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什麽是車聯網?

2014-05-09數碼

車聯網十大發展趨勢

一、技術趨勢一:車路雲一體化系統架構下的內涵和外延拓展

車路雲一體化指的是透過新一代資訊與通訊技術將人、車、路雲的物理空間、資訊空間融為一體,基於系統協同感知、決策與控制,實作智能網聯汽車交通系統安全、節能、舒適及高效執行的資訊物理系統。

(1)分層建設邏輯協同的雲控基礎平台

雲控平台是車路雲一體化系統各組成部份的核心要素。雲控基礎平台與雲控套用平台分層解耦從而保證雲控基礎平台的開放性,對支撐充分競爭性、差異性的雲控套用至關重要。

雲控基礎平台通常由邊緣雲,區域雲與中心雲三級雲組成,形成邏輯協同、物理分散的架構。雲控基礎平台將分層建設,「國家級-區域級-城市級-區縣級」要充分考慮①雲控基礎平台和雲控套用平台之間的資訊互動標準,以及②各級雲控基礎平台之間的資訊互動標準,③雲控基礎平台和 MEC、RSU、OBU等器材資訊互動標準,④雲控基礎平台和第三方平台(交管平台、交運平台、車企雲平台、出行平台、物流運輸平台、停車平台等)之間資訊互動標準。

(2)統籌布局車聯網算力網絡,實作算網一體共生發展

推進車聯網的網絡和計算兩大方向融合,最終實作算網一體共生發展。端邊側算力即包括智能網聯汽車上的算力資源,也包括路端 /基站端的算力資源,加上各級雲側算力,形成一張車聯網算力網絡。車聯網算力網絡在計算效率,可靠性、時延、安全性、隔離度上都將深度耦合,因此未來承載車聯網業務的主體由「雲網融合」向「算網一體」演變。

(3)「人/貨-車-路-網-雲-圖/定位-安全」提供廣義車聯網服務

車路雲一體化的外延非常寬泛,「人/貨-車-路-網-雲-圖/定位-安全」等都是在廣義車聯網範疇,可以提供資訊娛樂服務、安全服務、效率服務和自動駕駛服務等多種業務服務。

二、技術趨勢二:多模網絡支持高可靠、低時延和大連線車聯網服務

ITS America 提出推動在全美33 萬個訊號交叉口,5年內實作10 萬個交叉口安裝 RSU 以及配套基礎設施和系統,10年內實作25萬個交叉口安裝 RSU 以及配套基礎設施和系統,8~13年全部車輛裝配 C-V2x器材。建設規模化C-V2x 網絡,甚至是一張全國性的C-V2x網絡,是非常有價值的。車聯網網絡在實際組網過程中,會是多模網絡形態。

(1)多模網絡提供「車-車-路-雲互相之間的有效連線

車與車之間主要透過 LTE-V2X通訊,未來還可以透過NR-V2X通訊,二者是延續而非替代關系;車與路之間可以透過LTE-V2X/NR-V2X/4G/5G甚至是 ETC2.0、射頻等各種通訊方式;車與雲,可以透過 4G 和5G通訊,未來還可以是6G和衛星通訊等;路與雲,可以透過光纖和 5G 等通訊。

(2)多模網絡提供各種類別業務場景的可靠保障

針對不同類別的業務場景,可以采用不同的通訊方式予以保障例如 5G 大網可以支持資訊娛樂服務、車內標牌、浮動車數據采集等業務(500ms);5G專網可以支持遠端遙控駕駛(上行 200ms,下行50ms);LTE-V2X可以支持一階段(100ms)和二階段(50ms)各類業務場景。網絡效能將持續最佳化和提升。

(3)多模網絡向一網多能方向發展

以 5G-A 通訊感知融合為例!向行業一網多能方向發展。通訊網絡在滿足通訊業務要求的前提下將使能感知業務,一方面支持更加豐富的套用業務以便提高網絡資源的利用效率,另一方面可以透過感知為業務智能和網絡智能提供基礎支撐能力。

三、技術趨勢三:車聯網計算、感知和人工智能深度融合

車聯網要發揮價值,除了提供可靠的網絡外,還應能提供豐富的套用場景。在每個套用場景的背後,人工智能演算法是最重要的支撐工具,例如交通安全預警演算法、路側融合感知演算法、車路雲協作演算法、交通指標演算法、交通事件檢測演算法等。

(1)大模型時代下,構建車聯網行業大模型和車聯網細分場景模型

車聯網 AIGC 大模型將基於公開數據集數據,到行業通用數據再到行業核心數據進行訓練和推理,從而基於基礎模型(NLP、視覺、多模態等)進一步構建出車聯網行業大模型,再進一步構建車聯網細分場景模型。

(2)車聯網融合感知演算法從後融合向特征級融合和前融合演進

感知可粗略分為獲取數據、提取特征、完成感知任務三個環節,按照資訊融合發生的環節感知技術可以分為前融合、特征融合以及後融合。在軟件方面,車聯網融合感知演算法從後融合向特征級融合和前融合演進。

(3)跨域融合感知演算法提升感知效能

車聯網路側傳感器在滿足單點位感知效能後,繼續攻關車-路數據融合感知、路端跨域感知共享等感知融合問題。當前車端感知演算法的叠代升級,例如BEV+Transfomer,也給路側感知帶來了新思路,將路側感知系統演算法與車側感知協同演算法架構趨同融合。

四、技術趨勢四:車聯網數碼孿生底座和仿真測試套用加速技術突破行程

數碼孿生也稱數碼對映、數碼映像,即以數碼化的方式建立物理實體的虛擬模型,借助歷史數據即時數據和演算法模型,實作對物理實體的分析預測和改善最佳化,具有即時性和閉環性。

(1)「道路基礎數據+業務數據+即時動態數據」構建交通和車聯網數碼孿生底座

基於道路基礎數據、業務數據,即時動態數據,構建交通和車聯網數碼孿生底座。將交通結構化數據透過參數化建模方式來解析,並且疊加真實的業務數據和即時動態數據,從而滿足器材管理、軌跡融合、信控同步、道路養護、事件預警等即時業務需求,支撐交通服務管理決策,實作交通控制最佳化。

(2)構建「仿真測試+封閉道路測試+真實道路測試」體系,加速網聯自動駕駛技術突破

智能網聯汽車的商業化落地有百億公裏的路測數據需求,演算法和數據成為自動駕駛技術發展的制約。在現階段的智能網聯汽車測試體系中,90%透過仿真測試,9%透過封閉道路測試,1%透過真實道路測試,因此,仿真測試是解決自動駕駛技術突破瓶頸的重要切人點。要構建「仿真測試+封閉道路測試+真實道路測試」體系,加速網聯自動駕駛技術突破。

(3)"算力資源+硬件在環測試資源是支撐智能網聯汽車仿真測試的硬件基礎

智能網聯汽車演算法驗證基礎,模型在環測試(MI)、軟件在環測試(SI)等需要各種算力中心的 GPU 算力資源支撐。

而與 MI和 SI 不同的是,硬件在環測試(HI)測試環境的仿真時間永遠是即時的,需要基於真實的硬件執行。在大數據量情況下,如果只使用單台數據回灌系統,需要長測試周期。而采用「矩陣式」測試架構,進行大規模並列測試,可大幅縮短產品叠代周期。

構建更大的算力資源+硬件在環測試資源,可以更好地支撐智能網聯汽車仿真測試行程。

五、場景趨勢一:車聯網的車端套用場景體現在賦能 L2/L2+、賦能 L3/L4、車路雲一體化三個方向

2023年9月,【中國新車評價規程(C-NCAP)2024版(征求意見稿)】釋出,首次將C-V2X支持套用功能納入測評範圍,在高速度差且存在遮擋情況下的前向車輛避撞、交叉路口有遮擋情況下的車輛避撞、闖紅燈預警三項功能測試中,基於 C-V2x車與車、車與路直連通訊的解決方案,有望彌補基於單車傳感器在遮擋情況下無法及時辨識和采取制動的不足助力車輛取得更高分數評價。

(1)賦能L2/L2+智能網聯汽車的套用場景

豐富和完善一階段輔助駕駛場景整車量產功能:全國汽車標準化技術委員會智能網聯分委會組織基於網聯技術的輔助駕駛標準研究,確定了3類套用場景。

持續深化二階段協同駕駛場景研究和落地:在 T/CSAE 157-2020、YD/T 3977-2020 等DayI1標準基礎上,中國汽車工程協會及IMT2020C-V2X工作群組組織對各類協同駕駛場景進行更細致的研究,從資訊互動角度透過總結歸類和拆分等方式劃分為五大類套用場景並進行深化。

探索 C-V2X與 ADAS 融合場景:IMT2020C-V2x工作群組開展C-V2X與ADAS融合場景辨識並分析了7類融合套用場景下C-V2x 的價值與面臨的技術挑戰。

(2)賦能L3/L4智能網聯汽車的套用場景

賦能高等級自動駕駛車輛,解決自動駕駛安全性問題與 ODD 擴充套件,支撐開放+混行環境下的無人自動駕駛提前商業落地:車聯網透過紅綠燈資訊推播、超視距資訊推播、鬼探頭辨識、右轉僵屍車辨識無保護左轉、遠端遙控駕駛等典型場景,賦能 L3/L4 智能網聯汽車。

賦能特定場景下的高等級自動駕駛:例如賦能港口自動駕駛、礦山自動駕駛、無人環衛清掃、無人物流運輸和配送等。

賦能特定工況下的高等級自動駕駛:例如賦能 AVP、自動駕駛編隊行駛等。

(3)車路雲一體化的套用場景

車路雲一體化架構下推進智能網聯汽車與智慧交通、智慧城市融合發展。存在智能網聯汽車賦能智慧交通和智慧城市,以及智慧交通和智慧城市賦能智能網聯汽車雙向套用。

六、場景趨勢二:車聯網的交通和城市端場景體現在賦能交通管理、賦能交通出行和物流運輸、賦能智慧城市三個方向

車聯網在交通和城市端套用場景,主要體現賦能交通管理、賦能交通出行和物流運輸、賦能智慧城市三個發展方向。

(1)賦能交通管理的套用場景

基於車聯網的智慧交通管控套用主要包含交通訊號精確控制、特殊車輛優先通行、弱勢交通參與者管控等各種服務。相關服務會從路口級向路段級及路網級拓展。

基於車聯網的高速公路智慧交通管控套用可在匝道匯入匯出口、隧道出入口等路段支持安全駕駛和效率提升的智能輔助駕駛服務,還可實作公路異常感知、重點車輛監控等各種服務。

(2)賦能交通出行和物流運輸的套用場景

以城市公交系統為例,可透過智能化和網聯化改造,發展「精準公交」「安全公交」「科學公交」以城際物流運輸為例,車聯網將有效賦能自動駕駛重卡。借助雲平台、高精度地圖和車聯網等技術,綜合車端、路端、雲端資訊,自動駕駛重卡可提前確定最佳行車路徑,並且可以根據實際情況對線控執行機構下達指令,完成轉向、加速、減速、停車等操作;自動駕駛與編隊行駛相結合將最大程度提升道路通行效率與車輛燃油經濟性。

(3)賦能智慧城市的套用場景

依托城市智能基礎設施,將智能網聯汽車作為移動智能終端,支撐實作面向智慧城市管理、服務、產業的各類套用。新城建中的雙智(智慧城市基礎設施與智能網聯汽車協同發展試點)重點關註智慧燈桿網聯化系統、充電設施網聯化套用、自主代客泊車停車場建設、智慧公交智能網聯基礎設施建設智能網聯汽車執行安全公共道路測試場景等。

七、營運趨勢一:「可信數據」是未來車聯網營運的核心內容

車聯網實作商業營運的兩個重要途徑是「服務營運」和「數據營運」。繼勞動、資本、土地、技術後,數據已成為第五大生產要素。

(1)車聯網數據產生價值,實作數據資產化

車聯網將產生大量原始數據即用來描述智能網聯汽車和智慧交通業務事實,未經過深加工的素材;進一步產生車聯網數據資源,即進行標準化加工處理,形成的可控、有序、可利用的數據,並目具有潛在的經濟價值;再進一步產生車聯網數據資產,即實作價值釋放和經濟利益;最後產生車聯網數據資本,即使數據如同金融資本、實物資本一樣,成為可用於企業經營和投資的生產性資本。

(2)「可信數據」是未來車聯網營運的核心內容

可信數據可以定義為來自特定和受信任來源並根據其預期用途使用的數據。針對具體需求選擇更有價值的數據,將數據篩選流程部署到車/路的邊緣側,進一步提高數據采集效率,並透過自動化標註、交通大數據模型等技術持續提升資料探勘和處理分析效率,最終形成「可信數據」

(3)構建以可信數據空間為代表的車聯網數據流通基礎設施

車聯網要構建以可信數據空間為代表的數據流通基礎設施。可信數據空間是數據要素流通體系的技術保障,透過在現有資訊網絡上搭建數據集聚、共享、流通和套用的分布式關鍵數據基礎設施,以體系化的技術安排確保所簽訂的數據流通協定能夠履行和維護,解決數據要素提供方、使用方、服務方、監管方等主體間的安全與信任問題。

八、營運趨勢二:單項車聯網業務做到極致體驗,實作規模套用,提供「普惠服務」

車聯網能提供「服務營運」的關鍵是具備提供「普惠服務」的能力。普惠服務,是指立足機會平等要求和商業可持續原則,以可負擔的成本為有服務需求的社會各階層和群體提供適當、有效的服務。

(1)單項車聯網業務做到極致體驗實作規模套用,提供「普惠服務

從車聯網全域發展來看,有足夠規模的車聯網套用才是真正有價值的,哪怕這種套用只有1種或者2種。「足夠規模」一方面指的是車端要有足夠的滲透率,足夠的車可以透過多種觸達方式享受到該種車聯網業務;另一方面指的是路端要有足夠的覆蓋率,例如全國覆蓋了多少比例的城市交叉路口,多少公裏的高速裏程等,這樣車輛跑到哪裏都可以享受到該種車聯網業務。將單項車聯網業務做到極致體驗,實作規模套用,提供「普惠服務」。

(2)「泛 V2X平台+多種觸達方式支撐車聯網「普惠服務」

泛V2x平台支持雲端決策V2x 技術,即可以允許將 V2x演算法放在平台端執行,雲端計算完成後將計算的結果發給端側,端側根據計算結果向駕駛員進行安全預警或資訊提醒等。

多種觸達方式,可以透過各等級智能網聯車輛(裝配前裝或後裝OBU產品,如智能後視鏡)、各類資訊終端(如智能電話)、專用V2X APP、通用APP(如導航地圖APP)、小程式、車載特色觸達等,來滿足服務需求。

(3)跨行業拓展更多可能性,使車聯網「普惠服務」產生最大價值

車聯網為車輛提供更高的安全性,例如 C-V2X與 ADAS 融合可以和保險業務合作。

車聯網提升交通通行效率,可以和碳排放業務結合,挖掘出精細化的車速、車型、道路流量等排放相關數據,並結合出行區域數據轉化為碳排放數據,形成碳中和幣系列服務,打造綠色交易服務場景。車聯網可以賦能具備商業閉環能力的自動駕駛業務場景,比如礦卡、環衛車,還可以賦能自動駕駛真正實作無人化的商業營運,比如實作 Robotaxi 全無人化。

車聯網除了套用在動態交通領域,也可以套用在靜態交通領域,例如助力 AVP 解決極端工況;透過支付功能實作停車無感支付等。車聯網套用在能源領域,融入車能路雲」大生態。充電樁具備數據采集和數據緩存功能,可將充電站樁的工作狀態、電流電壓、充電時間等數據即時上傳雲端,支持排程中心平台軟件對充電站樁的遙測遙控。

九、其他趨勢一:車路雲一體化安全體系保障車聯網套用

智能網聯汽車新型安全體系包括四個方面:功能安全、預期功能安全、網絡安全、數據安全。

(1)車聯網網絡安全和數據安全是下一階段標準研究的重點方向之一

工信部辦公廳在2022年3月印發了【車聯網網絡安全和數據安全標準體系建設指南】,包括總體與基礎共性、終端與設施網絡安全、網聯通訊安全、數據安全、套用服務安全、安全保障與支撐等6個部份。

圍繞車聯網網絡安全和數據安全,全國汽標委智能網聯分標委(TC114/SC34)、中國通訊標準化協會(CCSA)等已釋出相關標準 12 項。除此之外,國家工業資訊保安發展研究中心等牽頭在車聯網數據安全、關鍵器材安全防護檢測等重點方向,已推進近 20 項行業標準。

(2)車路雲一體化安全體系保障車聯網套用

構建車路雲一體化主動安全防護體系,實作各業務系統的全生命周期安全防護與統一安全管理,具體包括終端(車端/路側)安全防護系統、雲端安全防護系統、V2X通訊安全防護系統。

(3)數據安全是實作車聯網「數據營運」的前提保障

數據分級分類是數據安全保障的重要基礎,也是數據治理的第一步。私密保護、數據脫敏、數據溯源多方面保障數據安全合規。

十、其他趨勢二:車聯網產業發展需要科學的頂層設計和評價體系

車聯網產業發展需要科學的頂層設計。同時對車聯網建設成果要有科學的評價體系,具體涉及要素指標和價值指標。

(1)車聯網產業發展需要科學的頂層設計

車聯網產業發展需要運用系統論的方法,從全域的角度,對某項任務或者某個專案的各方面、各層次、各要素進行統籌規劃,以集中有效資源,高效快捷地實作目標。車聯網是典型的跨行業融合新興產業,需要統籌規劃汽車行業、交通行業、資訊通訊行業、互聯網行業,以及其他相關行業協同發展。車聯網產業發展還要做好政策、標準、技術、建設、套用、營運等全方位產業思考。

(2)車聯網產業發展評價需要考慮要素指標: 相關政策、基礎設施、產業情況

政策主要包括法律法規政策支持、頂層設計、專項行動計劃(含投融資計劃和補貼政策等)、支撐機構計劃、科研創新計劃、專項人才計劃等;基礎設施主要包括標準和規範、頻段資源、互聯互通等測試、「仿真測試+封閉道路測試+真實道路測試」、商用車和乘用車前裝及後裝、營運等;產業鏈完備程度。

(3)車聯網產業發展評價需要考慮價值指標: 惠民、善政、興業、商業價值

惠民是讓民眾在出行和物流運輸中真正感受到資訊娛樂、安全效率、協同、自動駕駛等各種車聯網套用服務;善政是透過車聯網賦能智慧交通管理(交管、交運等)和智慧城市(新城建),充分運用車聯網產生的大量可信數據;興業是打造「人/貨-車-路-網-雲-圖/定位-安全」車聯網產業生態鏈,推動整車、芯片、零部件、行銷服務等產業鏈上下遊協同發展;商業價值包括各種套用場景實作商業閉環。

(來源:智能網聯汽車)