百年汽車業(yè)正逢變革，無論是動(dòng)力的轉(zhuǎn)型，還是智能網(wǎng)聯(lián)的進(jìn)步，都沖擊著這個(gè)古老而龐大的產(chǎn)業(yè)。在汽車誕生之初，發(fā)動(dòng)機(jī)主導(dǎo)著汽車工業(yè)的發(fā)展，如今，在萬物智聯(lián)的信息科技新時(shí)代，5G將從智能車載電子系統(tǒng)、智能交互應(yīng)用等方面重新定義未來智能汽車，作為汽車網(wǎng)聯(lián)化基礎(chǔ)的車聯(lián)網(wǎng)也迎來新的發(fā)展拐點(diǎn)。
政策強(qiáng)力支撐帶來發(fā)展新契機(jī)
5G將為車聯(lián)網(wǎng)帶來什么？5G網(wǎng)絡(luò)所擁有的高可靠、大帶寬、低時(shí)延等特性，將補(bǔ)齊車聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛在通信網(wǎng)絡(luò)層的技術(shù)短板。通過一組數(shù)據(jù)對(duì)比來看：自動(dòng)駕駛汽車以每小時(shí)60公里的速度行駛，如果時(shí)延是60毫秒，車的制動(dòng)距離大概是1米；如果是10毫秒的時(shí)延，車的制動(dòng)距離是17厘米；如果降低到5G的理論時(shí)延1毫秒，制動(dòng)距離將縮短到只有17毫米。
5G的特性，提升了車輛對(duì)環(huán)境的感知、決策和執(zhí)行能力，給車聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛應(yīng)用，尤其是涉及車輛安全控制類的應(yīng)用創(chuàng)造了很好的基礎(chǔ)條件?？梢?G對(duì)于車聯(lián)網(wǎng)的作用巨大，是必不可少的一環(huán)。
今年3月，工信部發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)5G加快發(fā)展的通知》，其中明確指出，促進(jìn)“5G﹢車聯(lián)網(wǎng)”協(xié)同發(fā)展。推動(dòng)將車聯(lián)網(wǎng)納入國(guó)家新型信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程，促進(jìn)LTE- V2X規(guī)模部署。建設(shè)國(guó)家級(jí)車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)，豐富應(yīng)用場(chǎng)景，探索完善商業(yè)模式。結(jié)合5G商用部署，引導(dǎo)重點(diǎn)地區(qū)提前規(guī)劃，加強(qiáng)跨部門協(xié)同，推動(dòng)將5G、LTE-V2X納入智慧城市、智能交通建設(shè)的重要通信標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。開展5G-V2X標(biāo)準(zhǔn)研制及研發(fā)驗(yàn)證。
去年5月，工信部批復(fù)江蘇（無錫）車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模部署C-V2X網(wǎng)絡(luò)、路側(cè)單元，裝配一定規(guī)模的車載終端，完成重點(diǎn)區(qū)域交通設(shè)施車聯(lián)網(wǎng)功能改造和核心系統(tǒng)能力提升，豐富車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)良好的規(guī)模應(yīng)用效果。而基于5G技術(shù)低時(shí)延、高可靠、高速率和大容量的特點(diǎn)，車聯(lián)網(wǎng)不僅可以幫助車輛間進(jìn)行位置、速度、行駛方向和行駛意圖的溝通，更可以利用路邊設(shè)施輔助車輛對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知。
在國(guó)家政策的大力引導(dǎo)下，智慧交通標(biāo)準(zhǔn)體系基本建成，產(chǎn)業(yè)鏈中的芯片、終端、平臺(tái)、應(yīng)用等元素構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。5G賦能智慧交通，將車、路、人、云連接起來，通過“端”“管”“云”三層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、數(shù)據(jù)融合計(jì)算、決策控制，形成一張可隨時(shí)通信、實(shí)時(shí)監(jiān)控、及時(shí)決策的智能網(wǎng)絡(luò)。
今年5月，中國(guó)聯(lián)通攜手華為發(fā)布《新基建、新動(dòng)能：5G車路協(xié)同白皮書》，白皮書聚焦“聰明的車，智慧的路，安全靈活的網(wǎng)，強(qiáng)大的云”，在5G技術(shù)的賦能下，車端和路端將全面實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化和信息化。通過5G﹢C-V2X融合組網(wǎng)保障智慧交通業(yè)務(wù)的安全性和連續(xù)性，同時(shí)基于人工智能與大數(shù)據(jù)構(gòu)建智能交通的一體化云控平臺(tái)。
車聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)是一個(gè)比較成熟的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，業(yè)界預(yù)測(cè)，2020年全球車聯(lián)網(wǎng)有望突破1000億歐元規(guī)模，而5G技術(shù)將為其插上騰飛的翅膀，為車聯(lián)網(wǎng)的突破性發(fā)展提供關(guān)鍵支撐。
車載應(yīng)用大幅提升駕駛體驗(yàn)
國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車長(zhǎng)沙測(cè)試區(qū)的自動(dòng)駕駛汽車。 圖片來源：搜狐
汽車中控進(jìn)入“大屏?xí)r代”后，傳統(tǒng)車企、新興互聯(lián)網(wǎng)公司推出了一大批車載應(yīng)用App，極大提升了汽車的駕駛體驗(yàn)，這些智能化人車交互系統(tǒng)正是車聯(lián)網(wǎng)“車-人（V2P）通信”的一部分。然而，從中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)搭載V2X功能汽車的定義來看，車聯(lián)網(wǎng)V2X中的“X”遠(yuǎn)不止“車-人通信”一項(xiàng)，車-車（V2V）、車-路（V2R）、車-網(wǎng)（V2N）通信技術(shù)為“5G﹢車聯(lián)網(wǎng)”描繪出更廣闊的應(yīng)用前景。
在上海寶山鋼鐵廠，5G技術(shù)加持的鋼材運(yùn)輸車已實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線至港口的無人化操作。然而，廠區(qū)內(nèi)的道路環(huán)境是封閉且無干擾的，所以5G無人駕駛的實(shí)現(xiàn)難度相對(duì)更低。在交通參與者更多、道路環(huán)境更復(fù)雜的公共交通環(huán)境下實(shí)現(xiàn)真正意義的無人駕駛、自動(dòng)駕駛，才是當(dāng)前“5G﹢車聯(lián)網(wǎng)”的終極發(fā)展目標(biāo)。
有人駕駛時(shí)代，車輛的行駛軌跡全靠司機(jī)的判斷和控制。而在無人駕駛場(chǎng)景中，車輛與車輛之間可以依托5G車聯(lián)網(wǎng)的V2V系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主“溝通”。在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，如果車輛在行駛過程中需要變道，5G車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可將這輛車的行駛意圖發(fā)送給相關(guān)車道的其他車輛和路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施，其他車輛進(jìn)行加、減速動(dòng)作或由路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施根據(jù)變道車輛的請(qǐng)求統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使得車輛能夠順利完成換道動(dòng)作。在車輛編隊(duì)行駛場(chǎng)景中，車隊(duì)所有車輛可通過V2V系統(tǒng)實(shí)時(shí)連接，根據(jù)頭車操作而變化駕駛策略，整個(gè)車隊(duì)以極小車距編隊(duì)行駛?；?G低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)特性，當(dāng)頭車做出剎車指令后，通過5G車聯(lián)網(wǎng)的V2V系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)前后車之間的瞬時(shí)反應(yīng)，后車甚至可以在前車開始減速前就自動(dòng)啟動(dòng)制動(dòng)，這種瞬時(shí)反應(yīng)意味著車輛可以以非常小的距離進(jìn)行安全行駛。
V2V解決了自動(dòng)駕駛微觀層面的問題，V2N——“車-網(wǎng)、車-云”通信則在宏觀層面給未來智慧交通提供了更多可能性。無論有人還是無人，導(dǎo)航已經(jīng)成為行車必不可少的配置。自動(dòng)駕駛時(shí)代所需要的地圖數(shù)據(jù)必須是高精度的，普通導(dǎo)航電子地圖的絕對(duì)坐標(biāo)精度在10米左右，無法滿足自動(dòng)駕駛對(duì)地圖精度的需求。以往，為車載導(dǎo)航儀更新地圖需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，且必須使用數(shù)據(jù)線連接電腦進(jìn)行。有了高速率的5G網(wǎng)絡(luò)，高精度地圖的下載不再受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，5G與云技術(shù)和邊緣計(jì)算相結(jié)合，將為高精度地圖的即時(shí)更新、快速下載提供高速的網(wǎng)絡(luò)通道。
而在通行道路方面，5G車聯(lián)網(wǎng)更是具有革命性的意義。經(jīng)常開車的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的情況，車輛在市區(qū)不一定要跑到60km/h才是最快的，或許車速控制在40km/h，反而可以一路暢通地通過各個(gè)紅綠燈路口，這種效應(yīng)叫作“綠波通行”。提高通行效率，才是緩解交通壓力的治本之策，5G車聯(lián)網(wǎng)有望讓“綠波通行”成為現(xiàn)實(shí)。在智慧交通時(shí)代，行駛在道路上的汽車通過車聯(lián)網(wǎng)“上云”后，系統(tǒng)可根據(jù)車輛目的地、道路狀況等因素選定合適的路線、車速，對(duì)每一輛汽車進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，使城市道路資源得到最高效的利用。
R16標(biāo)準(zhǔn)為車聯(lián)網(wǎng)按下“加速鍵”
7月初，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP完成了5G R16版本標(biāo)準(zhǔn)，這是自R15標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)后的第二版面向5G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。R16作為演進(jìn)版標(biāo)準(zhǔn)，主要面向5G三大場(chǎng)景中的URLLC（高可靠低時(shí)延場(chǎng)景）與mMTC（海量機(jī)器通信場(chǎng)景），而車聯(lián)網(wǎng)正是其重點(diǎn)支持的領(lǐng)域。
V2X是車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)，在2006年首次提出，其像汽車的“眼睛和耳朵”一樣，讓汽車在行駛過程中能夠感知路況、駕駛員的狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)智能駕駛。V2X主要包含V2V（車與車的連接）、V2I（車與路邊基礎(chǔ)設(shè)施的連接）、V2N（車與網(wǎng)絡(luò)的連接）、V2P（車與人的無線連接）等方面，即車輛通過傳感器、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算等技術(shù)，與其他車輛、人、路邊指示燈等進(jìn)行“通信”，并根據(jù)收集的信息進(jìn)行分析、決策。
V2X主要有兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是以美國(guó)、日本等車企為主導(dǎo)的DSRC技術(shù)，已經(jīng)有測(cè)試成熟的商用芯片，產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)比較成熟，但是由于過多依靠雷達(dá)等設(shè)備，成本相對(duì)較高；另一個(gè)是3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織、通信企業(yè)主導(dǎo)的C-V2X技術(shù)，C-V2X技術(shù)能夠不斷進(jìn)行技術(shù)革新，可以滿足更高性能的場(chǎng)景需求。
由于5G網(wǎng)絡(luò)的日益成熟，C-V2X標(biāo)準(zhǔn)也在成熟發(fā)展中。目前，日本、歐洲等車企也在轉(zhuǎn)向研究C-V2X技術(shù)，而5G-V2X逐漸被行業(yè)看作車聯(lián)網(wǎng)的未來技術(shù)。
此次，R16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，在優(yōu)化了5G網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的同時(shí)，也提升了V2X的感知能力，推動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。R16支持1微秒同步精度、0.5~1毫秒空口時(shí)延，最快可實(shí)現(xiàn)5毫秒以內(nèi)的端到端時(shí)延和更高的可靠性，能夠滿足車與車、車與人、車與路面情況之間的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)速率、時(shí)延需求，將能夠繼續(xù)優(yōu)化車聯(lián)網(wǎng)感知、調(diào)度等功能，實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)支持全自動(dòng)駕駛車輛編隊(duì)、半自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程駕駛等更豐富的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。
目前，R16標(biāo)準(zhǔn)能夠支持L3（有條件自動(dòng)化）/L4（高度自動(dòng)化）級(jí)別的自動(dòng)駕駛，為車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展注入新動(dòng)力。目前5G下一版本標(biāo)準(zhǔn)R17已經(jīng)在路上，并計(jì)劃于2021年凍結(jié)，5G-V2X版本車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也將隨著R17標(biāo)準(zhǔn)的成熟，最終實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛。
