智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究

摘要：首先介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題，其次提出了加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)應(yīng)用的措施，并分析了智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展要點(diǎn)，最后為了提升5G網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)的安全性，深入探究了各種場景下的數(shù)據(jù)交互，以及探索了將人、車、網(wǎng)絡(luò)三者有機(jī)結(jié)合的方法，以期達(dá)到最佳的網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)效果，從而提升汽車的總體品質(zhì)，促進(jìn)我國汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車；技術(shù)；現(xiàn)狀；趨勢

中圖分類號：U461? 收稿日期：2023-04-07

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.025

1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 現(xiàn)狀分析

智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)是當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向之一，已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注和研究。目前，該技術(shù)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，主要體現(xiàn)在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動駕駛技術(shù)、人工智能技術(shù)和車輛安全技術(shù)方面［1］。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，它包括車輛信息服務(wù)、車輛安全監(jiān)控、車輛遠(yuǎn)程控制等方面。自動駕駛技術(shù)的發(fā)展也較快，它包括高級輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）、自動泊車、自動駕駛巡航等方面。人工智能技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，它包括語音識別、圖像識別、自然語言處理等方面。車輛安全技術(shù)也已投入使用，它包括車輛主動安全系統(tǒng)、防撞預(yù)警系統(tǒng)、車道保持系統(tǒng)等方面。雖然智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)已經(jīng)取得了進(jìn)展，但仍需進(jìn)一步加強(qiáng)研發(fā)和應(yīng)用，以滿足不斷增長的市場需求和應(yīng)對日益復(fù)雜的安全挑戰(zhàn)。

1.2 存在的問題

a.先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用程度不足。盡管各種智能技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但是很多車輛仍然缺乏這些技術(shù)。一方面，因?yàn)檫@些技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用需要巨大的投入和成本，不是所有車企能夠承受。另一方面，一些技術(shù)的應(yīng)用受到了政策和法規(guī)的限制，如高精度地圖、自動駕駛等技術(shù)。

b.智能駕駛等相關(guān)法律法規(guī)不健全。目前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的法規(guī)框架尚未形成，各國政府也沒有明確的立法規(guī)定。例如車輛責(zé)任的界定、隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全等方面缺乏明確的法規(guī)支持，這給智能網(wǎng)聯(lián)汽車的推廣和應(yīng)用帶來了一定的困難。

c.智能技術(shù)的應(yīng)用可靠性仍需提高。各種智能技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一些問題。例如，自動駕駛技術(shù)在復(fù)雜的道路環(huán)境和天氣條件下仍然存在安全隱患，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)存在數(shù)據(jù)安全和隱私泄露等問題。

2 主要的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)

2.1 車輛整體感知技術(shù)

車輛整體感知技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心技術(shù)之一，它是指車輛通過各種傳感器和相應(yīng)算法，實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境的全方位感知和識別，包括道路、車輛、行人、障礙物等。車輛整體感知技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以提高車輛的駕駛輔助和自動駕駛能力，為車輛的智能化提供重要支撐。車輛整體感知技術(shù)的關(guān)鍵在于傳感器技術(shù)的應(yīng)用，主要包括激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭等多種傳感器的融合應(yīng)用。

激光雷達(dá)可以精確地獲取周圍物體的位置和輪廓信息，毫米波雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)在雨雪等惡劣天氣條件下的遠(yuǎn)距離探測，而攝像頭則可以獲取物體的視覺信息。同時，車輛整體感知技術(shù)還需要通過深度學(xué)習(xí)等算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和識別，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的自動識別和分析。車輛整體感知技術(shù)的應(yīng)用可以提高車輛的行駛安全性和駕駛舒適度，同時也是實(shí)現(xiàn)自動駕駛技術(shù)的重要基礎(chǔ)。

2.2 全輔助駕駛技術(shù)和車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

全輔助駕駛技術(shù)和車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的另外兩項(xiàng)核心技術(shù)。全輔助駕駛技術(shù)是指車輛在不需要人為干預(yù)的情況下，完全由智能系統(tǒng)完成駕駛?cè)蝿?wù)的技術(shù)。這需要車輛具備高度的自主決策和控制能力，可以通過車輛整體感知技術(shù)和先進(jìn)的算法技術(shù)實(shí)現(xiàn)。全輔助駕駛技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以提高行車的安全性和效率，改善駕駛體驗(yàn)，并為未來的出行模式提供可能性。車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是指車輛之間通過無線通信建立網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)車輛之間信息的實(shí)時傳輸和共享的技術(shù)。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)車輛之間的協(xié)同行駛和信息互通，提高行車的效率和安全性。同時，車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也可以為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供更加豐富的應(yīng)用場景，例如車聯(lián)網(wǎng)、智能交通等。全輔助駕駛技術(shù)和車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用需要充分考慮安全和隱私等因素，需要建立完善的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系，以確保技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.3 無線通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)

無線通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的另外兩項(xiàng)重要技術(shù)。無線通信技術(shù)是指通過無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)車輛之間、車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施之間、車輛與云端之間的數(shù)據(jù)交互和信息共享。通過無線通信技術(shù)，車輛可以獲得實(shí)時的交通信息、路況信息等，從而實(shí)現(xiàn)智能化導(dǎo)航和智能化行駛。數(shù)據(jù)處理技術(shù)是指將車輛整體感知技術(shù)、車輛自身狀態(tài)信息以及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，從而實(shí)現(xiàn)車輛的智能決策和自主控制。數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以通過人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以實(shí)現(xiàn)自主駕駛、智能安全控制等功能。無線通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用需要考慮安全和隱私等因素，需要建立完善的通信和數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系，以確保技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性。

3 加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)應(yīng)用的措施

3.1 加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)

為了促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的應(yīng)用，需要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，即制定全面的發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃，為技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供全面的指導(dǎo)。這需要政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)等多方面的合作和協(xié)調(diào)，形成統(tǒng)一的戰(zhàn)略和規(guī)劃，加強(qiáng)對技術(shù)的投入和支持[2]。制定智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，政府應(yīng)該制定明確的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，包括技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、政策引導(dǎo)等方面的內(nèi)容，為技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供全面的指導(dǎo)。政府應(yīng)該加強(qiáng)政策支持，推出有利于智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展的政策，包括財(cái)稅政策、金融支持、產(chǎn)業(yè)扶持等方面，吸引更多的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)參與到智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的研究和開發(fā)中。政府應(yīng)該加大技術(shù)投入力度，支持科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)研究和開發(fā)，提高技術(shù)的應(yīng)用水平。政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)應(yīng)該加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新，形成多方面合作的研究和開發(fā)力量，加速技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)程。通過加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，可以為智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供全面的指導(dǎo)和保障，促進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

3.2 完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系

政府和行業(yè)組織應(yīng)該制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括車輛通信標(biāo)準(zhǔn)、駕駛員監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)、安全措施標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容，規(guī)范技術(shù)研究和應(yīng)用的過程。政府應(yīng)該完善相關(guān)的法規(guī)體系，包括道路交通法規(guī)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全法規(guī)等方面，為技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供法律保障。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)應(yīng)該具備高可靠性和安全性，需要提高相關(guān)的安全性能標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對技術(shù)的測試和驗(yàn)證，確保技術(shù)的安全性和可靠性。政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)應(yīng)該建立信息共享機(jī)制，加強(qiáng)技術(shù)研究和開發(fā)的信息共享，提高技術(shù)的應(yīng)用水平和效率。

通過完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系，可以規(guī)范技術(shù)研究和應(yīng)用的過程，保證技術(shù)的可靠性和安全性，同時為技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供合法性和規(guī)范性的保障。

3.3 加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的突破

加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的突破需要以下措施：提高芯片技術(shù)水平，因?yàn)橹悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)需要大量的高性能芯片支持，加強(qiáng)芯片的研發(fā)和應(yīng)用。加強(qiáng)人工智能技術(shù)研究，人工智能技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的核心。加強(qiáng)傳感器技術(shù)研發(fā)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)需要大量的傳感器支持，包括雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等。加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)需要大量的數(shù)據(jù)處理支持，提高數(shù)據(jù)的處理效率和準(zhǔn)確性。提高車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)水平，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)需要大量的車聯(lián)網(wǎng)通信支持，需要加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研究和開發(fā)。通過加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的突破，可以不斷推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，提高技術(shù)的應(yīng)用水平和效率，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支撐。

4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展要點(diǎn)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展要點(diǎn)主要包括：a.加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)制定，建立完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。b.加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，對標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)管，建立標(biāo)準(zhǔn)考核評價機(jī)制，確保標(biāo)準(zhǔn)得到有效貫徹。c.推動國際標(biāo)準(zhǔn)化，加強(qiáng)與國際標(biāo)準(zhǔn)組織的合作，推動國際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，提升我國在國際標(biāo)準(zhǔn)制定中的地位和影響力。d.促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)合，鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，推動標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)的互動，形成良性循環(huán)，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的發(fā)展[3]。

5 基于5G的LTE-V智能網(wǎng)聯(lián)汽車通信系統(tǒng)

5.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車通信的核心網(wǎng)絡(luò)

為了滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車的數(shù)據(jù)傳輸需求，特建立了LTE-V核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，核心網(wǎng)采用了橫向和縱向的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在核心網(wǎng)的橫向?qū)用?，建立了虛擬資源層和運(yùn)營管理層，這些層面的虛擬組件可以實(shí)現(xiàn)各種虛擬化功能，如網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)資源交換、物理計(jì)算和存儲。運(yùn)營管理層則負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)策略調(diào)度和業(yè)務(wù)功能管理。在網(wǎng)絡(luò)縱向數(shù)據(jù)域中，可以看到各種組件層和業(yè)務(wù)域組件的管理?？衫?G蜂窩系統(tǒng)的頻段和網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，來優(yōu)化智能汽車的物理硬件資源等。以此就可以根據(jù)不同的交通情況和車流量，來合理地配置和使用多種5G網(wǎng)絡(luò)頻段，從而提高縱向業(yè)務(wù)領(lǐng)域的效率。當(dāng)車輛以極快的速度行進(jìn)，并且對網(wǎng)絡(luò)帶寬有較高的要求時，通過有效地分配系統(tǒng)容量和空口資源，可以有效地保證移動駕駛的各項(xiàng)功能得以正常實(shí)現(xiàn)［3］。

a.虛擬服務(wù)器NFV/MANO的彈性資源分配。利用SLAs服務(wù)水平協(xié)議，MANO技術(shù)，構(gòu)建網(wǎng)元層級的VNF共享服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)功能，進(jìn)行靈活的通信組網(wǎng)和資源動態(tài)配置，根據(jù)需要，自動調(diào)整5G無線網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)路由，保障不同網(wǎng)聯(lián)汽車業(yè)務(wù)場景下的網(wǎng)絡(luò)需求。

b.控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的虛擬組件層級包括多種功能，如業(yè)務(wù)控制、媒體功能、增值功能等，其中控制面組件負(fù)責(zé)管理車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的多種設(shè)備，包括授權(quán)/鑒權(quán)、信息傳輸?shù)?；通過使用轉(zhuǎn)發(fā)面組件，可以實(shí)現(xiàn)對CDN的控制，實(shí)現(xiàn)報(bào)文數(shù)據(jù)的高效傳輸，并且可以實(shí)現(xiàn)移動終端的獨(dú)立部署，從而實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)處理，有效地將帶寬內(nèi)的大量數(shù)據(jù)和服務(wù)請求進(jìn)行分流，這一層級能夠支持D2D、M-MIMO等無線異構(gòu)通信，使得ICV車載信號能夠在任何地方進(jìn)行快速切換和實(shí)時傳輸，有效地避免了在多個站點(diǎn)之間的信道擁塞和網(wǎng)絡(luò)延遲的困擾。

5.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車通信的接入網(wǎng)

a.以路側(cè)單元（RSU）為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)通信接入。隨著5G無線網(wǎng)絡(luò)的普及，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的各種設(shè)備可以通過路側(cè)單元搭建多源數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時，還可以利用D2D（終端直通）通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個對等用戶節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)信號通信，從而提升網(wǎng)絡(luò)連接、信息訪問和處理的效率。通過使用D2D的PCS存儲接口，車輛-車輛業(yè)務(wù)通信可以實(shí)現(xiàn)從用戶終端到基站站點(diǎn)的高效傳輸，從而極大地提高蜂窩網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率和頻譜的利用率。

b.引入邊緣計(jì)算（MEC）的分布式數(shù)據(jù)處理。隨著技術(shù)的發(fā)展，邊緣計(jì)算已經(jīng)成功地被引入到了智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)中，它可以將應(yīng)用程序的邊緣化，從而創(chuàng)造出一個可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)處理和存儲的開放環(huán)境，使得車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以享受到就近端服務(wù)。在此情況下，可以利用CDN和邊緣Edge核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)車輛-網(wǎng)絡(luò)基站和車輛之間的信息交換和傳輸，同時可以為用戶提供更快的數(shù)據(jù)處理和服務(wù)響應(yīng)解決方案。

c.抗干擾接收的信息安全保護(hù)。隨著5G智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)的普及，由于各種信號元件之間的交叉干擾，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性受到了影響。為解決這一問題，可采用抗干擾接收機(jī)技術(shù)，并且能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行動態(tài)頻率分配，從而有效地減少網(wǎng)絡(luò)干擾和外部黑客攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。為了確保信息安全，需要在各種智能汽車設(shè)備之間建立一個認(rèn)證和共享通道，并使用編寫的軟件來進(jìn)行多層次的數(shù)據(jù)管理，這樣才能夠有效地提高系統(tǒng)的性能以及安全級別。

6 結(jié)語

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的快速發(fā)展背景下，不斷涌現(xiàn)出各種新的應(yīng)用和技術(shù)。要想進(jìn)一步推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的發(fā)展，需要采取加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)、完善標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系、突破關(guān)鍵技術(shù)等方面的措施。同時，隨著5G和V2X物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，它們能夠?yàn)楦鞣N環(huán)境提供支持，使得汽車、行人和網(wǎng)絡(luò)平臺之間能夠進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)交流和共享，從而滿足汽車使用者對于多種信息的收集和分析的要求。

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作者簡介：

孫巍，男，1984年生，講師，研究方向?yàn)檐囕v工程。