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从典型应用场景看智能网联汽车发展 5G-V2X是大势所趋

来源:人民邮电报 2019-08-28 09:25?#22411;?#25237;资咨询网 A-A+

  5G商用,正在开启万物互联新时代,推动物联网、人工智能等新一代信息通信技术加速与传统行业融合,催生更多应用。在5G的诸多应用场景中,智能网联汽车受到高度关注,被认为在技术、应用以及市场需求等方面具备较为成熟的发展条件。而事实上,基于5G-V2X的智能网联汽车也确?#21040;?#22312;交通安全、提升交通效率以?#21543;?#27963;服务等诸多领域落地。

  5G-V2X是大势所趋

  智能网联汽车行业是我国的重要战略产业,也是5G在交通行业的重要应用领域,智能网联汽车可以实现物联网?#21335;?#20851;功能。

  物联网能够实现人与物相连、物与物相连。从目前来看,?#28304;?#24863;器应用为代表的窄带物联网技术已基本成熟,智能远程抄表、消防报警、智能照明、智能停车、智慧水利、?#32321;?#30417;测、共享单车等应用已逐渐走进人们的生产生活。共享单车将从“2G网络+蓝牙+GPS”逐步过渡到NB-IoT窄带物联网+北斗定位,再逐?#36739;?G?#24615;?北斗定?#36824;?#28193;。但是,目前在汽车交通领域依然没有普及物联网,行业期待通过C-V2X实现这一愿景。

  C-V2X技术包括LTE-V2X和5G-V2X,C为“Cellular”,即蜂窝之意。C-V2X信息模式包括车与车之间(VehicletoVehicle,V2V)、车与路之间(VehicletoInfrastructure,V2I)、车与人之间(VehicletoPedestrian,V2P)、车与网络之间(VehicletoNetwork,V2N)的交互,实现?#22253;?#20840;为目标的人与车、车与车、车与公路智能设施的通信。

  在2018年6月召开的IMT-2020(5G)峰会上,IMT-2020(5G)推进组C-V2X工作组发布了《C-V2X白皮书》。2018年11月工业和信息化部下发了《车联网(智能网联汽车)直连通信使用5905-5925MHz频段管理规定(暂行)》,支持LTE——V2X技术在智能网联汽车的应用和发展,该规定与国际主流频段保持一致,并为未来发展预留了扩展空间。

  虽然5G-V2X的标准目?#21543;?#26410;明确,但是却代表着未来的发展趋势,相?#26434;?#32654;国的DSRC(DedicatedShortRangeCommunications,专用短程通信技术),LTE-V2X具?#36214;?G-V2X过渡的优势。而DSRC技术则没有考虑后续升级,仅仅是一种固化的技术,并且在高速公路场景下整体性能相?#26434;?G-V2X而言较弱。从具体的数据上看,在高速公路场景下,当汽车以140km/h行驶?#20445;?#22312;国内目前为超速情况),采用C-V2X技术的汽车驾驶员有9.2秒的时间决定是否刹车,而使用DSRC(基于802.11p)的车辆只有3.3秒时间。相比之下,前者的感应距离为450米,而后者不到前者的?#35805;搿?#20174;这个角度上看,5G-V2X具备明显的技术优势,未来发展空间巨大。

  保障交通安全

  毫无疑问,安全是交通的根本,发展智能网联汽车是政策使然,也是市场需求使然。目前,在保障交通安全上,智能网联汽车能够发挥诸多用途,如紧急呼?#23567;?#30896;撞预警、人行道状态提醒等。

  紧急呼叫功能:在山区公路以及?#25628;?#31232;少的地方,一旦发生交通事故,车辆的驾驶员很可能因昏迷而无法求救,如果车辆的紧急呼叫系统能自动将求救信息发送到救援呼叫中心,无疑将发挥巨大作用。在这一背景下,自动紧急呼叫系统(e-call)率先在欧洲兴起,但是尚未全面普及。从2018年3月31日起,欧洲所?#34892;?#36710;必须强制配备e-Call系?#22330;?#30446;前,e-call系统并不依赖于5G技术,但是未来则可?#26434;?G网络来?#24615;亍?/p>

  会车远近光灯自动切?#36824;?#33021;:在夜间行驶状态下,通过V2V技术,会车的对向车?#31350;?#20197;保持通信,并在一定距离内配合光照感应,相互自动关闭远光灯,以提高会车安全。

  交叉?#25151;?#30896;撞预警?#21512;?#20851;统计显示,我国30%——40%的交通事故发生在城市交叉?#25151;冢?#36825;主要是因为交叉?#25151;?#30340;?#25151;?#26497;其复杂,同时也容易出现违规行为。在类似场景下,基于智能网联汽车,车?#31350;?#20197;通过V2V(车与车互联)技术预判对方的车速和行?#29615;较潁?#24182;及时发出碰撞预警。

  人行道状态提醒:在夜间行驶尤其是能见度较差的情况下,车辆极易发生交通事故。为了改?#26222;?#19968;状况,智能网联汽车借助安装在人行道?#31995;?#26234;能马路?#34013;ぃ?#37319;集马路上行人的状态,并将信息传递给RSU(RoadSideUnit,路侧单元)单元,RSU再将信息传递给车载5G-V2X模块,提升交通安全。同?#20445;?#38024;对行人不经过斑马线横穿马路的情况,系统可以通过5G-V2P实现自动感应,提前提醒司机刹车。

  慢速车辆预警:当前,慢速行驶的车辆很多是城市公共服务车辆,智能网联汽车通过5G-V2V技术,能够?#26376;?#36895;行驶车辆后方的车辆进行提醒,避免后车因对前车车速判断错误而发生追尾。

  静止车辆预警:高速公路环境下,车辆行驶速度快,刹车距离要预留100米——150米,此时如果前方车辆忽然抛锚或者因碰撞而静止在公路中间,则可能发生二?#38382;?#25925;。相关统计显示,每年冬季的雨雪天气,都会因为上述情况而发生大面积追尾。针对这一情况,智能网联汽车能够将事故车辆的信息同步告知RSU,再通过5G-V2V告知周边1km?#27573;?#20869;的其他车辆,降?#25237;问?#25925;发生的概率。

  智能网联汽车在交通安全领域的应用,最终的目的是提高车与车、车与行人、车与环?#36710;?#20132;互,通过这?#20013;?#24687;交互最终提高驾?#35805;?#20840;水平。未来,随着智能网联汽车的发展,类似上述安全需求的场景还将进一步增多,而这些技术和应用的创新也将为无人驾驶的落地奠定安全基石。

  提高交通效率

  相关统计显示,预计到2020年,中国汽车的保有量将达到6.3亿辆,?#22411;?#25104;为全球第一。然而,城?#26800;?#36335;的扩容往往赶不上车辆的增长,因此?#26434;?#25105;国而言,必须依靠优化道路设置、提升车辆协同等手段来提高交通效率,改善城?#26800;?#25317;堵状况。2018年,曾有机构预计,?#26412;?#24066;民每年因交通拥堵而浪费的成本约为8000元/人,提高交通效率已是当务之急。

  在这一背景下,基于5G-V2X的智能网联汽车的兴起,?#22411;?#20026;提高交通效率带来解决之道,催生一些新的应用。

  不停车收费功能:因为历史原因,DSRC标准制定较早,目前大部分收费站的ETC(ElectronicTollCollection,不停车收费系统)采用的都是DSRC标准。相?#26434;?G-V2X,基于DSRC标准的ETC存在安全风险,出现过?#20102;?#31561;情况。因此,5G-V2X的普及,?#22411;?#23545;基于DSRC的ETC功能实现替代。

  不等红灯的通过提醒功能:城市交叉?#25151;?#36890;过率是衡量交通管理能力的重要指标,大部分城?#26800;?#36335;往往采用“主干道+支路”的?#38382;劍?#20027;干道是城?#26800;?#20132;通动脉。在智能网联汽车的应用场景下,通过对车辆潮汐以及红绿灯等待时长的计算,配合RSU单元,能够实现车辆不等红绿灯的绿波行驶,这样不仅可以大幅节省司机的时间,而且达到节省社会车辆能耗的目的。

  限高、限宽提醒:在过路、过桥以及通过铁路道口或隧道?#20445;?#26234;能网联汽车能够将?#25151;齙南?#20851;?#38382;?#21644;当前车辆的?#38382;?#36827;行比对,?#36816;?#26426;进行提醒,降低事故发生概率。

  城市公交车道管理:在很多城市,公交车道占用了城市主干道四分之一的通行能力,如何合理利用公交车道资源成为城市管理的重要课题。尤其是在传?#36710;?#25216;术下,司机仅仅通过自身的观察,往往不能实时准确地掌?#23637;?#20132;车道的通行情况。因此,在智能网联汽车技术的支撑下,?#25151;赗SU单元借助V2I(汽车与基础设施),能够准确告知司机当前公交车道是否可用。

  服务生产生活

  智能网联汽车5G-V2X终端,通过“车-车”的通信可以提供很多生活服务功能,如服务预订、社交、电商等。这些功能与传统移动互联网有较大的差别,它可?#26434;?#36710;辆?#26087;?#30340;感知技术以及车辆?#26087;?#30340;?#38382;?#32467;合,催生更多新的应用(见表3)。

  自动驾驶编队功能:通过5G-V2V技术,物流驾驶编队可以借助定速巡航实现自动驾驶,与?#36865;保?#33258;驾游车队、城市婚礼车队等都可以通过5G-V2V实现编队功能。有观点认为,这?#22411;?#25104;为未来编队型无人驾驶的雏形。

  影像自动云存储:智能网联汽车可以将停车期间车辆的异动情况,自动拍照后发送到车主的手机上,?#36828;?#24847;损坏或偷盗进行报警。同?#20445;?#36890;过“抓拍视频”和“拍照”功能,司机还可以从车联网设备上获?#23186;?#35686;发布的实时交通信息。?#36865;猓?#22312;交通拥堵的时候,司机还能看到前方?#25151;?#30340;红绿灯状态和实时影像。

  生活服务?#21512;?#27604;今日的传统汽车,智能网联汽车能够提供保险、保养到期以及剩余油量(电量)、与服务区距离等自动提醒功能,同时还可能实现车辆后?#36214;?#25910;发快递等应用,甚至最终演进到无人驾驶的阶段。

  4G改变生活,5G改变社会。5G时代,我们的生产方式、生活方式都将随之改变,而5G-V2X应用于智能网联汽车仅仅是5G应用的冰山一角,未来,在包括政府、车企、消费者、互联网企业等在内的各方推动下,智能网联汽车?#22411;?#36814;来爆发式发展。

关键词:智能网联汽车
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