职业教育视角下的智能网联汽车人才培养方案设计
2021-10-30王辉
王 辉
(长江职业学院,湖北 武汉 430074)
一、智能网联汽车定义
现阶段谈到的智能网联汽车(Intelligent Connected Vehicle,ICV)是指在普通汽车基础上搭载先进的车载传感器、控制器和执行器等装置,融合现代通信与网络技术,通过车载传感系统和终端实现V2X(X:行人、车、路、云端等)智能信息交换与共享,具备智能环境感知能力,能自动地分析汽车行驶安全及危险状态,按照人的意志到达目的地,最终实现替代人来操作的新一代汽车。智能网联汽车发展即为智能化和网联化协同发展,网联化发展的较早较快,车辆本身和车-云之间已经有广泛的商用化案例;作为网联关键的车-车之间,也只是局限于主机厂内部同软件平台之间的简单模式。而智能化的发展,则是要在网联化基础上,将智能车辆和智能交通融合在一起最终形成完全自动化的驾驶阶段,即智能网联汽车。[1]
(一)环境感知
就像人体的眼睛和耳朵,感知车辆周围的环境,解决的是“车辆目标定位”与“周边环境状况”的问题。它通过车载环境感知技术(如视觉传感器、雷达、激光雷达、高精度定位与导航等)、车联网技术以及4G/5G及V2X无线通信技术等,实现对车内与车外(如道路、车辆和行人等)静、动态信息的提取和收集,并向智能决策层输送信息。
(二)智能决策
像人体上的大脑,要判断“周边环境接下来要发生什么变化”和“车辆作出重大决策”。它是对接收环境感知层的信息并进行分析处理,决策自动驾驶行为。可根据识别到的道路、车辆、行人、交通标志和交通信号等,理解驾驶环境,决策分析和判断车辆需要采取的驾驶模式和将要执行的操作,并向车辆控制和执行层输送指令。
(三)控制执行
像人体的手脚,将决策层的信号通过控制电脑转换为汽车的动作行为(如转向、刹车和加速)。它根据智能决策层的指令操作和控制车辆,并通过交互系统向驾乘人员提供道路交通信息与安全信息等,主要依赖车辆底盘(转向、制动、驱动等)线控和车身电子电器(车门、车灯、仪表等),实现车辆的自动控制以及智能网联系统与车内驾乘人员的交互。
智能网联汽车的发展还处于初级阶段,包括辅助驾驶、半自动驾驶和全自动驾驶。智能网联汽车逐渐成熟,并得到广泛应用,属于必经历的阶段。智能化和网联化的发展,能提高汽车驾驶的安全性,及时预警,合理的路径规划,主动控制来避免交通事故、降低能源消耗,减轻交通用拥堵压力等需求,随着技术的不断突破与成熟,汽车的智能化和网联化势在必行。
在整个业态发展过程中,汽车智联网联相关产业的变革是汽车类职业教育产教结合的对接主体。先进毫米波雷达传感器的应用、先进底盘线控技术的应用、5G通信与网络技术的融合以及车辆智能化决策和控制的实现等。
二、职业院校智能网联汽车专业人才培养目标
对职业院校学生来说,智能网联汽车人才需求更偏重于数据采集、数据标定和测试等技能类人才,国家发布《智能汽车创新发展战略》,据据《紧缺人才报告》数据显示,目前智能网联汽车人才总量不足2万人,到2021年需求量将达10万人,行业急需“汽车+IT+通信"复合型技术技能人才。[2]
技能类人才需求企业大多集中在以摄像头、毫米波雷达和激光雷达为主要代表的智能传感器制造企业,整车和零部件(以底盘线控为主)企业,以及以车路协同、高精度地图为主要代表的信息技术企业,这些企业对技能类人才的要求,表现在知识结构、能力、专业技能和素质四个层面。[3]知识结构层面,由于智能网联汽车是人工智能技术的集大成者,更复杂的是,属于典型的多学科交叉领域,涉及到电子、计算机、通信、汽车与交通等多方面知识,需要一专多能。在能力层面上需要具备学习能力、解决问题能力和创新能力等解决实际工作过程问题的能力。专业技能层面,需要具备智能传感器检测、标定、测试与应用能力,具备线控系统装配、装调、测试等能力,具备智能网联汽车道路测试、安全测试等能力、具备行驶道路地图信息采集以及地图数据处理等能力。在素质层面需要具有良好的道德品质、职业素养、竞争和创新意识、遵守法规以及工匠精神。
三、职业院校智能网联汽车专业岗位要求
智能网联汽车技能类人才就业岗位主要集中从事环境感知系统(毫米波雷达、摄像头、激光雷达等生产制造、标定测试等岗位,整车和零部件企业中一级供应商及整车制造厂商中自动驾驶数据采集、数据分析、数据训练、实车ADAS功能测试等岗位,智能网联汽车4S店、维修汽车后市场售后维修及车辆改装升级领域等岗位,[4]具体岗位工作任务如表1所示。
表1 岗位工作任务表
四、对职业院校智能网联汽车专业人才培养模式的学习和思考
多数职业院校汽车类人才采用三段递进培养模式,如图1所示。其涉及课程体系如图2所示。
图1 三段递进培养模式
图2 课程体系一览表
在新的汽车产业业态下,高职院校旳智能网联汽车专业人才培养方案应紧跟产业变革,及时调整,以适应新的产业结构和技术需求:汽车行业发展“节能”与“环保”的要求驱动了新能源汽车,节能汽车,智能汽车的快速发展,使得汽车智能技术、互联网技术和电力驱动技术等新技术与汽车产业融合。为此,学校相关教师应及时更新自身知识体系。落实产教结合,适当调整课程体系。增加充电电池、电动机、嵌入式和车联网等教学内容,并拓展授课深度,紧跟市场需求。更新实训教学项目,根据理论教学要求,及时增加实践教学项目,适应企业岗位要求。
五、智能网联汽车专业人才培养改革举措
随着世界智能网联汽车技术出现,传统技术走向信息化智能化,国内智能网联行业面临着复合跨界类的研发人才紧缺困境,国内高职院校传统汽车传统技能已无法支撑行业发展。要解决这一问题,就既要打破企业人才流动壁垒,又要吸引企业人才到校任教。为满足智能网联汽车行业生态型发展的多样化需求,着力培养跨领域的智能网联技术复合型人才, 高职院校在新形势下,必须在数量和质量上,满足互联网汽车人才的缺口,才能有针对性地培养紧缺岗位人才,同时,对交叉学科进行探索研究
(一)规划人才培养方案
培养智能网联汽车专业人才培养方案 ,分三步走:初期原始积累,夯实基础;中期匀速推进;后期后续补充调整。原始积累中了解和掌握智能网联汽车整车结构与原理。匀速推进洆盖智能网联汽车图像处理与感知决策控制算法,结合微缩智能车和智能交通系统仿真沙盘等硬件辅助教学设施,提高学生虚拟仿真测试和验证的能力,涵盖智能网联汽车线控技术为主要教学目标,深化学习智能网联车辆道路测试技术和车辆改装技术,后续补充调整,汽车总线与车联网技术,结合专业课程对实训模型进行构建和虚拟仿真验证,总结经验不断改善。[5]
(二)修改和组建教学课程
以智能网联汽车行业技术发展和企业需求为导向,在学校原有汽车专业及其课程的基础上,加大向智能网联汽车技术方向倾斜,修改老式维修技术的内容,遴选其中与智能网联汽车技术相关的课程展开,并增设其他相关课程,如计算机基础,智能网联电子与通信、车联网平台、车联网课程。
(三)加强加大实习实训基地建设
在校內吉利新能源培训中心建设基础上,加强校内实习基地建设力度,通过改建或扩建原有实训场地,满足日常课内教学实训。校外以企业技术为中心,积极参与企业服务技术革新,主动参与校企合作,与相关企业建立牢固用人供需关系。
(四)加强师资队伍建设
任何行业离不开高级人才,智能网联汽车技术的发展也是如此,智能汽车教师资源稀缺则是开设智能网联汽车专业所面临的最大难点。针对智能网联汽车专业师资队伍建设难点,提出以下建议。招聘教师时,放宽专业领域,提高学科准入门槛.重点引入电气信息工程和计算机应用技术人才。学校可以内部协调组织不同学科之间轮岗锻炼学习,培养教师专业复合能力和创新活力。针对新进教师、骨干教师和专业负责人,制定分层次和分阶段的培养措施,以保证专业可持续发展.聘请智能网联汽车行业专家、企业技术骨干和高校知名教授作为兼职教师或客座教授,建立教学团队人才资源库。深度开展校企合作,鼓励教师进入企业科研所进行学习深造,并制定阶梯式教师成长制度。
(五)优化教学模式
智能网联汽车专业课程体系涉及多学科知识,内容抽象,理解难度大。以往采用“线上课程”+“实训实操”的混合式教学模式,现在既要在这些混合模式下,借鉴MOOC等信息化教学手段,还要结合00后学生学习的特点,充分利用互联网丰富优质的教学源,开展虚拟仿真实训活动,线上教学答疑,突出教学重难点精讲等教学活动。随时去企业及时了解企业用人需求,了解大数据下的智能汽车的发展,根据企业科技动态,更新学习领域中的学习情境和工作任务,满足企业的实际需要。[6]
随着智能网联汽车被纳入国家顶层设计,高素质智能网联汽车技术人才培养方案需要不断进行调整。培养目标须由机械对接岗位转换为自主衔接产业需求,通过“宽口径、厚基础”的人才培养方式,提升学生的自我迁移能力与创新能力,使学生拥有更强的市场适应能力。