隨著智能駕駛的發展,越來越多的計算機應用開始用到車輛環境中。這就對車輛提出了一個新的挑戰,即怎樣滿足這些應用的計算需求。正在測試中的無人駕駛汽車阿波羅,其后備廂中裝載了價值近百萬元的計算機系統進行存儲和運算,用來分析車輛周邊人、車、道路與環境。但智能駕駛、無人駕駛要走向商用、民用,成本必須降低,因此對智能駕駛、無人駕駛來說,邊緣計算將是必需。不僅降低成本,在車車、車路信息的處理能力上也會大幅提升。
據交管局2017年7月發布的汽車統計數據表明,截至2017年6月底,中國機動車保有量達3.04億輛,其中汽車2.05億輛,成為繼美國之后的第二大汽車大國。另據英國SBD公司預測,未來3年,中國每年將至少售出3000萬輛汽車,到2020年,中國的汽車保有量將達到3億輛左右。
為了提高駕乘體驗,車輛制造出現了一股新勢力。據不*統計,新興造車企業已經突破60家,并且數字還在不斷增長,2016年還是“PPT造車”,2017年10月12日,小鵬IDENTY X推出;2017年12月11日,威馬EX5推出;2017年12月16日蔚來ES8推出。2018年新品也陸續上市。這些車以智能化、聯網化為賣點。
另一方面,從政策來看,“聯網”成為剛需。建設車輛信息化管理平臺是中央和省級公車改革的明確要求;建立與平臺對接的新能源車監控平臺是工信部的強制要求。
繼6月15日工信部與標準委于聯合印發《車聯網產業標準體系建設指南》,規劃到 2025 年中國形成能夠支撐別自動駕駛的智能網聯汽車標準體系后,6月27日工信部無線電管理局又對車聯網直連通信使用5905-5925MHz頻段,向社會公示征求意見。這些舉措的出臺對于推動C-V2X(蜂窩車聯網)的應用又向前邁出了一大步。
研究表明,先進駕駛輔助(ADAS)、車-車/車-路協同(V2X)、高度自動駕駛等車輛智能化、網聯化技術,可減少汽車交通安全事故50%~80%,提升交通通行效率10%以上,同時極大的提高駕駛舒適性,車聯網技術是解決上述社會問題的關鍵技術手段,V2X是車聯網技術主要部分。
V2X是Vehicle to X的意思,X代表基礎設施、車輛、人、路等。V2X主要用于提高道路安全性和改善交通管理的無線技術,是智能交通系統(ITS)的關鍵技術,能夠實現車與車之間、車與路邊設施、車與互聯網之間的相互通信,從而獲得實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息,提高駕駛安全性、減少擁堵、提高交通效率。V2X是自動駕駛必要技術和智慧交通的重要一環,主要實現方式是通過裝載在車上的通信設備與車、與道路設施、與人、與網絡進行實時的數據通信交互,將周圍信息實時匯聚到信息終端,為道路出行提供智能決策依據,基于該技術可以為自動駕駛、智能交通和下一代車聯網提供低成本、易部署的支撐和基礎平臺。
路邊設施能力進化
車載移動網絡能夠有效緩解移動數據對現有網絡造成的巨大壓力,該網絡主要有2種通信方式:車與車之間的通信和車與路邊單元間的通信。路邊通信單元(road side units,RSU)是車聯網中部署在路邊進行輔助通信的設施,它與骨干網直接相連,并且可以與車輛進行無線通信。
今年MWCS期間,華為無線LTE產品線總裁兼中國智能交通產業聯盟副理事長熊偉發布了支持Uu+PC5并發的RSU(Road Side Unit)產品,這是華為在C-V2X車聯網領域推出的*商用產品。
路邊通信單元是車聯網中部署在路邊進行輔助通信的設施,它與骨干網直接相連,并且可以與車輛進行無線通信。相比車載通信設備,RSU具有更好的通信能力、覆蓋范圍和傳輸速度,而且可以同時與多輛車輛進行通信。
此外,RSU還有較大的存儲空間,可以存儲信息,提高通信概率。因此,通過在道路交通系統中部署相關的RSU,一方面能有效地解決現有車載的互聯網接入問題,另一方面,也能極大地增加車載之間的通信機會,通過RSU緩存消息,實現車與車之間消息的傳遞。
華為的RSU有幾個亮點,比如支持Uu及PC5接口通信加密,使得通信更安全更有保證;采用有線、無線接入方式,靈活連接信號機等道路設施,方便工程部署;支持GPS和我國的北斗定位系統;PC5時延小于20ms,支持5.9GHz 頻段的20MHz帶寬,這也是絕大多數采用的ITS(智慧交通系統)頻段。
目前RSU是基于LTE-V的標準生產,但其向5G的后向兼容也在做。日前,5G汽車聯盟、寶馬、福特和標致雪鐵龍聯合高通完成歐洲*跨多汽車制造商車型的蜂窩車聯網直接通信現場演示。該演示還在現場展示了轎車、摩托車和路側基礎設施間的C-V2X直接通信技術。
。C-V2X利用實時直接通信在智能交通系統(ITS)頻譜上運行,無需蜂窩網絡覆蓋,并已為支持業界早于2020年啟動部署做好了商用準備。
移動邊緣計算在測試中
傳統的云計算在車聯網環境下,時間延遲明顯而且連接不穩定,這會極大降低對車聯網的體驗。例如,通過車輛平視顯示,增強現實(AR)能夠提供有幫助的信息與警示,或者提供更好的視野,AR需要較高的計算需求,這往往超出了單個車輛的計算需求;例如,車聯網中語音識別、自然語言處理的要求會越來越多,有很好的應用前景,可以在輔助駕駛中發揮作用,這也需要密集的計算能力。因此,靠近車輛的移動通信設備,如基站、路邊單元等設備進行優化,就可以實現車聯網的邊緣計算。
中國移動政企分公司總經理、中移智行網絡科技有限公司董事長戴忠說:“中國移動的信號已經覆蓋了中國12萬公里的高速,在高速路及鐵路沿線,4G覆蓋率達到95.7%,2G覆蓋率達到99.4%。”
中國聯通一位參與智能網聯試驗的研究人員告訴記者:“我們沿測試路線,將路邊基站進行改造,目前,大約每三個基站形成一個邊緣計算的節點,實現車與路邊的通信,未來隨著需求,邊緣計算的節點甚至可以做到每個基站一個節點。時延更低、帶寬更大。”
賽迪顧問軟件與信息服務業研究中心分析師許祥祥告訴記者,不同于云計算,邊緣計算利用終端側(移動手機、智能音箱等)、邊緣設備(網關、路由器、基站)中的處理能力,在數據源頭處完成數據加密、本地數據交互甚至決策。就整個網絡而言,不同地點的用戶請求優先在本地進行處理,邊緣計算架構是分布式的。
相較集中式架構,有優點如下:有效應對時延敏感業務:本地完成決策,避免網絡傳輸時延;降低網絡擁塞:本地進行決策和數據壓縮,降低網絡傳輸數據量;提升數據傳輸安全性:本地數據加密,提升數據傳輸的安全性;提升應用可靠性:在網絡發生故障時,仍可保證基本功能的可用。
專家認為,云計算與邊緣計算的主要區別就是資源“虛擬化”的能力不同。在車聯網中實現邊緣云、邊緣計算,要考慮幾個方面:一是如何實現計算資源共享;二是要考慮移動特點,降低車輛與路邊設備頻繁信息交互的不穩定性;三是降低移動邊緣計算帶來的設備前端與后端的功耗;四是要盡量減少基礎設施的部署費用。