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智能网联汽车应用车联网技术面临的问题

时间:2020-09-04 09:52作者:庾朝富
本文导读:这是一篇关于智能网联汽车应用车联网技术面临的问题的文章,车辆网技术指的是通过人、车及道路之间信息的交互,实现车辆与车辆之间、车辆与人之间以及车辆与道路基础设施之间的一种智能的交通体系。目前,车联网技术也逐渐的被应用到了我国的各大汽车企业中。

  摘    要: 本文将从智能网联汽车总线网络架构、信息技术安全、通信标准、决策系统深度融合等方面存在的挑战进行详细的讨论与分析,仅供各位同仁参考与借鉴。

  关键词: 车联网; 智能网联汽车; 应用; 挑战;

  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

  随着我国车辆网技术的蓬勃发展,智能网联汽车得到了社会各界人士的高度重视。随之,各大汽车企业也开始大规模的开展车联网技术。诚然,由于相关人员对车联网技术的了解不够深入,导致了大部分的业务只能被集中在监控方面。因此,要想实现智能网联汽车的发展,还需要结合未来时期的交通需求、并能立足于产业现状,合理利用车联网技术的优势及作用,才能满足未来业务发展的基本需求。

  1、 车联网及智能网联汽车的相关概述

  1.1 、车联网概述

  车辆网技术指的是通过人、车及道路之间信息的交互,实现车辆与车辆之间、车辆与人之间以及车辆与道路基础设施之间的一种智能的交通体系。目前,车联网技术也逐渐的被应用到了我国的各大汽车企业中。
 

智能网联汽车应用车联网技术面临的问题
 

  1.2、 智能网联汽车概述

  智能网联汽车指的是通过自动驾驶技术和车联网技术来共同解决交通出行问题的一种方案,是目前全世界范围内公认的一种新技术。车联网中最基本的单元--车载单元在其中发挥着极其重要的作用,它不仅是车辆与其他信息之间联系的枢纽,更在网络中承担着汇报自己状态与数据的任务。车载单元主要由以下几个子系统组成,即:无线通信单元、定位系统、车载处理单元、人机交互界面及天线。(如图1所示)

  图1 车载单元系统架构示意图
图1 车载单元系统架构示意图

  2 、智能网联汽车存在的问题

  2.1、 环境传感器的使用存在局限性

  在智能网联汽车技术中,环境传感器的使用还具有一定的局限性,比如:当激光雷达在遇到浓雾、雨雪等这样的恶劣天气的时候,传感器就会出现无法正常工作的现象。因此,如果仅仅依靠传感器还是较难获得不同自然环境中车辆自动驾驶所需要的环境变量。

  2.2 、环境传感器准确程度有待提升

  目前,智能车联网技术中环境传感器的准确程度还有待进一步的提升,比如在某城市自动驾驶汽车的测试大会上,车辆在自动驾驶过程中经常会将道路上的一些树叶或者是砂石当做成障碍物,进而只能采取紧急刹车的方式来避免事故的发生。

  2.3 、环境传感器参数范围存在盲区

  在面对如此复杂的交通环境背景,当下,智能网联汽车仅能实现通过雷达、视觉等的传感器对在行驶环境中的可视物体进行初步识别与感知,这样的方式依然存在着一定的盲区。根据相关学者车辆网技术的研究得知:智能网联汽车不仅包括可视、超视距、近距离以及远距离中的道路环境信息,还包括了周围的车辆、行人以及障碍物等各种信息的状态。

  2.4 、环境传感器突发事件无法预测

  在现实的交通环境中,存在着许许多多不可预见的事件及视线盲区,比如:突然并线、道路的拐角之处等。这些不可预见的事件正成为了自动驾驶汽车技术安全事故发生的主要因素之一。目前,由于在智能网联汽车中还无法预测其他主体运动轨迹,进而导致交通事故的频繁发生。

  3 、车联网在智能网联汽车应用中的挑战

  3.1、 总线网络架构的挑战

  传统汽车的CAN的总线传输率为500Kbps,最大传输速率1Kbps。由于,智能网联汽车需要对大量的数据进行分析与处理。所以,需要采用更高急更宽的车载网络才能适应大数据的传输,这就需要引进以太网来承担智能车联网汽车大数据的传输。这是由于以太网技术不仅有着成本低的优势,而且相关的技术与标准已经成熟,因此,它在各大汽车企业中得到了应用与推广。以太网中的各个模块作为整个网络架构的节点,按照自己的功能完成着对数据的采集与分析,进而形成特定的数据交换机通信方式。这样一来,既满足了智能网联汽车环境感知系统中对大量数据传输的基本要求,也保证了自动驾驶汽车的安全性与可靠性。但是,由于在以太网中没有QOS作为支撑,以太网还面临着电磁兼容方面的挑战,这也是各大汽车企业中必须要面临的一项主要问题。智能网联汽车以太网网络架构示意图如图2所示。

  图2 智能网联汽车以太网网络架构示意图
图2 智能网联汽车以太网网络架构示意图

  3.2 、信息技术安全的挑战

  智能网联汽车的发展,使得汽车与汽车之间、汽车与外界信息之间的交互更显频繁,而这些信息的交互又是通过信息技术来完成的,而在这个交互的过程中,来自外部攻击、恶意木马以及个人隐私问题使得智能车联网在发展过程中面临着巨大的挑战。因此为了加强智联网汽车中信息技术的安全性,对车联网环境下智能网联汽车应用研究还是十分有必要的。如Kosher认证方式通过一段简简单单的代码就实现了对车载电控系统破坏的攻击性,进而阻止了人为的篡改车速表读数、将乘客反锁汽车内等的恶意行为。

  3.3 、通信标准的挑战

  车辆网由DSRC和C-V2X这两个标准组成,经过几十年的发展,也已经逐渐形成了以NXP、ST、瑞萨等汽车企业为核心的成熟的产业链,车载产品更是丰富多样,不仅具备了统一的国际标准,更是实现了产品之间的互换性。与此同时,这两项标准也已经在欧美、日本等的一些发达的国家得到了应用与推广。但遗憾的是,由于DSRC标准暂时不能与互联网实现连接,进而导致了公共基础网络不能形成良好的交互关系,这也正是通信标准方面面临的挑战。值得提倡的是,由于C-V2X标准是建立在4G/5G网络的基础上才能实现完整的业务的,所以,也很好的解决了DSRC不能与英特网连接的问题。而随着通信标准的不断完善,这两个标准将会适用于车联网的各个场景之中。目前,在我国只有大唐和华为两家企业可以提供基于LTE—V 的通信标准。除此之外,依然没有较为成熟的车载模块供客户来选择。虽然,国际3GPP已经将通信中其中的一个标准正式的列入到了国际通信标准之中,同时多个国家和地区也认可了该标准,但在商用终端芯片上依旧缺乏着成熟的产品。

  3.4 、决策系统深度融合挑战

  决策系统作为智能车联网汽车中的核心组成部分,其功能是对采集到的信息进行进一步的加工、处理、比较,最终形成正确的决策,并传递于控制执行部分,进而实现自动驾驶模式。在此过程中,可以清楚的了解到车辆周围环境的参数不仅可以通过雷达、摄像头等这样的上层环境感知器来获得,还可以通过互联网技术、专业的APP等技术来获得。但针对同一环境下获得是参数信息,如果以上数据中出现了冲突,如何正确的判断这几组数据之间的关系,将会在一定程度上直接影响着智能网联汽车的发展。因此,为了有效的解决数据信息量大、反应迅速以及数据之间不会出现冲突等的问题,必须要具备一个深度融合的解决机制,否则就会发生严重的交通事故。

  4、 结束语

  蓬勃发展的车联网技术为智能网联汽车的发展带来了广阔的空间,新技术的应用使得传统汽车企业不得不面临海量数据分析、传输、甄别以及安全等方面的挑战。因此,车联网在智能网联汽车应用,我们应当勇敢的面对这些挑战,也只有这样,才能为我国智联网汽车的发展打下坚实的基础。

  参考文献

  [1]节能与新能源汽车技术路线图战略咨询委员会,中国汽车工程学会.节能与新能源汽车技术路线图[M].北京:机械工业出版社,2016(05):89-92.
  [2]郭丽丽,菅少鹏,陈新,等.智能网联汽车网络架构方案研究[J].汽车科技,2017(3):34-38.

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