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5G智能网联解决方案:三网融合

移动互联张承政│文

目前,车联网作为5G垂直行业中的典型应用,正备受瞩目。大唐移动首次提出了面向智能网联车辆的“三网融合解决方案”,得到了业界的广泛认可。

5G作为新一代信息技术的发展方向和战略制高点,是国家公布的十三五战略新兴产业之一。5G将主要满足eMBB,mMTC和URLLC三大场景网络需求并将驱动全行业创新应用,孵化出更完整、更广泛的生态系统。

车联网是5G技术率先应用的领域,V2X是5G低时延、高可靠场景中最为典型的应用,也是未来实现智能驾驶和无人驾驶的基础技术。2013年,大唐作为车联网V2X的开拓者,在业界率先提出了LTE-V技术概念,经过近五年的研发,已经成为车联网领先企业,目前占据90%以上的V2X产品市场。在2016年下半年,发布了业内首款基于LTE-V技术的车联网芯片级预商用产品。2017年年初,举办了5G/LTE-V技术研讨会,与产业界对5G和车联网技术的结合进行了深入探讨。

大唐移动持续致力于超低时延、高可靠性、强安全性等核心关键技术的研究,积极推动V2X在中国乃至全球的产业化进程,促进智慧交通应用的落地开花。2018年7月,在中国上海召开的“世界移动大会—上海”上,大唐移动首次提出面向智能网联车辆的“三网融合解决方案”,得到了业界的广泛认可。

一、三网融合解决方案介绍

图1 大唐移动三网融合解决方案

车内网

一方面通过毫米波雷达、高精度定位等传感模块与人工智能相结合,构建单车感知网,实现单车的辅助驾驶、智能驾驶,提高安全系数;另一方面通过高清摄像头、显示屏等多媒体设备借助5G无线网络提供的高带宽承载优势,构建车内信息娱乐网,为车内人员在乘车过程中提供更多的体验选择,如车内视频会议等。

车际网

通过将车载智能网关、路侧单元等、各类传感器、边缘计算节点等设备有机结合,构建车际感知网,可以在V2V、V2I、V2P等场景下提供基于低时延、高可靠的互通,实现安全防碰撞、视觉盲区安全预警、救援车辆让行、绿波同行等应用。

车云网

充分利用5G组网带来的低时延、高带宽、大连接的优势,将车联网设备与5G组网结合,并通过网络切片,将车联网相关的业务应用和运算下沉到边缘计算平台MEC,既为本地数据安全提供保障,又利用边缘云的优势,对数据信息进行层次化处理,降低应用时延。

综合来说,“三网融合解决方案”是将“云、管、端”三者跨界结合为车云互联网、车际V2X专网以及车内智能网解决方案。大唐移动将C-V2X、MEC等无线通信技术与单车智能驾驶技术相结合实现智能网联,通过构建车与人、车与车、车与路、车与云平台之间的互联互通,能有效提升车辆行驶安全,提高交通管理水平,促进城市交通智能化,也是实现无人驾驶的必由之路。

图2 大唐移动5G智能网联系统架构

在产品和技术层面,大唐移动在5G及LTE-V2X方面在业界内领先,目前也是业内唯一能够提供LTE-V芯片、模组、OBU、RSU系列产品的公司,可通过5G基站和MEC边缘计算能力技术优势,面向公网与交通网,提供三网融合车联网解决方案。

二、面向商用案例发布

为了更好得将车联网进行实践和落地,大唐移动积极开展对外合作。2018年9月13日,大唐移动与厦门公交集团共同发布了国内首个面向5G的城市级智能网联应用。这不仅是国内首个面向商用的C-V2X车联网应用,也是三网融合解决方案面向商用的首次落地。

厦门具备全国领先的BRT道路场景,大唐移动采用C-V2X与5G等先进通信技术,为厦门公交构建了BRT智能网联系统,通过三网融合解决方案的应用,在BRT运营车辆上实现了超视距防碰撞、实时车路协同、智能车速策略以及精准停靠等多个功能,在提高驾驶安全系数、交通效率的同时降低了运营成本。

  • 超视距防碰撞

    通过V2V、V2I通信,车辆能够提前进行碰撞预判,实时计算安全距离和碰撞时间,根据不同距离,采取不同制动策略,避免发生碰撞事故。这一功能的优势在于V2X系统可不受天气影响,全面增强感知范围,乘客的体验将会更加舒适;感知信息更加丰富,可与智能交通系统深度融合;与单车智能系统相比,实现成本较大幅度的降低;同时在确保安全的前提下,亦可提升行驶速度。

  • 实时车路协同

    可以实时监测路口机动车、非机动车及行人等违章行为,违章信息与V2X车辆之间的信息共享,通过V2I通信,BRT车辆主动触发减速及安全避让策略,减少路口拥堵和碰撞,提升交通管理效率;交通设施与道路的数字云化映射,实时调整控制红绿灯状态,优先保证BRT车辆通行,提高通勤效率。如上图,通过路口传感器、路侧RSU单元等基础智能化设备,形成“智能的路+聪明的车”,实现实时车路协同系统。同时结合三网融合方案及MEC边缘计算优势,进一步降低车辆与路口信息交互的时延,从而提升车路协同的实时性和有效性。

图3 大唐移动实时车路协同系统

  • 安全精准停靠

    通过高精度定位等多项技术的结合应用,一方面对进站车辆进行车速平滑控制,另一方面可精确控制停靠点与站台间距,控制在10cm以内,在配合语音提醒辅助,实现精准停靠保障乘客上下车安全,瞄准了站台乘车安全痛点,面向BRT运营提供精细化服务。

    图4 大唐移动安全精准停靠应用效果

  • 智能车速策略

    首先通过车载智能网关,利用无线网络带来的高带宽实时回传车辆位置信息和相关数据, 部署在5G边缘计算平台MEC上的应用可根据实时的车辆信息不断更新行驶策略,再通过5G网络下发给车载智能网关优化动力系统,实现高效、绿色节能的效果。整个驾驶过程,司机甚至可以不用控制刹车、油门就能完成运营线路的智能驾驶。

    图5 大唐移动智能车速策略应用效果

未来,车联网将是5G单体规模较大的垂直行业应用之一,我国主推的C-V2X技术已经成为国际标准,且是全球主流技术,已走在世界前列。作为业界较早提出LTE-V2X概念和技术框架的中国信科集团,积极在3GPP推进LTE-V2X和NR-V2X国际标准制定。与此同时,大唐移动致力于开发车联网系列产品和解决方案,将积极参与工信部5+2智能网联汽车示范区建设,依托传统的4/5G网络技术优势,结合在C-V2X上的先发优势,继续以开放的心态与更多垂直企业厂商展开多领域合作,促进5G智能网联车联生态体系建立,持续推动中国乃至全球智能网联汽车行业的可持续发展,实现跨界共赢。