所謂V2X,與流行的B2B、B2C如出一轍,意為vehicle to vehicle,即車對車的信息交換。另外還有V2X,即車對外界的信息交換。車聯(lián)網(wǎng)通過整合全球定位系統(tǒng)(GPS)導航技術、車對車交流技術、無線通信及遠程感應技術奠定了新的汽車技術發(fā)展方向,實現(xiàn)了手動駕駛和自動駕駛的兼容。簡單來說,搭配了該系統(tǒng)的車型,在自動駕駛模式下,能夠通過對實時交通信息的分析,自動選擇路況最佳的行駛路線,從而大大緩解交通堵塞。除此之外,通過使用車載傳感器和攝像系統(tǒng),還可以感知周圍環(huán)境,做出迅速調整,從而實現(xiàn)“零交通事故”。例如,如果行人突然出現(xiàn),可以自動減速至安全速度或停車。
V2X是物聯(lián)網(wǎng)在車輛駕駛情景中的重要應用,安全防護是該階段主要應用
V2X帶來超距離的神眼,是自動駕駛必要技術和智慧交通的重要一環(huán)。V2X是V2V(VehicletoVehicle車車通訊)、V2I(VehicletoInstrucTIon車路通訊)、V2P(VehicletoPedestrian)等統(tǒng)稱,通過V2X可以獲得實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息,從而帶來遠距離環(huán)境信號。
下圖:V2X將車與車、車與路、車與人相連接
主動安全:利用V2X車聯(lián)網(wǎng),車輛可以獲取周圍環(huán)境的未知參數(shù)以及附近車輛的運行狀態(tài),然后車載端主動安全算法將處理所獲取的信息,并按照優(yōu)先級對信息進行分類,對可能發(fā)生的危險情景進行預警,緊急情況下可以利用車輛執(zhí)行端對車輛進行控制從而規(guī)避風險。
下圖:高速公路危險警示
超距視頻傳輸:通過在行人聚集區(qū)域安裝攝像頭,通過路測節(jié)點出到車載節(jié)點提醒路過車輛。這樣在駕駛員臨近事故高發(fā)區(qū)域盡早了解前方狀況,采用合適車速,提升出行安全性。
下圖:超距視頻傳輸
交通信號傳輸:目前駕駛員只能通過目視獲得交通標識,這樣不僅增加駕駛員的負擔,而且由于發(fā)現(xiàn)標識到采取行動的時間間隔較短,容易引發(fā)交通事故或交通違章。借助V2X車聯(lián)網(wǎng),可以將道路限速、限行、信號燈等指令傳輸?shù)杰囕d終端,車載終端根據(jù)信息對駕駛員進行提醒或通過執(zhí)行端,對車輛進行輔助駕駛。
下圖:交通信號傳輸
提升行駛安全&降低運營成本,相比于乘用車,商用車對V2X車聯(lián)網(wǎng)需求更高
商用車不僅需要提升駕駛的安全性,也需要兼顧運營效率。而V2X技術既可以作為ADAS功能模塊,可以降低商用車的事故率;亦可以通過有效建立智能車隊,構建隊形,規(guī)劃路徑,降低油耗,提升營運效率。目前,德國相關公司已開展商用車V2X實驗,結果令人滿意。
下圖:V2X車聯(lián)網(wǎng)應用于智慧車隊構建
(2)V2X彌補單車智能軟肋,自動駕駛必需品
無人駕駛的實現(xiàn)方式有兩種:1)車輛本身實現(xiàn)高度智能化能應變各種的環(huán)境條件。2)車與車、車與交通的聯(lián)網(wǎng),通過智慧交通規(guī)劃實現(xiàn)無人駕駛。ADAS(高級輔助駕駛系統(tǒng))和V2X(廣義車聯(lián)網(wǎng))是兩條路徑的實現(xiàn)基礎。
ADAS(高級輔助駕駛系統(tǒng)):使用傳感器技術時得汽車本身具備感知能力,通過算法對不同路況的分析決策實現(xiàn)自動駕駛。配備足夠數(shù)量的ADAS系統(tǒng)已經能實現(xiàn)高度的自動駕駛,德爾福等公司已經證明了這一點。
車聯(lián)網(wǎng):V2V(車車通訊)、V2I(車與基礎設施通訊)的加入是車與車之間的協(xié)作更加有效,對道路的通訊能及時了解交通信號燈等變化做出反應。車際網(wǎng)能車輛了解附近的位置信息和速度信息以及道路的交通狀況。這樣減少了車輛自身對周邊環(huán)境的感知。
左圖:ADAS系統(tǒng)實現(xiàn)車本身的自動駕駛 右圖:V2X實現(xiàn)車與車、車與道路的通訊
特斯拉事故暴露單車智能短板,V2X是無人駕駛階段的必要支撐
特斯拉Autopilot事故,帶來對自動駕駛安全性的重大思考。6月30日一輛特斯拉ModelS使用Autopilot功能因為無法識別前方的白色貨車導致相撞,引發(fā)首起特斯拉Autopilot的車主死亡事故。特斯拉實現(xiàn)Autopilot功能主要通過攝像頭以及毫米波雷達來進行前方環(huán)境感知。在這個案例中攝像頭因為無法識別前方白色卡車,毫米波雷達安裝又過于下方無法探知前方物體,最終發(fā)生慘劇。此次事件在業(yè)界中對自動駕駛技術進行深重的反思,究竟要用什么技術才能真正保證完全的安全?
下圖:發(fā)生事故的交通路況
究其根本,自主式單車智能在自動駕駛階段安全保障不足,網(wǎng)聯(lián)式協(xié)同自動駕駛引入迫在眉睫。控制模式由于缺少與外界的交互,面臨的最大問題是每輛車都是一個信息孤島。對于自動駕駛汽車而言,當缺乏傳感器探測范圍外的交通數(shù)據(jù)支持,會極大增加了自動駕駛的風險性。另外,因為缺少車載傳感器的失效防患機制,整車廠必須確保感知端萬無一失,否則可能會面臨車毀人亡的風險。隨著自動駕駛單一功能的逐漸完善,若基于單車智能的自主式控制無法向基于車聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同式控制升級,安全問題依然很難有效保障,這也是目前自動駕駛面臨的最大瓶頸。協(xié)同式控制會極大提升無人駕駛系統(tǒng)的安全性,例如1)當車輛要變道時,可以通過V2V獲取周圍車輛的位置信息;2)當車輛要經過十字路口時,汽車可以通過V2I預先收到這個路口紅綠燈接下來的變化情況。因此,為了實現(xiàn)自動駕駛由自主式控制向協(xié)同式控制躍遷、提升行駛安全性,發(fā)展基于V2X的車聯(lián)網(wǎng)已成為當務之急。
下圖:各種傳感器優(yōu)劣勢分析
(3)V2X搭建終極目標,智慧交通下的零事故零擁堵
隨著V2X的普及以及5G物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展,智慧交通逐漸成型將帶來事故和擁堵的下降。V2X目前試驗可以降低50%的事故,而在日本進行的試驗中能明顯減少道路擁堵。
V2X車聯(lián)網(wǎng)帶來智慧交通升級,將帶來自動駕駛、智慧出行、物流集成化等多種應用場景。
自動駕駛場景下的人-車-路協(xié)同化:隨著汽車智能化發(fā)展,目前車輛可以實現(xiàn)輔助駕駛甚至有些車輛可以實現(xiàn)實驗條件下的完全自動駕駛,預測無人駕駛汽車將是未來重要的組成部分,考慮到不排除還有汽車是非智能汽車,為避免這些車輛影響,勢必在高速公路或者城市道路上設置無人駕駛專用車道,通過控制并降低無人駕駛汽車之間的安全距離,來提升交通的運輸效率。為了適應無人駕駛的實現(xiàn),智慧城市將對人-車-路進行協(xié)同式管理,利用車聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)智慧城市的高效運行。
智慧出行場景下的交通便捷化:由于自動駕駛的出現(xiàn),也帶來移動應用端的革新,在智慧交通時代,汽車租賃模式會越來越普及,或許買車并不是像現(xiàn)在這么重要。個人出行時,可以通過手機端預約無人駕駛車輛。這樣不僅方便高效,也解決了城市停車的難題,根據(jù)國外的調查和實驗,采用這種方式,可以節(jié)約80%到90%的停車用地。目前,日本神奈川縣已經開始自動駕駛出租車測試,預計2020年就可以達到商用。
物流交通場景下的運輸集成化:智慧交通在物流領域,包括車輛集散、運輸?shù)膮f(xié)調以及動態(tài)信息的共享,都會向協(xié)同的方式發(fā)展。目前涉及最多的主動安全防控技術,已經實現(xiàn)了GPS的實時跟蹤,接下來會向交通系統(tǒng)運行狀態(tài)安全狀態(tài)辨識、應急響應與快速聯(lián)動技術幾個趨勢發(fā)展。另外交通狀態(tài)的研判和主動安全保障技術也是未來的發(fā)展方向。
下圖:智慧交通
智慧交通作為智慧城市重要一環(huán),產業(yè)鏈價值向服務偏移。目前還處于智慧交通的初級階段,主要體現(xiàn)在芯片、光纖、傳感器等硬件設施的快速增長,隨著智慧交通逐漸成型并成為智慧城市重要一環(huán),整個產業(yè)鏈價值將會向服務端偏移。當手機通信數(shù)據(jù)、停車數(shù)據(jù)、收費數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)在智慧城市平臺匯聚,并形成有效的大數(shù)據(jù)。這些大數(shù)據(jù)交由云計算和人工智能平臺進行存儲、計算、分析,最后依據(jù)計算平臺的輸出結果,對城市的各種設施進行自動化管理,為市民提供智能化、個性化的服務。
下圖:智慧交通傳感器