智能网联汽车运营与管理(含实验指导)
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1.1.1 智能网联汽车的相关范畴

随着汽车智能化、网联化发展大潮的到来,“车联网”“智能网联汽车”等概念被反复提及。“车联网”与“智能网联汽车”的准确定义是什么?它们与“智能汽车”“智能交通”的关系又是如何的?在本书的开篇,有必要对上述概念进行一些梳理。

智能网联汽车是智能交通系统中的智能汽车与车联网交集的产品。智能网联汽车是车联网的重要组成部分,智能网联汽车的技术进步和产业发展有利于支撑车联网的发展;车联网系统是智能网联汽车、智能汽车的最重要载体,只有充分利用互联技术,才能保障智能网联汽车真正拥有充分的智能和互联。故智能网联汽车与车联网应该并行推进,协同发展。

智能网联汽车本身具备自主的环境感知能力,也是智能交通系统的核心组成部分,是车联网体系的一个结点,通过车载信息终端实现与车、路、行人、业务平台等之间的无线通信和信息交换。

1. 智能汽车

按照Azim Eskandarian在《智能汽车手册》中的定义,智能汽车是指“能够自主完成部分驾驶任务或辅助驾驶人更有效地完成驾驶任务,实现更安全、更高效和更环保行驶的车辆”。

智能汽车作为智能交通系统的一个重要组成部分,是一个集环境感知、规划决策和控制执行于一体的高新技术综合体。智能汽车利用传感器技术、信号处理技术、通信技术、计算机技术等,根据各传感器所得到的信息做出分析和判断,辨别车辆所处的环境和状态;或者向驾驶人发出劝告和报警信息,提醒驾驶人注意规避危险;或者在紧急情况下帮助驾驶人操作车辆(即辅助驾驶系统),防止事故发生,使车辆回到正常驾驶状态;或者代替驾驶人操作,实现车辆运行的自动化。

智能汽车主要侧重于汽车的智能化发展层次,即汽车是否具有先进的环境感知、决策规划和一定层级的自动驾驶能力,并未将联网与信息交互功能作为考虑的重点。

2. 车联网

车联网的概念来自物联网,即车辆物联网。行业背景不同,对车联网的定义也不尽相同。传统意义的车联网是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,在信息网络平台上实现对所有车辆的属性信息和静、动态信息的提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统。随着车联网技术与产业的发展,上述定义已经不能涵盖车联网的全部内容。

根据车联网产业技术创新战略联盟的定义,车联网(Internet of Vehicle,IOV)是以车内网、车际网和车载移动物联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车——X(车、路、行人以及互联网等)之间,进行无线通信和信息交换的大系统网络,是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。车联网组成如图1-1所示。

图1-1 车联网组成

车联网通过整合全球定位系统(GPS)导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向,实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。

车联网技术主要面向道路交通,为交通管理者提供决策支持,为车辆与车辆、车辆与道路提供协同控制,为交通参与者提供信息服务。车联网是智能交通系统与互联网技术发展的融合产物,是智能交通系统的重要组成部分,更多表现在汽车基于现实中的场景应用,量产车型目前主要以导航和娱乐系统为主,而车辆主动安全和节能减排则是业内最新热点。

3. 智能交通系统

中国智能交通协会提出,智能交通系统是将先进的数据传输技术、电子控制技术、计算机技术及智能车辆技术等综合运用于整个交通运输管理体系,通过对交通信息的实时采集、传输和处理,借助各种科技手段和设备,对各种交通情况进行协调和处理,建立起一种实时、准确、高效的综合运输管理体系,从而使交通设施得以充分利用,提高交通效率和安全水平,最终使交通运输服务和管理智能化,实现交通运输的集约式发展。

“智能交通系统”强调的是交通运输系统的整体构建,包含了路网和通信基站等基础设施建设、道路交通管理,以及相关信息服务等。汽车被看作庞大交通系统中的一个网络节点,其自身产品形态和功能的变化在此被弱化。

4. 无人驾驶汽车

无人驾驶汽车是一种智能汽车,主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶系统来实现无人驾驶。无人驾驶汽车集自动控制、环境交互、视觉识别等众多人工智能技术于一体,是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物,也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志,在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息,控制车辆的转向和速度,从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。

综上所述,智能汽车、智能网联汽车、智能交通、车联网等概念间的相互关系可如图1-2所示。其中智能汽车隶属于智能交通大系统,智能网联汽车则属于智能汽车与车联网的交集。智能网联汽车是智能交通系统的核心组成部分。智能网联汽车的终极目标是无人驾驶汽车。车联网的聚焦点是建立一个比较大的交通体系,发展重点是给汽车提供信息服务,终极目标是智能交通系统。无人驾驶汽车是汽车智能化与车联网的完美结合。

图1-2 智能汽车、智能网联汽车、智能交通、车联网的相互关系