汽車互聯(lián)技術(shù)總結(jié)：智能駕駛汽車的互聯(lián)性仍處于起步階段

·互聯(lián)已經(jīng)開(kāi)始在汽車中應(yīng)用；

·無(wú)法保證自動(dòng)駕駛汽車可以依賴的V2X完全滲透；

·考慮到高度智能駕駛（AD）的要求，將需要新的互聯(lián)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

·擴(kuò)展車輛和中立服務(wù)器的概念將被證明是一個(gè)很好的支持下一步互聯(lián)智能駕駛（CAD）部署的重要舉措。

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：

·使用現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；

·現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)+5G的混合通訊研究；

·收集數(shù)據(jù)和在實(shí)踐中不斷評(píng)估；

·需要建立更廣泛的互聯(lián)汽車聯(lián)盟；

·需要市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)/以顧客為中心的解決方案；

·加強(qiáng)邊緣計(jì)算研究；

·互聯(lián)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)為大規(guī)模服務(wù)創(chuàng)造了很大商機(jī)。

1 2018年5大數(shù)字化與信息化轉(zhuǎn)型趨勢(shì)[1]

（1）大數(shù)據(jù)，大機(jī)會(huì)：大數(shù)據(jù)將面臨更大的變革，顛覆現(xiàn)有的商用模式，大數(shù)據(jù)將通過(guò)采用認(rèn)知技術(shù)恢復(fù)暗數(shù)據(jù)（Dark data），幫助、保護(hù)企業(yè)免受數(shù)據(jù)泄露和欺詐的損害。

（2）AI將獲得大發(fā)展:Forrester研究報(bào)告預(yù)測(cè)，人工智能的下一階段都是關(guān)于轉(zhuǎn)型、現(xiàn)實(shí)和實(shí)施，70%的企業(yè)計(jì)劃在2018年實(shí)施人工智能，從2016年的40%上升，20%的企業(yè)將建立人工智能提供真實(shí)時(shí)間指示和決策，輔導(dǎo)員情緒智力的聊天機(jī)器人將被開(kāi)發(fā)。

（3）5G在路上：根據(jù)高通公司的報(bào)告，最新的5G技術(shù)將在2018年繼續(xù)引起更多關(guān)注，預(yù)計(jì)5G智能手機(jī)將于2019年上市，5G可能會(huì)把事情提升到一個(gè)全新的水平，下載速度難以達(dá)到-10 GB/s比4G快。

（4）區(qū)塊鏈釋放全部潛力:區(qū)塊鏈?zhǔn)荊artner網(wǎng)站上第二大搜索頻率最高的詞匯，搜索量增長(zhǎng)了400%，Deloitte預(yù)測(cè)區(qū)塊鏈技術(shù)可能會(huì)很快超過(guò)其他技術(shù)，如云計(jì)算，數(shù)據(jù)分析和風(fēng)險(xiǎn)投資中的物聯(lián)網(wǎng)。

（5）邊緣計(jì)算正在發(fā)展：業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，到2020年，政府和企業(yè)將使用56億臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行邊緣計(jì)算和分析，預(yù)計(jì)企業(yè)將在其基礎(chǔ)設(shè)施中使用邊緣設(shè)計(jì)模式，主要是那些具有重要物聯(lián)網(wǎng)元素的企業(yè)。

2.汽車生態(tài)構(gòu)架

圖1 汽車數(shù)字化云生態(tài)構(gòu)架[2]

普華永道2017年戰(zhàn)略與數(shù)字化汽車報(bào)告中提出了汽車數(shù)字化云生態(tài)系統(tǒng)[2]，其框架主要包括物理層、服務(wù)層、商務(wù)層和伙伴支撐層（圖1）：

物理層面：包括了汽車日?；顒?dòng)場(chǎng)景，如接、送、EV充電、出發(fā)和到達(dá)，自動(dòng)泊車等活動(dòng)。

服務(wù)層：支持上述汽車日常活動(dòng)的服務(wù)，如接、送，EV充電、到達(dá)通知，自動(dòng)泊車等，包括了數(shù)千種服務(wù)。

商務(wù)層：多種貨幣的數(shù)字化的商務(wù)模式

伙伴支撐層：上萬(wàn)個(gè)商業(yè)伙伴支撐汽車社會(huì)的信息化。

這樣的汽車生態(tài)框架，對(duì)于汽車主機(jī)廠（OEM）意味著復(fù)雜性呈現(xiàn)幾何級(jí)增長(zhǎng)，信息量也是幾何級(jí)增長(zhǎng)，面對(duì)這樣復(fù)雜的汽車生態(tài)，全球汽車OEM必須為此做好面對(duì)巨大商機(jī)的戰(zhàn)略布局和戰(zhàn)術(shù)研究。

Jaime Moreno也提出了新的生態(tài)系統(tǒng)[1]：新生態(tài)的使用者包括駕駛?cè)藛T、OEMs和交通服務(wù)提供商。新的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)關(guān)注服務(wù)，前提條件是建立模型進(jìn)行可能性的研究，需要大規(guī)模示范和部署。

2.1 信息通信技術(shù)（ICT-Information Communication Technologies）關(guān)鍵技術(shù)（4級(jí)自動(dòng)駕駛）[3]：（Dr.Angelos Amditis.V2X Connectivity for AD）

混合聯(lián)通;

數(shù)據(jù)管理;

網(wǎng)聯(lián)安全;

數(shù)據(jù)保護(hù);

精準(zhǔn)定位。

2.2 不同的通訊技術(shù)確保通訊可靠、可用和冗余

·ITS 5G:成熟，標(biāo)準(zhǔn)可用，低延時(shí)……;

·Cellular:成熟、不適合汽車需求，延時(shí)長(zhǎng)，新的5G和技術(shù)促進(jìn)者推動(dòng)mMTC，URLLC，……;

·LTE-V:新技術(shù)，成本有效，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施上部署…….

2.3 靈活的網(wǎng)聯(lián)構(gòu)架：

·兼容不同的計(jì)算類型，如云計(jì)算、MEC；

·適應(yīng)不同的使用案例和服務(wù)的不同需求；

·應(yīng)按照不同智能駕駛應(yīng)用級(jí)別的性能和適應(yīng)要求定義網(wǎng)絡(luò)的“切片”。

2.4 通訊技術(shù)功能要求[3]

·協(xié)同感知數(shù)據(jù)的周期廣播

傳感器：位置、速度、加速度等，（10Hz）;感知：占位網(wǎng)格（2Hz）;

控制：目標(biāo)軌跡、速度和加速度，組成（2Hz）

·基于事件的協(xié)同機(jī)動(dòng)數(shù)據(jù)廣播

自主變更車道協(xié)商（Ad-hoc lane change negotiation）

交叉路口優(yōu)先權(quán)需求/分配·數(shù)據(jù)質(zhì)量要求：

絕對(duì)定位精度(＜0.5 m)

·延時(shí)要求：

端到端延時(shí)＜100 ms，高度動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；端到端延時(shí)＜200 ms，機(jī)動(dòng)協(xié)商

3 汽車為中心的云和物聯(lián)網(wǎng)

圖2 汽車為中心與云平臺(tái)[4]

Francois Fischer提出了以汽車為中心的云平臺(tái)構(gòu)架（見(jiàn)圖2），基于蜂窩技術(shù)的汽車數(shù)據(jù)融合包括車載傳感器、局部動(dòng)態(tài)地圖、自動(dòng)駕駛功能、車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和通訊技術(shù)接口，而通訊（4G-ITS-5G，LTE-V2X）與互聯(lián)網(wǎng)接口，個(gè)人移動(dòng)設(shè)備、交通信號(hào)燈、自行車、道路維修建設(shè)等通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與車通訊。

3.1 新的連接范例：云和物聯(lián)網(wǎng)[4]

·V2X方法-車輛中心

·范圍有限：僅具有兼容連接的設(shè)備

·有限的功能-關(guān)閉連接的設(shè)備多樣性-“僅僅”數(shù)據(jù)（無(wú)過(guò)濾/增強(qiáng)）

·云物聯(lián)網(wǎng)方法-作為服務(wù)提供的已提升數(shù)據(jù)·連接不可知

·語(yǔ)義增強(qiáng)設(shè)備表示（元數(shù)據(jù)）

·2級(jí)管理：設(shè)備和上下文

·上下文管理中的“增強(qiáng)”數(shù)據(jù)表示

·例如。交通堵塞或其他危險(xiǎn)/交通：來(lái)自個(gè)別物品數(shù)據(jù)的環(huán)境事件

·輕松跨域服務(wù)集成-聚合

·標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型-平臺(tái)開(kāi)放-更高的網(wǎng)絡(luò)安全性

圖3 汽車互聯(lián)和云平臺(tái)[4]

云平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)包括了IoT生態(tài)、IoT云平臺(tái)、應(yīng)用層和服務(wù)層（見(jiàn)圖3），其中IoTs生態(tài)圈包括：

按IoT標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，目標(biāo)提供給互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)據(jù)；

在IoT平臺(tái)上創(chuàng)建虛擬的目標(biāo)；

AUTOPILOT IoT平臺(tái)從其數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用；

AUTOPILOT應(yīng)用服務(wù)可以支持智能駕駛。

IoT平臺(tái)內(nèi)容包括：

互操作；

標(biāo)準(zhǔn)化

信息安全

免費(fèi)開(kāi)發(fā)

應(yīng)用類型包括：

·自動(dòng)代駕泊車；

·高速公路自動(dòng)駕駛；

·編隊(duì)行駛；

·城市駕駛。

服務(wù)類型包括：

·自動(dòng)駕駛路徑優(yōu)化；

·城市代駕服務(wù)（為游客）；

·電子駕駛證；

·自動(dòng)駕駛用高清地圖；

·共享汽車實(shí)際時(shí)間；

·第六感駕駛；

·無(wú)人駕駛汽車再平衡；

·動(dòng)態(tài)eHorizon。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)用于自動(dòng)駕駛的前景

·當(dāng)前使用案例（AUTOPILOT）

增強(qiáng)AD DDT和RT HD地圖更新的駕駛環(huán)境感知

為移動(dòng)性提供SaaS/PaaS（OEM車輛管理平臺(tái)或MaaS）

·未來(lái)的用途

·受云中未來(lái)IT功能的驅(qū)動(dòng)：例如：AI

·未來(lái)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)性能支持；

·Massive IOT為AD功能提供更多信息-（mMTC）；

·更高的數(shù)據(jù)速率（eMBB），允許高容量數(shù)據(jù)表示（視頻）；

·較低的延遲（URLLC）和MEC啟用；

·在車輛中使用IoT進(jìn)行RT DDT，并將DDT與基礎(chǔ)設(shè)施控制結(jié)合使用。

·計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)性能與自動(dòng)化級(jí)別之間關(guān)系的影響；

·通過(guò)智能設(shè)備管理提高連接性。

4 基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一的V2X完整的解決方案

圖4 基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的V2X完整解決方案構(gòu)架[5]

愛(ài)立信提出5G汽車通訊的統(tǒng)一完整的解決方案（見(jiàn)圖4），V2X蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的目標(biāo)是：一是在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)長(zhǎng)距離可以達(dá)到裝置互聯(lián)；二是長(zhǎng)距離蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在汽車技術(shù)上實(shí)施（短期可以獲得效果），汽車通過(guò)V2I與多種云互聯(lián)。

V2網(wǎng)絡(luò)和云，包括OEM云、OTT云、C-ITS云和路邊基礎(chǔ)設(shè)施云，這些云是互聯(lián)的，并與各服務(wù)提供商連接。

V2X短距離連接可以實(shí)現(xiàn)：

·單獨(dú)操作，不需要蜂窩網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

·免費(fèi)連接到長(zhǎng)距離蜂窩技術(shù)（可用，低延時(shí)），基于充分的市場(chǎng)滲透率。

4.1 5G汽車通訊技術(shù)一般要求[5]

-汽車要求

本地化精確定位，最小車距，移動(dòng)性，相關(guān)區(qū)域等。

-網(wǎng)絡(luò)要求

·可用性，通信范圍，數(shù)據(jù)速率，延遲，可靠性，服務(wù)

數(shù)據(jù)單元大小

·可以從不同的角度考慮延遲（對(duì)于

不同的用例），例如基于層和端到端的延遲-定性要求

成本、功耗、安全性

4.2 5GCAR研發(fā)目標(biāo)

·研發(fā)5G V2X系統(tǒng)構(gòu)架；

·與不同的無(wú)線接入技術(shù)形成網(wǎng)絡(luò)；

·開(kāi)發(fā)高效安全的和大規(guī)模的側(cè)連接接口

·5G輔助定位技術(shù)

·識(shí)別創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式；

·展示和確認(rèn)研發(fā)的V2X概念；

·形成5G V2X標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)；

·將5GCAR概念與5G PPP集成

4.3 5GCAR研發(fā)方法

A:定義V2X場(chǎng)景、需求和KPIs;

B:設(shè)計(jì)和確認(rèn)創(chuàng)新技術(shù)解決方案；

C:驗(yàn)證感念并進(jìn)行展示，展示3個(gè)先進(jìn)的V2X使用場(chǎng)景：

汽車行駛并線；

多個(gè)互聯(lián)車輛機(jī)動(dòng)協(xié)同感知；

弱勢(shì)道路使用者保護(hù)

4.4 5GCAR開(kāi)發(fā)內(nèi)容：

·5G V2X商用模式;

·5G V2X型譜；

·5G V2X基于基礎(chǔ)設(shè)施通訊；

·5G V2X測(cè)鏈接通訊

(1)端到端延時(shí)，＜5 ms

(2)超高可靠性，接近10-5

(3)非常高密度的互聯(lián)車輛；

(4)定位精確（RVUs:10cm，車輛：30cm）

·5G V2X定位

·用于V2X的5G構(gòu)架；

·展示5G V2X。

5 通過(guò)人工智能和互聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車智能駕駛

圖5 人工智能和汽車互聯(lián)促進(jìn)汽車智能駕駛[6]

德國(guó)博世公司的David Weidenfelder提出了人工智能和汽車互聯(lián)技術(shù)促進(jìn)汽車發(fā)展的技術(shù)路線（見(jiàn)圖5），即基于感知和精確定位的基礎(chǔ)上，車載大腦（感知數(shù)據(jù)融合+軟件冗余設(shè)計(jì)）與安全駕駛和車載計(jì)算機(jī)，形成決策機(jī)制，采取集制動(dòng)和/或轉(zhuǎn)向行動(dòng)，包括對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的控制，這里冗余設(shè)計(jì)是完整傳感、思考和采取行動(dòng)的關(guān)鍵。

博世提出的互聯(lián)汽車技術(shù)的核心是其博世雷達(dá)道路自動(dòng)簽名系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以精確到厘米級(jí)，可以彌補(bǔ)攝像技術(shù)的不足，創(chuàng)建局部高清地圖和精確位置，通過(guò)與伙伴云和主機(jī)廠云的高精地圖同步實(shí)現(xiàn)精確定位。

圖6 汽車?yán)走_(dá)自動(dòng)簽名與精準(zhǔn)定位[6]

6 結(jié)束語(yǔ)

本文基于2018歐盟互聯(lián)智能駕駛汽車研究與創(chuàng)新論壇，總結(jié)了歐洲汽車互聯(lián)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，包括了基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和5G技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了數(shù)字化信息化發(fā)展趨勢(shì)，介紹了數(shù)字化、信息化汽車云生態(tài)構(gòu)架，總結(jié)了汽車互聯(lián)技術(shù)，特別是高度智能3-4級(jí)駕駛技術(shù)對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)和汽車網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求，特別是歐洲在5G與汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，包括5G開(kāi)發(fā)目標(biāo)、方法和內(nèi)容。文章最后也總結(jié)了博世公司汽車?yán)走_(dá)自動(dòng)簽名與精準(zhǔn)定位技術(shù)，本文最后作為附表，列出了互聯(lián)汽車互聯(lián)性能技術(shù)要求（附表1）和博世互聯(lián)汽車計(jì)算能力要求（附表2）

7 附表

附表1互聯(lián)汽車互聯(lián)性能技術(shù)要求[7]

附表2 互聯(lián)汽車計(jì)算能力計(jì)算要求[6]

[1]Jaime Moreno.CONNECTIVITY–Spanish approach(Presentation).Interactive Symposium on Research&Innovation for Connected and Automated Driving，2018.4.19-20.

[2]PwC.The 2017 PwC’s Strategy&Digital Auto Report(R).www.strategyand.pwc.com

[3]Dr.Angelos Amditis.V2X Connectivity for AD.Interactive Symposium on Research&Innovation for Connected and Automated Driving，2018.4.19-20.

[4]Francois Fischer.Automated driving Progressed by the Internet of Things.Interactive Symposium on Research&Innovation for Connected and Automated Driving，2018.4.19-20.

[5]Mikael Fallgren.Interactive Symposium on Research&Innovation for Connected and Automated Driving in Europe.Interactive Symposium on Research&Innovation for Connected and Automated Driving，2018.4.19-20.

[6]Dr.David Weidenfelder.Enabling automated driving with artificial intelligence and connectivity.Interactive Symposium on Research&Innovation for Connected and Automated Driving，2018.4.19-20.

[7]BSDB CHRISTAIN ROUSSEAU.CONNECTIVITY NEEDS FOR DIFFERENT APPLICATION.Interactive Symposium on Research&Innovation for Connected and Automated Driving，2018.4.19-20.