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智能網聯汽車應用車聯網技術面臨的問題

時間:2020-09-04 09:52作者:庾朝富
本文導讀:這是一篇關于智能網聯汽車應用車聯網技術面臨的問題的文章,車輛網技術指的是通過人、車及道路之間信息的交互,實現車輛與車輛之間、車輛與人之間以及車輛與道路基礎設施之間的一種智能的交通體系。目前,車聯網技術也逐漸的被應用到了我國的各大汽車企業中。

  摘    要: 本文將從智能網聯汽車總線網絡架構、信息技術安全、通信標準、決策系統深度融合等方面存在的挑戰進行詳細的討論與分析,僅供各位同仁參考與借鑒。

  關鍵詞: 車聯網; 智能網聯汽車; 應用; 挑戰;

  Abstract: This paper will discuss and analyze the challenges existing in the aspects of intelligent network connected vehicle bus network architecture,information technology security,communication standards,and deep integration of decision-making system,so as to provide reference and reference for colleagues.

  Keyword: Internet of vehicles; intelligent Internet connected vehicle; application; challenge;

  0、 引言

  隨著我國車輛網技術的蓬勃發展,智能網聯汽車得到了社會各界人士的高度重視。隨之,各大汽車企業也開始大規模的開展車聯網技術。誠然,由于相關人員對車聯網技術的了解不夠深入,導致了大部分的業務只能被集中在監控方面。因此,要想實現智能網聯汽車的發展,還需要結合未來時期的交通需求、并能立足于產業現狀,合理利用車聯網技術的優勢及作用,才能滿足未來業務發展的基本需求。

  1、 車聯網及智能網聯汽車的相關概述

  1.1 、車聯網概述

  車輛網技術指的是通過人、車及道路之間信息的交互,實現車輛與車輛之間、車輛與人之間以及車輛與道路基礎設施之間的一種智能的交通體系。目前,車聯網技術也逐漸的被應用到了我國的各大汽車企業中。
 

智能網聯汽車應用車聯網技術面臨的問題
 

  1.2、 智能網聯汽車概述

  智能網聯汽車指的是通過自動駕駛技術和車聯網技術來共同解決交通出行問題的一種方案,是目前全世界范圍內公認的一種新技術。車聯網中最基本的單元--車載單元在其中發揮著極其重要的作用,它不僅是車輛與其他信息之間聯系的樞紐,更在網絡中承擔著匯報自己狀態與數據的任務。車載單元主要由以下幾個子系統組成,即:無線通信單元、定位系統、車載處理單元、人機交互界面及天線。(如圖1所示)

  圖1 車載單元系統架構示意圖
圖1 車載單元系統架構示意圖

  2 、智能網聯汽車存在的問題

  2.1、 環境傳感器的使用存在局限性

  在智能網聯汽車技術中,環境傳感器的使用還具有一定的局限性,比如:當激光雷達在遇到濃霧、雨雪等這樣的惡劣天氣的時候,傳感器就會出現無法正常工作的現象。因此,如果僅僅依靠傳感器還是較難獲得不同自然環境中車輛自動駕駛所需要的環境變量。

  2.2 、環境傳感器準確程度有待提升

  目前,智能車聯網技術中環境傳感器的準確程度還有待進一步的提升,比如在某城市自動駕駛汽車的測試大會上,車輛在自動駕駛過程中經常會將道路上的一些樹葉或者是砂石當做成障礙物,進而只能采取緊急剎車的方式來避免事故的發生。

  2.3 、環境傳感器參數范圍存在盲區

  在面對如此復雜的交通環境背景,當下,智能網聯汽車僅能實現通過雷達、視覺等的傳感器對在行駛環境中的可視物體進行初步識別與感知,這樣的方式依然存在著一定的盲區。根據相關學者車輛網技術的研究得知:智能網聯汽車不僅包括可視、超視距、近距離以及遠距離中的道路環境信息,還包括了周圍的車輛、行人以及障礙物等各種信息的狀態。

  2.4 、環境傳感器突發事件無法預測

  在現實的交通環境中,存在著許許多多不可預見的事件及視線盲區,比如:突然并線、道路的拐角之處等。這些不可預見的事件正成為了自動駕駛汽車技術安全事故發生的主要因素之一。目前,由于在智能網聯汽車中還無法預測其他主體運動軌跡,進而導致交通事故的頻繁發生。

  3 、車聯網在智能網聯汽車應用中的挑戰

  3.1、 總線網絡架構的挑戰

  傳統汽車的CAN的總線傳輸率為500Kbps,最大傳輸速率1Kbps。由于,智能網聯汽車需要對大量的數據進行分析與處理。所以,需要采用更高急更寬的車載網絡才能適應大數據的傳輸,這就需要引進以太網來承擔智能車聯網汽車大數據的傳輸。這是由于以太網技術不僅有著成本低的優勢,而且相關的技術與標準已經成熟,因此,它在各大汽車企業中得到了應用與推廣。以太網中的各個模塊作為整個網絡架構的節點,按照自己的功能完成著對數據的采集與分析,進而形成特定的數據交換機通信方式。這樣一來,既滿足了智能網聯汽車環境感知系統中對大量數據傳輸的基本要求,也保證了自動駕駛汽車的安全性與可靠性。但是,由于在以太網中沒有QOS作為支撐,以太網還面臨著電磁兼容方面的挑戰,這也是各大汽車企業中必須要面臨的一項主要問題。智能網聯汽車以太網網絡架構示意圖如圖2所示。

  圖2 智能網聯汽車以太網網絡架構示意圖
圖2 智能網聯汽車以太網網絡架構示意圖

  3.2 、信息技術安全的挑戰

  智能網聯汽車的發展,使得汽車與汽車之間、汽車與外界信息之間的交互更顯頻繁,而這些信息的交互又是通過信息技術來完成的,而在這個交互的過程中,來自外部攻擊、惡意木馬以及個人隱私問題使得智能車聯網在發展過程中面臨著巨大的挑戰。因此為了加強智聯網汽車中信息技術的安全性,對車聯網環境下智能網聯汽車應用研究還是十分有必要的。如Kosher認證方式通過一段簡簡單單的代碼就實現了對車載電控系統破壞的攻擊性,進而阻止了人為的篡改車速表讀數、將乘客反鎖汽車內等的惡意行為。

  3.3 、通信標準的挑戰

  車輛網由DSRC和C-V2X這兩個標準組成,經過幾十年的發展,也已經逐漸形成了以NXP、ST、瑞薩等汽車企業為核心的成熟的產業鏈,車載產品更是豐富多樣,不僅具備了統一的國際標準,更是實現了產品之間的互換性。與此同時,這兩項標準也已經在歐美、日本等的一些發達的國家得到了應用與推廣。但遺憾的是,由于DSRC標準暫時不能與互聯網實現連接,進而導致了公共基礎網絡不能形成良好的交互關系,這也正是通信標準方面面臨的挑戰。值得提倡的是,由于C-V2X標準是建立在4G/5G網絡的基礎上才能實現完整的業務的,所以,也很好的解決了DSRC不能與英特網連接的問題。而隨著通信標準的不斷完善,這兩個標準將會適用于車聯網的各個場景之中。目前,在我國只有大唐和華為兩家企業可以提供基于LTE—V 的通信標準。除此之外,依然沒有較為成熟的車載模塊供客戶來選擇。雖然,國際3GPP已經將通信中其中的一個標準正式的列入到了國際通信標準之中,同時多個國家和地區也認可了該標準,但在商用終端芯片上依舊缺乏著成熟的產品。

  3.4 、決策系統深度融合挑戰

  決策系統作為智能車聯網汽車中的核心組成部分,其功能是對采集到的信息進行進一步的加工、處理、比較,最終形成正確的決策,并傳遞于控制執行部分,進而實現自動駕駛模式。在此過程中,可以清楚的了解到車輛周圍環境的參數不僅可以通過雷達、攝像頭等這樣的上層環境感知器來獲得,還可以通過互聯網技術、專業的APP等技術來獲得。但針對同一環境下獲得是參數信息,如果以上數據中出現了沖突,如何正確的判斷這幾組數據之間的關系,將會在一定程度上直接影響著智能網聯汽車的發展。因此,為了有效的解決數據信息量大、反應迅速以及數據之間不會出現沖突等的問題,必須要具備一個深度融合的解決機制,否則就會發生嚴重的交通事故。

  4、 結束語

  蓬勃發展的車聯網技術為智能網聯汽車的發展帶來了廣闊的空間,新技術的應用使得傳統汽車企業不得不面臨海量數據分析、傳輸、甄別以及安全等方面的挑戰。因此,車聯網在智能網聯汽車應用,我們應當勇敢的面對這些挑戰,也只有這樣,才能為我國智聯網汽車的發展打下堅實的基礎。

  參考文獻

  [1]節能與新能源汽車技術路線圖戰略咨詢委員會,中國汽車工程學會.節能與新能源汽車技術路線圖[M].北京:機械工業出版社,2016(05):89-92.
  [2]郭麗麗,菅少鵬,陳新,等.智能網聯汽車網絡架構方案研究[J].汽車科技,2017(3):34-38.

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