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车路协同:V2X开启“上帝视角”

我们提到未来的汽车会有两大特点:智能和网联。自动驾驶就是智能化的方向,那么网联在汽车身上如何体现呢?

我们可以把汽车看成一部手机,每辆车都存在于一张无形的通信网络里,车与车可以互通信息,每辆车都能够感知到其他车辆的活动范围、路线、速度和方向,作为自身下一步行动的参考。假如不考虑自动驾驶,依然是由人来驾驶汽车,有了网联化的功能,就可以随时随地知道周边的路况信息,作为驾驶员,是不是会觉得心中更有数,行车更加方便了?

智能网联汽车才是未来汽车的主流方向,智能靠AI、网联靠5G,用最快的速度传递数据、运算数据、反馈数据,让车变得耳听八方、眼观六路、聪明伶俐、行动合理,每次出行都让人非常放心,而且方便快捷,是不是听起来很动心?

要实现这种功能,就需要5G+AI的配合,我们刚刚介绍了自动驾驶,接下来介绍结合5G后的网联化汽车。

让路智能化

单车智能有成本和安全的局限性,于是业界开始换一个角度思考问题,通过将一部分智能化功能转移到道路侧来降低车辆本身的成本压力;通过道路侧的感知为车辆定位导航来提升安全性;通过车与路协同工作来实现单车智能无法做到的事情。于是,最近两年,“车路协同”的提法受到了政府和企业的重视。

为了达到车路协同的效果,我们需要做好两件事。

一是在道路两路建设能够感知路况信息的RSU(路侧设备),类似于为道路安装上“千里眼”和“顺风耳”。

道路侧的传感器能够比车载传感器视角更开阔,感知范围更大,两者相结合能够有效避免单车的感知盲区,为自动驾驶汽车提供双保险。

车路协同之所以能够降低单车智能的成本,是因为将一部分智能化功能转移到了道路侧,对道路进行智能化升级改造之后,车企可以减少车辆雷达传感器的部署。路变得“智慧”后,车不需要非常“聪明”,这样造车成本将大大降低。

对于购买和使用自动驾驶汽车的企业和个人来说,成本降低也会带来更大的消费需求,市场将真正打开。

二是需要将道路侧和汽车自身每时每刻获得的数据信息及时交互,确保知己知彼。

未来,像北京、上海这样的大城市,每天在路面上会有几百万辆汽车行驶,每辆汽车都时时刻刻采集360°路况信息。与此同时,错综复杂的道路交通网也在采集海量数据。车与路、车与车之间需要进行实时互动,如此庞大的数据量对传输带宽是一个巨大的挑战,没有5G,根本实现不了数据的交互,也谈不上车路协同。

V2X连接一切

5G在车路协同上的作用需要V2X(Vehicle to Everything)技术来承载。V2X是让车与车、车与路、车与人以及车与周围一切事物实现网络连接和信息交互的新一代信息通信技术,这里的X包含一切事物,如图3-2所示。

● 最简单的是V2N(Vehicle to Network)是车与互联网的连接,每辆车都会配有上网功能,可以获得导航信息、收听网络歌曲,这是目前V2X最广泛的应用。

● V2V(Vehicle to Vehicle)是车与车的连接,让任意两辆车之间能够实现信息交换,知己知彼,避免碰撞和拥堵发生。好比我们在山路开车转弯的时候,会按下喇叭,如果弯角那边有迎面转来的汽车,听到喇叭声就会放慢速度,会格外小心地转弯。V2V就可以替代喇叭的提醒功能,无声无息通知对方。

● V2I(Vehicle to Infrastructure)是指车与基础设施的连接,这里提到的基础设施包括交通信号灯、指示牌以及路边可以影响车辆行驶的任意设备。如果要依靠车路协同来实现自动驾驶,那么路边设施对车辆的指挥作用就会非常重要,所以V2I最大的价值将体现在自动驾驶汽车上。

● V2P(Vehicle to Pedestrian)是车与人的连接,每个路上的行人都可以通过车联网的通信设备与路上行驶的汽车做到信息互动,汽车可以随时看到周边行人的动态以及行人与车辆自身的距离,做到不会有碰撞发生。当然,要达到这种效果,行人必须拥有专门的通信设备,也许是手机里的一个App程序,但毕竟街道行人众多,不可能每个人都安装,所以V2P实现起来难度很大。

图3-2 车联网

通信是一个双向交流的活动,因此一项通信技术出现,必须伴有统一的标准,否则不同厂商出产的设备之间的通信交流就不可能实现。目前V2X有两种标准方案,一个是DSRC,类似于手机Wi-Fi,范围小、延时短,适合短途通信;另一个是C-V2X,基于蜂窝技术的远程车联网方案,这就必须依靠通信运营商的网络来实现了。

两种标准哪个更好?众说纷纭。

类似于Wi-Fi的DSRC在国外有数十年研发与测试历史,美国交通部将其确认为V2V标准。C-V2X适合大范围远程通信,当然肯定会有延时现象,不过随着5G来临,这种延时会得到大大改善,未来车主可以像给手机充话费一样,每月给自己的爱车订购一个流量包就可以了。

总之,车路协同是实现自动驾驶的更优选择,通过5G+AI让每一辆汽车都能拥有“上帝视角”,全盘掌握整个城市的交通运行图,每一辆车、每一条路的状况在这个全局图中都被看得一清二楚。通过V2X技术,汽车可以提前预知前方道路状况,在视线被挡住的情况下还能知道危险所在,做出及时规避的动作。V2X是车联网的核心技术,是传统汽车与网联汽车的根本区别所在。