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浅论车联网的演进

导读: 车联网从2009年发展至今,市场上商用落地的“车载信息服务(Telematics)”模式和技术实现,跟发展初期并没有本质上的区别,无非是移动互联网技术与应用的发展,使得信息服务的种类和内容更丰富,应用场景更多样,但还体现不出任何关于“网”的特殊价值。

浅论车联网的演进

何谓车联网?

车联网从2009年发展至今,市场上商用落地的“车载信息服务(Telematics)”模式和技术实现,跟发展初期并没有本质上的区别,无非是移动互联网技术与应用的发展,使得信息服务的种类和内容更丰富,应用场景更多样,但还体现不出任何关于“网”的特殊价值。

随着政府相关政策标准的制定与监管部门的积极推动,车联网全产业链,包括汽车、通信、互联网及出行服务等行业,对智能化、网联化、电动化、共享化的“新四化”概念认知走向高度趋同,其中以中国汽车工程学会2015年10月定义的“智能网联汽车”产品形态为代表,目标是以汽车工业为本,将基于车载驾驶辅助系统(ADAS:激光雷达、毫米波雷达、摄像头视觉识别、超声波等)与通信技术相结合,即智能化与网联化的高度融合,实现每个车辆个体的“自动行为”(包括收集、感知、辨识、追踪、判断、决策)能通过网络被传播、被共享、被分析,进一步提高交通安全和效率,并最终发展成可替代人来操作的新一代汽车。

ICT使能车联网

汽车要联网,就离不开信息与通信技术(ICT)的支持。作为全球领先的ICT解决方案提供商,华为在车联网领域的布局主要包括以下三个方面:

端:汽车要联网传送数据,车内就必须装配内嵌通信模组的盒子,俗称T-Box。华为提供的3G/4G模组、定制化T-Box首当其冲,成为华为涉入车联网领域的排头兵。

管:现阶段“车载信息服务”模式下的车联网应用对无线蜂窝网络的时延要求相对较低,大部分落地的车联网项目主要使用WCDMA网络;采用4GLTE的厂家较少,一方面4G模组的成本相对较高,另一方面采用4G模组主要是为了满足车内Wi-Fi热点的需求,主流车联网服务对高速率的网络传输需求反而不高。但不可否认的是,随着4G模组成本和流量资费的降低,4G网络的普及仍然是趋势,基于4G网络特性的应用也会逐渐盛行。

另外,华为正在研发基于LTE-V的C-V2X,应用于自动驾驶乃至智能交通融合等场景,目前还处于标准制定、概念验证、相关政策法规逐步完善的阶段。

云:这里所说的“云”实际上是OceanConnect物联网平台+华为公有云的组合。华为OceanConnect物联网平台并不是专门针对汽车行业的车联网垂直平台,而是基于物联网大连接的跨行业平台产品,具有大数据分析、快速行业应用使能、与业务应用分层解耦等特性。OceanConnect物联网平台车联解决方案是物联网在汽车行业的典型应用场景。

车联网演进三阶段

车联网正从车企主导的功能型车载信息服务阶段,向“智能网联”为特征的新型三阶段演进,包括智能网联服务阶段,到多方参与的车路网云协同服务阶段,再到未来的智慧出行服务阶段。其中,华为重点发力在后两个阶段,即车路网云协同多行业向“智能交通出行”演进。

基于车联网平台的智能网联服务阶段

华为并没有涉足传统意义上的Telematics功能型车联网平台,而是洞察到汽车产业的格局变革,基于Cloud Platform as a Service的定位,借助OceanConnect物联网平台构筑产业生态,成为跨行业服务使能的控制点。

OceanConnect物联网平台能够帮助车企在数字化转型过程中,将车内的信息以安全、可靠、高效的方式传递到云端,形成以车为核心的数字化资产,构筑车企下一代数字化引擎;再开放给丰富的上层应用,同时具备LTE-V/5G等未来演进能力。

OceanConnect物联网平台的关键能力包括:提供连接管理、设备管理和应用使能基础能力;定期发布车联网服务套件,支撑各行业伙伴快速实现各种物联网业务应用;通过分层的安全架构,实现统一安全的车辆网络接入;T-Box或车机内置IoT Agent,简化各类终端厂家不同协议的灵活适配;对接车企已有IT/OT系统,实现数据统一呈现和管理,降低企业投资成本。

除了提供基础的车联网能力,华为OceanConnect物联网平台还将云计算、大数据以及网络方面的能力开放出来,联合已集成的合作伙伴能力,包装为不同的使能套件,让车企都可以基于这些套件,在平台上面选择自己需要的服务,从而满足最终用户的出行需求。

基于LTE-V/V2X的车路网云协同服务阶段

V2X是指Vehicle-to-Everything,希望实现车辆与一切可能影响车辆的实体进行信息交互,目的是减少事故,减缓交通拥堵,降低环境污染以及提供其他信息服务。V2X主要包含Vehicle-to-Vehicle (V2V)、Vehicle-to-Infrastructure (V2I)、Vehicle-to-Network (V2N)以及Vehicle-to-Pedestrian (V2P)。

V2X目前主要有DSRC和LTE-V两类技术,DSRC(专用短距离通信技术)率先在美国提出,从2010年标准发布,已经经过多年开发测试。随着蜂窝移动通信技术发展,出现了C-V2X(Cellular V2X,即以蜂窝通信技术为基础的V2X)技术,目前主要是LTE-V,在芯片成本、技术先进性和商业模式方面都比DSRC有优势,发展十分迅速。V2X Server是C-V2X技术充分发挥的关键所在,华为OceanConnect物联网平台具备向V2X Server演进的能力,可与车企的车联网平台和ITS智能交通系统协同,更好地实现车路协同。

V2X在ETSI中定义了53个应用场景,在3GPP中定义了27个应用场景,主要包括:

交通安全:紧急制动预警、异常车辆提醒、交叉路口碰撞预警、道路危险状况提示、弱势交通参与者预警等。

交通效率:基于信号灯的车速引导、绿波带、前方拥堵提醒、紧急车辆信号灯优先权等。

LTE-V有效借助现有的蜂窝网络与频谱来实现V2X的信息交互,分为LTE-V-Cellular和LTE-V-Direct,前者为集中式,通过Uu接口通信,后者为分布式,通过PC5接口实现车车/车路的直连通信。

3GPP R14已经将LTE-V标准冻结,中国标准C-ITS和CCSA正在加紧制定中,华为是LTE-V标准的3个报告人之一。2017年9月,LTE-V 5.9GHz频谱测试工作在国家无线电监测中心检测中心指导下已完成,测试结果符合预期,预计将于2018年发布。

基于5G的智慧出行服务阶段

5G将使能一个万物互联的世界,汽车业将是第一批被5G技术改变的行业之一。具有超低时延、超高带宽和可靠性的5G网络,将为交通行业的安全和高效保驾护航。

针对车联网关键业务场景对网络性能的超高要求,5G网络可以通过网络切片等创新技术,提供低至1~5ms端到端时延和高至10Gbps峰值速率,从而助力自动驾驶成为现实。

随着NR-V2X标准进程加速,在R16和R17中有希望将Uu空口和Sidelink的标准内容进行冻结,将非常有利于基于5G网络的车联网业务商用化实施,极大推动自动驾驶产业发展。

5G车联网的主要应用场景包括远程遥控驾驶(Tele-Operated Driving,TOD)、高密度车辆编队行驶以及快速协同变道辅助等。

其中,TOD可以借助5G高性能网络的远程驾驶控制系统,通过车内摄像头和传感器作为远程驾驶员的眼睛和感知,将车辆360度范围内的场景传输到操控室,驾驶员据此进行判断和操作,进行远程闭环操控汽车。

2017年6月,中国移动、上汽集团和华为在上海共同完成中国首个5G远程驾驶演示,在5G的超大带宽和超低时延支持下,驾驶员可以在几十公里外轻松准确地驾驶车辆。远程驾驶场景需要50Mbps上行速率,将车辆采集的多路高清视频实时传达到驾驶台,而驾驶员对于车辆的操控信号,通过5G网络超低时延,在10ms内传到几十公里之外的车辆上,与驾驶员置身车内操控几乎没有区别。

TOD场景将广泛应用在机场、港口等固定线路的区域,以及矿区、建筑工地地基压实、垃圾废料煤层压实等恶劣环境中。同时,也可以作为未来租车和共享汽车服务中自动驾驶的补充,远程进行车辆驾驶和协调。

华为正在与全球合作伙伴共同努力,加速5G自动驾驶时代的到来。

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