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基于 5G 技術(shù)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析

2022-01-22 23:58:34·  來(lái)源：知網(wǎng)、熱設(shè)計(jì)  
　
作者 | 周鵬、楊靜來(lái)源 | 知網(wǎng)、熱設(shè)計(jì)1 前言智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV),突破單一車輛所能達(dá)到的性能提升極限,有機(jī)地將智能化汽車置于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境,通過(guò)車輛搭載的先進(jìn)的行
作者 | 周鵬、楊靜
來(lái)源 | 知網(wǎng)、熱設(shè)計(jì)
1 前言
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV),突破單一車輛所能達(dá)到的性能提升極限,有機(jī)地將智能化汽車置于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境,通過(guò)車輛搭載的先進(jìn)的行車載傳感器?執(zhí)行器?控制器等設(shè)備與道路?信號(hào)燈等基礎(chǔ)設(shè)施并融合于現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),完成車與人?車—車?車—環(huán)境和支持平臺(tái)信息共享,從而高效提升車輛安全性?舒適性?環(huán)保性?高性能運(yùn)行,并發(fā)展為完全代替人駕駛的新一代汽車?
作為第5代移動(dòng)電話行動(dòng)通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的5G技術(shù),具備超快傳輸速度(為4G的10倍以上)?增強(qiáng)帶寬容量?超低網(wǎng)絡(luò)延遲(小于1ms)等優(yōu)勢(shì)?5G技術(shù)網(wǎng)絡(luò)在大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的道路上特別是車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展上會(huì)更為迅速,將對(duì)智能交通?智能駕駛和智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)生革命性的顛覆?
不久將來(lái)發(fā)展應(yīng)用5G技術(shù)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車,對(duì)緩解當(dāng)下交通擁堵?駕駛安全?綠色環(huán)保等涉及人?車輛?環(huán)境的諸多問(wèn)題,提供一個(gè)更加快速?有效的解決方案?
2 5G現(xiàn)狀與概念
2.1概念
5G:作為4G技術(shù)的延伸,5G技術(shù)從概念到如今處于研究與推廣應(yīng)用并行期,峰值傳輸速度可達(dá)10-20Gbit/s,可滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車所需的大量數(shù)據(jù)傳輸?目前,我國(guó)已經(jīng)建成全球最大規(guī)模的5G技術(shù)網(wǎng)絡(luò),累計(jì)有81.9萬(wàn)個(gè)基站,占全球70%占比,終端用戶連接數(shù)高達(dá)2.8億?
2.2路徑發(fā)展
2010年,HTC在美國(guó)的無(wú)線通信展上推出第一款4G手機(jī);2013年,日本電報(bào)電話公司(NipponTelegraphandTelephone)領(lǐng)導(dǎo)著5G研究?韓國(guó)三星公司宣布了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展?包括華為在內(nèi)的中國(guó)企業(yè)開(kāi)始研究5G?
2020年,5G服務(wù)陸續(xù)在大城市中推出,全球5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施收入將達(dá)到42億美元?至今5G智能手機(jī)出貨量約為5.4億部?
中國(guó)作為5G技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先的國(guó)家,擁有全球最大的5G用戶群?在2009年已經(jīng)開(kāi)始研究當(dāng)時(shí)的下一代通信技術(shù),即5G技術(shù)?
2.3部分商用國(guó)家及區(qū)域
美國(guó),于2019年4月3日開(kāi)始,首個(gè)運(yùn)營(yíng)商為Verizon?
歐洲(如英國(guó)?德國(guó)?法國(guó)等),也已于2019年4月份開(kāi)始,運(yùn)營(yíng)首個(gè)5G商用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?
日本,新加坡已于2020年開(kāi)始將5G技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用?
3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,改造主機(jī)廠的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式?道路的交通運(yùn)輸?shù)确矫?新時(shí)代實(shí)現(xiàn)的智能制造領(lǐng)域大有可為?得益于中國(guó)5G技術(shù)的市場(chǎng)發(fā)展和廣泛應(yīng)用,在最近的移動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)施報(bào)告《Mobile Infrastructure Market Tracker》中,2021年第一季度華為仍是市場(chǎng)收入第一,占比31%?隨后排名為諾基亞?愛(ài)立信和中興?
3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車現(xiàn)實(shí)意義
智能網(wǎng)聯(lián)汽車ICV—可以對(duì)(車—車)間短距預(yù)警,從而避免車流密集狀態(tài)下的交通安全危險(xiǎn),提升高密度交通流的通行效率?能根據(jù)交通參與人的目的路徑,預(yù)判制定行車路線,最大限度選擇相對(duì)優(yōu)化的行駛軌跡,從而節(jié)約路上時(shí)間成本?
3.2趨勢(shì)發(fā)展
西方世界的美國(guó)最早開(kāi)展了智能汽車?網(wǎng)聯(lián)汽車的國(guó)家,首先制定了三階段發(fā)展:純自動(dòng)駕駛車(路況單一)?網(wǎng)聯(lián)車輛(多車交融的運(yùn)行環(huán)境)?以及將二者融合關(guān)聯(lián)的智能化網(wǎng)聯(lián)式自動(dòng)駕駛汽車,見(jiàn)下圖1?
車輛在行駛時(shí),網(wǎng)聯(lián)汽車將接收各種信息信號(hào)(由GPS?多功能傳感器等發(fā)出),對(duì)車輛狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行評(píng)估預(yù)判,通過(guò)共享信息技術(shù),所運(yùn)行環(huán)境車輛的狀態(tài)進(jìn)入中央“云分析處理單元平臺(tái)”?智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV)將兩者技術(shù)優(yōu)勢(shì)融合,車輛成為真正的智能化?網(wǎng)聯(lián)化自動(dòng)駕駛車?
我國(guó)汽車智能網(wǎng)聯(lián)化的研究相對(duì)較晚,主要在長(zhǎng)安?國(guó)防科大及清華等高校院所?科技部公布的“中國(guó)制造2025”重大技術(shù)攻關(guān)路線中,規(guī)劃了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能汽車駕駛?智能交通系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的關(guān)系,如圖2?
在該規(guī)劃框架中,智能車輛的先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)?智能網(wǎng)聯(lián)汽車模塊屬于智能交通系統(tǒng)的大模塊中,與車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域有重疊和交叉?
3.3車載平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施
集成化和一體化的計(jì)算機(jī)技術(shù),智能化信息傳感技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展,隨著政府交管平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施的完善下,我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車定制化和規(guī)模化的發(fā)展會(huì)更加迅速,當(dāng)下的車載平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)層面的進(jìn)程如下圖3所示?
4 5G與智能網(wǎng)聯(lián)汽車
常見(jiàn)的5G手機(jī)和電腦,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR?虛擬現(xiàn)實(shí)VR?智能汽車?遠(yuǎn)程醫(yī)療?機(jī)器人?物聯(lián)網(wǎng)?區(qū)塊鏈等眾多產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始展示和商用,虛擬與實(shí)體并行,涉及智能工廠?智能制造技術(shù)?智慧交通?智慧城市?智能駕駛和智能生活等方方面面?未來(lái),在相關(guān)產(chǎn)業(yè)化?網(wǎng)絡(luò)搭建及應(yīng)用融合下取得積極成就?可以預(yù)見(jiàn),在下一代通信標(biāo)準(zhǔn)來(lái)臨之前,5G技術(shù)顯然起到了促進(jìn)節(jié)能高效,萬(wàn)物互通,對(duì)保證世紀(jì)中葉達(dá)到碳中和的國(guó)家戰(zhàn)略有重要的幫助?
5G技術(shù)的高頻次速率的信息傳遞,能夠保證車輛間的信息能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的無(wú)縫換接,在?有5G技術(shù)作為基礎(chǔ)保障,其高容量的信息融合,可以使得車輛間的信息負(fù)載驅(qū)動(dòng)順暢,無(wú)須擔(dān)心信號(hào)重負(fù)和車流的密度問(wèn)題,使路面車輛流負(fù)載均布?
雖然在5G的高利用效率和速度傳遞方面非常有利于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展,但同時(shí)也有多信息要素的干擾發(fā)生,NAM[4]等科研人員為此設(shè)計(jì)的接收機(jī)科技,在對(duì)抗信息干擾方面取得了良好的效果?由此,5G與智能網(wǎng)聯(lián)汽車的融合,無(wú)論從資源配置上?空閑頻帶的利用與分配上都相應(yīng)提高了效率,解決了干擾的情況?
5 總結(jié)
在5G技術(shù)發(fā)展的背景下,本文結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)汽車在交通參與中的發(fā)展,將兩者進(jìn)行有機(jī)融合的全智能交通系統(tǒng)的趨勢(shì)?背景意義等問(wèn)題進(jìn)行了探討分析?有利于ICV的規(guī)模化?定制化技術(shù)架構(gòu)的完善,以期實(shí)現(xiàn)ICV車輛間的信息的有機(jī)融合?展望未來(lái),以期為新時(shí)代我國(guó)智能交通系統(tǒng)環(huán)境,作有意義的指導(dǎo)建議?
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