原标题：从典型应用场景看智能网联汽车发展
来源：人民邮电报
唐怀坤
5G商用，正在开启万物互联新时代，推动物联网、人工智能等新一代信息通信技术加速与传统行业融合，催生更多应用。在5G的诸多应用场景中，智能网联汽车受到高度关注，被认为在技术、应用以及市场需求等方面具备较为成熟的发展条件。而事实上，基于5G-V2X的智能网联汽车也确实将在交通安全、提升交通效率以及生活服务等诸多领域落地。
5G-V2X是大势所趋
智能网联汽车行业是我国的重要战略产业，也是5G在交通行业的重要应用领域，智能网联汽车可以实现物联网的相关功能。
物联网能够实现人与物相连、物与物相连。从目前来看，以传感器应用为代表的窄带物联网技术已基本成熟，智能远程抄表、消防报警、智能照明、智能停车、智慧水利、环保监测、共享单车等应用已逐渐走进人们的生产生活。共享单车将从“2G网络+蓝牙+GPS”逐步过渡到NB-IoT窄带物联网+北斗定位，再逐步向5G承载+北斗定位过渡。但是，目前在汽车交通领域依然没有普及物联网，行业期待通过C-V2X实现这一愿景。
C-V2X技术包括LTE-V2X和5G-V2X，C为“Cellular”，即蜂窝之意。C-V2X信息模式包括车与车之间（Vehicle to Vehicle，V2V）、车与路之间（Vehicle to Infrastructure，V2I）、车与人之间（Vehicle to Pedestrian， V2P）、车与网络之间（Vehicle to Network， V2N）的交互，实现以安全为目标的人与车、车与车、车与公路智能设施的通信。
在2018年6月召开的IMT-2020（5G）峰会上，IMT-2020（5G）推进组C-V2X工作组发布了《C-V2X白皮书》。2018年11月工业和信息化部下发了《车联网（智能网联汽车）直连通信使用5905-5925MHz频段管理规定（暂行）》，支持LTE－V2X技术在智能网联汽车的应用和发展，该规定与国际主流频段保持一致，并为未来发展预留了扩展空间。
虽然5G-V2X的标准目前尚未明确，但是却代表着未来的发展趋势，相对于美国的DSRC（Dedicated Short Range Communications，专用短程通信技术），LTE-V2X具备向5G-V2X过渡的优势。而DSRC技术则没有考虑后续升级，仅仅是一种固化的技术，并且在高速公路场景下整体性能相对于5G-V2X而言较弱。从具体的数据上看，在高速公路场景下，当汽车以140km/h行驶时（在国内目前为超速情况），采用C-V2X技术的汽车驾驶员有9.2秒的时间决定是否刹车，而使用DSRC（基于802.11p）的车辆只有3.3秒时间。相比之下，前者的感应距离为450米，而后者不到前者的一半。从这个角度上看，5G-V2X具备明显的技术优势，未来发展空间巨大。
保障交通安全
毫无疑问，安全是交通的根本，发展智能网联汽车是政策使然，也是市场需求使然。目前，在保障交通安全上，智能网联汽车能够发挥诸多用途，如紧急呼叫、碰撞预警、人行道状态提醒等（见表1）。
紧急呼叫功能：在山区公路以及人烟稀少的地方，一旦发生交通事故，车辆的驾驶员很可能因昏迷而无法求救，如果车辆的紧急呼叫系统能自动将求救信息发送到救援呼叫中心，无疑将发挥巨大作用。在这一背景下，自动紧急呼叫系统（e-call）率先在欧洲兴起，但是尚未全面普及。从2018年3月31日起，欧洲所有新车必须强制配备e-Call系统。目前，e-call系统并不依赖于5G技术，但是未来则可以由5G网络来承载。
会车远近光灯自动切换功能：在夜间行驶状态下，通过V2V技术，会车的对向车辆可以保持通信，并在一定距离内配合光照感应，相互自动关闭远光灯，以提高会车安全。
交叉路口碰撞预警：相关统计显示，我国30%~40%的交通事故发生在城市交叉路口，这主要是因为交叉路口的路况极其复杂，同时也容易出现违规行为。在类似场景下，基于智能网联汽车，车辆可以通过V2V（车与车互联）技术预判对方的车速和行驶方向，并及时发出碰撞预警。
人行道状态提醒：在夜间行驶尤其是能见度较差的情况下，车辆极易发生交通事故。为了改善这一状况，智能网联汽车借助安装在人行道上的智能马路道钉，采集马路上行人的状态，并将信息传递给RSU（Road Side Unit，路侧单元）单元，RSU再将信息传递给车载5G-V2X模块，提升交通安全。同时，针对行人不经过斑马线横穿马路的情况，系统可以通过5G-V2P实现自动感应，提前提醒司机刹车。
慢速车辆预警：当前，慢速行驶的车辆很多是城市公共服务车辆，智能网联汽车通过5G-V2V技术，能够对慢速行驶车辆后方的车辆进行提醒，避免后车因对前车车速判断错误而发生追尾。
静止车辆预警：高速公路环境下，车辆行驶速度快，刹车距离要预留100米~150米，此时如果前方车辆忽然抛锚或者因碰撞而静止在公路中间，则可能发生二次事故。相关统计显示，每年冬季的雨雪天气，都会因为上述情况而发生大面积追尾。针对这一情况，智能网联汽车能够将事故车辆的信息同步告知RSU，再通过5G-V2V告知周边1km范围内的其他车辆，降低二次事故发生的概率。
智能网联汽车在交通安全领域的应用，最终的目的是提高车与车、车与行人、车与环境的交互，通过这种信息交互最终提高驾驶安全水平。未来，随着智能网联汽车的发展，类似上述安全需求的场景还将进一步增多，而这些技术和应用的创新也将为无人驾驶的落地奠定安全基石。
表1：交通安全的应用场景示例表
提高交通效率
表2：提高交通效率的应用场景示例
相关统计显示，预计到2020年，中国汽车的保有量将达到6.3亿辆，有望成为全球第一。然而，城市道路的扩容往往赶不上车辆的增长，因此对于我国而言，必须依靠优化道路设置、提升车辆协同等手段来提高交通效率，改善城市的拥堵状况。2018年，曾有机构预计，北京市民每年因交通拥堵而浪费的成本约为8000元/人，提高交通效率已是当务之急。
在这一背景下，基于5G-V2X的智能网联汽车的兴起，有望为提高交通效率带来解决之道，催生一些新的应用（见表2）。
不停车收费功能：因为历史原因，DSRC标准制定较早，目前大部分收费站的ETC（Electronic Toll Collection ，不停车收费系统）采用的都是DSRC标准。相对于5G-V2X，基于DSRC标准的ETC存在安全风险，出现过盗刷等情况。因此，5G-V2X的普及，有望对基于DSRC的ETC功能实现替代。
不等红灯的通过提醒功能：城市交叉路口通过率是衡量交通管理能力的重要指标，大部分城市道路往往采用“主干道+支路”的形式，主干道是城市的交通动脉。在智能网联汽车的应用场景下，通过对车辆潮汐以及红绿灯等待时长的计算，配合RSU单元，能够实现车辆不等红绿灯的绿波行驶，这样不仅可以大幅节省司机的时间，而且达到节省社会车辆能耗的目的。
限高、限宽提醒：在过路、过桥以及通过铁路道口或隧道时，智能网联汽车能够将路况的相关参数和当前车辆的参数进行比对，对司机进行提醒，降低事故发生概率。
城市公交车道管理：在很多城市，公交车道占用了城市主干道四分之一的通行能力，如何合理利用公交车道资源成为城市管理的重要课题。尤其是在传统的技术下，司机仅仅通过自身的观察，往往不能实时准确地掌握公交车道的通行情况。因此，在智能网联汽车技术的支撑下，路口RSU单元借助V2I（汽车与基础设施），能够准确告知司机当前公交车道是否可用。
服务生产生活
智能网联汽车5G-V2X终端，通过“车-车”的通信可以提供很多生活服务功能，如服务预订、社交、电商等。这些功能与传统移动互联网有较大的差别，它可以与车辆本身的感知技术以及车辆本身的参数结合，催生更多新的应用（见表3）。
自动驾驶编队功能：通过5G-V2V技术，物流驾驶编队可以借助定速巡航实现自动驾驶，与此同时，自驾游车队、城市婚礼车队等都可以通过5G-V2V实现编队功能。有观点认为，这有望成为未来编队型无人驾驶的雏形。
影像自动云存储：智能网联汽车可以将停车期间车辆的异动情况，自动拍照后发送到车主的手机上，对恶意损坏或偷盗进行报警。同时，通过“抓拍视频”和“拍照”功能，司机还可以从车联网设备上获得交警发布的实时交通信息。此外，在交通拥堵的时候，司机还能看到前方路口的红绿灯状态和实时影像。
生活服务：相比今天的传统汽车，智能网联汽车能够提供保险、保养到期以及剩余油量（电量）、与服务区距离等自动提醒功能，同时还可能实现车辆后备厢收发快递等应用，甚至最终演进到无人驾驶的阶段。
4G改变生活，5G改变社会。5G时代，我们的生产方式、生活方式都将随之改变，而5G-V2X应用于智能网联汽车仅仅是5G应用的冰山一角，未来，在包括政府、车企、消费者、互联网企业等在内的各方推动下，智能网联汽车有望迎来爆发式发展。
