劉美岐 馬峻鵬 李雅瀾 熊辰崟
(大連海事大學,遼寧 大連 116000)
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來,各種新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷涌現(xiàn),大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用到社會生產(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)濟性和環(huán)保性可以推動城市交通系統(tǒng)的發(fā)展,同時也是國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究的重點[2]。在城市交通系統(tǒng)中,如何將智能網(wǎng)聯(lián)汽車運用到城市交通系統(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)域的應用,并對目前我國城市交通系統(tǒng)中存在的問題進行了簡要分析,以期為促進新型交通系統(tǒng)的建設和發(fā)展提供參考。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV)是車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車的有機結(jié)合,是集成了先進的傳感器、控制器、執(zhí)行器等設備的現(xiàn)代化汽車,可以實現(xiàn)車輛與人、車、路、后臺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,實現(xiàn)人對汽車安全、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器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互,在車輛上安裝傳感器,可以及時地解決汽車在道路上遇到的各類路況,提醒司機前方有可能發(fā)生的事故,提升行車的穩(wěn)定性和安全性,簡化司機的操作流程。
我國的城市道路狀況較為復雜,智能網(wǎng)聯(lián)汽車并不能完全實現(xiàn)無人駕駛。我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展階段主要有自動駕駛輔助、聯(lián)網(wǎng)駕駛輔助、人機協(xié)同駕駛、高度自動駕駛。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、人機共駕、通信平臺、信息安全等[5]。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車運行系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車運行系統(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。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指在傳統(tǒng)汽車基礎上,通過多種技術(shù)手段,實現(xiàn)車輛智能化、連接化和自動化,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)模達到了1 360億元,預計2023年將達到4 000億元。智能駕駛技術(shù)進步較快,國內(nèi)部分汽車企業(yè)已經(jīng)推出了具有自動駕駛能力的車型,如特斯拉Model S、百度Apollo等。車聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域不斷擴展,國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應用范圍涵蓋了車輛安全、車輛信息娛樂、車輛遠程控制等多個領(lǐng)域。政策扶持力度加大,相關(guān)部門加大了對智能網(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、激光雷達、攝像頭、超聲波等感知器件收集車輛周圍的信息,實現(xiàn)車輛對周圍環(huán)境的感知和分析。位置技術(shù)通過衛(wèi)星導航系統(tǒng)、車載傳感器等,準確獲取車輛的位置及其周圍道路、交通信號等信息,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,使車輛之間可以實現(xiàn)實時通信以及車輛與云端、服務器等的交互,完成實時導航、車聯(lián)網(wǎng)娛樂等功能??刂萍夹g(shù)通過自動駕駛控制單元、電子驅(qū)動系統(tǒng)、制動控制系統(tǒng)等技術(shù),實現(xiàn)車輛自動駕駛、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,各部門和企業(yè)積極開展國際合作,共同推進智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展。
為引導智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展,我國制定了一系列政策法規(guī),各部門出臺相應的鼓勵措施,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以城市道路為試驗研究的智慧互聯(lián)汽車項目,建成智慧汽車示范區(qū)。利用先進的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù),武漢試驗示范區(qū)建成通信網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)、智慧路網(wǎng)、能源網(wǎng)絡四大基礎網(wǎng)絡,首期28 km試驗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)合作進行通信技術(shù)支持和實車測試。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)。
新時代,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)展而進行升級和更新,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。
目前我國大部分城市已經(jīng)建成了完備的交通網(wǎng)絡,包括公交、地鐵等公共交通。但城市交通系統(tǒng)運力仍然不足,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,提升城市交通運力。
L4級別無人巴士如圖2所示。
圖2 L4級別無人巴士
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)汽車的最終目標是人與車之間的高度共享,計算機的智能算法可以使計算機嚴格遵守交通法規(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完全實現(xiàn)無人駕駛。智能聯(lián)網(wǎng)汽車把人工智能的規(guī)律和人類的能動性緊密結(jié)合起來,一旦駕駛員違反了駕駛規(guī)則,就會立刻發(fā)出警告或采取某些強制性手段,以規(guī)避可能出現(xiàn)的安全隱患。在人工智能算法出現(xiàn)錯誤時,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。
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、通信和計算技術(shù),在行駛過程中能夠?qū)崿F(xiàn)實時感知周圍車輛和道路狀況,將信息傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)中心進行集中分析和管理,精準地為駕駛?cè)撕统丝吞峁┓铡?/p>
一方面,智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠通過實時傳輸路況信息,實現(xiàn)優(yōu)化路線和停車等服務。當遇到車流量較大、道路條件不佳等情況時,智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以提前預警,根據(jù)實時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,使用智能停車技術(shù)也可以避免浪費大量時間尋找停車位。
另一方面,智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以提供車內(nèi)娛樂等服務,增強駕駛?cè)撕统丝偷某鲂畜w驗。駕駛?cè)撕统丝涂梢酝ㄟ^連接互聯(lián)網(wǎng),觀看實時新聞、聽音樂和收聽電臺,使用語音助手和智能導航幫助其實現(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€人習慣和需求,提供個性化的車內(nèi)娛樂服務,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。隨著科技的不斷進步和創(chuàng)新,智能網(wǎng)聯(lián)汽車將會發(fā)揮更大作用。
在城市化快速發(fā)展的過程中,將會面臨交通堵塞、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,不僅可以為個人出行提供更方便和舒適的體驗,還可以在智慧城市建設中發(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,建立起智慧城市運行的基礎。智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以通過實時交通信息的獲取和分析,幫助城市實現(xiàn)交通信號燈的智能優(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設施的連接,預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、設計和管理帶來更多的創(chuàng)新和發(fā)展機遇,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)的建設提供更多的技術(shù)支持和創(chuàng)新應用,帶來更智能、便利、安全、高效的出行服務。
隨著環(huán)保意識的增強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。加強基礎研究和技術(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)范制度和標準體系,確保其安全、可靠、實用。加強政策引導和法律監(jiān)管,制定相應的標準和規(guī)范,加強對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的管理和監(jiān)測。
第三,加強智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全保障,預防和應對意外事故和惡意攻擊。加強安全防護技術(shù)研究和數(shù)據(jù)保護,建立健全的安全備份和應急機制。
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,對我國的城市運輸智能體系建設具有重要作用。然而,目前國內(nèi)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)還不成熟,有待進一步發(fā)展。在發(fā)展的過程中,需要建立相應的網(wǎng)絡系統(tǒng),健全的規(guī)范制度和標準體系,加強相關(guān)技術(shù)研究和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全保障,以推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車在城市交通領(lǐng)域的應用和發(fā)展。