1前言
智能网联汽车(ICV),突破单一车辆所能达到的性能提升极限,有机地将智能化汽车置于车联网环境,通过车辆搭载的先进的行车载传感器､执行器､控制器等设备与道路､信号灯等基础设施并融合于现代通信和网络技术,完成车与人､车—车､车—环境和支持平台信息共享,从而高效提升车辆安全性､舒适性､环保性､高性能运行,并发展为完全代替人驾驶的新一代汽车｡
作为第5代移动电话行动通讯技术标准的5G技术,具备超快传输速度(为4G的10倍以上)､增强带宽容量､超低网络延迟(小于1ms)等优势｡5G技术网络在大规模商业应用的道路上特别是车联网的发展上会更为迅速,将对智能交通､智能驾驶和智能网联汽车产生革命性的颠覆｡
不久将来发展应用5G技术于智能网联汽车,对缓解当下交通拥堵､驾驶安全､绿色环保等涉及人､车辆､环境的诸多问题,提供一个更加快速､有效的解决方案｡
2 5G现状与概念
2.1概念
5G:作为4G技术的延伸,5G技术从概念到如今处于研究与推广应用并行期,峰值传输速度可达10-20Gbit/s,可满足智能网联汽车所需的大量数据传输｡目前,我国已经建成全球最大规模的5G技术网络,累计有81.9万个基站,占全球70%占比,终端用户连接数高达2.8亿｡
2.2路径发展
2010年,HTC在美国的无线通信展上推出第一款4G手机;2013年,日本电报电话公司(NipponTelegraphandTelephone)领导着5G研究｡韩国三星公司宣布了这项技术的发展｡包括华为在内的中国企业开始研究5G｡
2020年,5G服务陆续在大城市中推出,全球5G无线网络基础设施收入将达到42亿美元｡至今5G智能手机出货量约为5.4亿部｡
中国作为5G技术领域领先的国家,拥有全球最大的5G用户群｡在2009年已经开始研究当时的下一代通信技术,即5G技术｡
2.3部分商用国家及区域
美国,于2019年4月3日开始,首个运营商为Verizon｡
欧洲(如英国､德国､法国等),也已于2019年4月份开始,运营首个5G商用网络技术｡
日本,新加坡已于2020年开始将5G技术商业化应用｡
3智能网联汽车(ICV)
智能网联汽车能够在推动社会经济发展,改造主机厂的传统生产模式､道路的交通运输等方面,新时代实现的智能制造领域大有可为｡得益于中国5G技术的市场发展和广泛应用,在最近的移动通信基础设施报告《Mobile Infrastructure Market Tracker》中,2021年第一季度华为仍是市场收入第一,占比31%｡随后排名为诺基亚､爱立信和中兴｡
3.1智能网联汽车现实意义
智能网联汽车ICV—可以对(车—车)间短距预警,从而避免车流密集状态下的交通安全危险,提升高密度交通流的通行效率｡能根据交通参与人的目的路径,预判制定行车路线,最大限度选择相对优化的行驶轨迹,从而节约路上时间成本｡
3.2趋势发展
西方世界的美国最早开展了智能汽车､网联汽车的国家,首先制定了三阶段发展:纯自动驾驶车(路况单一)､网联车辆(多车交融的运行环境)､以及将二者融合关联的智能化网联式自动驾驶汽车,见下图1｡
车辆在行驶时,网联汽车将接收各种信息信号(由GPS､多功能传感器等发出),对车辆状态和运行环境进行评估预判,通过共享信息技术,所运行环境车辆的状态进入中央“云分析处理单元平台”｡智能网联汽车(ICV)将两者技术优势融合,车辆成为真正的智能化､网联化自动驾驶车｡
我国汽车智能网联化的研究相对较晚,主要在长安､国防科大及清华等高校院所｡科技部公布的“中国制造2025”重大技术攻关路线中,规划了车联网技术和智能汽车驾驶､智能交通系统等关键技术的关系,如图2｡
在该规划框架中,智能车辆的先进驾驶员辅助系统､智能网联汽车模块属于智能交通系统的大模块中,与车联网技术领域有重叠和交叉｡
3.3车载平台和基础设施
集成化和一体化的计算机技术,智能化信息传感技术和通信技术的高速发展,随着政府交管平台基础设施的完善下,我国智能网联汽车定制化和规模化的发展会更加迅速,当下的车载平台和基础设施建设层面的进程如下图3所示｡
4 5G与智能网联汽车
常见的5G手机和电脑,增强现实AR､虚拟现实VR､智能汽车､远程医疗､机器人､物联网､区块链等众多产品已经开始展示和商用,虚拟与实体并行,涉及智能工厂､智能制造技术､智慧交通､智慧城市､智能驾驶和智能生活等方方面面｡未来,在相关产业化､网络搭建及应用融合下取得积极成就｡可以预见,在下一代通信标准来临之前,5G技术显然起到了促进节能高效,万物互通,对保证世纪中叶达到碳中和的国家战略有重要的帮助｡
5G技术的高频次速率的信息传递,能够保证车辆间的信息能够实现实时的无缝换接,在｡有5G技术作为基础保障,其高容量的信息融合,可以使得车辆间的信息负载驱动顺畅,无须担心信号重负和车流的密度问题,使路面车辆流负载均布｡
虽然在5G的高利用效率和速度传递方面非常有利于智能网联汽车的发展,但同时也有多信息要素的干扰发生,NAM[4]等科研人员为此设计的接收机科技,在对抗信息干扰方面取得了良好的效果｡由此,5G与智能网联汽车的融合,无论从资源配置上､空闲频带的利用与分配上都相应提高了效率,解决了干扰的情况｡
5总结
在5G技术发展的背景下,本文结合智能网联汽车在交通参与中的发展,将两者进行有机融合的全智能交通系统的趋势､背景意义等问题进行了探讨分析｡有利于ICV的规模化､定制化技术架构的完善,以期实现ICV车辆间的信息的有机融合｡展望未来,以期为新时代我国智能交通系统环境,作有意义的指导建议｡
来源|知网、热设计
