我们正在被物联网全面包围,车与车、路、人的连接也变得无处不在。
这天,马先生一如既往地开车送孩子上学。可就在快到校门口的时候,车内的导航系统突然发出提示:“前方道路施工,请绕行。”马先生虽然一头雾水,但还是听从了导航的指引,很快改道抵达了目的地。
原来,这条道路上的其中一个监控摄像头侦测到了施工迹象,并通过5G网络实时传送信息到交通管理系统。系统立即分析道路状态,发现可能出现拥堵。于是及时向车内导航系统发出提示,提醒驾驶员改道,避开事故的发生。
这便是5G车联网技术的应用实例。不同于过去我们熟知的3G、4G时代,5G为汽车的互联网提供了超高速率、超低时延的通信技术支撑。车辆与车辆、车辆与基础设施、车辆与网络之间实现智能连接,大大提升了交通的安全性和便捷性。
7年前,车联网当中的V2V(车辆间通信)被MIT科技评论评为年度十大突破;
7年后,车联网似乎成了自动驾驶的附属品,时有报道,C端用户却不太容易感知。
如何实现5G+车联网在落地当中的突破?在一个试点项目当中,紫光展锐联合迪纳科技、移远通信共同开启了5G+车联网落地的探索。
车联网与5G技术
车联网(Internet of Vehicle,IoV)是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的体系架构及其通信协议和数据交互标准,通过V2X(V代表汽车,X代表车、路、行人及应用平台等)进行无线通信和信息交换,以实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。
它是物联网技术在智能交通系统领域的延伸。
车内网是指通过应用成熟的总线技术建立一个标准化的整车网络;车际网是指基于特定无线局域网络的动态网络;车载移动互联网是指车载单元通过4G/5G等通信技术与互联网进行无线连接;三网融合是车联网的发展趋势。
车联网技术示意图
目前,车联网产业已经进入以汽车、交通运输行业实际应用需求和市场发展趋势为牵引的车联网小规模部署与先导性应用实践的新阶段,但是仍然面临跨行业深度融合、跨区域基础设施协同部署、规模化应用价值挖掘、安全保障体系完善等方面的挑战。
我国从2015年起,就开始出台一系列政策措施,鼓励和规范车联网(智能网联汽车)快速有序发展,已经发布了多项标准、指南和意见。
工业和信息化部、交通运输部、公安部、国家标准化管理委员会等联合出台的《国家车联网产业标准体系建设指南》系列文件,涵盖总体要求与智能网联汽车、信息通信、电子产品和服务、车辆智能管理、智能交通相关部分,该系列文件,还在继续。
公安部统计,截至2023年9月底,全国机动车保有量达4.3亿辆,其中汽车3.3亿辆,新能源汽车1821万辆。(数据来源:公安部网站)
当前,汽车处于从二级自动驾驶到三级自动驾驶的过渡期,传统的汽车行业引进了车联网技术,增加了先进的驾驶员辅助系统。但是,要想真正进入自动驾驶阶段,一定要有网联阶段,因为网联要在除车自身的声光电传感器(如激光雷达、毫米波雷达、超声波和摄像头等)之外,通过互联网的方式和网联汽车的方式为决策提供一些额外的信息,帮助汽车进行决策。
5G+车联网相关项目,也正好满足相关的需求。
截至今年5月底,全国先后建设了16个智能网联汽车测试示范区、7个国家级车联网先导区,16个双智试点城市。国内已有3500多公里的道路实现智能化升级,20余个城市和多条高速公路正在积极部署LTE-V2X 路侧通信单元。与此同时,运营商5G基站采购价格比5G+工业互联网发展初期下降53%,5G关键部件成本下降90%。
车联网落地探索与5G芯片模组
试点落地南京
2019年9月,全国首个车联网先导区就已经落地江苏。现今的南京,一片以“5G+AI”技术为基础,C-V2X技术为核心路线的新型公交都市先导区正在悄然崛起——南京新型公交都市先导区5G+交通的典型示范应用场景。作为江苏本土深耕车联网多年的企业,迪纳科技承担了该项目落地部分。
作为全国首个大面积普及应用的5G智能网联汽车项目,南京新型公交都市先导区展示了丰富的用户场景。项目通过将现有乘用车加装5G行业应用终端,实现车辆网联化,依托5G技术提供超低延时、超高可靠、超大带宽等特性,大幅提升各场景的数据采集与回传速度。通过车载设备,以在智慧城市与智能交通背景下,提升乘用车辆及路侧设施的运营效率与通行安全。
通过5G终端,可以实现车辆的实时通讯、定位、数据采集交互、视频监控及“瞄一眼”功能、车辆事件记录(EDR)以及路网大数据推送服务等创新功能。这些功能将有助于提升乘用车在运行过程中的效率与安全,为驾驶员提供实时、准确、丰富的道路信息,有效减少拥堵,提升通行效率。
5G云控管理平台采用的是SaaS结构系统,支持应用/系统即插即用,车辆使用/应用场景兼容以往系统和后续系统优化。因此可做到可扩展性与兼容性。由DMG网关(设备管理网关)和业务中台提供涉车基础数据,业务系统可独立运营。
5G云控管理平台架构
在web主页之外,还提供系统配套的小程序/APP等客户端“主页”;提供不同子网的网关协议接口、OpenAPI接口、中台API/SDK功能模块,支持后向ICV(智能网联汽车)终端的发行、升级、双端(手机端、车机端)全生命周期的管理与客户可感知界面;支持“异构互联互通”、“人车互动”,支持多角色用户同时访问,与IOV“原有/存量”系统无缝对接,形成功能、业务互补和后项需求兼容。
未来,南京新型公交都市先导区还将推出一系列5G平台产品,包括自驾游服务、车队管理服务、车主社区服务、汽车健康档案、综汽服门店服务平台以及车主服务等。这些产品将充分利用5G技术,为车主提供更便捷、高效、安全的出行体验。
该试点项目的实施,具有极为重要的意义:1. 在新型公交都市千岛区进行的5G加交通的典型示范应用,目的是探索5G在车联网等应用场景中的效果;2. 项目对于终端与车联网应用场景,例如定位、视频传输等提出了更高的挑战和要求,也为车联网的未来提供了新的可能;3. 项目通过市场化的方式启动车联网需求,探索一条车联网技术发展的可行路径。
值得注意的是,此次车联网的项目,并非出于监管和强制目的。既不是国家强制性项目,也不是国家监管的项目,也不是合同商业买卖性的这种项目。该项目是首次基于应用前景,发动市场力量,发掘市场需求,探索5G+车联网的各种需求场景的尝试。
迪纳科技表示,这是一次规模化的生产和探索,2万台是其最大规模的5G实践与落地。在尝试的过程当中,也遇到很多“没想到”,因为一些4G当中不会存在的Bug会在5G当中出现,他们在该项目当中的探索,也为国家技术和规范建设与各同行在该领域的实践提供借鉴和参考。
当我们把目光转向车联网兴起的时期——2010-2015年——车联网的风口期,然而“飓风”过后,300多家车联网创业企业倒在前进的路上,倒下的企业往往忽略了车联网的客观规律:硬件不可能快速迭代,也不可能任意降低成本,快速迭代智能对称故障和需求。在车联网浪潮与飓风后,前华为“蓝军”参谋长,迪纳科技创始人刘南杰总结了他们的生存经验: ——“竞争了半天,核心就是芯片“
模组与芯片
迪纳科技使用的终端采用移远通信RG200U-CN模组,模组选用芯片为紫光展锐5G芯片V510。
迪纳科技选择的RG200U-CN模组,是移远通信5G模组中首款小尺寸、小封装的产品,适合车载场景的一些通信DTU;该模组也是国内率先支持所有电信运营商频段要求的产品,在上述项目的时间范围当中为应用场景匹配度更高的模组。这一选择不仅满足了项目的技术要求,还考虑到了双方过去建立的良好合作关系、移远在车载领域的丰富经验、产品性价比优势,以及移远在技术支持服务和交付能力等方面的综合能力。
紫光展锐5G芯片V510作为模组的芯片,原因也很明显: 整体来看,紫光展锐5G产品同时支持R15 5G网络和R16 5G网络,不仅支持eMBB移动超宽带,还支持URLLC超可靠低时延、高精度授时、5G LAN等特性,是全球首个完成基于3GPP R16端到端业务验证的平台,为车联网领域的创新和进步提供了有力的支持。紫光展锐V510芯片,能够满足项目所需基本的带宽需求,在满足性能的同时具有很好的价格优势。此外,如果涉及车路协同等场景,紫光展锐V516支持5G LAN、CAG、5G网络多切片,低时延可靠性达99.99%,以及可实现ms级的空口时延和精度达1us的5G网络授时的特性,将吸引用户将其作为主要选择。
紫光展锐和移远通信不仅提供了模组芯片交付,在项目当中,还承担通信技术科普、技术支持和问题解决者的角色。
紫光展锐参与解决了挂网问题,对于车联网项目当中网络切换的参数、时间、时机进行了优化,从后端展示界面来看,视频推流和应用上实现了肉眼可见的流畅性提升。
基于实网移动性场景路测数据,紫光展锐联合移远通信、迪纳科技共同攻关,在底层通信算法、实网移动性切换性能、干扰抑制能力和整机性能上不断优化,实现了运营商实网场景下5G性能的显著提升,更好地适配了迪纳智能网联车应用场景的性能需求。
写在最后:关于未来
未来,物联网技术将会更多涉及车、路、人的各种交互,对自动感知决策领域的需求也会在算力和安全上提出更多的要求,车联网从新技术为底座引领更多地向交通应用需求和市场发展趋势转化倾斜,解决跨行业、区域融合,规模化发展等问题。
关于车联网未来的设想和预测,依旧会像业界普遍总结的那样——核心是芯片。
此次项目的顺利落地,一方面展示了国产5G芯片在5G应用“扬帆“行动计划当中的广泛应用,代表了国产力量的崛起;另一方面,搭载产品的设备顺利运行,也验证了紫光展锐5G芯片产品的可靠性与技术能力。
除了前文提到的具有性价比的V510芯片,以及能够应用于车路协同等大带宽、高可靠、低时延的5G R16行业应用场景的V516芯片,我们还注意到,在5G+车联网领域,紫光展锐也提供A8581\A7862等高算力平台,以及A7870等旗舰级智能座舱解决方案平台,满足场景所需的通信、算力和智能化需求。
作为芯片的提供者,紫光展锐表示:
企业目前正基于成熟、稳定、量产的5G平台打造基于3GPP R17的5G芯片平台,新的5G芯片将在芯片性能、功能、功耗等各方面进行轻量化处理,从而在低复杂度与高性能之间取得有效平衡,以满足工业级 、高可靠性、长寿命、低成本要求,助力车联网行业终端客户快速高效开发基于R17的RedCap产品。目前,紫光展锐的芯片产品已适配5G工业路由、工业网关、高清网络视频IPC、智能电力终端、入门级MBB终端和拓展更多5G垂直应用场景,为消费者带来更加均衡、智能的连接体验。未来,紫光展锐将持续投入5G等先进技术研发,在车联网、智能座舱、自动驾驶、智慧出行、智慧能源等领域展开全面布局,积极与全球产业伙伴协作创新发展,致力于打造高质量、高价值的产品与解决方案,为智能汽车时代新产业生态的形成贡献力量。
作为汽车产业未来发展方向之一,尽管目前车联网还存在这样那样的问题,但随着技术的发展和相关政策与标准的不断完善,在紫光展锐、移远通信、迪纳科技等头部企业的联合推进下,我们有理由相信,5G智能网联汽车的时代已经来临,一个更智能、高效、便捷的未来正在向我们招手。