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5G融合规程化思考 智能交通体系的必然助力

2021-12-09

新潮电子 2021年11期
关键词:车路交通协同

众所周知的5G大带宽和低时延特质,已经得到越来越多垂直行业的认同,成为业务数字化转型的重要驱动力,之前我们聊得最多的是智能化工业和物联网的话题,实际上后者对于交通行业的影响和延展助力,也值得深入聊聊。交通行业,在中国现代化建设进程中发挥着举足轻重的作用,2019年国务院印发了《交通强国建设纲要》,有力推动交通行业数字化转型,更好地服务国计民生。5G作为“新基建”的核心管道和推动力,赋能交通行业的种种举措都是值得关注的。毕竟,安全、高效、便捷、经济、绿色的出行,一直是人们的追求。如今,人工智能、大数据等正与交通行业加快融合,智能交通建设提速,我们离这一目标更近了。

智能交通体系的跨越式发展

交通与通信的关系一直密切。移动通信技术不仅提升了交通效率,还可以改变交通行业的经营模式和机制。早在2G时代,已有专门用于导航的设备面世,如今手机导航已经是出行的刚需。网约车模式,更是移动通信助力交通行业的一次革命。甚至乘客等公交车,都可以知道下一趟车需要等几分钟。

5G商用后,无人驾驶汽车就有条件成为现实。现在流行的自动驾驶或辅助驾驶,还不是联网状态,从通信业角度看需要聯网,需要车路协同,也就是V2X。要实现真正联网的无人驾驶,4G做不到,WiFi也做不到。此外,对于矿山、工程建设等安全风险较高的场景,基于5G技术的无人驾驶汽车,具有很大的应用潜力。

之前我们在很多专题内提到,5G助力交通行业数字化转型的全面落地,既离不开基础设施、技术与数据等层面的融合应用,也离不开行业之间的创新和协同,以及相关法律法规、行业标准和产业生态的支撑。

移动通信与交通出行关系密切,不仅能提升交通行业的运营效率,还可以改变整个交通行业的经营模式和机制。为了适应交通行业的需求,除了在覆盖率和技术层面的提升之外,还需要相关法律法规和行业标准的建立。因为5G不仅仅是技术问题,要助力行业实现数字化转型,还要从整体机制上来进行创新。当然,对通信运营商来说,不能再像过去一样按照每天的使用峰值来设定一个固定网络容量,而是需要和应用企业共同实现智能化运营。

由于当前众多传感设备和V2X设备分属不同的技术体系,如何将通信和感知集成在一起,提升传输数据获取和传递的效率是亟须解决的问题。为解决此问题,有专家提出通感融合的车路协同架构。比如通信与感知一体化架构。在此架构中,充分利用无线通信网络具有的非通信感知功能,将通信网络的作用延伸到感知层。

同时,在车路协同的应用中,利用移动通信网络的定位功能,在卫星导航信号被遮挡的情况下,如隧道、地下停车场等,为车辆提供高精度定位服务,实现全场景的车联网应用。更进一步,利用移动通信网络广域部署的特点,还可以进行车辆的方位测量、轨迹测量以及流量测量及预测等,实现从基础到高级的智慧交通应用。通信和感知融合,一方面能够实现对通信资源的最有利用,另一方面可以实现设备小型化、降低成本、易于部署。

我们知道,与传统主要依靠设备集成提升交通智能化程度不同,人工智能、5G等新一代信息技术,有望助推智能交通实现跨越式发展。比如,传统自动化技术也能实现一定程度的无人驾驶,但距离商用比较远。融合了最新的人工智能、雷达、地理信息等技术,汽车“大脑”快速进化——不仅能“看”,没了盲区;还有了“智商”,懂得决策,从而向无人驾驶迈出了一大步。

快速发展的5G技术具备低时延、广连接等优势,是推进智能交通的利器。比如,控制好自动驾驶状态下运行的地铁列车,需要精确可靠、极快速响应的传输信号。有了5G,这一技术不再是难题,比如今年4月深圳开通的首条无人驾驶地铁线,就融合了5G技术,目前来看效果也很好。

小到交通信号灯的控制优化,大到搭建城市交通“智慧大脑”;从公交到地铁,从公路到港口,交通各行业、各领域都在展开智能化尝试,智能交通的图景渐行渐近。但总体看,智能交通应用场景规模化落地还有一段距离。智能交通离不开一套相互支撑的系统,任何一个环节缺失,都可能造成“智”而不“能”。例如,高级别自动驾驶的真正落地,除了要有“聪明”的车,还得有“智慧”的路,这就需要可知可感的基础设施、数据决策和管理系统等共同搭建起来的车路协同网络。

一直以来,通信和交通的发展都是密切相关的。5G高带宽、低时延,广连接等特性,是交通产业向高质量转型升级的重要推手。以广连接为例,就能很好地适用于交通点多、线长、面广、体系庞大的等特点。也有专家特别强调,“真正的V2X在以前是不可能的, 即便是在港口等较为封闭的交通场景内,4G和Wi-Fi也难以满足对通信能力的需求。”这个观点,我们下面的章节主要会展开说说。

安全的大方向 让5G参与的基础更牢实

我国新基建的提速,将为车路协同发展打下良好基础。随着技术解决方案的进步,车路协同网络也将不断完善。业内认为,未来交通是以人为中心、人车路智联的“生命体”。“通过感知设备采集数据,人工智能算法处理数据,数据和算法双轮驱动,交通行业有望实现从分析、预测、决策到反馈的全生命周期的智慧化升级。”有专家指出,智能交通发展会经历“数字化升级、网联化转型、自动化变革”三个阶段,三者同步推进,并非一个接着一个阶段开启。未来城市可能会出现智能交通运营商,高效、绿色、共享的自动驾驶车辆,并与其他交通工具结合,形成全新的出行和运输模式。

很多专家都强调,5G的确能够为交通行业带来的变化(普通用户也不怀疑这个观点),可以说是全方位的,从基建到出行的变化,从应用创新到商业模式的变革。但是,作为各大互联网厂商和运营商在智能交通领域拓展的动能,5G在智能网联、车路协同等领域的应用,并利用在C端的优势,帮助用户在特定区域内感知5G车路协同,才是未来一段时间内的首要工作。

实际上,数字化技术能够深刻改变企业的营销模式、研发模式、制造模式、服务模式、管理模式和决策模式,而云计算、人工智能、大数据和物联网等关键技术,都是以网络通信为基础的。从现在已知的信息来看,当初设计5G的时候,就考虑到今后十年市场和大众对流量增长的需要,所以5G一定会在行业的数字化转型过程中发挥重要作用。

不过,尽管具备高带宽和低时延等诸多优势的5G已经在工业制造、交通出行和消费医疗等诸多领域内得到了一定程度的应用,但距离全面爆发和大规模推广还有一段较长的距离。因为, 5G应用落地和价值释放,需要场景的支撑和行业的融合。5G在持续自我优化的同时,还需进一步深化行业融合——这依旧是段需要耐心去沉淀的长途旅程。以导航为例,从平面导航到三维立体的实景导航,带宽能力提升后才能做到。火车票检票等应用,显示出通信技术与交通行业的结合无处不在。5G的技术特性更强,不过也存在很多挑战,最主要是商业模式的挑战,通信深度融合到交通领域,两者之间将存在很多磨合。再就是法律、安全等层面的挑战,例如自动驾驶,实现商用后,如果出现事故,算谁的责任?

在此我们反复强调车联网的安全问题,也是现在市场反映的主流思路。5G能够帮助司机提供精准导航、提高运输效率等,但对于端到端的安全服务还不够,例如车辆内部的情况。因此,5G的确可以帮助实现高清监控,能够在发生事故后还原整个过程。

总之,技术落地需要场景支撑,5G应用最大的机会是在B端市场,最大的挑战也是在B端市场。作为5G落地的重要场景,随着交通行业智慧升级浪潮的到来,5G应用也迎来了关键的节点。在行业的协同创新下,在5G的未来应用中,甚至会出现一种全新的角色。

只是,由于5G运营商和应用企业之间还需要长期的磨合,可能会出现一种虚拟系统集成商的角色,从而能够更好地促进5G和行业之间的融合。要知道,“融合”,的确是5G助力交通数字化转型的关键词。毕竟,在传统的交通业态下,很多数据是图纸式的,在数据的共享和应用上,建设和运营等环节很难打通。智慧交通就是在原有的土木设施的基础上,增加一层数字化的基础设施,也就是现在说的融合基础设施。

后记

显然,5G赋能交通行业,是确定性的命题,是前景广阔的大方向,挑战是需要解决前进路上的一个个阻碍。对于公共交通,可能还需要更多的试点、积累,而在行业性场景,5 G发挥的价值将愈加明显。目前,智能交通发展仍不够系统,发展不平衡,各个方向缺乏协调,系统性的智能化应用和集成还有待加强。比如,交通控制设备基本能够满足单一控制场景,但要适应于未来的车路协同场景,还应进一步優化。针对短板,政府部门和产业界正在发力。今年5月有关部门表示,要着力推进“单车智能+网联赋能”,加速推进智能网联汽车产业化。另外,今年是中国共产党成立100周年,也是"十四五"规划开局之年。我们知道,“十四五”时期正是加快建设交通强国开局和起步的重要阶段,而5G本身的通感融合需要经历“ 通信+感知”“ 通感融合”“协同控制”等阶段,最终实现“车路一体化”的目标。

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