探討V2X車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

趙光輝

摘 要：21世紀(jì)，是高度信息化和智能化的世紀(jì)，人類的各種社會活動都離不開互聯(lián)互通，人類享受了現(xiàn)代信息科技的極大便利。在如今的中國社會出行是一件很方便的事情，汽車的普及和各種公共交通工具的高速發(fā)展使得人們已經(jīng)可以日行萬里，越來越多的人們有了私家車。然而龐大的人口基數(shù)、滯后的城市交通道路體系給道路造成了嚴(yán)重的堵塞，經(jīng)常使得車輛寸步難行。嚴(yán)重的交通問題已經(jīng)阻礙了國民的正常出行和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了解決該問題，研究人員提出了很多方案，在尋求最佳方案的路上做了許多嘗試，推動了新技術(shù)的發(fā)展[1]。交通堵塞不僅僅會耽誤人們出行時間，還會衍生出一系列的交通事故，給人們的出行帶來負(fù)面影響，所以解決交通堵塞既可以提高出行效率，也可以提升出行安全。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，一種全新的技術(shù)理念應(yīng)運而生，就是能夠支撐智慧交通和自動駕駛的V2X技術(shù)，它因為能夠精確地制定出行路線，并且在解放人類的雙手的情況下使人們安全到達(dá)目的地而備受贊譽。本篇文章將以這項技術(shù)作為解決交通問題的重點對象，為讀者們介紹V2X所涉及的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過關(guān)鍵技術(shù)的分析得出了V2X車聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，并對V2X技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和前景展望[2]。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng);V2X;DSRC;LTE-V;5G

1 引言

V2X 的全稱是Vehicle to X，這其中的X字母所指示的物體是路邊的基礎(chǔ)設(shè)施（Infrastructure）、車輛（Vehicle）、人（Pedestrian）、路（Road）、網(wǎng)絡(luò)（Network）或者云（Cloud）等。之所以能夠這樣將V2X的概念表述出來，是因為人們對于物聯(lián)網(wǎng)的掌握和認(rèn)識越來越深入，并且在此基礎(chǔ)上能夠正確認(rèn)識D2D（Device to Device）技術(shù)。對于V2X來說，它是由V2V，V2I，V2P，V2N/C等四個部分所組成的。在工作的過程中，這四個部分并不是獨立工作的，而是互相之間智能協(xié)調(diào)工作的，尤其是在5G技術(shù)加持下成為了自動駕駛的關(guān)鍵部分，這是能夠解放人類雙手的重要的技術(shù)。大多數(shù)的交通事故都是人為造成的，當(dāng)人處于疲勞或是情緒過激的時候開車是很危險的，如果將V2X這項技術(shù)廣泛的應(yīng)用到各個汽車當(dāng)中就能夠在很大程度上解決我國的交通堵塞問題，提高交通出行的安全性，減少交通事故的發(fā)生的可能。該技術(shù)理念中的計算單元能夠理性正確地制定出行路線，發(fā)指令給相應(yīng)的執(zhí)行器，進(jìn)而使車輛安全到達(dá)目的地，不會受路況等外界對其的干擾，所以我們應(yīng)該號召人們大力應(yīng)用這項技術(shù)，降低技術(shù)成本，使之造福人類社會[3]。V2X和車聯(lián)網(wǎng)的不同之處在于：車聯(lián)網(wǎng)是使用無線通信、傳感探測等技術(shù)收集車輛、道路、環(huán)境等信息，通過車-車（V2V）、車-路（V2R）信息交互和共享，使車和基礎(chǔ)設(shè)施之間智能協(xié)同與配合，從而實現(xiàn)智能交通管理控制、車輛智能化控制和智能動態(tài)信息服務(wù)的一體化網(wǎng)絡(luò)。V2X 是指車對外界的信息交換，是一系列車載通訊技術(shù)的總稱。V2X包含汽車對汽車（V2V）、汽車對路側(cè)設(shè)備（V2R）、汽車對基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）、汽車對行人（V2P）、汽車對機(jī)車（V2M）及汽車對公交車（V2T）等六大類。對于車聯(lián)網(wǎng)這項技術(shù)來說，它有許多普通車輛所不具備的優(yōu)越性，能夠在車輛行進(jìn)當(dāng)中為車輛提供可靠行進(jìn)信息的無線通信技術(shù)，這項技術(shù)對駕駛?cè)说木唧w位置進(jìn)行了精準(zhǔn)的分析，并且能夠處理海量的數(shù)據(jù)[4]。

2 V2X關(guān)鍵技術(shù)

2.1 無線通信技術(shù)V2X

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過無線通信技術(shù)實現(xiàn)信息交互。要想使用該技術(shù)就需要精準(zhǔn)掌握無線通信技術(shù)的時效性，即需要保證連接網(wǎng)絡(luò)所用的時間最少，減少傳輸時候出現(xiàn)的時延情況。與此同時還應(yīng)該在傳輸?shù)倪^程中確保信息能夠安全可靠地傳輸。在一定范圍之內(nèi)，想要實現(xiàn)車輛間實時精確地通信，不但要多次利用來滿足通信帶寬要求，并且還需要將核心網(wǎng)絡(luò)完整科學(xué)的建立起來，然后利用系統(tǒng)當(dāng)中的一些特殊組件來完成信息的中轉(zhuǎn)和傳輸[5]。

2.2 數(shù)據(jù)處理技術(shù)

所謂的信息融合就是將一些有效的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并根據(jù)算法優(yōu)化準(zhǔn)則優(yōu)化處理后的信息，最終獲得智能決策所需的有效信息。數(shù)據(jù)挖掘是處理持續(xù)增長的海量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，一般包括尋找前期數(shù)據(jù)、探索數(shù)據(jù)規(guī)律和規(guī)律表示三個步驟：（1）從相關(guān)數(shù)據(jù)源中選出所需數(shù)據(jù)，并整合成數(shù)據(jù)集;（2）通過算法找出數(shù)據(jù)中所包含的隱含規(guī)律;（3）使用方便用戶理解的形式標(biāo)出數(shù)據(jù)規(guī)律[6]。

3 V2X技術(shù)典型應(yīng)用

車聯(lián)網(wǎng)通過大量準(zhǔn)確的建模來模擬路況當(dāng)中的各種場景，得出車輛在特定場景下應(yīng)做的決策，然后把這些信息存儲進(jìn)系統(tǒng)當(dāng)中，在實際行進(jìn)過程當(dāng)中若是碰到了模擬情況當(dāng)中的路況下，系統(tǒng)就會給予一定的信息提示，并且還會根據(jù)車輛與車輛之間的無線通信技術(shù)確定與自車相關(guān)的車輛、人的具體位置，防止車輛在行進(jìn)的過程中發(fā)生碰撞，減少不必要的人員傷亡。除此之外，V2X技術(shù)可以輔助車輛進(jìn)行自主停車，將車?？吭谧钸m合的?？课恢?，為人們的出行帶來的極大的方便?，F(xiàn)在已經(jīng)有一些車輛已經(jīng)真正用上了這些技術(shù)，至于其他還需要人性化服務(wù)的系統(tǒng)，研究人員也正在不斷地創(chuàng)新與改良之中，希望能夠早些問世，造福人類[7]。

3.1 道路交通標(biāo)識信息提示

一般的車輛在行進(jìn)的過程當(dāng)中想要觀察路況并且對路況進(jìn)行判斷，所依靠的基本上是駕駛?cè)藛T的眼睛和大腦。正常情況下，駕駛?cè)藛T通過眼睛觀察到道路的具體情況然后再由身體做出一系列安全的反應(yīng)，但是在非正常的緊急情況下，由于人類本身對于危險的恐懼使得他們不能依靠理性進(jìn)行判斷而是依靠本能，這個時候大腦來不及思考身體已經(jīng)做出反應(yīng)，往往做出錯誤的決策，釀成悲劇，輕則違反交通安全條例，重則造成人名的損失。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠提高行進(jìn)過程當(dāng)中的安全性，同時路側(cè)單元能夠?qū)⒌缆飞系男畔⑹占饋?，并進(jìn)行分析，然后生成各種提示信息告訴駕駛員，使得駕駛員提前做好風(fēng)險防范準(zhǔn)備。無需靠喇叭警示，只需信息共享即可獲取相關(guān)車輛、道路等的信息，得到更優(yōu)化的行駛路線，并且能夠減少環(huán)境噪音，有效減少交通事故的發(fā)生，避免人員和財產(chǎn)的損失。