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高新兴科技集团吴冬升:数字新基建下的 5G 車聯網,创新赋能自动驾驶和智慧交通

時間:2020-04-08
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高新兴科技集团吴冬升:数字新基建下的 5G 車聯網,创新赋能自动驾驶和智慧交通

新基建的风吹向了車聯網,智能汽车强国的政策也已落地,无论从何种角度来看,車聯網行业的整体发展都一片光明;但在面临机遇的同时,車聯網也面临着一些挑战。 

近日,雷鋒網新智駕邀請了高新興科技集團高級副總裁、戰略品牌總經理吳冬升博士來進行業內分享,以下爲吳冬升演講內容,新智駕進行了不改變原意的整理:

大家晚上好。我本人担任高新兴科技集团的高级副总裁,分管战略和品牌的相关工作。今天要演讲的主题是,数字新基建下的 5G 車聯網,创新赋能自动驾驶和智慧交通。总体来说,这一主题覆盖了三个部分的内容:

  • 第一部分,国家政策层面,5G 車聯網整个产业的发展趋势;

  • 第二部分,5G 車聯網目前整体产业现状;

  • 第三部分,支撑 5G 車聯網底层核心的关键性技术。

上述三個部分爲層層遞進的關系,從宏觀政策角度逐漸深入到微觀層面。

新基建和智能汽車強國政策下的機遇與挑戰

今年国家整体经济面临下行压力,而且受到来自疫情的影响,新基建是国家明确强调的方向;其中包括能源和交通等领域,比如特高压、新能源汽车充电桩、城际高速铁路和城市轨道交通等,还有备受关注的 5G 基站建设,大数据中心、人工智能和工业互联网等。

那么,車聯網、智能网联的发展与上面提到的内容有什么关系兀

首先是和 5G 是强相关。2019 年 5G 开始商用,最近,工信部也发布了推进 5G 产业发展的最新通知。文件显示,除了面向 C 端普通消费者的 AR/VR 应用之外,还有三个行业应用值得关注。第一个是 5G+ 医疗健康;第二个是 5G+ 工业互联网;第三个就是 5G+ 車聯網,所以从整体上来看,智能网联、車聯網在 5G 行业应用比较重要。

第二個是和人工智能強相關。實際上,發展智能網聯的目標之一就是實現自動駕駛,這是人工智能領域一個重要分支。

从宏观历史角度来看,数字化进程也可以称得上是人类社会发展的典型趋势。这其中又包括三个方向,即企业本身的数字化,比如企业 ERP、OA 系统等办公流程;企业各个生产环节的数字化,比如说工业互联网的数字化工作,以及車聯網的数字化工作;企业运营和服务的数字化。

從數字新基建的角度來看,企業數字化到生産環節數字化,再到運營服務數字化,整個進程也是層層遞進的關系。 

更重要的是,今年 2 月份,国家发布了《智能汽车创新发展战略》(以下简称《战略》),明确提出智能汽车强国大方向。同比 2018 年的征求意见稿,可以看到相对定性的指标,尤其到 2025 年,車端層面要實現有條件自動駕駛的智能汽車達到規模化生産,要實現高度自動駕駛的智能汽車在特定環境下市場化應用。

路侧方面,车用无线通信网络(LTE-V2X)要实现区域覆盖,新一代车用无线通信网络(5G-V2X)在部分城市、高速公路逐步开展应用,高精度时空基准服務網絡实现全覆盖。

高新兴科技集团吴冬升:数字新基建下的 5G 車聯網,创新赋能自动驾驶和智慧交通

尽管国家的战略已经对技术趋势和选型做了相对清晰的界定,但是,2020 年,整个汽车产业仍然会面临严峻的挑战。而智能网联汽车是汽车产业应对挑战的突破口之一。

爲了應對挑戰,智能網聯汽車應當要從車端、路側、産業商業模式三個方面來做出努力。

首先,實現汽車智能化、網聯化,以及提高安全性的汽車電子産品可以發揮重要作用。目前,汽车电子产品的成本占比在逐渐提升,特斯拉也提出要将这一比例提升到 40%。这类汽车电子产品主要围绕智能化和网联化,包括车载高精度传感器、车规级芯片、智能操作系统、车载智能终端、智能计算平台等。这些关键汽车零部件发展空间非常大。

另外,國家也明確提出要培育具有國際競爭力的智能汽車品牌,也就是說,在國內現有品牌裏面,國家會重點推進一些車企打造智能汽車的相關工作。同時,主流車企也在加快研發速度,包括智能電子産品和量産車型。

作为车路协同的核心之一,路侧方面也将在 2020 年出现小规模的爆发式建设。具體包括建設廣泛覆蓋的車用無線通訊網絡;建設覆蓋全國的車用高精度時空基准服務能力;建設覆蓋全國路網的道路交通地理信息系統;以及建設國家智能汽車大數據雲控基礎平台。

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實際上,智能網聯汽車産業的良性發展最終還是取決于其商業模式探索。同時,智能網聯汽車還面臨著其他挑戰和壓力,尤其是數據開放模式涉及到的數據所有權、使用權、經營權等問題。

具體來說,智能網聯汽車産業投資規模巨大,覆蓋了全國範圍內的公路、城市交叉路口,以及其他道路建設。同時,投資建設主體相對碎片化,運營主體包括政府獨資或合資的企業,高速公路服務商、運營商、鐵塔公司等等。

車端和路側産生的大量數據不僅可以提供給管理部門,還可以向車主、車企、行業客戶收取智能網聯接入服務費。更重要的是可以建立面向智能網聯汽車和智慧道路的一體化開放數據公共服務平台,並衍生出“數據+管理”“數據+金融”“數據+出行”等模式。比如,“數據+出行”模式,利用車端和路側産生的數據來支持更好的出行服務。

5G 車聯網商用蓄势待发

第二部分关于 5G 車聯網整体的商用态势。

毋庸置疑,車聯網首先是和自动驾驶强相关。就目前而言,无论是传统车企还是初创企业都在做自动驾驶,但从现有成果来看,自动驾驶产业仍处在漫长的发展周期里。車聯網则可以赋能自动驾驶,解决单车智能无法解决的难题,从而加快自动驾驶时代的到来。

另一方面,大力发展車聯網不仅仅是在车端提高自动驾驶的智能程度,还能推进智慧交通的深刻变革——从早期的 ITS 1.0 信息化,到目前正在进行的 ITS 2.0 网联化、协同化,以及到未来面向自主交通的 ITS 3.0 。

总而言之,車聯網发展的终极目标有二,即实现自动驾驶和智慧交通。

从商用进程来看,車聯網正在有序推进。现阶段,全球有两大相关标准体系,一个是由 IEEE 基于 WiFi 定制的 DSRC,一个是由 3GPP 通过拓展通信标准制定的 C-V2X。中国目前的情况比较明确,走的是 C-V2X 路线,而且 R14 版本的 LTE-V2X 和 R15 版本的 LTE-eV2X 标准已固化,预计在今年 6 月份会推出 R16 的标准版本。

基于 LTE-V2X 的車聯網总体上已初步具备了商用的条件,中國還會進一步加強安全領域的標准制定。 

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自动驾驶分级方面,我们一直都遵循 SAE 标准,比如 L1“脱脚”、L2“脱手”、L3“脱眼”、再到 L4“脱脑”等。最近,国家工信部也提出了中国自动驾驶汽车的分级标准,基本上和 SAE 是类似的,明年 1 月 1 号起正式实施。

另外還有一個比較重要的指標,即自動駕駛車輛每兩次人工幹預之間行駛的平均裏程,美國加州交通管理局每年都會基于這個指標對相關公司進行排名。這個指標具有一定參考價值,它在一定程度上表明了自動駕駛,尤其是單車自動駕駛的水平,但它不完全能夠衡量自動駕駛的總體水平。因爲接管的情況與當時的路況有著直接關聯性。

目前,一些自动驾驶企业已经开始探索自己的商业J剑热缢 Robotaxi,以及面向物流的或是在特定场景下的商业J健

車聯網对智慧交通也很重要。路侧层面,产业界也在陆续提出相关标准,最早的标准可能要属欧洲道路运输研究咨询委员会提出的 ISAD 标准。这个标准分为 5 级(ABCDE),其中,E 级是传统道路,完全不支持自动驾驶;A 级对自动驾驶的支持程度最高。除了欧洲之外,中国也在提相关的道路分级标准。这个标准也包括 5 级(I0 到 I5),级别划分主要依靠于信息化、智能化和自动化三个衡量标准。

智慧化的道路應該考量幾個方面因素:第一個,在感知層面,道路是不是具備數字化感知能力,是不是能夠支持網聯,是不是能夠進行協同化感知?第二個,在決策層面,這涉及到人工智能的各種算法,特定場景會觸發特定結果,但車輛面臨紛繁複雜的交通狀況,道路是不是具備優良的預判和決策能力?第三個,在控制層面,是否能夠進行單車控制、協同控制和全域控制。

智能网联路侧市场方面,目前城市级智能网联试点和示范已经超过了 40 个,涉及到几十个重点省份;智慧公路车路协同示范区也超过 20 个。

近三年来,智能网联示范区越来越多,2020 年也会有两个大的趋势。第一,涉及智能網聯的區域、城市和道路,尤其是城際高速公路的數量會越來越多;第二,已經在開展相關試點和示範的區域會進入更加深化更加規模化的階段。一些車企也在積極參與智能網聯示範區的建設。

总体来说,路侧市场的前景在 2020 年非常可观。

高新兴科技集团吴冬升:数字新基建下的 5G 車聯網,创新赋能自动驾驶和智慧交通

有一个经典案例,也就是无锡的智能交通综合测试基地,同时无锡也是全国第一个車聯網先导区。2017 年,无锡进行了小规模的道路开放,涵盖场景相对简单;2018 年,无锡进入规模验证应用阶段,其中包括 240 个交叉路口,覆盖 170 平方公里,应用场景更加丰富。到了 2019 年,无锡进入到规模商用环境建设阶段,覆盖省级公路、高速公路等。2020 年、2021 年将会进入大规模建设的阶段,车载渗透率要达到 30% 以上,未来车载渗透率要更进一步达到 50% 以上。

不難理解,各個城市的智能網聯建設基本上都會經曆類似的時間階段,會從小規模的技術驗證階段發展到規模商用階段,以及到未來的全區域覆蓋。

整体上来看,車聯網业务会快速迭代,5G 时代到来将极大地丰富車聯網的应用场景。

“人-车-路-网-云”五维协同实现 5G 車聯網

第三部分的重点是分享支撑 5G 智能网联,助力整个 5G 車聯網产业发展的技术。

5G 車聯網并非只需要考虑车端和路侧的问题,它还涉及到 5G 网络,云控平台,以及各种各样的业务应用。从技术层面上来看,它涉及联接、感知、决策和控制等。

在車端方面,單車自動駕駛涉及決策層、高精度地圖和定位、傳感器融合(基于視覺、激光雷達、毫米波雷達等傳感器),以及車規級芯片等。另一方面,5G-V2X 是实现自动驾驶的必由之路,而智能化的终端设备能让车辆变成真正的智能网联汽车,还能支持车与车之间通讯,以及车和路侧基础设施之间通信。 

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路側方面,主要涵蓋了傳輸、感知、計算等核心能力。

首先通信传输能力,比如交通信号灯的信息可以传递给 RSU,通过广播的形式传递给 OBU。

第二個是感知能力,通過裝載激光雷達、毫米波雷達、攝像頭將道路信息推送給車輛,提升道路智能化水平;感知還包括綜合環境感知等。

第三個計算能力,目前典型的計算是放在雲端,比如阿裏雲、騰訊雲、華爲雲等,車端也具有計算能力。不過,計算能力還可以部署到路側,因爲路側也需要具備計算能力,比如,攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等各類感知設備收集的信息需要一個融合的算法來處理。

除此之外,網絡切片也是未來非常重要的發展方向。未来的 5G 网络切片,除了 eMBB 切片之外,还会有一些高可靠低时延的切片来支撑車聯網的业务场景。在这种情况下,公网网络切片和 5G-V2X 专网会进行有效的协同,支撑整个車聯網业务的发展。

雲端層面要提供車路雲一體的雲端管理、決策和控制,即打造雲控基礎平台,其中包括互聯互通、數據融合、標准化、雲端協同、仿真測試和應用接口等。這也是未來非常重要的發展方向。

實際上,自动驾驶最终还是要交给消费者使用,因此車聯網需要为消费者提供多样化的业务场景,包括信息娛樂服務類業務場景,比如爲消費者做智能停車引導、天氣預警等;或者是安全出行類業務場景,比如緊急制動預警;還有交通效率類業務,以及自動駕駛業務。從標准層面來看,目前已經明確了四大類自動駕駛業務,包括車輛編隊行駛、遠程遙控駕駛,多傳感共享,以及協同駕駛。當然,相關的業務場景會越來越多。 

根据网络层面的现实情况,LTE-V2X 技术将会支撑安全类和局部效率类业务,5G Uu 技术支撑大宽带信息娱乐类业务和全局效率类业务,自动驾驶类业务则采用 5G NR-V2X 技术支撑。

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最後,盡管現在産業的發展有了相關標准和技術支撐,但還有非常重要的一點,那就是互聯互通。只有廠家之間互聯互通,整個産業才有可能實現良性發展。

2019 年,我国已经开展了 C-V2X“四跨”互联互通应用示范活动,今年 7 月将提出“新四跨”。除了一些典型的业务场景,今年也会验证更多的业务场景,参与测试活动的厂家也会更多。总之,整个商业化进程会越来越成熟和完善。

虽然说今年中国的经济压力非常大,但有了新基建和相关政策的支持,車聯網产业的发展是值得乐观的。而且,产业化的进程经历了过去三年的发展,2019 年还出现了多个亿级以上的招标型项目,2020 年在规模上会进一步扩大。

不過,産業界也要做好底層技術研發工作和商業模式探索工作,推進整個産業的發展進程。當然,我們也希望中國的企業和技術能夠走向全球。 

以上是我演講的全部內容,謝謝大家。

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