引用

Du, Zhibin, Tianmei Ding, Pengchao Zhao, Huiyu Xie, and Fada Xu. "Analysis on Key Issues in the Development Process of Intelligent & Connected Vehicle." In 3rd International Conference on Mechatronics Engineering and Information Technology (ICMEIT 2019). Atlantis Press, 2019.

一、背景

ICV（Intelligent & Connected Vehicle 智慧互聯汽車）的發展將為汽車、通訊、電子、網際網路等技術密集型產業的發展帶來新的動力，也將成為解決環境、能源、擁堵、安全等社會問題的關鍵手段。

中國作為世界上最大的汽車市場，在資訊科技、產業基礎、市場空間和機制建設方面具有深厚的基礎和戰略優勢。然而，由於中國消費者的文化和消費習慣不同，他們在汽車使用、娛樂和社交方面都有自己的特點。另一方面，智慧聯網汽車產業的高精度地圖、互聯通訊、大資料等技術與國家安全領域有關，受到政府的高度重視和嚴格監管，工業必須得到國家的授權。

本文在深入研究當前行業發展現狀的基礎上，從智慧和互聯的角度預測了ICV的發展趨勢，分析了智慧和互聯不同階段產生的關鍵問題，明確了發展困難，以及每個階段的優先事項。

二、發展趨勢

ICV包括兩個方面：智慧和互連。

汽車工程師協會（SAE）將ICV的智慧過程分為五個級別：駕駛員輔助（DA），部分自動（PA），有條件自動（CA），高度自動化（HA）和全自動（FA）。在互聯方面，根據實現的不同功能將其分為三個層次：L1是連線的輔助資訊互動，L2層次是連線的協作感知，L3層次是連線的協同決策和控制。

在技術方面，智慧和互聯的發展需要多個領域的滲透和整合，而這兩者不能獨立於另一方發展。未來，ICV將展示以智慧和互聯為主導的整合發展趨勢，其中智慧水平是目的，互聯水平是手段。

三、各級智慧開發的關鍵問題

ICV的智慧技術使車輛能夠基於車輛感測器和軟體演算法獨立識別、感知、制定決策並控制車輛運動。其發展可分為三個主要階段，DA + PA水平，CA水平和HA + FA水平。

DA和PA級別主要基於自主環境感知和識別，可以提供基本的連線資訊引導，實現單車智慧駕駛輔助。外部效能包括自動緊急制動、自適應巡航控制、車道自動駕駛、自動停車、車道變換輔助和汽車跟隨。現階段的主要通用技術問題是在簡單的條件下實現車輛對道路的高度認可、高可靠性和實時資訊交換。

CA需要連通環境感知，能夠適應更復雜條件的交通環境。典型系統包括高速公路自動駕駛、郊區公路自動駕駛、協調排隊駕駛和交叉口交通輔助。ICV發展中期的主要通用技術問題包括多源感測器感知資訊優化組合、高度耦合車輛自主決策控制和人機互動共用框架技術。

HA + FA級別需要實現車輛的自主判斷和決策並確定行駛路徑和駕駛路徑，而不是“條件高度耦合控制決策”。資料的深度挖掘和應用以及人工智慧技術是車輛與其他交通參與者之間協同控制的主要通用技術問題。人工智慧技術的干預將極大地提高車輛的效率，以了解外部環境，並通過獨立學習做出預測和決策。

四、各級互聯開發的關鍵問題

ICV的互連是為了解決駕駛過程中的資訊傳遞問題，使車輛更加智慧化。L1級別僅是資訊服務和遠端資訊處理提醒。L2級別是V2X技術，可以準確地傳輸資訊並協助車輛進行決策和控制服務。L3 Level用於支援公共雲平臺或LAN決策。

互聯輔助資訊互動（L1級別）主要以無線語音，數字通訊和衛星導航定位系統為平臺，通過定位和無線網路提供實時交通訊息、車輛診斷、應對策略、增值服務等資訊服務。隨著資訊和通訊技術的發展，全球通訊可以滿足V2X的基本要求。但如何獲得更有效的資料來增強V2X（車輛到所有車輛）的體驗是現階段的主要挑戰。

互聯協作感知（L2級別）主要指利用DSRC，LTE-V或5G等新型無線通訊技術作為載體準確傳輸資訊，與車載感測器獲取的資訊協同實現V2X通訊功能，保持決策和控制車輛。在連通協作感知階段，需要保證車輛與周圍環境資訊之間的快速互動，大大提高了對時效性和可靠性的要求。因此，現階段V2X通訊標準的建立是V2X普及的最重要任務。在連線協作感知階段，ICV開始大量與外部資料互動，資訊保安也將成為亟待解決的問題之一。

連線協同決策和控制階段（L3級別）是指未來網路系統決策與控制的互聯，需要藉助智慧雲控制基礎平臺，在高精度地圖定位技術的幫助下進行。同時，有必要實現基於互聯的決策和控制，甚至通過互聯實時控制車輛。

五、總結

根據對ICV智慧和互聯發展過程中的關鍵問題的研究，受行業標準和國家政策法規的限制，研究仍然側重於智慧核心技術和互聯通訊設施，以及智慧和互連的整合尚未完全實施，最難以突破的關鍵性技術問題仍然是整合，智慧資訊和互聯資訊的整合是必然趨勢。未來，ICV將不再僅僅依靠智慧技術或互聯通訊來實現安全旅行，因此需要進一步研究相關技術和行業的整合。

感謝國家自然科學基金專案（重點專案）智慧軟體系統的資料驅動測試方法與技術（61932012）資助