。盡管目前智能網聯汽車L1、L2已全面走進市場，并努力打造 L3 和 L4 級別的自動駕駛，但就智能網聯汽車行業標準而言仍是個新生事物，就關鍵技術系統突破而言還是個無人區，就大批量產業化而言也是一個新賽道。世界各國都高度重視智能網聯汽車產業的發展，對于我國汽車產業來說，這既是一個嚴峻的挑戰，也是一次難得的歷史機遇[4-5]。

1.2 智能網聯汽車人才需求

無論是產業還是技術的發展，人才都是智能網聯汽車發展的關鍵。目前，智能網聯汽車人才需求缺口巨大、人才培養滯后、智能汽車相關技術研發領域和產業化服務領域人才嚴重不足。當前，汽車行業對“復合型”人才的要求更高、更全面、更深入。“汽車+信息技術+通信”高層次復合型人才非常稀缺，培養高端復合型人才是產業發展的當務之急。

在教育部批準的職業技能等級證書名單中，《智能網聯汽車測試裝調職業技能等級標準》《智能網聯汽車檢測與運維職業技能等級標準》進入1+X證書制度試點工作，以上兩項職業技能等級標準規定了智能網聯職業技能的等級，闡明了相關企業崗位工作規范及其職業技能要求。每項技能等級標準均包含“初級、中級、高級”，適用于智能網聯職業技能等級培訓與考核[6]。

2 智能網聯汽車實訓教學平臺建設內容

2.1 智能網聯汽車實訓教學平臺總體構架

智能網聯教學平臺致力于培養智能網聯汽車產業裝、調、測試、檢測、運維領域的初、中、高多層級技能型人才，將產業鏈條中對技能人才的各類需求場景還原到教學課堂。智能網聯汽車實訓室努力打造集教學、實訓、體驗、培訓、競技、評價等于一體的車路云技術高技能專業人才培養平臺，為智能網聯汽車技術、制造產業鏈企業培養高素質技術技能人才[7-8]。

智能網聯教學平臺采用“三橫兩縱”式設計。其中“三橫”包含車輛設施關鍵技術、信息交互關鍵技術、基礎支撐基礎三大智能網聯汽車核心技術，是教學平臺的核心知識與技能體系；“兩縱”包含基礎設施與專業課程，是支撐智能網聯專業的兩大重要支柱。

“三橫兩縱”相互交叉，確保了分布式智能網聯教學平臺與智能網聯核心技術緊密結合，讓學校智能網聯專業人才培養與產業需求緊密結合，同時專業課程與基礎設施一一對應，讓理論與實訓緊密融合。“三橫兩縱”分布式智能網聯教學平臺設備組成如圖1所示。

圖1 分布式智能網聯教學平臺設備組成

2.2 智能網聯汽車實訓教學平臺構建

教學平臺基礎設施由以下三大核心模塊搭配三大輔助模塊組成。三大核心模塊分別為車輛基礎平臺、無人駕駛改裝模塊、智能感知與交互改裝模塊；三大輔助模塊包含基礎工具與物料存取模塊、測試輔助模塊、主題軟裝模塊。基礎設施組成如圖2所示。

圖2 智能網聯教學平臺基礎設施

車輛基礎平臺采用分布式模塊設計，每個分布式模塊以小型可駕駛車輛為核心，支持 6～12名學生開展理論學習與實踐操作。借助無人駕駛改裝模塊、智能感知與交互改裝模塊與基礎工具與物料存取模塊，學生可以在老師的指導下改造線控底盤，并在車輛上增設激光雷達等關鍵感知、決策與控制模塊，實現車輛無人駕駛裝、調、檢修等智能網聯產業核心技能學習。分布式智能網聯教學平臺教室三維圖如圖3所示，平面圖如圖4所示。

圖3 分布式智能網聯教學平臺教室三維圖

圖4 分布式智能網聯教學平臺教室平面圖

3 智能網聯教學平臺各模塊介紹

3.1 車輛基礎平臺

車輛基礎平臺核心為賽車（教學版），此外每個平臺均配套賽車替換配件、常用機械零件。車輛基礎平臺是學生學習智能網聯汽車的基礎載體，不僅可以在智能網聯汽車基礎知識教學時提供直觀感知，同時也為課程實訓提供了豐富的改裝升級空間。

每個車輛基礎平臺可供 6～12名學生同時使用，在實訓過程中，學生可以分工協作完成車輛基礎平臺裝、調、測試、檢測、運維的關鍵作業過程，將實際應用等場景還原至教學課堂。

3.2 無人駕駛改裝模塊

智能網聯汽車發展的終極目標是實現無人駕駛，無人駕駛模塊是根據乘用車無人駕駛基本原理改裝的，配置激光雷達套件、深度攝像頭套件、毫米波雷達及標定套件、線控底盤改裝執行機構及驅動套件等關鍵設備。

3.3 智能感知與交互改裝模塊

智能感知與交互改裝模塊主要幫助學生了解傳感器，動手完成部分ADAS技術原型裝調以及交互類實訓。智能感知與交互改裝模塊包含智能傳感器系列套件、人機交互模塊套件以及嵌入式主控平臺。借助以上系列套件，學生可以全面學習汽車智能感知過程中使用的各類傳感器基礎原理，同時可以親手將傳感器裝配在汽車上，完成電路連接、燒錄程序后，通過測試調整傳感器位置、接線以及軟件程序參數。

4 智能網聯汽車實訓教學平臺核心特色

4.1 支持全員實操的分布式教學環境

適合 6～12名學生分工協作實操的分布式教學環境，不僅可以在理論教學過程中幫助學生結合實物加深對基礎知識的理解，同時能夠讓每一位學生全程深度參與到各實訓環節中，幫助學生真正掌握智能網聯產業需求的各類核心技能。

4.2 智能網聯關鍵技術全覆蓋

智能網聯教學平臺涵蓋了感知、決策、控制三大無人駕駛汽車核心技術，融入了高級輔助駕駛的系列智能傳感器以及人機交互領域最重要的語音識別、圖像識別技術，全方位解構智能網聯汽車。

4.3 模塊化課程與實訓設計

智能網聯教學平臺將每一個實訓任務都作了模塊化拆解，學生每一次完成的實訓成果都可以直接裝車并發揮作用。從底盤的線控改造，到關鍵傳感器裝車標定調試，再到校園環境建圖與無人駕駛測試，學生按部就班地完成每一個實訓內容后，一輛具備無人駕駛能力的車輛也隨之完成。

4.4 具有高改裝潛力的基礎平臺

小型可駕駛車輛作為車輛基礎平臺的核心，不僅充分體現了智能網聯汽車裝、調、測試、檢測、運維的關鍵作業過程，而且其自身極高的改裝潛力也為車輛智能化改裝升級帶來豐富的實踐操作空間。

借助分布式智能網聯教學平臺，學生可以在實踐中鞏固理論，將理論知識賦予實踐，由淺入深地學習基礎知識、掌握核心技能，為考取“智能網聯汽車測試裝調職業技能證書”“智能網聯汽車檢測與運維職業技能證書”打好基礎的同時，也為未來步入工作崗位打下堅實的理論基礎和實踐基礎[9-10]。

5 結語

智能網聯汽車是多學科前沿技術發展融合以及最新工業革命的產物，它突破了傳統汽車概念，涉及電子技術、人工智能、通信技術、控制技術等多個領域。智能網聯汽車實訓室建設的目的是培養學生掌握智能網聯汽車基礎理論，能夠動手操作智能傳感器、計算平臺、智能座艙系統、底盤線控執行系統進行裝配、調試和標定等，正確使用檢測軟件，對智能網聯汽車 ADAS、車輛通信系統等常見故障能夠診斷與排除。