5G+車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與應(yīng)用研究

【摘要】? ? 5G技術(shù)作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)，具有大帶寬、低時(shí)延、高可靠等特性，能恰好契合車聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的需要，促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。本文從運(yùn)營(yíng)商視角，探討如何利用5G能力促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地，并給出示范案例。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G技術(shù)? ? 車聯(lián)網(wǎng)? ? 融合應(yīng)用

前言 ：

車聯(lián)網(wǎng)的概念來(lái)源于物聯(lián)網(wǎng)，也被稱作車的物聯(lián)網(wǎng)，基于5G時(shí)代的背景，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在崛起，5G技術(shù)將在車聯(lián)網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。2019年，工信部正式頒發(fā)5G牌照，我國(guó)正式啟動(dòng)了5G商用。2020年11部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略略》，智能汽車已成為汽車強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略選擇，在此背景下基于5G的車聯(lián)網(wǎng)需求將加速增長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)商應(yīng)加強(qiáng)對(duì)5G能力的探索，并應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與建設(shè)。

一、5G技術(shù)使能車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展

車聯(lián)網(wǎng)（IoV， Internet of Vehicles）是通過(guò)全新的通訊技術(shù)，使車內(nèi)、車與車、車與路、車與人、車與服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全套的網(wǎng)絡(luò)連接。通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)帶動(dòng)汽車智能化水平及自動(dòng)駕駛的進(jìn)步與發(fā)展，打造全新的交通服務(wù)行業(yè)構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)交通效率和乘車駕車整體體驗(yàn)的飛躍。車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用賦予駕駛員/乘客的舒適高效、智能安全的整體服務(wù)，是汽車制造、移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)軟件、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)相結(jié)合所誕生的全新業(yè)態(tài)。

5G技術(shù)包含的超大帶寬、超低時(shí)延、高可靠和海量連接等特性，加速了智能駕駛和智慧交通發(fā)展。目前，業(yè)界各方已對(duì)自動(dòng)駕駛的增強(qiáng)型應(yīng)用場(chǎng)景廣泛開(kāi)展研究及開(kāi)發(fā)，首先是信息交互的復(fù)雜度的提升：實(shí)現(xiàn)車與車、車與路、車與云的協(xié)同控制，海量信息交互和各式終端狀態(tài)共享，滿足車路協(xié)同和車聯(lián)網(wǎng)各式應(yīng)用的需求。其次是感知器精度和數(shù)據(jù)豐富性的提升：隨著通信技術(shù)的迭代和計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，交互的數(shù)據(jù)包含了超高清視頻、多樣化的傳感器感知信息、甚至動(dòng)態(tài)生成的高精度地圖和定位數(shù)據(jù)。5G以下能力可為車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供可靠的保障：

1.1 5G切片技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)有多樣的應(yīng)用場(chǎng)景，呈現(xiàn)豐富的業(yè)務(wù)需求。既存在需要大帶寬、高速率的應(yīng)用場(chǎng)景，又包含需要高可靠性、低時(shí)延的應(yīng)用場(chǎng)景。利用5G網(wǎng)絡(luò)能力，可以為車聯(lián)網(wǎng)提供以下切片：eMBB切片，滿足車內(nèi)娛樂(lè)、視頻監(jiān)控等需求;車聯(lián)網(wǎng)低時(shí)延切片，滿足交通參與者，針對(duì)駕駛類業(yè)務(wù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和可靠性有極高的要求;此外，針對(duì)汽車廠商，可提供車廠專屬的切片，由車廠單獨(dú)運(yùn)營(yíng)，為旗下品牌車輛提供遠(yuǎn)程診斷、在線修車等服務(wù)。

1.2多接入邊緣計(jì)算（MEC）

多接入邊緣計(jì)算是指通過(guò)將計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力遷移至靠近用戶終端或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用、業(yè)務(wù)和內(nèi)容的本地化、近距離及分布式部署。能夠解決網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)的大容量、低功耗、高連接、低時(shí)延和高可靠性的需求。此外，多接入邊緣計(jì)算可以挖掘移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上下文信息的感知和分析，并向第三方業(yè)務(wù)應(yīng)用開(kāi)放，有效提升移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的智能化水平，使網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)深度融合。

1.3邊云協(xié)同能力

邊緣計(jì)算落地離不開(kāi)邊云協(xié)同，在車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，邊緣計(jì)算并不是孤立存在的。

云管理平臺(tái)開(kāi)展信息管理、交通數(shù)據(jù)分析和服務(wù)策略管理：建立車路協(xié)同設(shè)備信息模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)交通設(shè)施、車載終端、路側(cè)信息模型的搭建、管理，實(shí)現(xiàn)模型向邊緣的自動(dòng)化下發(fā)部署;實(shí)現(xiàn)區(qū)域級(jí)數(shù)據(jù)融合分析，為區(qū)域級(jí)別事件/應(yīng)用（綠波通行、應(yīng)急車輛優(yōu)先通行等）提供智能融合分析能力;提供車路協(xié)同應(yīng)用服務(wù)管理及運(yùn)營(yíng)維護(hù)功能。

MEC車路協(xié)同平臺(tái)提升5G車聯(lián)網(wǎng)通道能力，為車路協(xié)同邊緣級(jí)別事件/應(yīng)用（盲區(qū)檢測(cè)、車速引導(dǎo)等）提供智能數(shù)據(jù)采集融合分析和基礎(chǔ)應(yīng)用。

1.4 QoS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）保障機(jī)制

5G車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)相較于其他傳統(tǒng)5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)而言，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性有更高的有求。QoS保障通過(guò)PCF（ Policy Control Function，策略控制功能）的策略授權(quán)服務(wù)接口，支持對(duì)特定業(yè)務(wù)流實(shí)現(xiàn)帶寬、資源優(yōu)先級(jí)等 5G 接入服務(wù)質(zhì)量保障。

1.5 NB-IoT

NB-IoT是目前5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)。這一技術(shù)聚焦于低功耗廣覆蓋物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具備廣覆蓋、低功耗、大連接、低成本的特點(diǎn)。NB-IoT結(jié)合5G的全面賦能，大幅提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能，并使萬(wàn)物互聯(lián)成為了可能。

二、5G+車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究和示范

2.1應(yīng)用背景

2020是5G正式商用進(jìn)入第二年，運(yùn)營(yíng)商圍繞5G能力的落地已做出眾多思考，中國(guó)電信把握5G發(fā)展的戰(zhàn)略性機(jī)遇，保持創(chuàng)新應(yīng)用，攜手深圳交警，圍繞深圳新洲路打造全國(guó)首條“5G智慧交通示范路”，實(shí)現(xiàn)5G+車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地。項(xiàng)目通過(guò)5G技術(shù)為交警的智慧化管理賦能，共同為治理城市交通管理難題的“智慧”解碼，為深圳新基建發(fā)展注入新應(yīng)用，為粵港澳大灣區(qū)和深圳先行示范區(qū)建設(shè)貢獻(xiàn)更強(qiáng)動(dòng)力。

2.2應(yīng)用內(nèi)容

全國(guó)首條“5G智慧交通示范路”項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)道路的5G信號(hào)全覆蓋和優(yōu)化、建設(shè)5G交通專網(wǎng)、交警四大感知應(yīng)用5G深度融合、5G+AI鐵騎摩托、5G+邊緣云計(jì)算等多個(gè)智慧建設(shè)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)， 以“新洲路”北大醫(yī)院到五洲賓館，并輻射到市民中心沿線，將交警在用的鷹眼、電警、車牌識(shí)別、閉路電視等原用光纖傳輸或4G傳輸?shù)膯伪O(shè)備（移動(dòng)警務(wù)終端、執(zhí)法記錄儀）進(jìn)行5G專網(wǎng)驗(yàn)證，打造小范圍交警5G試點(diǎn)區(qū)域，形成“5G交警可視化執(zhí)法”標(biāo)桿。

具體如下：

5G信號(hào)全覆蓋：在整條新洲路實(shí)現(xiàn)5G信號(hào)覆蓋，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行深度優(yōu)化。當(dāng)市民在智慧公路上發(fā)生較輕微交通事故的場(chǎng)合，可以通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)更快速地使用深圳交警“輕微事故遠(yuǎn)程視頻處理”自主操作處理。

5G交通專網(wǎng)，監(jiān)控視頻低時(shí)延回傳：深圳是全國(guó)的首個(gè)實(shí)現(xiàn)5G SA獨(dú)立組網(wǎng)城市。深圳交警與深圳電信聯(lián)合，基于全市覆蓋的5G SA網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)新性地構(gòu)建5G交通虛擬專網(wǎng)。專網(wǎng)為道路交通各類業(yè)務(wù)提供了安全性和可靠性保障。5G網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)全新優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)性能，大幅提升了道路監(jiān)控回傳的速率和穩(wěn)定性。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)天然的優(yōu)勢(shì)，也使道路監(jiān)控系統(tǒng)的部署更加簡(jiǎn)單、便利。

四大感知，零時(shí)差接收實(shí)時(shí)路況：為新洲路5G智慧交通示范路項(xiàng)目打造四大感知智慧交通應(yīng)用，電子警察、車牌識(shí)別、視頻監(jiān)控、“鷹眼”。5G網(wǎng)絡(luò)與四類應(yīng)用相融合，交通監(jiān)控視頻等數(shù)據(jù)可以通過(guò)電信5G網(wǎng)絡(luò)回傳至交通專網(wǎng)，在5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低時(shí)延等特性加持下，遠(yuǎn)程交警工作人員可以接近“零時(shí)差”收到實(shí)時(shí)道路交通情況。當(dāng)存在交通堵塞、突發(fā)事故的情形，“云端”的交警人員可以及時(shí)調(diào)度，更高效、更快捷、更智能地利用交警資源，緩解實(shí)際交通存在的壓力。

鐵騎摩托5G+AI，“變身”移動(dòng)電子卡口：深圳交警和深圳電信還將共同探索將“5G+AI”技術(shù)應(yīng)用于深圳交警鐵騎2.0，聯(lián)手打造全國(guó)首支5G鐵騎車隊(duì)。通過(guò)“5G+AI”的應(yīng)用，鐵騎將在行駛中就能自動(dòng)識(shí)別沿途車輛，讓布控車輛無(wú)所遁形，將高清視頻通過(guò)5G專網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳云端，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)卡口、移動(dòng)查緝、移動(dòng)視頻等“云-邊-端”一體化精準(zhǔn)管控新勤務(wù)。

通過(guò)5G+邊緣云計(jì)算，提升傳輸和計(jì)算效率：通過(guò)部署邊緣云結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)，可以大幅提升傳輸和計(jì)算能力，使交警人員能實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地識(shí)別交通違法行為，并獲得道路擁堵的實(shí)時(shí)感知預(yù)警信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)重大或者關(guān)聯(lián)事件進(jìn)行全資源的聯(lián)合調(diào)度，構(gòu)建感知智能，處理高效的智能道路管理系統(tǒng)，進(jìn)而從源頭上降低事故風(fēng)險(xiǎn)，減少擁堵。

2.3社會(huì)反響

打造5G智慧示范路全國(guó)標(biāo)桿，獻(xiàn)禮深圳特區(qū)40周年：項(xiàng)目為治理城市交通管理難題的“智慧”解碼，為深圳新基建發(fā)展注入新應(yīng)用，為粵港澳大灣區(qū)和深圳先行示范區(qū)建設(shè)貢獻(xiàn)更強(qiáng)動(dòng)力。大幅提升了傳輸速率、降低延時(shí)，提高了執(zhí)法效率，有效增強(qiáng)了交通警務(wù)的智慧應(yīng)用能力，樹(shù)立了行業(yè)示范標(biāo)桿，在眾多媒體獲得廣泛報(bào)道，吸引全國(guó)各地交警和管理部門參觀學(xué)習(xí)，目前正在全國(guó)推廣復(fù)制。在10月12日播出的《新聞聯(lián)播》上，專題報(bào)道——《新時(shí)代改革開(kāi)放再出發(fā)丨大數(shù)據(jù)賦能 深圳推動(dòng)治理能力現(xiàn)代化》中，中國(guó)電信深圳分公司攜手深圳市交警局打造的全國(guó)首條“5G智慧交通示范路”以及聯(lián)合深圳市市場(chǎng)監(jiān)督管理局推出的“明廚亮灶”工程閃亮登場(chǎng)。

通過(guò)5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)多個(gè)創(chuàng)新：此項(xiàng)目全國(guó)率先構(gòu)建5G交通專網(wǎng)，打造先進(jìn)的5G+AI鐵騎摩托，部署了領(lǐng)先的5G+邊緣云計(jì)算，實(shí)現(xiàn)多個(gè)5G和行業(yè)創(chuàng)新。

5G能力實(shí)現(xiàn)迅速恢復(fù)，安全可靠：在通過(guò)光纖傳輸?shù)牡缆繁O(jiān)控設(shè)備遇到網(wǎng)絡(luò)故障，需要緊急修復(fù)時(shí)，可以迅速通過(guò)5G CPE接入5G網(wǎng)絡(luò)，先恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸，待光纖修復(fù)后再切換回原網(wǎng)絡(luò)。

三、結(jié)語(yǔ)

5G技術(shù)作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)，具有大帶寬、低時(shí)延、高可靠等特性，具備切片、MEC等能力，能夠恰好契合車聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的需要，5G時(shí)代的到來(lái)必然會(huì)為汽車交通領(lǐng)域帶來(lái)全新的變革。本文就新背景下5G+車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行了研究與實(shí)踐，作為5G時(shí)代的通信運(yùn)營(yíng)商，需要做的是將5G網(wǎng)絡(luò)能力于企業(yè)應(yīng)用實(shí)際落地，深度參與5G車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，挖掘5G網(wǎng)絡(luò)在車聯(lián)網(wǎng)的潛能，以建設(shè)完善的“人、車、路、云”協(xié)同的網(wǎng)聯(lián)化交通設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和完整的車路協(xié)同應(yīng)用場(chǎng)景。打造更適合自動(dòng)駕駛行駛道路，推動(dòng)自動(dòng)駕駛大規(guī)模的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

李靜（1981.7-），性別：女，民族：漢，籍貫：陜西漢中，職務(wù)：深圳5G應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新中心副總經(jīng)理，職稱：中級(jí)經(jīng)濟(jì)師，高級(jí)技師（一級(jí)）? ?學(xué)位：管理學(xué)學(xué)士。研究方向：5G，大數(shù)據(jù)，云。