圖說:智慧網聯汽車(車聯網)技術邏輯是以「信息感知」與「決策控制」為主,最終是希望能建構Level 5等級自駕車。(圖取自百度Apollo網站)

前言:由於中國大陸車輛數量不斷增加,人口持續往城市集中,在確保交通維持順暢,並讓汽車產業能夠永續發展,車聯網是汽車產業發展必備的技術與標準。為了全面推動車聯網產業技術研發和標準制定,日前中國大陸工業和信息化部、國家標準化管理委員會聯合組織制定《國家車聯網產業標準體系建設指南》(以下簡稱《建設指南》),規劃車聯網產業基礎架構於2020年建成,並於2025年全面普及。

■聯網功能與感測器是智能網聯汽車架構主題 最終目的為建構自駕車


▲智慧網聯汽車(車聯網)技術邏輯是以「信息感知」為主軸,「決策控制」影響關係為目的。

根據《建設指南》的定義,智能網聯汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置,並融合現代通信與網絡技術,實現車與X(人、車、路、雲端等)智能信息共享與交換(編按:也就是C-V2X架構),具備複雜環境感知、智能決策、協同控制等功能,可實現「安全、高效、舒適、節能」行駛,並最終可實現替代人來操作的新一代汽車(編按:等同Level 5自駕車等級)。
工信部指出,智能網聯汽車標準體系的建立,應充分考慮不同層面的基本情況,也應避免對技術創新和產業發展形成的制約。系統架構以智能化為主,同時考慮智能化和網聯化兩條路徑,除了要適應道路交通特點與產業需求,也要具體實現與其它相關行業標準的相容。在標準上,採取開放態度,並積極參與國際標準法規的制定與協調。

■智能網聯汽車技術邏輯結構:「信息感知」x「決策控制」

在系統上,智能網聯汽車技術邏輯的兩條主線是「信息感知」和「決策控制」,其發展的核心是由系統進行信息感知、決策預警和智能控制,逐漸替代駕駛員的駕駛任務,並最終完全自主執行全部駕駛任務。

根據《智能網聯汽車技術路線圖》,智能網聯汽車可分為智能化與網聯化兩個層面;智能網聯汽車通過智能化與網聯化兩條技術路徑協同實現「信息感知」和「決策控制」功能。

在信息感知方面,根據信息對駕駛行為的影響和相互關係分為「駕駛相關類信息」和「非駕駛相關類信息」;其中,「駕駛相關類信息」包括傳感探測類和決策預警類,「非駕駛相關類信息」主要包括車載娛樂服務和車載互聯網信息服務。傳感探測類又可根據信息獲取方式進一步細分為依靠車輛自身傳感器直接探測所獲取的信息(自身探測)和車輛通過車載通信裝置從外部其它節點所接受的信息(信息交互)。

在決策控制方面,根據車輛和駕駛員在車輛控制方面的作用和職責,區分為「輔助控制類」和「自動控制類」,分別對應不同等級的決策控制。其中,輔助控制類主要指車輛利用各類電子技術輔助駕駛員進行車輛控制,如橫向控制和縱向控制及其組合,可分為駕駛輔助(DA)和部分自動駕駛(PA);自動控制類則根據車輛自主控制以及替代人進行駕駛的場景和條件進一步細分為有條件自動駕駛(CA)、高度自動駕駛(HA)和完全自動駕駛(FA)。

「智能化+網聯化」相融合可以使車輛在自身傳感器直接探測的基礎上,通過與外部節點的信息交互,實現更加全面的環境感知,從而更好地支持車輛進行決策和控制。

■智能網聯汽車產品物理結構


▲智能網聯汽車產品物理結構以五層硬體架構,由上而下確認運作功能與相關物理要求。

智能網聯汽車的產品物理結構是把技術邏輯結構所涉及的各種「信息感知」與「決策控制」功能落實到物理載體上。車輛控制系統、車載終端、交通設施、外接設備等按照不同的用途,通過不同的網絡通道、軟件或平台對採集或接收到的信息進行傳輸、處理和執行,從而實現了不同的功能或應用。

功能與應用層根據產品形態、功能類型和應用場景,分為車載信息類、智能駕駛輔助類、自動駕駛類以及協同控制類等,涵蓋與智能網聯汽車相關各類產品所應具備的基本功能。軟件和平台層主要涵蓋車載計算平台和操作系統等基礎平台產品,以及資訊、娛樂、導航和診斷等應用軟件產品,共同為智能網聯汽車相關功能的實現提供平台級、系統級和應用級的服務。

網絡和傳輸層根據通信的不同應用範圍,分為車內總線通信(LIN / CAN / FlexRay / MOST / Ethernet等)、車內局域通信(藍牙/WLAN)、中短程通信(LTE-V)和廣域通信(4G/5G),是信息傳遞的「管道」。

設備終端層按照不同的功能或用途,分為車輛控制系統、車載終端、交通設施終端、外接設備等,各類設備和終端是車輛與外界進行信息交互的載體,同時也作為人機交互界面,成為連接「人」和「系統」的載體。

基礎和通用層涵蓋電氣/電子環境以及行為協調規則。安裝在智能網聯汽車上的設備、終端或系統需要利用汽車電源,在滿足汽車特有的電氣、電磁環境要求下實現其功能;設備、終端或系統間的信息交互和行為協調也應在統一的規則下進行。

產品物理結構中還包括功能安全和信息安全兩個重要組成部分,兩者作為智能網聯汽車各類產品和應用需要普遍滿足的基本條件,貫穿於整個產品物理結構之中,是智能網聯汽車各類產品和應用實現安全、穩定、有序運行的可靠保障。(車聯網委員會)