智能网联汽车建设规划方案
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车联网(Internet of Vehicles)概念最先引申自物联网,根据行业背景 不同,对车联网的定义也不尽相同。传统的车联网定义是指装载在车辆上的电 子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信 息和静、动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的 运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统。
1.建设背景
1. 1 国家战略规划
当前,全球汽车产业正处于深度变革时期,作为汽车与信息技术两大产业创 新融合的代表,智能网联汽车是新一轮科技革命和产业变革背景下的新生事 物。智能网联汽车的发展不仅在经济层面带动汽车、电子、通信、互联网等领 域的技术创新和产业升级,孕育经济增长新动力,还能通过与智能交通系统的 结合在社会层面带来一系列深远影响。《中国制作2025》中指出智能网联汽车 将作为我国制造强国战略的重要领航工程,将为我国建设制造强国、实现“智 能制造”提供强有力的战略支撑。将智能网联汽车纳入国家智能交通系统和可 持续交通战略统筹发展,是解决目前道路安全、交通堵塞、能源短缺与环境污 染等大问题的重要举措。
根据车联网产业技术创新战略联盟的定义,车联网是以车内网、车际网和 车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车-X(X: 车、路、行人及互联网等)之间,进行无线通讯和信息交换的大系统网络,是 能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网 络,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。
2. 智能网联汽车建设思路 .................................................. 6 3. 智能网联汽车建设内容 ................................................. 7
3.1 确定培养方向与目标 ............................................... 7 3.2 根据场地配置教学环境 ............................................. 8 3.3 设计教学内容 ..................................................... 9 3.4 教学方法设计 ..................................................... 9 3.5 开发教学资源 .................................................... 11 3.6 打造在线学习平台 ............................................... 13 3.7 师资团队建设与培养 ............................................. 12 3.8 开展校企合作 ................................................... 13 4. 实训室规划及建设方案 ................................................. 13 4.1 车联网技术实验室详细介绍 ........................................ 13 4.1.1 车联网技术基础实训室 ......................................... 14 4.1.2 车联网实训平台简介 ............................................ 16 4.1.3 车联网实验箱教学软件 .......................................... 17 4.1.4 车联网智能交通沙盘 ............................................ 19 4.1.5 远程诊断服务平台 .............................................. 20 4. 2自动驾驶技术实验室详细介绍 ....................................... 20 4.2.1 毫米波雷达教学实训台 ........................................... 21
4.2.2 激光雷达教学实训台
23
4.2.3 视频识别教学实训台
26
4.2.4 GPS/IMU组合惯导教学实训台 ........................................ 28 4.2.5 无人车线控底盘教学实训台 ......................................... 30 4.2.6 全工况室内无人驾驶教学实训车 ..................................... 32 4.2.7 校园无人驾驶教学实训车 ........................................... 35
智能网联汽车建设规划方案
目录
1. 智能网联汽车建设背景 ................................................ 2 1.1 国家战略规划 ..................................................... 3 1.2 车联网概念 ....................................................... 3 1.3 无人驾驶技术概念 ................................................. 3 1.4 车联网与无人驾驶人才需求 ......................................... 4
2018年3月1日,根据《上海市智能网联汽车道路测试管理办法(试行)》 相关情况,全国首批智能网联汽车开放道路测试号牌在沪发放。同时国家将北 京,河北,吉林,河南,浙江,福建,江西,广东等8个省市建立部分道路无人 驾驶相关基础设施建设。
《中国制造2025》、《新一代人工智能发展规划》和《促进新一代人工智 能产业发展三年行动计划(2018-2020)》,均把智能网联汽车作为国家发展战 略。
随着车联网技术与产业的发展,上述定义已经不能涵盖车联网的全部内 容。
根据中国物联网校企联盟 的定义,车联网是由车辆位置、速度和路线等信息
构成的巨大交互网络。通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等装置,车辆 可以完成自身环境和状态信息的采集;通过互联网技术,所有的车辆可以将自 身的各种信息传输汇聚到中央处理器;通过计算机技术,这些大量车辆的信息 可以被分析和处理,从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信 号灯周期。
理实一体线 遵循专业“工-学-研”理实一体、课岗融通的建设理念,进行实训基地功能规 划与整体架构。从专业重点建设特色课堂、实训教学的现实需求出发,围绕基 地专业技能实训核心建设任务,进行数字化教学资源、智慧型师资队伍等配套 建设,真正落实、践行“工学研交替、理实一体化”的专业人才培养模式,从 而最终实现“高素质、高技能人才培养”的专业建设根本目标。
图1-3 车联网发展愿景
2018年4月,教育部日印发《高等学校人工智能创新行动计划》(以下简称《计 划》)的通知,提出三大类18项重点任务加强人工智能领域专业建设,强调推进“新工
科”建设,形成“人工智能+X”复合专业培养新模式,到2020年建设100个“人工智能 +X”复合特色专业;推动重要方向的教材和在线开放课程建设,到2020年编写50本具 有国际一流水平的本科生和研究生教材,建设50门人工智能领域国家级精品在线开放 课程;在职业院校大数据、信息管理相关专业中增加人工智能相关内容,培养人工智 能应用领域技术技能人才。到2020年建立50家人工智能学院、研究院或交叉研究中 心,并引导高校通过增量支持和存量调整,加大人工智能领域人才培养力度。
1.2 车联网概念
车联网是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备等交互,实现车辆与 公众网络通信的动态移动通信系统。它可以通过车与车、车与人、车与路互联 互通实现信息共享,收集车辆、道路和环境的信息,并在信息网络平台上对多 源采集的信息进行加工、计算、共享和安全发布,根据不同的功能需求对车辆 进行有效的引导与监管,以及提供专业的多媒体与移动互联网应用服务。
2.建设思路
“一二三”规划 “一个基础”---智能网联汽车高技能人才公共实训基地建设
以汽车智能网联行业为蓝本,高规格、高水平打造一座公共实训基地,为我校及同类 院校教师、学生以及行业从业人员创造、提供一流的、高仿真的开放式、共享式专业 实训实践环境,为学校、企业、机构、政府搭建高质量的“产、校、研、政”立体化 合作平台。同时在实训基地引入理实一体化教学体系,创新教学模式。
车作为社会生活中交通领域的运行主体,以车为核心的车联网应用成为当 前行业应用的重要组成部分。
图1-2 车联网技术应用领域
车联网技术的应用与推广,可以开展城市应急管理、智能交通、城市轨道 交通、城市综合执法管理以及人身安全保障服务系统的应用。其涉猎的领域非 常广泛,包括公务车辆管理、重点车辆监控、民用运力国防动员管理,以及前 面提到的城市应急指挥、智能交通、城市综合执法管理和人身安全保障服务等 领域。由此,需要的专业技能人才也将出现大量缺口——目前车联网人才紧 缺,特别是车联网产业需要的是复合型人才,即综合技术型人才。车联网专业 的建设,恰好可以帮助解决其人才需求问题。
图1-1 各国在无人驾驶等级的分类
人工智能的不断成熟和发展是促进无人驾驶进入实用化的催化剂。然而, “机会太多,但人才太少”,人才的匮乏对其发展带来了很大挑战。我们既需 要研发和深究无人驾驶的各项专有技术的高端人才,也需要大量进行应用和实 践的实施人才。
1.4 车联网与无人驾驶人才需求
2017年12月《国家车联网产业体系建设指南(智能网联汽车)》规定》、 《道路运输车辆动态监督管理办法》等政策的出台,为车联网的发展创造了良 好的环境。我国汽车工业的稳定发展,为车联网带来巨大的市场空间。2016年 我国车联网的市场规模约500亿元,预计2020年市场规模将达到2000亿元。
“两套体系”---专业教学体系&职业培训体系 立足行业产业现状及未来发展趋势,满足未来发展人才需求以及周边区域产业经济发 展,建立规范、细致、有效、符合行业要求的专业教学体系,培养学历人才,同时建 立职业培训体系,满足日益迫切的职业技能性人才的需求。 “三项支撑”---产教研联盟支撑&产学合作支撑&校内产业落地支撑 为了更好的配合公共实训基地建设以及专业教学体系和职业培训体系的构建,依托行 业资源、教育资源和研发力量、打造产教研体系,具体体现形式可以分为多个方面, 在校内建设无人驾驶产研合作基地,引入科研项目,成立产教研联盟,运行产教研事 务,依托科研项目和入住团队进行产学合作,进行校内专业学生创新创业,引导在校 内产业落地等。
3.建设内容
3.1 实训基地建设内容
总体设计理念——三线贯穿
行业业务线; 遵循、贴合行业实际进行基地实训内容总体设计。 具体表现: 车联网技术基础实训室,汽车网联技术实训室,无人驾驶实 训室等关键业务,高仿真打造专业技能实训室,培养和强化 学生专业技能并促进其综合职业素养有效养成。 能力递进线 ,按照“高技能”人才培养目标,对专业实训体系进行递进划分。具体做 法:按照学生专业理论知识学习与内化(智慧教室等) -核心技能培养 与提升(车联网、无人驾驶、智能网联等核心技能实训室)-综合能力素 质拓展与培养(产教研实验室、创新创业实验室等综合拓展能力)的能 力递进发展规律,进行基地整体设计,以促进学生“知识、技能、综合 能力”递进、全面、终身发展。
1.3 无人驾驶技术概念
智能汽车,也称为轮式移动机器人,主要依靠车内的以计算机系统为主的智 能驾驶仪来实现无人驾驶的目标。
智能汽车业快速发展需要,我国正在组织和部署国家智能汽车创新发展战 略,同时还将加快智能汽车领域立法。这意味着,中国将成为继美国、德国、 法国、源自文库国等国之后,又一个对无人驾驶开绿灯的国家,中国无人驾驶的上路 测试也将正式合法化。
1.建设背景
1. 1 国家战略规划
当前,全球汽车产业正处于深度变革时期,作为汽车与信息技术两大产业创 新融合的代表,智能网联汽车是新一轮科技革命和产业变革背景下的新生事 物。智能网联汽车的发展不仅在经济层面带动汽车、电子、通信、互联网等领 域的技术创新和产业升级,孕育经济增长新动力,还能通过与智能交通系统的 结合在社会层面带来一系列深远影响。《中国制作2025》中指出智能网联汽车 将作为我国制造强国战略的重要领航工程,将为我国建设制造强国、实现“智 能制造”提供强有力的战略支撑。将智能网联汽车纳入国家智能交通系统和可 持续交通战略统筹发展,是解决目前道路安全、交通堵塞、能源短缺与环境污 染等大问题的重要举措。
根据车联网产业技术创新战略联盟的定义,车联网是以车内网、车际网和 车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车-X(X: 车、路、行人及互联网等)之间,进行无线通讯和信息交换的大系统网络,是 能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网 络,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。
2. 智能网联汽车建设思路 .................................................. 6 3. 智能网联汽车建设内容 ................................................. 7
3.1 确定培养方向与目标 ............................................... 7 3.2 根据场地配置教学环境 ............................................. 8 3.3 设计教学内容 ..................................................... 9 3.4 教学方法设计 ..................................................... 9 3.5 开发教学资源 .................................................... 11 3.6 打造在线学习平台 ............................................... 13 3.7 师资团队建设与培养 ............................................. 12 3.8 开展校企合作 ................................................... 13 4. 实训室规划及建设方案 ................................................. 13 4.1 车联网技术实验室详细介绍 ........................................ 13 4.1.1 车联网技术基础实训室 ......................................... 14 4.1.2 车联网实训平台简介 ............................................ 16 4.1.3 车联网实验箱教学软件 .......................................... 17 4.1.4 车联网智能交通沙盘 ............................................ 19 4.1.5 远程诊断服务平台 .............................................. 20 4. 2自动驾驶技术实验室详细介绍 ....................................... 20 4.2.1 毫米波雷达教学实训台 ........................................... 21
4.2.2 激光雷达教学实训台
23
4.2.3 视频识别教学实训台
26
4.2.4 GPS/IMU组合惯导教学实训台 ........................................ 28 4.2.5 无人车线控底盘教学实训台 ......................................... 30 4.2.6 全工况室内无人驾驶教学实训车 ..................................... 32 4.2.7 校园无人驾驶教学实训车 ........................................... 35
智能网联汽车建设规划方案
目录
1. 智能网联汽车建设背景 ................................................ 2 1.1 国家战略规划 ..................................................... 3 1.2 车联网概念 ....................................................... 3 1.3 无人驾驶技术概念 ................................................. 3 1.4 车联网与无人驾驶人才需求 ......................................... 4
2018年3月1日,根据《上海市智能网联汽车道路测试管理办法(试行)》 相关情况,全国首批智能网联汽车开放道路测试号牌在沪发放。同时国家将北 京,河北,吉林,河南,浙江,福建,江西,广东等8个省市建立部分道路无人 驾驶相关基础设施建设。
《中国制造2025》、《新一代人工智能发展规划》和《促进新一代人工智 能产业发展三年行动计划(2018-2020)》,均把智能网联汽车作为国家发展战 略。
随着车联网技术与产业的发展,上述定义已经不能涵盖车联网的全部内 容。
根据中国物联网校企联盟 的定义,车联网是由车辆位置、速度和路线等信息
构成的巨大交互网络。通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等装置,车辆 可以完成自身环境和状态信息的采集;通过互联网技术,所有的车辆可以将自 身的各种信息传输汇聚到中央处理器;通过计算机技术,这些大量车辆的信息 可以被分析和处理,从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信 号灯周期。
理实一体线 遵循专业“工-学-研”理实一体、课岗融通的建设理念,进行实训基地功能规 划与整体架构。从专业重点建设特色课堂、实训教学的现实需求出发,围绕基 地专业技能实训核心建设任务,进行数字化教学资源、智慧型师资队伍等配套 建设,真正落实、践行“工学研交替、理实一体化”的专业人才培养模式,从 而最终实现“高素质、高技能人才培养”的专业建设根本目标。
图1-3 车联网发展愿景
2018年4月,教育部日印发《高等学校人工智能创新行动计划》(以下简称《计 划》)的通知,提出三大类18项重点任务加强人工智能领域专业建设,强调推进“新工
科”建设,形成“人工智能+X”复合专业培养新模式,到2020年建设100个“人工智能 +X”复合特色专业;推动重要方向的教材和在线开放课程建设,到2020年编写50本具 有国际一流水平的本科生和研究生教材,建设50门人工智能领域国家级精品在线开放 课程;在职业院校大数据、信息管理相关专业中增加人工智能相关内容,培养人工智 能应用领域技术技能人才。到2020年建立50家人工智能学院、研究院或交叉研究中 心,并引导高校通过增量支持和存量调整,加大人工智能领域人才培养力度。
1.2 车联网概念
车联网是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备等交互,实现车辆与 公众网络通信的动态移动通信系统。它可以通过车与车、车与人、车与路互联 互通实现信息共享,收集车辆、道路和环境的信息,并在信息网络平台上对多 源采集的信息进行加工、计算、共享和安全发布,根据不同的功能需求对车辆 进行有效的引导与监管,以及提供专业的多媒体与移动互联网应用服务。
2.建设思路
“一二三”规划 “一个基础”---智能网联汽车高技能人才公共实训基地建设
以汽车智能网联行业为蓝本,高规格、高水平打造一座公共实训基地,为我校及同类 院校教师、学生以及行业从业人员创造、提供一流的、高仿真的开放式、共享式专业 实训实践环境,为学校、企业、机构、政府搭建高质量的“产、校、研、政”立体化 合作平台。同时在实训基地引入理实一体化教学体系,创新教学模式。
车作为社会生活中交通领域的运行主体,以车为核心的车联网应用成为当 前行业应用的重要组成部分。
图1-2 车联网技术应用领域
车联网技术的应用与推广,可以开展城市应急管理、智能交通、城市轨道 交通、城市综合执法管理以及人身安全保障服务系统的应用。其涉猎的领域非 常广泛,包括公务车辆管理、重点车辆监控、民用运力国防动员管理,以及前 面提到的城市应急指挥、智能交通、城市综合执法管理和人身安全保障服务等 领域。由此,需要的专业技能人才也将出现大量缺口——目前车联网人才紧 缺,特别是车联网产业需要的是复合型人才,即综合技术型人才。车联网专业 的建设,恰好可以帮助解决其人才需求问题。
图1-1 各国在无人驾驶等级的分类
人工智能的不断成熟和发展是促进无人驾驶进入实用化的催化剂。然而, “机会太多,但人才太少”,人才的匮乏对其发展带来了很大挑战。我们既需 要研发和深究无人驾驶的各项专有技术的高端人才,也需要大量进行应用和实 践的实施人才。
1.4 车联网与无人驾驶人才需求
2017年12月《国家车联网产业体系建设指南(智能网联汽车)》规定》、 《道路运输车辆动态监督管理办法》等政策的出台,为车联网的发展创造了良 好的环境。我国汽车工业的稳定发展,为车联网带来巨大的市场空间。2016年 我国车联网的市场规模约500亿元,预计2020年市场规模将达到2000亿元。
“两套体系”---专业教学体系&职业培训体系 立足行业产业现状及未来发展趋势,满足未来发展人才需求以及周边区域产业经济发 展,建立规范、细致、有效、符合行业要求的专业教学体系,培养学历人才,同时建 立职业培训体系,满足日益迫切的职业技能性人才的需求。 “三项支撑”---产教研联盟支撑&产学合作支撑&校内产业落地支撑 为了更好的配合公共实训基地建设以及专业教学体系和职业培训体系的构建,依托行 业资源、教育资源和研发力量、打造产教研体系,具体体现形式可以分为多个方面, 在校内建设无人驾驶产研合作基地,引入科研项目,成立产教研联盟,运行产教研事 务,依托科研项目和入住团队进行产学合作,进行校内专业学生创新创业,引导在校 内产业落地等。
3.建设内容
3.1 实训基地建设内容
总体设计理念——三线贯穿
行业业务线; 遵循、贴合行业实际进行基地实训内容总体设计。 具体表现: 车联网技术基础实训室,汽车网联技术实训室,无人驾驶实 训室等关键业务,高仿真打造专业技能实训室,培养和强化 学生专业技能并促进其综合职业素养有效养成。 能力递进线 ,按照“高技能”人才培养目标,对专业实训体系进行递进划分。具体做 法:按照学生专业理论知识学习与内化(智慧教室等) -核心技能培养 与提升(车联网、无人驾驶、智能网联等核心技能实训室)-综合能力素 质拓展与培养(产教研实验室、创新创业实验室等综合拓展能力)的能 力递进发展规律,进行基地整体设计,以促进学生“知识、技能、综合 能力”递进、全面、终身发展。
1.3 无人驾驶技术概念
智能汽车,也称为轮式移动机器人,主要依靠车内的以计算机系统为主的智 能驾驶仪来实现无人驾驶的目标。
智能汽车业快速发展需要,我国正在组织和部署国家智能汽车创新发展战 略,同时还将加快智能汽车领域立法。这意味着,中国将成为继美国、德国、 法国、源自文库国等国之后,又一个对无人驾驶开绿灯的国家,中国无人驾驶的上路 测试也将正式合法化。