5G 让人们无限遐想,车联网让人们无限憧憬,什么是车联网呢?

什么是车联网

引言


5G 凭借着高端的技术(其实掰开了看,并非那么复杂),可以满足人们生活、工业的基础需求和 VIP 的需求

因此,同样高端大气上档次的 车联网 必然会走向与 5G 的接合

这也符合逻辑规律:真正的强者之间总是互相吸引的

在往期文章 5G 之熵! 中客观的分析了 5G 的优势和短板

结论:新的技术只有找到新的用武之地,才能发挥其最大的价值

传统的单纯建设、运维网络 ,通过搭桥牵线就躺着赚钱的时代已经一去不复返了

因此,网络通信紧相关的行业正在携手探索 5G 新技术的应用战场

以将 5G 的高性能发挥到淋漓尽致

要说工业互联是 5G 发挥才能的必然场景

作为消费型工业的 “龙头股”, 汽车行业也必将是 5G 的重要战场之一

人们设想通过车与网杂交,将交通打造成 聪明的车 + 智慧的路 的模式

以实现 安全 + 高效 的交通

此想法的起源是否受到袁隆平老先生的启发,已无法考证

但是 车 + 网 将将会和高产的杂交水稻一样,杂交出改变世界的产物

车联追梦就国内来说,车联网是一个新东西,出现在人们视野里的时间不长

其实到了 4G 网络建设比较完善的时候,车联网才出现,所以说它的历史并不长,也就这几年的事

但在欧、美国家,车联网出现的时间较久了,可以追溯到 20 多年前

那车联网到底是什么呢?

车和无线网络应用后会产生什么呢?

 

什么是车联网

 

提到无线车联,就不得不提无线界的另一位大哥-wifi, wifi 标准源于西方,在全世界广泛应用

纵使 wifi 也有诸如安全问题、信号不稳定问题

但是人无完人、金无足赤,广泛的应用就实践的证明了人家还是相当不错的

因此,国外针对车联网的研究,争来争去,通信架构底下绿框中两层也是基于 wifi 的架构来设计的

也就是物理层的数据处理、发送、接收信号过程和 wifi 的过程是类似的(OFDM + MIMO)

不同车之间的网络资源配置和调用也是 wifi 那套机制的变体(CSMA/CA: 暗箱开会,先听后说,冲突随机回退,重传)

逻辑框架基本受 wifi 的设计启发

 

什么是车联网

 

但是取了个新名字叫 DSRC(短距离通信),用于车与车联网的技术方案

兜英文不是为了嘚瑟,不用记,只要知道用类似于 wifi 的网络搞车联就行了

相比于把简单的事情说的复杂以显示高大上,娃紫更喜欢把复杂的问题搞简单,即便显得有点土

但是搞来搞去,搞了这么多年,国外的车联技术也没有取得长足的成果,还时不时爆出:

用 DSRC 连接的车检测到行人,直接勇敢的撞上去了

路上检测到一块砖头,车就直接撂挑子不走了

等等等等,好玩的乌龙车联事件

令人啼笑皆非的背后

好比老皇上起早贪黑的选了个继承人,结果所选之人德、才不配位

这时候地大物博的大中华正好建立起了几乎无死角的 4G 网络体系

眼下的背景是,一个缺少有效网络的支撑,一个有成熟的网络

 

什么是车联网

 

 

聪明的人就想了,是不是可以用 4G 的网络来替代不争气的 DSRC 呢?

因此,就有了中国特色的 C-V2X (基于蜂窝通信系统的车联网),看似复杂其实也并不复杂

基本的逻辑:只是把手里的手机换成了汽车,连上 4G 网络,其实就这么简单

万剑归宗以后,车联网就基本随着无线移动通信发展的步伐联动起来了

C-V2X 不断的显现出优势,不断的演进发展

车联场景根据历史文章中的分析, 2G、3G 网络的性能弱一些,无法满足工业互联的需求条件

更不用提对网络性能要求更高的车辆交通系统了

随着 4G 网络的大面积成熟建设,才使人们对依托 4G 网络的车联网有了初步的畅想

 

什么是车联网

 

看图中车 网络搜索、邮件、影音、支付、微信、安全 等等等等功能都提上了日程,一应俱全

当车找到了 4G 网,4G 网遇到了车,就碰撞出了这么多的火花

人靠衣裳,马靠鞍, 概莫能外啊,车网一结合,瞬间由简单的交通工具变成了高富帅

从功能分类上来看

 

什么是车联网

 

网络类的、安全类的、交通信息类的、交流类的、娱乐类的、导航类的。。。。。齐活了

从前的梦想是:楼上楼下,电灯电话

如今的梦想是:车里车外,导航宽带

从前的手机是用来打电话用的,而今打电话成 了手机二类的需求了

同样地,现在的车被用作交通工具的,而后出行将变成车的一小部分属性

车更多的是移动着的生活场所

 

什么是车联网

 

我国交通物流以长途汽车为主,因此,多功能的车联网姗姗的走向了长途车

目标无非仍然是 安全 + 高效

当长途货运车队联网以后,就是这样的场景:

车队头车扮演队长的角色,车队跑的快,全靠车头带了

头车将路况、车速实时的通过无线信号传递给后面车辆

后面的车辆根据接收的信息及时调整车速,只需要跟着头车走就行了

有人开始疑问了,万一前面有紧急状况,头车来个急刹,岂不是要撞上一串?

莫要怕,不会的,为啥呢?

忘了在 图解:什么是 5G? 中说的了?

信号是以每秒钟绕地球近 8 圈的速度在跑

货车的速度才有多快,160+Km/h (46.2m/s) 也就顶格了,比较一下

 

什么是车联网

 

相比之下,150Km/h 的车速可以忽略不计,所以只要通信网络没问题,头车能将信息实时的报给后面的车

在人类的视觉感观上,后车与头车的急刹是同步的,时间上根本区分不出来

所以,出事故串串儿的事大可不必担心

货车联网编队在安全性上能提高好些个档次,在效率上也有不错的提升

我国每年的物流运输成本费用占全国 GDP 的 百分之十几,相当大的一笔开销

当货车编队以后,头车的速度确定以后,后面的车基本以匀速的方式跟随

如此可极大的节省燃油成本,何乐不为呢?

这里要重点强调一句:在此场景中要靠更加牛 X (时延低、可靠性高)的 5G 来实现车队编联

 

什么是车联网

 

城市内交通的车联情况,每辆车相当于一个小的信号发射器,并不断的往外广播信号

不停的在喊或者告诉其他的车:

不要靠近我、不要靠近我。。。

注意安全,前方红灯、前方拥堵

等等等等,能够极大的提升城市交通的安全系数

把视野拉远就是这样的场景

 

什么是车联网

 

路上的每辆车都有信号感应、探测的功能,不管是超车、变道、急刹,都提前实时 地告诉周围车辆

届时,交通事故将变成黑天鹅般的极少数事件,交警叔叔将面临失业的压力

接着上图,当行人与车发生交通事故,无异于以卵击石,因此,此类场景也是车联网重点关照的

 

什么是车联网

 

当车具备了联网和数据处理能力以后,将时刻探测车外的情形,并对环境作出分析和判决

尤其在路口,更是提前对外部情况进行精细的探测和分析,只有在证明绝对安全的情况下才能通过

如果车辆探测到有安全隐患,司机是无法强行前行的

如此,在人行横道前将杜绝车辆横冲直撞的事情,人们是绝对安全的

多么美妙的生活

 

什么是车联网

 

上面这张图是绿波通行的图,何为绿波通行?

很简单就是车辆在行驶中将一路绿灯,妙不妙?

简直妙到极致,如何做到的呢?

整个城市里建立信号灯管理中心,控制着整个城市的红绿灯亮、灭时长

将车辆数据、车速、路况等等参数通过人工智能分析,给行车提供一个建议的速度并反馈给车辆

联网车辆按照这个速度行驶,可以实现刚到路口即为绿灯的妙境

WOW, 全城交通一盘棋,调度管理归中心

无堵车,少事故,省油还高效

这就是车联网的威力,当然这个过程,不管是车况、路况信息的实时上传、还是中心的数据处理、结果及时反馈

都需要极高效的网络作为基础支撑, 5G 是必不可少的基元

但是有一个问题,既然绿波通行了,设置那么多红绿灯貌似也没多大必要了

下图是车联网的终极目标---无人驾驶

 

什么是车联网无人驾驶

 

输入目的地后,人的任务就结束了,后续的所有操作都是车自己分析、决策和选择

将主人安全、高效的送往目的地

人们可以完全解放出来,做自己喜欢的事情

睡觉、看书、斗地主

聊天、喝茶、打豆豆

简直了,政治哲学从交通行业率先突破了,从独立王国走向自由王国

这就是车联的终极目的,事故的终结者、新时代通行的开创者

实现前面的几个场景是车和网杂交以后的典型智能产物

水稻杂交能高产,车网杂交能高效

什么时候能实现呢?又是怎么实现的呢?

什么时候实现还说不好,应该不远了

怎么实现的,就当前的技术方案而言,其实也很简单

车不是要和 4G、5G 网络相联吗?那肯定就得有和基站通信的能力

和基站通信,那车不就变成了和手机一样东东了么

至少应该遵守与基站通信的协议和数据收、发的接口

规则 + 接口 就是这么简单

在这种情况下 4G、5G 基站全权管理着联网的车

你应该在这块资源上发数据

你应该在那块资源上收数据

你应该以多大车速行驶

你应该急刹了

等等等等吧,这个过程不是基站与人交流,是基站与车直接交流

车只要按着基站的指令工作就行了

目前,基于 4G 网络的车联,是以广播信息的方式对联网车联进行管理

不管是路侧的信号发射设备,还是 4G 基站,甚至联网车辆本身

只将信息广播出去,至于收到没收到不管,也不需要有反馈

相当于半聋式的交流

聋: 体现在不对发出的信息进行反馈的接收和分析

半: 联网车即有发信息的能力也有接收来自其他车辆广播信息的能力

还有一种收、发数据的方式,那就是车与车或者车与车外的人、物、设备之间直接进行通信

没有基站在中间仲裁,而是收、发两端直接对话

比如上图中,车与人行横道上的行人之间

这种通信方式能够节省时间,因为基站与车之间的距离一般是比较远的

但是在这种通信方式中,没人告诉车具体在哪块资源上发数据,在哪收数据,全凭自己去猜

综合来说,如果家里没有家长,放养的方式,秩序往往就会有点乱套,甚至不可控

对于娱乐类型的大量数据的车间交互来说,这种通信方式可以节省很多的资源和带宽

因为数据直接透传给目标车辆了,不用到基站处绕一圈了

反正有利也有弊吧,以上两种方式接合起来用,就完美无瑕了

整个系统就如图所示

 

无人驾驶

 

嘿,还有卫星么?

卫星的作用无非就是:定位和授时同步

一个简单的例子,绿波通行中,至少调度中心应该知道车辆的准确的位置,才能准确分析和决策

车辆对自己的位置也应有准确的认知,尤其高速路上的超车变道提醒,无人 ETC 交费

这些都是在传感和定位融合作用下联动的,而且定位的精度要求非常高(亚米级)

因此,高精的定位能力也将是车联网中重要的技术保障

如此看来,车联网将是一个系统性的工程,包括自动化、电气、车辆制造、精密设备、通信、定位、同步等

只有相关各行业齐头研进,才能使产业更好的落地,使车联网尽早的走进人们的生活

结车联网很简单,就是车与网杂交

原因也很简单,就是为了交通安全与高效

方案也很简单,主要利用 4G、5G 网络和直连接口

目标也很简单,车聪明、路智慧

但将整个系统链接起来运行,就会有待深入研究的点了

每一个环节都是关键,因为交通不同于其他行业,稍有闪失,后果严重

所以,对车联网的研究任重且道远

但是 5G 的潘多拉盖子已经开启

幽灵也已经飘到了车联网领域,正在深入渗透

道阻且长,但 强烈的需求 + 可靠的技术 必将会有令人耳目一新的果实

红松公众号