智能网联汽车建设规划方案.docx
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智能网联汽车建设规划方案
智能网联汽车建设规划方案
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。
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。
车联网（InternetofVehicles）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。
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。
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。
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、英国等国之后，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。
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。
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。
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1-3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。
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。
“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。
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。
3.2根据场地配置教学环境
本次建设是十三五规划的重要内容，整体建设分五年期实施，建设车联网和智能交通实训室、无人驾驶技术实训室、新能源汽车实训室和汽车创客中心。
车联网与智能交通实训室整体设计示意图
3.3设计教学内容
•按照岗位核心技能要求选取学习内容
•基于岗位典型工作任务分析选取学习内容
•按照综合职业能力的培养目标确定学习内容，详见下图
•基于工作过程进行课程内容的开发。
类别
专业能力
专业之外的能力（关键能力）
方法能力
社会能力
能力表述
专业知识
专业技能
职业规范
思考与分析能力
总结与归纳能力
质疑能力
工具利用能力
口头表达能力
书面表达能力
组织协调能力
工作价值观
载体
学习任务
学习任务、教学互动、主题讨论
3.4教学方法设计
理实一体化教学是指在同一空间和时间同步进行的教学，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实顺序，而是理中有实，实中有理。
因此不光要有配套的校本教材，还需要有配套的教学课件，并且整个上课的过程也要发生相应的改变，在不同的过程使用不同的教学设备和教学课件。
推进汽车智能技术专业课程一体化教学，需要在不同的教学阶段使用不同的教学方法，结合一体化的教学设备特点进行。
引进“迷你任务式教学法，既围绕工作任务或项目来组织教学，打乱原有的按知识学习组织授课的章节顺序，边学边做，边做边学，将所学理论与实践完全融合起来。
这种为用而学，学以致用的教学方式让教和学有了更强的针对性，能较好地实现让学生知其然、知其所以然，知识的连贯性也很强，即让学生在操作过程中学会如何用专业知识去分析问题、解决问题，在这个过程中遇到的最大难题之一是教材编写设计。
教材的编写设计在于如何按本门课程的教学目标和任务分解知识点，这些知识点分解实际上就是一个一个的实践活动，同时还要保证知识点的连贯性，让学生有计划、有目的的按照教师确定的实践活动和学习要求进行专门的技能训练，在训练中让其知其然。
教师将学生实践中出现的问题或困惑，用专业理论知识来加以解释。
使学生知其所以然，特别注意的是知识点的连续性和由宜到难的顺序。
只有让学生学的会，找到成功的感觉，才会对课程的兴趣。
一体化教学的根本目的是实现理论教学与生产实践的紧密结合，因此理论联系实际、实践带动理论的交互式教学必须成为贯穿整个教学过程的教学思路：
第一步：
老师引导学生做；打破常规的先理论后实践的教学模式，先让学生动手体验操作，增加感性认识，提高学习兴趣。
第二步：
知识归纳与讲解；学生从做的过程中总结规划知识点，简单的知识点由学生去讲，教师对刚刚学生进行的一组实践活动进行点评，以抛题的方式带学生一起进入刚刚实践中运用到新知识的归纳，简单的知识点由学生去讲，不足的或者复杂的由学生去讲。
第三步：
应用训练与提升；对任务进行初次的感官认知和系统的理论讲解后，老师可以布置与之前任务相似的任务，要求学生结合刚刚所学的理论知识进行应用，举一反三，以达到理论与实践的完美结合。
第五步：
评价反馈辅导；对学生的实践结果进行分析，做出正确的评价，重点找出实践过程中存在的缺陷问题，做好针对性辅导工作。
第六步：
主题讨论；针对学生找出的问题组织小组讨论，本环节要求教师务必做到不要直接给答案，可以引导讨论直到问题解决，最后让学生按照讨论结果对应用训练实践的结果进行纠正，达到全面掌握的目的。
3.5开发教学资源
结合目前与未来的车联网技术和发展趋势，车联网人才缺口将过百万，学校现在必须立足于长期的人才培养计划，逐步推进车联网专项人才培养，推进专业建设。
把车联网服务与车辆诊断，车辆维修，视觉识别、智能交通、车辆信息安全等领域结合起来，设计如下课程体系，开发相关教学资源。
序号
子资源
课程名称
1
专业基础课
《汽车电气》
《汽车电工电子》
《汽车底盘基础》
《汽车发动机基础》
《新能源汽车基础与应用》
《新能源汽车动力电池及充电技术》
《新能源汽车电机驱动技术》
2
核心专业课
《智能网联汽车传感技术》
《人工智能基础与实践》
《车联网技术基础》
《智能交通技术应用》
《无人驾驶控制技术》
《智能网联汽车安全技术》
《自动驾驶汽车改装与调试》
3.6打造在线学习平台
通过平台不断更新及完善教学资源包，包括教学大纲、教案、教学环境设计方案、教材、师资培训方案等，可以根据学校老师的要求，将教学，实验，考试内容推送到触摸屏或者移动设备端，达到全自动化、网络化教学的需要。
更好地辅助学校老师开展好专业课程教学。
3.7师资团队建设与培养
师资队伍建设可采用外引内转方法。
既从外招聘优秀人员或从学校教师中选出优秀教师组建成智能网联汽车教学师资团队、并进行外出培训学习，建设从课程实施、技能提升的优秀教师；紧密结合学校所建教学环境，让老师能够轻松实施理实一体化教学并会开发理实一体化课程。
培训主体分为三个部分：
一、对课程实施的教学示范培训；
二、集中技能培训
三、项目研发式培
3.8开展校企合作
1、根据企业人才需求定向开发课程，联合培养车联网人才与智能汽车技术人才
学校招生与招工同步、实习与就业联体，教育的实施由企业与学校共同完成，为企业人才需求专门开设所需的专业技能和实训课程。
可以建立校企合作的企业。
2、校企师资互动
企业优秀管理者或技术人员到学校授课，同时学校教师给企业员工培训，提高员工的素质。
通过校企双方的互聘，使学生在学校与企业优势互补的教学中获得专业技能的提高。
3、产学研项目合作
结合企业的需求，在校内实行车联网项目课题开发，帮助企业解决实际问题，做到企业与学校资源共享，获得"产学研"相结合的多赢途径。
4.车联网技术实验室详细介绍
4.1.1车联网技术基础实训室
建立车联网技术实训室,通过理论与实践相结合的教学方式把车联网与车辆诊断,车辆维修,智能交通等领域结合起来。
以理实一体化模拟实践实训为主要方法，设计汽车网联技术实训室，以行业一线应用环境为范例，配置人工智能车联网实验箱，实验配套PAD，车行数据模拟与故障诊断，智能电动小车、智能交通沙盘等设备，开展汽车网联技术理实一体化实训教学，旨在让学生通过认知、学习、实践深入了解、熟悉、掌握汽车网联技术基本原理，城市智慧交通基本组成，运作原理，增加其职业体验感、职业实用性，并真正实现促进工学研交替的培养目标。
功能介绍：
学生通过在实训室的操作练习认知汽车网联技术、汽车互联组网、信号传递、通信方法，城市智慧交通等基本原理，同时了解掌握智能电动小车的构造，并学会调试智能网联线路，着重掌握了解基本知识并将所学的理论知识转化为实际操作技能，和实训基地其他实训室联动，进而全面提高学生的综合素质和实际能力。
4.1.2车联网技术实训平台简介
该方案由两个部分组成:
车联网实验箱教学平台和远程诊断服务实训平台。
通过对车联网原理及车辆诊断与维修教学让学生掌握车联网的知识，掌握车辆诊断与维修知识并灵活应用。
OBD模块与实验箱连接，教师和学生可以通过控制实验箱的传感器模块和触摸屏，模拟生成车辆总线数据，数据既可以通过OBD模块自带的移动通信模块传递到公网服务器（多维提供），再由校园网WIFI和移动设备相连。
也可以通过实验箱配置的WIFI或者蓝牙通过移动端的App实现连接。
该方案可以实现多个教学点的同步教学。
公网服务器配置了近万条诊断故障码的数据库，可以实现车辆诊断与车辆维修案例相结合的教学。
教师也可以对数据库内容进行完善（根据需要，可将数据库建立在校园端）
架设在公网服务器的电子考评系统可以根据教师的要求，将教学，实验，考试内容推送到触摸屏或者移动设备端，达到全自动化、网络化教学的需要。
实验箱提供的二次开发平台，可以帮助教师实现学生对App应用，车联网应用等软件开发知识的学习与实际应用。
例如：
教师可以提供原始数据案例，要求学生通过对数据的处理与解析，在App端呈现出对应的结果。
车联网汽车诊断与维修技术实训平台
OBD模块与实验台架连接，实现远程诊断或远程教学。
原理与教学平台相同。
4.1.3车联网实验箱教学软件
车联网汽车诊断与维修教学模块
车联网原理教学模块:
让学生通过模拟教学系统掌握如下模块的原理,通过实验学会应用与设计
移动通信模块与软件设计
WIFI模块与软件设计
超声波模块与软件设计
图像识别模块与软件设计
蓝牙模块与软件设计
ZIGBEE模块与软件设计
陀螺仪模块与软件设计
GPS定位模块与软件设计
超高频RFID模块与软件设计
OBDII模拟器模块与软件设计
LED交通灯模块与软件设计
传感器模块与软件设计
车联网应用APP:
让学生通过APP掌握车联网的应用
驾驶行为分析
保养提醒
远程诊断
资料查询与咨询
车联网汽车诊断与维修技术教学模块功能
让学生通过模拟教学系统掌握车联网在汽车诊断与维修技术的应用
远程获取车辆数据
远程在线辅助授课
故障代码的模拟与解析
OBDII故障诊断实验
车辆诊断协议学习
维修教学系统
考核:
标准化考核包含判断题和选择题两种题型，考试题目从题库中随机抽取。
用户可自定义题库内容
-与故障维修模块不同的是故障维修考核模块可记录故障检测过程、故障排除过程和故障排除时间，在考核系统管理系统中根据学号和日期可以查询获得这些过程，并可打印输出，作为维修考核评估的依据
4.1.4车联网智能交通沙盘
车联网智能交通沙盘
车联网智能交通实训作为物联网典型应用的教学实训中心，以城市交通场景沙盘和智能车辆为控制对象，集合了无线通讯技术、物联网射频识别（RFID）技术、传感器技术、嵌入式系统技术、分布式云计算技术、网络安全技术以及图像处理等先进技术，搭载智能交通控制系统、高速视频模拟GPS车辆定位、交通环境监测系统、交通信息操作展示平台，具有智能行车、行车自动避让、车辆道闸、智能停车、视频GPS定位、车辆识别、车牌识别、行车视频监控、交通灯控制、城市交通管理等功能。
通过道路监测系统采集车辆运行数据信息、停车数据信息等数据信息，通过无线网传送给嵌入式智能控制中心与主控服务器，通过大屏幕或计算机显示交通运行数据信息，并进行分析处理，自动控
制交通灯、道闸、车辆等设备的工作状态。
4.1.5远程诊断服务平台
服务器界面
客户端界面
4.2自动驾驶技术实验室详细介绍
智能网联车实训教学方案涵盖无人驾驶整车教学实训、毫米波雷达教学实训台、激光雷达教学实训台、视频识别教学实训台、GPS/惯导组合定位教学实训台、全工况室内无人驾驶教学系统、校园低速自动驾驶教学。
江西万通汽车学院定位汽车新技术人才培养基地，运用现代化实训室及新设备为学生打造理论实践结合的实训教学理念。
我们以此为准，在已有智能网联车方案之上，新增更为贴合江西万通汽车学院理念、更为切实可行的整体解决方案。
4.2.1毫米波雷达教学实训台
构成：
1.配套毫米波超声波可视化教学软件*1套
2.250m长距车载级别毫米波雷达*1台
3.车辆滑动走行轨4000*400mm*1台
4.模拟前方车辆滑动系统总成*1台
5.亚克力制作，模拟车辆后方尾部造型*1套
6.实验操作台，控制车辆滑动轨道速度、距离*1台
7.工业级IPC实验台控制器工控机*1台
8.24寸显示器*1台
9.集成软件硬件故障系统*1套
功能：
1.毫米波雷达标定功能
2.毫米波雷达及周围障碍物可视化软件HMI
3.毫米波雷达故障信息输出及检测
4.毫米波雷达预警实时测距功能，及自动跟车模拟系统
5.毫米波雷达可视化校准、设置、初始化集成软件
实训项目：
课题
智能网联车毫米波雷达应用与检测维修
课型
实训
班级
智能网联车
时间
教学目标
1．巩固课堂上所学的毫米波雷达的构造知识、原理知识、检测维修知识；
2．培养学生的理论联系实际能力、发现问题能力、观察能力、实训管理能力、动手操作能力等；
3．掌握智能网联车毫米波雷达功能应用、安装标定、检测维修；
重点
毫米波雷达安装标定、毫米波雷达紧急制动原理、毫米波雷达ACC巡航应用
难点
毫米波雷达内部故障、毫米波雷达多普勒效应
教学方法、手段
实训、讨论、提问、操作。
本实训为6学时，每组人数为6-10人
教学过程设计
教师活动
学生活动
时间
一．准备工作：
毫米波雷达实训台，拆装工具10套、待安装车辆、调节器10个、万用表10支、标定尺、毫米波雷达可视化软件、毫米波雷达检测仪器。
二．检查实训指导书及实验的预习情况。
三．毫米波雷达的外观认识与检查
1.外观元件的认识
2.外部接线认识
3.毫米波雷达标定安装讲解
4.毫米波雷达可视化软件操作讲解
5.毫米波雷达常见故障及维修讲解
四．．总结本次实训课
1.强调毫米波实际车辆中的常见故障表征（识别失效、制动失效、制动距离偏差）
2.强调毫米波雷达测距理论原理
3.总结毫米波雷达实训课程
功能性实验：
一．认识毫米波雷达传感器、总线接口、信号连接方式、电源连接方式。
二．标定安装毫米波雷达。
三．应用毫米波雷达可视化软件进行紧急制动距离设定。
四．应用毫米波雷达可视化软件进行障碍物数据统计（障碍物数量、大小、方位、最近障碍物距离）。
五．应用毫米波雷达软件对雷达进行设定（障碍物过滤、最大探测范围）。
六．毫米波雷达通过行走滑轨模拟ACC自动跟车技术应用实验。
故障与维修实验：
一．毫米波雷达探测障碍物位置偏差检测与维修（毫米波雷达为校准故障）。
二．毫米波雷达无法识别障碍物距离故障与维修。
2-4课时
4.2.2激光雷达教学实训台
构成：
1、激光雷达可视化及操作软件*1套
2、故障设置解除模块*1套
3、16线150m工业级混合激光雷达*1台
4、单线60hz激光雷达*1台
5、模块化装配台架（嵌套激光雷达、控制器、操作平台）*1台
6、24寸HMI显示器*1台
7、工业级IPC控制器*1台
功能：
激光雷达实验台通过部署两个激光雷达（单线激光雷达、16线激光雷达）完成激光雷达原理的教学、维修、故障信息解读。
学生可完成激光雷达切换、信号设故、电源设故、激光雷达SLAM创建地图、激光雷达3维建模、激光雷达障碍物识别的所有功能，并能够在软件层面上解读故障信息以及工作原理。
通过此实验台学生可以具体细致的了解到自动驾驶中激光雷达所发挥的作用，以及出现故障之后的表征，能够模块化刨开智能网联车底层原理来了解新技术新技能。
实训项目：
课题
智能网联车激光雷达应用与检测维修
课型
实训
班级
智能网联车
时间
教学目标
1．巩固课堂上所学的激光雷达测距原理、单线激光雷达、固态激光雷达、混合激光雷达原理及区别。
2．培养学生的理论联系实际能力、发现问题能力、观察能力、实训管理能力、动手操作能力等；
3．掌握智能网联车激光雷达原理应用及激光雷达成像、激光雷达故障检测及维修；
重点
激光雷达雷达安装标定、激光雷达成像原理、激光雷达故障检测及维修
难点
激光雷达成像原理、激光雷达成像算法、激光雷达成像软件相关。
教学方法、手段
实训、讨论、提问、操作。
本实训为2-4学时，每组人数为6-10人
教学过程设计
教师活动
学生活动
时间
一．准备工作：
激光雷达实训台，拆装工具10套、待安装车辆、调节器10个、万用表10支、标定尺、激光雷达可视化软件、激光雷达检测仪器。
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