周鵬 楊靜

摘 要：分析了5G技術(shù)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車在發(fā)展戰(zhàn)略、研究意義和趨勢方面的問題;提出了把5G技術(shù)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車有機(jī)融合，可有利于ICV的規(guī)?；?、定制化技術(shù)架構(gòu)的完善，以期實(shí)現(xiàn)ICV車輛間的信息實(shí)時換接、均布負(fù)載和信息的抗干擾與安全的構(gòu)想。進(jìn)行總結(jié)展望。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù) 智能網(wǎng)聯(lián)汽車 融合驅(qū)動 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢發(fā)展

Abstract：In this paper， some questions were analyzed， which included the development strategy， research significance and trend of 5G technology and intelligent networked vehicles. The organic integration of 5G technology and ICV was put forward. This idea could customize and perfect the ICV large-scale and technical architecture to realize the real-time information exchange， uniform load distribution and information anti-interference and security among ICV vehicles， putting forward future prospect.

Key words：5th-Generation technology， intelligent and connected vehicles， integrated drive， current status， development trend

1 前言

智能網(wǎng)聯(lián)汽車[1][2][3]（Intelligent and connected vehicles，ICV），突破單一車輛所能達(dá)到的性能提升極限，有機(jī)地將智能化汽車置于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，通過車輛搭載的先進(jìn)的行車載傳感器、執(zhí)行器、控制器等設(shè)備與道路、信號燈等基礎(chǔ)設(shè)施并融合于現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，完成車與人、車—車、車—環(huán)境和支持平臺信息共享，從而高效提升車輛安全性、舒適性、環(huán)保性、高性能運(yùn)行，并發(fā)展為完全代替人駕駛的新一代汽車。

作為第5代移動電話行動通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的5G （5th Generation Mobile Communication Technology）技術(shù)，具備超快傳輸速度（為4G的10倍以上）、增強(qiáng)帶寬容量、超低網(wǎng)絡(luò)延遲（小于1ms）等優(yōu)勢。5G技術(shù)網(wǎng)絡(luò)在大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的道路上特別是車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展上會更為迅速，將對智能交通、智能駕駛和智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)生革命性的顛覆[4][5]。

不久將來發(fā)展應(yīng)用5G技術(shù)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車，對緩解當(dāng)下交通擁堵、駕駛安全、綠色環(huán)保等涉及人、車輛、環(huán)境的諸多問題，提供了一個更加快速、有效的解決方案。

2 5G現(xiàn)狀與概念

2.1 概念

5G：作為4G技術(shù)的延伸，5G技術(shù)從概念到如今處于研究與推廣應(yīng)用并行期，峰值傳輸速度可達(dá)10-20Gbit/s，可滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車所需的大量數(shù)據(jù)傳輸。目前，我國已經(jīng)建成全球最大規(guī)模的5G技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，累計(jì)有81.9萬個基站，占全球70%占比，終端用戶連接數(shù)高達(dá)2.8億。

2.2 路徑發(fā)展

2010年，HTC在美國的無線通信展上推出第一款4G手機(jī);2013年，日本電報電話公司（Nippon Telegraph and Telephone）領(lǐng)導(dǎo)著5G研究。韓國三星公司宣布了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。包括華為在內(nèi)的中國企業(yè)開始研究5G。

2020年，5G服務(wù)陸續(xù)在大城市中推出，全球5G無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施收入將達(dá)到42億美元。至今5G智能手機(jī)出貨量約為5.4億部。

中國作為5G技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先的國家，擁有全球最大的5G用戶群。在2009年已經(jīng)開始研究當(dāng)時的下一代通信技術(shù)，即5G技術(shù)。

2.3 部分商用國家及區(qū)域

美國，于2019年4月3日開始，首個運(yùn)營商為Verizon。

歐洲（如英國、德國、法國等），也已于2019年4月份開始，運(yùn)營首個5G商用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

日本，新加坡已于2020年開始將5G技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用。

3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）

智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠在推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改造主機(jī)廠的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式、道路的交通運(yùn)輸?shù)确矫?，新時代實(shí)現(xiàn)的智能制造領(lǐng)域大有可為。

得益于中國5G技術(shù)的市場發(fā)展和廣泛應(yīng)用，在最近的移動通信基礎(chǔ)設(shè)施報告《Mobile Infrastructure Market Tracker》中，2021年第一季度華為仍是市場收入第一，占比31%。隨后排名為諾基亞、愛立信和中興。

3.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車現(xiàn)實(shí)意義

智能網(wǎng)聯(lián)汽車ICV—可以對（車—車）間短距預(yù)警，從而避免車流密集狀態(tài)下的交通安全危險，提升高密度交通流的通行效率。能根據(jù)交通參與人的目的路徑，預(yù)判制定行車路線，最大限度選擇相對優(yōu)化的行駛軌跡，從而節(jié)約路上時間成本。

3.2 趨勢發(fā)展

西方世界的美國最早開展了智能汽車、網(wǎng)聯(lián)汽車的國家，首先制定了三階段發(fā)展：純自動駕駛車（路況單一）、網(wǎng)聯(lián)車輛（多車交融的運(yùn)行環(huán)境）、以及將二者融合關(guān)聯(lián)的智能化網(wǎng)聯(lián)式自動駕駛汽車，見下圖1。

車輛在行駛時，網(wǎng)聯(lián)汽車將接收各種信息信號（由GPS、多功能傳感器等發(fā)出），對車輛狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行評估預(yù)判，通過共享信息技術(shù)，所運(yùn)行環(huán)境車輛的狀態(tài)進(jìn)入中央“云分析處理單元平臺”。智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）將兩者技術(shù)優(yōu)勢融合，車輛成為真正的智能化、網(wǎng)聯(lián)化自動駕駛車。

我國汽車智能網(wǎng)聯(lián)化的研究相對較晚，主要在長安、國防科大及清華等高校院所?？萍疾抗嫉摹爸袊圃?025”重大技術(shù)攻關(guān)路線中，規(guī)劃了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能汽車駕駛、智能交通系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的關(guān)系，如圖2。

在該規(guī)劃框架中，智能車輛的先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車模塊屬于智能交通系統(tǒng)的大模塊中，與車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域有重疊和交叉。

3.3 車載平臺和基礎(chǔ)設(shè)施

集成化和一體化的計(jì)算機(jī)技術(shù)，智能化信息傳感技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展，隨著政府交管平臺基礎(chǔ)設(shè)施的完善下，我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車定制化和規(guī)?；陌l(fā)展會更加迅速，當(dāng)下的車載平臺和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)層面的進(jìn)程如下圖3所示。

4 5G與智能網(wǎng)聯(lián)汽車

常見的5G手機(jī)和電腦，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR、虛擬現(xiàn)實(shí)VR、智能汽車、遠(yuǎn)程醫(yī)療、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等眾多產(chǎn)品已經(jīng)開始展示和商用，虛擬與實(shí)體并行，涉及智能工廠、智能制造技術(shù)、智慧交通、智慧城市、智能駕駛和智能生活等方方面面。未來，在相關(guān)產(chǎn)業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)搭建及應(yīng)用融合下取得積極成就?？梢灶A(yù)見，在下一代通信標(biāo)準(zhǔn)來臨之前，5G技術(shù)顯然起到了促進(jìn)節(jié)能高效，萬物互通，對保證世紀(jì)中葉達(dá)到碳中和的國家戰(zhàn)略有重要的幫助。

5G技術(shù)的高頻次速率的信息傳遞，能夠保證車輛間的信息能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時的無縫換接，在。有5G技術(shù)作為基礎(chǔ)保障，其高容量的信息融合，可以使得車輛間的信息負(fù)載驅(qū)動順暢，無須擔(dān)心信號重負(fù)和車流的密度問題，使得路面車輛流負(fù)載均布。

雖然在5G的高利用效率和速度傳遞方面非常有利于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，但同時也有多信息要素的干擾發(fā)生，NAM[4]等科研人員為此設(shè)計(jì)的接收機(jī)科技，在對抗信息干擾方面取得了良好的效果。由此，5G與智能網(wǎng)聯(lián)汽車的融合，無論從資源配置上、空閑頻帶的利用與分配上都相應(yīng)提高了效率，解決了干擾的情況。

5 總結(jié)

在5G技術(shù)發(fā)展的背景下，本文結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)汽車在交通參與中的發(fā)展，將兩者進(jìn)行有機(jī)融合的全智能交通系統(tǒng)的趨勢、背景意義等問題進(jìn)行了探討分析。有利于ICV的規(guī)?；⒍ㄖ苹夹g(shù)架構(gòu)的完善，以期實(shí)現(xiàn)ICV車輛間的信息的有機(jī)融合。

展望未來，以期為新時代我國智能交通系統(tǒng)環(huán)境，作有意義的指導(dǎo)建議。

基金項(xiàng)目：昆明冶金高等?？茖W(xué)校科研項(xiàng)目：重型串聯(lián)式液壓混合動力汽車控制策略研究（2019XJZK07）。

參考文獻(xiàn)：

[1]王健美等.專利視角下全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)競爭態(tài)勢分析[J].汽車技術(shù)：1-101000-3703.20201349.

[2]徐澤洲等.智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛行為決策方法研究[J].復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性科學(xué)，2021，18（03）：88-94.

[3]張謙.智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺及其產(chǎn)業(yè)化對策[J].時代汽車，2021（11）：9-10.

[4]NAM W，BAI D，LEE J， et al. Advanced interference management for 5G cellular networks[J]. IEEE Communications Magazine，2014，52（5）：52-60.

[5]何志忠.《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)》課程思政研究與實(shí)踐[J].時代汽車，2021（11）：80-81.

作者簡介

周鵬：（1986—），男，山東鄒平人，講師，工學(xué)碩士，主要從事新能源汽車與智能交通系統(tǒng)及控制研究。