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基于 5G 技術(shù)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析

2022-01-22 23:58:34·  來源：知網(wǎng)、熱設(shè)計  
　
作者 | 周鵬、楊靜來源 | 知網(wǎng)、熱設(shè)計1 前言智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV),突破單一車輛所能達到的性能提升極限,有機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的行
作者 | 周鵬、楊靜
來源 | 知網(wǎng)、熱設(shè)計
1 前言
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV),突破單一車輛所能達到的性能提升極限,有機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)標準的5G技術(shù),具備超快傳輸速度(為4G的10倍以上)?增強帶寬容量?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?
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),累計有81.9萬個基站,占全球70%占比,終端用戶連接數(shù)高達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;2013年,日本電報電話公司(NipponTelegraphandTelephone)領(lǐng)導(dǎo)著5G研究?韓國三星公司宣布了這項技術(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)施收入將達到42億美元?至今5G智能手機出貨量約為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)濟發(fā)展,改造主機廠的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式?道路的交通運輸?shù)确矫?新時代實現(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)和運行環(huán)境進行評估預(yù)判,通過共享信息技術(shù),所運行環(huán)境車輛的狀態(tài)進入中央“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?科技部公布的“中國制造2025”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算機技術(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)層面的進程如下圖3所示?
4 5G與智能網(wǎng)聯(lián)汽車
常見的5G手機和電腦,增強現(xiàn)實AR?虛擬現(xiàn)實VR?智能汽車?遠程醫(yī)療?機器人?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?可以預(yù)見,在下一代通信標準來臨之前,5G技術(shù)顯然起到了促進節(jié)能高效,萬物互通,對保證世紀中葉達到碳中和的國家戰(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載驅(qū)動順暢,無須擔(dān)心信號重負和車流的密度問題,使路面車輛流負載均布?
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)計的接收機科技,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,將兩者進行有機融合的全智能交通系統(tǒng)的趨勢?背景意義等問題進行了探討分析?有利于ICV的規(guī)模化?定制化技術(shù)架構(gòu)的完善,以期實現(xiàn)ICV車輛間的信息的有機融合?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?
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