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車路協(xié)同繞不開5G+車聯(lián)網(wǎng)

2021-11-09 11:09 TechSugar

導(dǎo)讀:在探索過程中,我們提出了聰明的車和智慧的路,那么,如何在復(fù)雜場景下實時、可靠地交付,就必須有一個靠譜的車路協(xié)同。

談到智能網(wǎng)聯(lián),我們很難繞開的一個詞是車路協(xié)同。過去幾年,業(yè)內(nèi)都在講自動駕駛是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個終極目標(biāo)。在探索過程中,我們提出了聰明的車和智慧的路,那么,如何在復(fù)雜場景下實時、可靠地交付,就必須有一個靠譜的車路協(xié)同。關(guān)于這一點,在創(chuàng)新論壇上,工信部車聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域?qū)<椅瘑T會委員、聯(lián)通智網(wǎng)科技股份有限公司總經(jīng)理張然懋做出了如下解讀。

自動駕駛的第三個要素

張然懋指出,車路協(xié)同方案是中國自動駕駛路線的必由之路,因為它符合社會發(fā)展的整體演進(jìn)規(guī)律——從單車的個體智能到協(xié)同智能。從科技角度看,單車智能會首先出現(xiàn),但未來一定會用協(xié)同的方式來實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化部署和降低成本。

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他認(rèn)為,未來的自動駕駛智能網(wǎng)聯(lián)方案應(yīng)該包含三個部分:車、路和車路協(xié)同。因為車路協(xié)同不太好描述,所以把它抽象成了三個主要因素:一是車的智能化;二是道路的智能化;三個是網(wǎng)絡(luò)的智能化。

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車的智能化,汽車工程學(xué)會有標(biāo)準(zhǔn)的自動駕駛車輛定義。最近,交通部在新的規(guī)劃中也提出了相關(guān)的道路智能化的定義。在未來環(huán)境中,不管是什么樣的智能化的車和什么樣的智能化的道路,都需要靠一個智能化的網(wǎng)絡(luò)。

在復(fù)雜的自動駕駛場景下,網(wǎng)絡(luò)到底能夠支撐到什么程度?給我們帶來了一些新的課題。我們必須研究智能化等級的車和智能化等級的道路在什么樣的空間、什么樣的網(wǎng)絡(luò)中能夠?qū)崿F(xiàn)的自動駕駛場景。這種融合是未來面臨的重要課題。

網(wǎng)絡(luò)怎樣才能更靠譜?

張然懋表示,一個泛在化的、高可用連接的場景化網(wǎng)絡(luò)是未來實現(xiàn)車路協(xié)同的基礎(chǔ)。其實智慧的路和聰明的車是現(xiàn)實世界和數(shù)字孿生世界之間一個平行交互的過程。

大家現(xiàn)在講一個非常時髦的詞元宇宙,它需要有一個泛在化的網(wǎng)絡(luò),不斷地將物理世界的信息抽象整理成數(shù)字世界的信息,反饋到一個數(shù)字孿生的網(wǎng)絡(luò)中去運算,給出相關(guān)的指令;然后,要通過網(wǎng)絡(luò)下發(fā)到現(xiàn)實世界中去執(zhí)行。有反饋,有校準(zhǔn),有各種各樣實時交互。

在這個過程中,有三個詞很重要:泛在化、場景化和高可用。所謂泛在,在廣泛的場景下,我們必須要無時無刻滿足現(xiàn)實世界和物理世界之間的交互,才能夠?qū)崿F(xiàn)全場景的車路協(xié)同。高可用是說連上并不重要,重要是一定要保證連接是可靠的,滿足現(xiàn)實的需要。場景化是說在整個自動駕駛過程中會面臨現(xiàn)實世界和物理世界之間來自于不同應(yīng)用的訪問,不同的目的需要不同的時延和抖動要求的網(wǎng)絡(luò)保障。

今天之所以把5G和車聯(lián)網(wǎng)放到一起,其實不是5G選擇的車聯(lián)網(wǎng),而是車聯(lián)網(wǎng)選擇的5G,因為我們需要這樣一個網(wǎng)絡(luò)。在整個通信發(fā)展歷史中,通信界的訴求也是要實現(xiàn)泛在的高可靠場景,5G的三個方向高速、廣連接和低時延,加上高可靠恰好是今天車路協(xié)同中一個非常重要的方向。

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那么,未來的V2X靠5G網(wǎng)絡(luò)是不是就夠了?是不夠的。所以未來面向車路協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是一個以5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),以V2X網(wǎng)絡(luò)作為有效手段,然后融合其他通信手段,構(gòu)成的一個全天候融合網(wǎng)絡(luò),以實現(xiàn)車與外部環(huán)境之間的實時可靠的交互。我們目前能夠定義清楚的包括5G網(wǎng)和V2X,未來可能還會有其他一些通信技術(shù)要融合。

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另外,我們靠網(wǎng)是不是就夠了,顯然是不夠的。因為現(xiàn)在整個IT基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展已經(jīng)到了云網(wǎng)融合的地步,網(wǎng)絡(luò)的支撐帶來了實現(xiàn)分布式云架構(gòu)的可能性;協(xié)同計算技術(shù)的出現(xiàn)也為算力的分布帶來了一個新的有效的支撐方式。所以,我們再看整個自動駕駛的網(wǎng)絡(luò)的時候,認(rèn)為它是一個融合云網(wǎng)一體的多級分布的網(wǎng)絡(luò),會引入更多的邊緣計算節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)中心、云智一體的概念去實現(xiàn)一個混合,滿足各種場景下自動駕駛交互的環(huán)境要求。

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自動駕駛的積極探索與實踐

張然懋說,整車智能化、網(wǎng)聯(lián)智能化、軟件定義汽車已成為行業(yè)共識,智能網(wǎng)聯(lián)如繁花似錦,同時也走到了充滿不確定性的行業(yè)十字路口,也就是進(jìn)入了烏卡時代(VUCA,volatile,uncertain,complex,ambiguous),即易變不穩(wěn)定、不確定、復(fù)雜和模糊。

為此,需要各種類型的公司在自動駕駛領(lǐng)域中積極探索、實踐,其中也包括像智網(wǎng)科技這種從運營商衍生出來的車聯(lián)網(wǎng)公司。這家公司是中國聯(lián)通旗下一個專門從事車聯(lián)網(wǎng)的子公司,成立于2015年,而聯(lián)通的車聯(lián)網(wǎng)是從2009年開始研究的。

經(jīng)過10年的發(fā)展,中國聯(lián)通目前不僅提供車聯(lián)網(wǎng)連接和IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù),也提供傳統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)開發(fā)服務(wù)、整合和運營相關(guān)服務(wù)。在交通領(lǐng)域中,也面向車隊管理和智慧交通提供相關(guān)服務(wù)。

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在過去十年車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中,我們充分理解了行駛在路上的車對后臺和周邊服務(wù)的依賴和需求,包括通信和服務(wù)環(huán)境。實踐表明,未來以5G和V2X為主的智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境中,一定是一個車路、網(wǎng)邊、云智的環(huán)境,包括智能的車、智能的路測系統(tǒng)、智能的車路協(xié)同感知系統(tǒng)和智能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

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首先,中國聯(lián)通以一種開放的心態(tài)與中國電信一起共建了一張5G公眾蜂窩網(wǎng)絡(luò),在全球率先使用了多進(jìn)多出技術(shù),實現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)在全國的迅速部署。由于兩家運營商的頻率靠的比較近,所以能有效利用200M的連續(xù)頻率,實現(xiàn)了目前全網(wǎng)最快的峰值速率。同時在全國積極推動利用5G空口的低時延特性,推動5G專網(wǎng)建設(shè),滿足邊緣計算領(lǐng)域中對各種特定場景的支持。

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第二個探索是車路協(xié)同環(huán)境下的5G網(wǎng)和V2X網(wǎng)絡(luò),摸索什么樣的典型網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)能夠滿足相關(guān)需求。在常州實驗場組織產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)單位做了一個典型場景測試,對十個不同交通場景下的5G和V2X網(wǎng)絡(luò)單獨通信和融合通信的各項指標(biāo)做了相關(guān)測試,形成了自己的無線場景庫。

為了方便后期產(chǎn)業(yè)鏈各單位在設(shè)計車路協(xié)同相關(guān)網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)用,也在推進(jìn)5G典型的切片技術(shù)。因為5G是一個軟件定義的網(wǎng)絡(luò),它可以針對不同場景以切片的方式來提供單獨的通信信道。目前正在測試車端和路側(cè)交互所使用的一些5G功能以網(wǎng)絡(luò)切片的方式提供相應(yīng)的服務(wù),保證時延質(zhì)量,從而更多地使用公眾網(wǎng)絡(luò)來提升車聯(lián)網(wǎng)公眾服務(wù)的使用滲透率。

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第三個探索是推進(jìn)邊緣計算網(wǎng)絡(luò)在車路協(xié)同領(lǐng)域的應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)。因為未來一定是一個多級部署的網(wǎng)絡(luò),邊緣計算可能會成為車路協(xié)同中使用最多、應(yīng)用最廣的一種場景。而5G以其高可靠、低時延將成為邊緣計算和車輛之間溝通的一個典型應(yīng)用。

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除了積極參與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和各種工程實踐應(yīng)用,還有一塊是自主研發(fā)面向運營的感知服務(wù)平臺。未來路上跑在的車一定會接收到來自于路測的相關(guān)協(xié)同駕駛信息,而這些信息需要有一個共用的統(tǒng)一的協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)。它也必須面向服務(wù)的場景進(jìn)行設(shè)計。因為運營商有長期從事信息服務(wù)的經(jīng)驗和大型多分布信息系統(tǒng)維護(hù)的實踐,所以能夠在整個體系中充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢,為產(chǎn)業(yè)鏈提供相應(yīng)的基礎(chǔ)底層平臺。

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未來的車都是靠路測信息實現(xiàn)協(xié)同駕駛,安全尤為重要。另一個推進(jìn)試點是車聯(lián)網(wǎng)的安全感知和安全認(rèn)證,主要關(guān)注的是商用中車輛從路測接收什么樣的信息,必須是可靠的、經(jīng)過驗證的、沒有被人篡改的。智網(wǎng)科技和中國聯(lián)通的安全公司也在積極開展相關(guān)試驗工作,承擔(dān)了工信部的車聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢感知和密碼商用課題,以及工信部車聯(lián)網(wǎng)身份認(rèn)證和安全信任試點項目。

區(qū)塊鏈技術(shù)也是車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要應(yīng)用,因為未來的智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境中,會涉及車與車、車與路、車與公眾網(wǎng)絡(luò)之間的信息發(fā)布和交互的各種復(fù)雜關(guān)系。在判定什么樣的行為會造成什么后果時,需要有相應(yīng)的確權(quán)機制。目前看,區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用是比較有效的驗證各方不可抵賴行為的一種模式。

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在區(qū)塊鏈領(lǐng)域,中國聯(lián)通的專利排名在國內(nèi)處于第二位,擁有自己的聯(lián)通鏈,能夠解決聯(lián)通鏈上車與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和車與車之間的信息交互協(xié)同問題。在面向智能網(wǎng)聯(lián)的應(yīng)用中,正在積極推動一種基于商業(yè)運營狀態(tài)的相關(guān)場景實驗,包括半封閉道路上的快速公交、封閉區(qū)域的無人車輛。目前從公開道路看,乘用車的智能網(wǎng)聯(lián)自動駕駛還有一段路需要進(jìn)行探索。而封閉場景的營運車輛智能網(wǎng)聯(lián)駕駛已具備一定的商業(yè)場景。

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5G+MEC+V2X融合應(yīng)用示范

張然懋還介紹了兩個應(yīng)用案例。第一個是正在推動的5G+MEC+V2X融合先導(dǎo)區(qū)部署試驗。利用跨區(qū)域的多級網(wǎng)絡(luò),采用5G公眾網(wǎng)絡(luò)和V2X網(wǎng)絡(luò)融合,在天津海河教育園部署了邊緣節(jié)點和中央節(jié)點,還在北京模擬了一個全國節(jié)點,從而形成了一個三級節(jié)點部署的車路協(xié)同云平臺,以驗證環(huán)境的實現(xiàn)方法。通過三級云平臺對車輛進(jìn)行運行、駕駛管控。這也是第一個在與中國電信共建、共享的5G基站下開展的車聯(lián)網(wǎng)示范項目。未來,在使用公眾蜂窩網(wǎng)時,一定會面臨使用不同運營商協(xié)同共建5G基站來開展相應(yīng)車路協(xié)同的合作。

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在中關(guān)村自動駕駛示范區(qū)建設(shè)中,中國聯(lián)通也在參與智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟軟件工作組的相關(guān)工作,包括協(xié)同創(chuàng)新平臺的建設(shè),與產(chǎn)業(yè)合作伙伴一起提升智能網(wǎng)聯(lián)汽車的實踐和認(rèn)知,貢獻(xiàn)更大的力量。