時(shí)至今日,出行和交通問(wèn)題已經(jīng)成為城市、地域管理的一個(gè)難點(diǎn),智慧交通也早已經(jīng)被提上日程,通信和IT向交通領(lǐng)域的滲透、融合,甚至顛覆的進(jìn)程已經(jīng)開(kāi)啟。目前,自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛技術(shù)日新月益,車與路、車與車的信息互通、車與行人的智能溝通越來(lái)越重要。隨著4G、5G網(wǎng)絡(luò)性能面向車聯(lián)網(wǎng)需求的不斷優(yōu)化,專家認(rèn)為,"通信+計(jì)算"將會(huì)成為支持車路人網(wǎng)協(xié)同的重要基礎(chǔ)。
車路協(xié)同對(duì)網(wǎng)絡(luò)有新要求
如果說(shuō)智慧交通是從路的角度,自動(dòng)駕駛是從車的角度,那么車路的協(xié)同就需要通信網(wǎng)絡(luò)支持。
中國(guó)移動(dòng)研究院副院長(zhǎng)魏晨光認(rèn)為,車路協(xié)同是持續(xù)演進(jìn)的過(guò)程,可以分為三個(gè)階段。車路協(xié)同1.0是從聯(lián)合感知開(kāi)始,在車輛獲取路側(cè)交通信息,在車端進(jìn)行融合、計(jì)算、決策,并提供輔助駕駛能力;車路協(xié)同2.0是可以輔助計(jì)算,在路側(cè)進(jìn)行基礎(chǔ)計(jì)算,車融合路側(cè)計(jì)算進(jìn)行決策,實(shí)現(xiàn)特定道路或者有條件下的自動(dòng)駕駛;車路協(xié)同3.0則是協(xié)作式計(jì)算,車路傳感器信息交互,車路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分布式協(xié)同計(jì)算,實(shí)現(xiàn)全天、全路的自動(dòng)駕駛。
車路協(xié)同將為通信、汽車、交通行業(yè)均帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇,行業(yè)間也需協(xié)同發(fā)展。通信行業(yè)要升級(jí)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò),深入垂直領(lǐng)域,重點(diǎn)支持V2N/I(汽車對(duì)網(wǎng)絡(luò)/道路基礎(chǔ)設(shè)施的通信)業(yè)務(wù);汽車行業(yè)要加速智能網(wǎng)聯(lián)汽車成熟,推動(dòng)車輛升級(jí)制造,迅速形成商業(yè)價(jià)值;交通行業(yè)要加速交通基礎(chǔ)設(shè)施信息化,推進(jìn)智能交通發(fā)展,提升整體交通服務(wù)水平。
車路協(xié)同對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出新的需求。在網(wǎng)絡(luò)通信能力上,要低時(shí)延,3ms~100ms,高可靠達(dá)90%~99.999%,大帶寬約50Mbps,支持高速移動(dòng),絕對(duì)速度達(dá)250kph,相對(duì)速度500kph。在數(shù)據(jù)計(jì)算能力上實(shí)現(xiàn)高性能,如在汽車保有量200萬(wàn)的城市,每天數(shù)據(jù)量支持1609TB;計(jì)算時(shí)延為20ms~50ms;實(shí)現(xiàn)低成本存儲(chǔ)。"到2030年,預(yù)計(jì)潛在連接將超過(guò)20億,每公里平均30多個(gè)連接,90%以上的汽車會(huì)被連接。"魏晨光說(shuō)。
構(gòu)建"通信+計(jì)算"新體系
車路協(xié)同對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出的新需求,在落地實(shí)現(xiàn)時(shí),即是構(gòu)建一個(gè)"通信+計(jì)算"的新體系。"通信+計(jì)算"體系架構(gòu)的關(guān)鍵有兩個(gè),一是降低端到端時(shí)延,二是滿足高并發(fā)數(shù)據(jù)計(jì)算需求。
魏晨光表示,新體系將是一個(gè)多級(jí)計(jì)算的體系。支持這一體系有規(guī)?;闹悄苈穫?cè)設(shè)施,包括支持Uu+PC5方式的RSU(路邊單元設(shè)備)、多傳感器融合的感知設(shè)備。在底層實(shí)現(xiàn)車車、車路數(shù)據(jù)交互,弱勢(shì)交通參與者的識(shí)別與保護(hù)也在底層實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上,向上的第一層,則是由邊緣云、路側(cè)感知和移動(dòng)基站構(gòu)成;向上的第二層,則是區(qū)域平臺(tái),進(jìn)行區(qū)域分析;再向上是中心平臺(tái),進(jìn)行全局計(jì)算。
從網(wǎng)絡(luò)性能的提升來(lái)看,首先要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的降低,通過(guò)升級(jí)網(wǎng)絡(luò)特性和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn),例如引入新的QCI保證V2X業(yè)務(wù)高優(yōu)先級(jí),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣档蛡鬏敃r(shí)延,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。其次要提高網(wǎng)絡(luò)的容量和可靠性,主要通過(guò)部署RSU、引入PC5(車與車直接連網(wǎng))來(lái)實(shí)現(xiàn)。在車路協(xié)同中更多的直連可以保證低時(shí)延,更多的廣播功能可以實(shí)現(xiàn)高容量,同時(shí)保障在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度模式上實(shí)現(xiàn)高可靠。再次,將LTE-V2X逐步過(guò)渡到5G-V2X。公眾網(wǎng)絡(luò)(Uu)和直連(PC5)通信都需要過(guò)渡:公眾網(wǎng)絡(luò)從LTE逐步向5G NR演進(jìn),直連通信從LTE PC5向5G NR PC5演進(jìn)。
V2X的多級(jí)計(jì)算平臺(tái)是由邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)、區(qū)域計(jì)算平臺(tái)、中心計(jì)算平臺(tái)構(gòu)成的,對(duì)應(yīng)分級(jí)的通信網(wǎng)絡(luò),則是接入網(wǎng)對(duì)應(yīng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn),核心網(wǎng)對(duì)應(yīng)區(qū)域計(jì)算平臺(tái),業(yè)務(wù)網(wǎng)對(duì)應(yīng)中心計(jì)算平臺(tái)。
邊緣計(jì)算要具備全景感知圖構(gòu)建、邊緣信息感知分析、高實(shí)時(shí)性交通場(chǎng)景計(jì)算的能力,區(qū)域計(jì)算要具備區(qū)域交通環(huán)境感知及優(yōu)化、邊緣協(xié)同計(jì)算調(diào)度、多源數(shù)據(jù)融合分析、區(qū)域數(shù)據(jù)開(kāi)放和應(yīng)用托管的能力,中心計(jì)算要具備全局交通環(huán)境感知及優(yōu)化、多級(jí)計(jì)算能力調(diào)度、應(yīng)用多級(jí)動(dòng)態(tài)部署、跨區(qū)域業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)管理的能力。
魏晨光表示,多級(jí)計(jì)算平臺(tái)必然會(huì)分階段部署,第一階段先部署區(qū)域數(shù)據(jù)平臺(tái),第二階段部署區(qū)域平臺(tái)和邊緣節(jié)點(diǎn),第三階段實(shí)現(xiàn)中心、區(qū)域、邊緣的多級(jí)計(jì)算平臺(tái)。在部署中,計(jì)算時(shí)延要從50ms降低到20ms,業(yè)務(wù)量級(jí)也將從百萬(wàn)升級(jí)至千萬(wàn)、億個(gè)連接。
開(kāi)展規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)
LTE V2X規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)從2017年已經(jīng)開(kāi)始,在2017年到2018年主要做LTE-V2X技術(shù)試驗(yàn)及應(yīng)用示范,三大運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在上海、無(wú)錫、重慶、雄安等地展開(kāi)測(cè)試和試驗(yàn),驗(yàn)證典型業(yè)務(wù),開(kāi)展應(yīng)用示范。
試驗(yàn)結(jié)果表明,LTE-V2X通信性能上在Uu模式中,時(shí)延小于100ms,可靠性大于90%;在直連時(shí),V2I的時(shí)延滿足需求;在視距和非視距場(chǎng)景下,RSU覆蓋良好。目前已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議一致性驗(yàn)證、多廠商互聯(lián)互通驗(yàn)證、業(yè)務(wù)流程驗(yàn)證。
2019年到2020年會(huì)開(kāi)展LTE-V2X規(guī)模試驗(yàn)和5G-NR技術(shù)試驗(yàn),測(cè)試LTE-V2X組網(wǎng)性能,驗(yàn)證C-V2X產(chǎn)品成熟度;驗(yàn)證5G NR對(duì)于車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的支撐能力以及典型應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)需求。LTE-V2X規(guī)模驗(yàn)證內(nèi)容有空口覆蓋、可靠性、時(shí)延驗(yàn)證與優(yōu)化,V2X業(yè)務(wù)驗(yàn)證包括紅綠燈車速引導(dǎo)、交通事件提醒、前車緊急制動(dòng)預(yù)警等。5G NR的技術(shù)試驗(yàn)內(nèi)容主要是車載環(huán)境下空口性能驗(yàn)證,以及封閉場(chǎng)景下遠(yuǎn)程遙控駕駛等典型應(yīng)用的業(yè)務(wù)功能和性能驗(yàn)證。
2021年之后,主要針對(duì)5G-V2X做技術(shù)試驗(yàn),屆時(shí),將會(huì)結(jié)合L4/L5等級(jí)的自動(dòng)駕駛應(yīng)用,探索網(wǎng)絡(luò)部署方案。
在技術(shù)驗(yàn)證、規(guī)模試驗(yàn)的同時(shí),也在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步成熟,V2X的終端技術(shù)不斷升級(jí)。這些終端包括路側(cè)單元RSU、LTE-V2X車載通信模組、車載單元OBU。目前中國(guó)信科、華為、中興等公司推出的路側(cè)單元已經(jīng)支持Uu+PC5并發(fā),PC5接口支持5.9GHz頻段、20MHz帶寬。以C-ITS協(xié)議棧集成V2X應(yīng)用服務(wù)組件,可以實(shí)現(xiàn)多種典型V2X應(yīng)用場(chǎng)景,同時(shí)內(nèi)置安全芯片,可用作高精度定位基準(zhǔn)站,支持遠(yuǎn)程管理功能,包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程升級(jí)、遠(yuǎn)程診斷等。
LTE-V2X車載通信模組則要實(shí)現(xiàn)Uu、PC5的二合一,有亞米級(jí)的高精度定位,支持多種擴(kuò)展接口,符合車規(guī)級(jí)的設(shè)計(jì)要求。車載單元OBU要支持Uu、PC5的并發(fā),也要集成V2X應(yīng)用服務(wù)組件、實(shí)現(xiàn)多種典型V2X應(yīng)用場(chǎng)景、內(nèi)置安全芯片、高精度定位,支持升級(jí)。
車路人網(wǎng)的協(xié)同,隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)從4G向5G演進(jìn),自動(dòng)駕駛技術(shù)從L3向L4、L5發(fā)展,將會(huì)在更好的基礎(chǔ)條件上提供更佳的解決方案,多行業(yè)的融合正在改變我們的出行,一路暢通的夢(mèng)想不再遙遠(yuǎn)。(記者 劉晶)
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