智能網(wǎng)聯(lián)汽車在城市交通領(lǐng)域的發(fā)展研究

劉美岐 馬峻鵬 李雅瀾 熊辰崟

（大連海事大學(xué)，遼寧 大連 116000）

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，各種新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)工業(yè)之間的聯(lián)系日益密切[1]。目前汽車的發(fā)展方向是節(jié)能、環(huán)保、安全和智能。因此，智能網(wǎng)聯(lián)汽車成為我國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，其智能化、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性可以推動(dòng)城市交通系統(tǒng)的發(fā)展，同時(shí)也是國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究的重點(diǎn)[2]。在城市交通系統(tǒng)中，如何將智能網(wǎng)聯(lián)汽車運(yùn)用到城市交通系統(tǒng)中，是城市規(guī)劃部門和智能網(wǎng)聯(lián)汽車制造商需要考慮的重要問題[3]。文章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及在城市交通領(lǐng)域的應(yīng)用，并對(duì)目前我國城市交通系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行了簡要分析，以期為促進(jìn)新型交通系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展提供參考。

1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車

1.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義

智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）是車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車的有機(jī)結(jié)合，是集成了先進(jìn)的傳感器、控制器、執(zhí)行器等設(shè)備的現(xiàn)代化汽車，可以實(shí)現(xiàn)車輛與人、車、路、后臺(tái)等信息的交流與共享，將現(xiàn)代通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人對(duì)汽車安全、舒適、高效操作[4]。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心是智能，通過車載電腦和云端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，在車輛上安裝傳感器，可以及時(shí)地解決汽車在道路上遇到的各類路況，提醒司機(jī)前方有可能發(fā)生的事故，提升行車的穩(wěn)定性和安全性，簡化司機(jī)的操作流程。

我國的城市道路狀況較為復(fù)雜，智能網(wǎng)聯(lián)汽車并不能完全實(shí)現(xiàn)無人駕駛。我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展階段主要有自動(dòng)駕駛輔助、聯(lián)網(wǎng)駕駛輔助、人機(jī)協(xié)同駕駛、高度自動(dòng)駕駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心技術(shù)包括環(huán)境感知、智能決策、控制執(zhí)行、人機(jī)共駕、通信平臺(tái)、信息安全等[5]。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車運(yùn)行系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車運(yùn)行系統(tǒng)

智能網(wǎng)聯(lián)車是一種新興的工業(yè)，涵蓋了汽車、通信、電子、交通等諸多領(lǐng)域。隨著信息化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，傳統(tǒng)的交通方式正在逐步成為新興產(chǎn)業(yè)的主要載體。作為智慧交通體系的重要環(huán)節(jié)，智能網(wǎng)聯(lián)車是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心方向。

1.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指在傳統(tǒng)汽車基礎(chǔ)上，通過多種技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)車輛智能化、連接化和自動(dòng)化，提高車輛的安全性、舒適性和便捷性。目前國內(nèi)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長迅速。2019年，我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到了1 360億元，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到4 000億元。智能駕駛技術(shù)進(jìn)步較快，國內(nèi)部分汽車企業(yè)已經(jīng)推出了具有自動(dòng)駕駛能力的車型，如特斯拉Model S、百度Apollo等。車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用范圍涵蓋了車輛安全、車輛信息娛樂、車輛遠(yuǎn)程控制等多個(gè)領(lǐng)域。政策扶持力度加大，相關(guān)部門加大了對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的政策扶持力度，為企業(yè)研發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供了政策支持。

目前，國內(nèi)較為成熟的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)包括感知技術(shù)、位置技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)。感知技術(shù)通過雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭、超聲波等感知器件收集車輛周圍的信息，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)周圍環(huán)境的感知和分析。位置技術(shù)通過衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、車載傳感器等，準(zhǔn)確獲取車輛的位置及其周圍道路、交通信號(hào)等信息，為智能駕駛、路徑規(guī)劃等提供依據(jù)。通信技術(shù)基于車聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的發(fā)展，使車輛之間可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信以及車輛與云端、服務(wù)器等的交互，完成實(shí)時(shí)導(dǎo)航、車聯(lián)網(wǎng)娛樂等功能。控制技術(shù)通過自動(dòng)駕駛控制單元、電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)控制系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)駕駛、狀態(tài)監(jiān)測、剎車控制等功能。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車在歐美、日本、韓國等國家和地區(qū)也得到了廣泛關(guān)注。歐美市場以特斯拉、Uber、Google等公司為代表，在智能駕駛和自動(dòng)駕駛技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。日本和韓國企業(yè)主要專注汽車傳感器、V2X技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等領(lǐng)域的研究。同時(shí)，各部門和企業(yè)積極開展國際合作，共同推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展。

為引導(dǎo)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，我國制定了一系列政策法規(guī)，各部門出臺(tái)相應(yīng)的鼓勵(lì)措施，大力支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展。北京、上海、深圳等地已率先在全國啟動(dòng)以城市道路為試驗(yàn)研究的智慧互聯(lián)汽車項(xiàng)目，建成智慧汽車示范區(qū)。利用先進(jìn)的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，武漢試驗(yàn)示范區(qū)建成通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧路網(wǎng)、能源網(wǎng)絡(luò)四大基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，首期28 km試驗(yàn)路已全部完成智能化改造。廣州、重慶、無錫、長沙等地也均在大力推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研發(fā)工作。在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面，華為與大唐、整車企業(yè)合作進(jìn)行通信技術(shù)支持和實(shí)車測試。全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢，不斷提高智能駕駛技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車在城市交通中的作用

新時(shí)代，傳統(tǒng)的城市交通系統(tǒng)需要隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展而進(jìn)行升級(jí)和更新，以提升城市交通承載能力，優(yōu)化城市道路擁堵問題，打造現(xiàn)代化、立體化的城市交通網(wǎng)絡(luò)。

2.1 提高城市運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)載量

目前我國大部分城市已經(jīng)建成了完備的交通網(wǎng)絡(luò)，包括公交、地鐵等公共交通。但城市交通系統(tǒng)運(yùn)力仍然不足，發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以有效降低城市交通出行成本，提升城市交通運(yùn)力。

L4級(jí)別無人巴士如圖2所示。

圖2 L4級(jí)別無人巴士

2.2 提高城市交通的安全性

在城市交通系統(tǒng)中，多數(shù)的交通事故是由駕駛員的技術(shù)不夠嫻熟或沒有遵守交通規(guī)則等引起的。隨著技術(shù)的發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車將會(huì)極大地避免這種問題的發(fā)生，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的最終目標(biāo)是人與車之間的高度共享，計(jì)算機(jī)的智能算法可以使計(jì)算機(jī)嚴(yán)格遵守交通法規(guī)，降低事故的發(fā)生率，提高城市交通的安全性。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車并非意味著將會(huì)完全實(shí)現(xiàn)無人駕駛。智能聯(lián)網(wǎng)汽車把人工智能的規(guī)律和人類的能動(dòng)性緊密結(jié)合起來，一旦駕駛員違反了駕駛規(guī)則，就會(huì)立刻發(fā)出警告或采取某些強(qiáng)制性手段，以規(guī)避可能出現(xiàn)的安全隱患。在人工智能算法出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，駕駛員可以控制車輛，讓車輛繼續(xù)安全地行駛。二者的結(jié)合使城市的交通更具有安全性。

2.3 提高乘客的出行體驗(yàn)

隨著科技的不斷發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車給人們的出行方式帶來了重大變革。智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過集成高科技的傳感器、通信和計(jì)算技術(shù)，在行駛過程中能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)感知周圍車輛和道路狀況，將信息傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)中心進(jìn)行集中分析和管理，精準(zhǔn)地為駕駛?cè)撕统丝吞峁┓?wù)。

一方面，智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠通過實(shí)時(shí)傳輸路況信息，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化路線和停車等服務(wù)。當(dāng)遇到車流量較大、道路條件不佳等情況時(shí)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以提前預(yù)警，根據(jù)實(shí)時(shí)路況讓駕駛者選擇較佳的出行路徑，避免遇到擁堵和交通事故。同時(shí)，使用智能停車技術(shù)也可以避免浪費(fèi)大量時(shí)間尋找停車位。

另一方面，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以提供車內(nèi)娛樂等服務(wù)，增強(qiáng)駕駛?cè)撕统丝偷某鲂畜w驗(yàn)。駕駛?cè)撕统丝涂梢酝ㄟ^連接互聯(lián)網(wǎng)，觀看實(shí)時(shí)新聞、聽音樂和收聽電臺(tái)，使用語音助手和智能導(dǎo)航幫助其實(shí)現(xiàn)更多的出行需求等。此外，隨著人工智能的不斷發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以根據(jù)駕駛?cè)说膫€(gè)人習(xí)慣和需求，提供個(gè)性化的車內(nèi)娛樂服務(wù)，讓駕駛?cè)撕统丝透械礁孢m和愉悅。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的出現(xiàn)給駕駛?cè)撕统丝偷某鲂蟹绞綆砹藰O大便利，可以更輕松、舒適和便捷地出行，享受智能科技帶來的便利和樂趣。隨著科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，智能網(wǎng)聯(lián)汽車將會(huì)發(fā)揮更大作用。

2.4 參與智慧城市建設(shè)

在城市化快速發(fā)展的過程中，將會(huì)面臨交通堵塞、環(huán)境污染、交通事故等問題。智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為新一代交通工具，不僅可以為個(gè)人出行提供更方便和舒適的體驗(yàn)，還可以在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮重要作用。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以與城市智慧交通系統(tǒng)相互協(xié)作，建立起智慧城市運(yùn)行的基礎(chǔ)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以通過實(shí)時(shí)交通信息的獲取和分析，幫助城市實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的智能優(yōu)化，減少交通堵塞和擁堵，提升交通效率；可以通過車輛之間的通信和交通基礎(chǔ)設(shè)施的連接，預(yù)測和避免潛在的交通事故，提高交通安全性；可以通過優(yōu)化路線、提高燃油利用率等手段，減少車輛的能耗和排放，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以為城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理帶來更多的創(chuàng)新和發(fā)展機(jī)遇，幫助城市規(guī)劃出更人性化和高效的交通系統(tǒng)，提升城市居民的生活品質(zhì)，為城市智慧交通系統(tǒng)的建設(shè)提供更多的技術(shù)支持和創(chuàng)新應(yīng)用，帶來更智能、便利、安全、高效的出行服務(wù)。

3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車在城市交通中發(fā)展的建議

隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和城市交通擁堵問題的日益突出，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在城市交通領(lǐng)域的發(fā)展會(huì)面臨較多問題，如技術(shù)瓶頸、規(guī)范制度、安全保障等。為了促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車在城市交通領(lǐng)域的發(fā)展，提出相關(guān)建議。

第一，突破技術(shù)瓶頸，提高智能網(wǎng)聯(lián)汽車的感知、決策和控制能力。加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新，探索新的感知技術(shù)、協(xié)同控制策略、自適應(yīng)決策算法等。

第二，建立健全智能網(wǎng)聯(lián)汽車的規(guī)范制度和標(biāo)準(zhǔn)體系，確保其安全、可靠、實(shí)用。加強(qiáng)政策引導(dǎo)和法律監(jiān)管，制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，加強(qiáng)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的管理和監(jiān)測。

第三，加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全保障，預(yù)防和應(yīng)對(duì)意外事故和惡意攻擊。加強(qiáng)安全防護(hù)技術(shù)研究和數(shù)據(jù)保護(hù)，建立健全的安全備份和應(yīng)急機(jī)制。

4 結(jié)語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是我國汽車產(chǎn)業(yè)的重大發(fā)展方向，對(duì)我國的城市運(yùn)輸智能體系建設(shè)具有重要作用。然而，目前國內(nèi)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)還不成熟，有待進(jìn)一步發(fā)展。在發(fā)展的過程中，需要建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，健全的規(guī)范制度和標(biāo)準(zhǔn)體系，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)研究和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全保障，以推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車在城市交通領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。