前言:这是关于5G的第4篇文章,写得比较艰难,原因就是一个字:“乱”。涉及到的技术领域比较多,商业因素比较多,而且都处于各种不确定之中。在短短篇幅中梳理出清晰脉络很不容易。也许,乱才有机会。
技术线梳理
“人-车-路-网-云”是车路协同的五个要素。围绕这五个要素,涉及到的技术相当繁杂,罗列如下:
人:与驾驶员、乘客、行人相关,包括个域网、自动驾驶、V2P(车与行人间的通信)。
车辆涉及的技术:自动驾驶技术(包括传感器、视频识别、AI深度学习、高精度地图、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达等)、车载实时操作系统、Wi-Fi、车载移动通信终端(模组)、车载电子系统(车身控制系统、动力控制、姿态控制、轮胎控制、车门、车载影音娱乐系统等)、电池及BMS、车载总线及车载高速局域网技术、专用短程通信技术DSRC等。
路侧:道路标记标识、路边单元(RSU,感知路况)、智能红绿灯控制、路侧通信基站及边缘计算节点等。
网络:DSRC、5G V2X、4G/5G通信网、移动通信网络中与交通相关的部分,如移动边缘计算MEC。
云:云计算、核心网的云化部署、网络切片、移动边缘计算MEC
在车路协同及智能汽车研究领域内,以上各种技术并非单独存在,一项具体应用的实现场景往往涉及多个环节,需要彼此之间紧密衔接配合,这急剧提升了技术整合的复杂度和难度。
智能汽车按照技术路线可划分为单车智能路线和车路协同路线。单车智能的场景相对比较简单,所有的工作在车辆内完成,包括对环境的检测、驾驶行为的分析、判断、决策与执行等。车辆与网络的连接主要是非实时性连接,以获取信息为主,网络并不实时参与车辆的运算与决策。目前Google、特斯拉、通用Waymo等主要的自动驾驶汽车均采取单车智能路线。
主流智能汽车选择单车智能路线的最大原因是车路协同还不成熟。目前在车路协同技术路线上进行培育和铺垫的厂家主要是传统通信设备厂家,如高通、华为、大唐等。传统汽车厂家也参与车路协同的研发,作为主机厂,是车路协同无法忽略的参与者,包括宝马、奥迪、奔驰、大众、通用等,国内车厂也相当积极。
5G一直把智能汽车和智慧交通领域作为目标市场,为此做了不懈的努力。除了承担传统的网络到车的信息通道功能外,从4G开始,制定了V2X系列标准并延续到5G中,并且还专门设计了PC5接口,使车辆之间的通信可以不依靠5G网络基础设施。车辆的信息决策对时延要求极高,为此5G中有uRLLC应用场景与之对应(uRLLC相关标准按计划要到2020年3月冻结),口中接空时延低至1ms,希望通过这样的方式使5G网络能够在汽车的行为决策中发挥更大作用。
然而,5G车路协同的必要性依然是个值得仔细思考的问题。为了进一步说明,将车路协同细分为强协同和弱协同。强协同是对业务实时性有强烈要求,尤其是安全类业务。弱协同则指对业务实时性要求不高,更多是信息服务类业务。
对于单车智能路线来说,很明显无需强车路协同,比如急刹车,要把信息送到网络中进行计算和决策然后在反馈到车辆上,车辆控制系统执行刹车,这个过程不但没有必要,而且对网络的可靠性和信息处理的实时性要求过高,将导致高昂的网络建设成本(覆盖要足够好、处理能力要足够强、传输要足够快),所以这样的要求并不现实。尤其是在网络基础设施较差的地方,没有网络的充分支持,难度紧急情况下的急刹车就不能执行了吗?其后果可能会涉及到事故责任划分等问题,恐怕网络运营者也难以承担这样的责任。
而对于弱协同类型的业务,有4G网络已经足够了,5G除了更快的传递信息并不能带来更多好处。
再举一个例子:十字路口行人避让问题,这也是车路协同中经常用来证明车路协同必要性的例子。如果单车智能无法有效检测行人而路边单元可以,并且发出避让信号指挥车辆进行避让,是否能够证明车路协同的必要性呢?结论很明显,能否保证所有十字路口都具备完善的车路协同设备且正确执行所有操作?恐怕没有谁能做出这样的保证,否则一旦发生事故责任怎样划分?如果路口行人避让是否成功全靠运气,那么谁会信任车路协同并愿意为此付费呢?
对于弱车路协同,属于锦上添花的事,4G已经完全可以承担这样的任务。弱车路协同对交通系统来说,仍然可以解决相当多的问题,比如准实时路况与路径规划,比如城市的红绿灯全局智能控制,都会对缓解拥堵提供有效增益。
此外,还有车路协同技术对车辆渗透率的问题。新车和存量车将在相当一段时间并行,对于无协同功能的存量车,业务自然无法开展,也会使车路协同的效果大打折扣。
综上,可以得到一个初步结论:不要对强车路协同给予过高期望,能做到固然有好处,但仅仅能在部分场景下发挥作用。若希望依赖强车路协同解决普遍性问题则必然会失望。弱车路协有益处,但并非5G独有的功能。
商业问题才是难点
技术问题之外,车路协同的商业上的问题更加严重。
最核心的商业问题:车路协同无法形成商业闭环模式。换句话说,谁来为车路协同买单呢?仅仅从系统建设的角度来看,车辆需要增加车路协同的模块,并与车载电子系统深度整合(这部分工作通信设备商和车厂正在进行,尚未经过实用检验)。路侧需要大量的路边单元,完成道路感知,车辆信息的传输、存储、运算、决策。路边单元背后,则是基础传输、供电网络,以及路边单元依靠的通信网络及网络内的云计算平台。
路边单元的建设是个复杂的问题,如同5G的微基站,需要解决站址、传输、供电问题,看起来只有移动通信网络运营商能承担这样的任务。然而,运营商怎样通过路侧系统建设获得收入赚取利润?向车主收费?如果不同的车辆属于不同的运营商,相互之间如何保证通信畅通又如何计费?此外,对于车车通信场景,并不依赖于运营商网络,运营商对这一部分也完全无法控制。这些问题目前尚未有清晰的答案。
无法形成商业闭环的根本原因是没有运营主体。从法律法规和政府管理角度,道路和交通管理本身就处于多头管理的状况。车路协同系统的运营主体在缺少国家顶层设计的情况下无法出现,原因大家都懂:各种利益切割问题无法解决。
而单车智能路线商业模式比较简单有效:车主为便利和安全买单。出行方式变革则可以形成适用性更广阔的商业模式,但这些其实与5G无关。
小结
5G的车路协同炒得很热,技术虽然看起来复杂,但真正深入进去会发现技术问题相对简单,商业问题才是真正的问题,尤其是缺少顶层设计的情况下,行业壁垒无法打破,则商业模式寸步难行。因此,5G车路协同到目前还是技术驱动,真正有效的需求并未出现。但是也不必悲观,单车智能路线还是畅通的,对车路协同的要求也会逐步清晰,需求驱动的市场才能够真正蓬勃发展。
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