圖解：什么是車聯(lián)網(wǎng)？
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5G 讓人們無限遐想
車聯(lián)網(wǎng)讓人們無限憧憬
什么是車聯(lián)網(wǎng)呢?
看完就知道了
車聯(lián)追夢
就國內(nèi)來說，車聯(lián)網(wǎng)是一個新東西，出現(xiàn)在人們視野里的時間不長
其實(shí)到了 4G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)比較完善的時候，車聯(lián)網(wǎng)才出現(xiàn)，所以說它的歷史并不長，也就這幾年的事
但在歐、美國家，車聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的時間較久了，可以追溯到 20 多年前
那車聯(lián)網(wǎng)到底是個什么東東呢?
車和無線網(wǎng)絡(luò)雜交后會產(chǎn)生個什么東東呢?
提到無線車聯(lián)，就不得不提無線界的另一位大哥-wifi, wifi 標(biāo)準(zhǔn)源于西方，在全世界廣泛應(yīng)用
縱使 wifi 也有諸如安全問題、信號不穩(wěn)定問題
但是人無完人、金無足赤，廣泛的應(yīng)用就實(shí)踐的證明了人家還是相當(dāng)不錯的
因此，國外針對車聯(lián)網(wǎng)的研究，爭來爭去，通信架構(gòu)底下綠框中兩層也是基于 wifi 的架構(gòu)來設(shè)計的
也就是物理層的數(shù)據(jù)處理、發(fā)送、接收信號過程和 wifi 的過程是類似的(OFDM + MIMO)
不同車之間的網(wǎng)絡(luò)資源配置和調(diào)用也是 wifi 那套機(jī)制的變體(CSMA/CA: 暗箱開會，先聽后說，沖突隨機(jī)回退，重傳)
邏輯框架基本受 wifi 的設(shè)計啟發(fā)
但是取了個新名字叫 DSRC(短距離通信)，用于車與車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方案
兜英文不是為了嘚瑟，不用記，只要知道用類似于 wifi 的網(wǎng)絡(luò)搞車聯(lián)就行了
相比于把簡單的事情說的復(fù)雜以顯示高大上，娃紫更喜歡把復(fù)雜的問題搞簡單，即便顯得有點(diǎn)土
但是搞來搞去，搞了這么多年，國外的車聯(lián)技術(shù)也沒有取得長足的成果，還時不時爆出：
- 用 DSRC 連接的車檢測到行人，直接勇敢的撞上去了
- 路上檢測到一塊磚頭，車就直接撂挑子不走了
等等等等，好玩的烏龍車聯(lián)事件
令人啼笑皆非的背后
好比老皇上起早貪黑的選了個繼承人，結(jié)果所選之人德、才不配位
這時候地大物博的大中華正好建立起了幾乎無死角的 4G 網(wǎng)絡(luò)體系
眼下的背景是，一個缺少有效網(wǎng)絡(luò)的支撐，一個有成熟的網(wǎng)絡(luò)
干柴 + 烈火，很燃啊
聰明的人就想了，是不是可以用 4G 的網(wǎng)絡(luò)來替代不爭氣的 DSRC 呢?
因此，就有了中國特色的 C-V2X (基于蜂窩通信系統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng))，看似復(fù)雜其實(shí)也并不復(fù)雜
基本的邏輯：只是把手里的手機(jī)換成了汽車，連上 4G 網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)就這么簡單
萬劍歸宗以后，車聯(lián)網(wǎng)就基本隨著無線移動通信發(fā)展的步伐聯(lián)動起來了
C-V2X 不斷的顯現(xiàn)出優(yōu)勢，不斷的演進(jìn)發(fā)展
車聯(lián)場景
根據(jù)歷史文章中的分析， 2G、3G 網(wǎng)絡(luò)的性能弱一些，無法滿足工業(yè)互聯(lián)的需求條件
更不用提對網(wǎng)絡(luò)性能要求更高的車輛交通系統(tǒng)了
隨著 4G 網(wǎng)絡(luò)的大面積成熟建設(shè)，才使人們對依托 4G 網(wǎng)絡(luò)的車聯(lián)網(wǎng)有了初步的暢想
看圖中車 網(wǎng)絡(luò)搜索、郵件、影音、支付、微信、安全 等等等等功能都提上了日程，一應(yīng)俱全
當(dāng)車找到了 4G 網(wǎng)，4G 網(wǎng)遇到了車，就碰撞出了這么多的火花
人靠衣裳，馬靠鞍， 概莫能外啊，車網(wǎng)一結(jié)合，瞬間由簡單的交通工具變成了高富帥
從功能分類上來看
網(wǎng)絡(luò)類的、安全類的、交通信息類的、交流類的、娛樂類的、導(dǎo)航類的。。。。。齊活了
從前的夢想是：樓上樓下，電燈電話
如今的夢想是：車?yán)镘囃?，?dǎo)航寬帶
從前的手機(jī)是用來打電話用的，而今打電話成 了手機(jī)二類的需求了
同樣地，現(xiàn)在的車被用作交通工具的，而后出行將變成車的一小部分屬性
車更多的是移動著的生活場所
我國交通物流以長途汽車為主，因此，多功能的車聯(lián)網(wǎng)姍姍的走向了長途車
目標(biāo)無非仍然是 安全 + 高效
當(dāng)長途貨運(yùn)車隊(duì)聯(lián)網(wǎng)以后，就是這樣的場景：
車隊(duì)頭車扮演隊(duì)長的角色，車隊(duì)跑的快，全靠車頭帶了
頭車將路況、車速實(shí)時的通過無線信號傳遞給后面車輛
后面的車輛根據(jù)接收的信息及時調(diào)整車速，只需要跟著頭車走就行了
有人開始疑問了，萬一前面有緊急狀況，頭車來個急剎，豈不是要撞上一串?
莫要怕，不會的，為啥呢?
忘了在 圖解：什么是 5G? 中說的了?
信號是以每秒鐘繞地球近 8 圈的速度在跑
貨車的速度才有多快，160+Km/h (46.2m/s) 也就頂格了，比較一下
相比之下，150Km/h 的車速可以忽略不計，所以只要通信網(wǎng)絡(luò)沒問題，頭車能將信息實(shí)時的報給后面的車
在人類的視覺感觀上，后車與頭車的急剎是同步的，時間上根本區(qū)分不出來
所以，出事故串串兒的事大可不必?fù)?dān)心
貨車聯(lián)網(wǎng)編隊(duì)在安全性上能提高好些個檔次，在效率上也有不錯的提升
我國每年的物流運(yùn)輸成本費(fèi)用占全國 GDP 的 百分之十幾，相當(dāng)大的一筆開銷
當(dāng)貨車編隊(duì)以后，頭車的速度確定以后，后面的車基本以勻速的方式跟隨
如此可極大的節(jié)省燃油成本，何樂不為呢?
這里要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一句：在此場景中要靠更加牛 X (時延低、可靠性高)的 5G 來實(shí)現(xiàn)車隊(duì)編聯(lián)
城市內(nèi)交通的車聯(lián)情況，每輛車相當(dāng)于一個小的信號發(fā)射器，并不斷的往外廣播信號
不停的在喊或者告訴其他的車：
- 不要靠近我、不要靠近我。。。
- 注意安全，前方紅燈、前方擁堵
等等等等，能夠極大的提升城市交通的安全系數(shù)
把視野拉遠(yuǎn)就是這樣的場景
路上的每輛車都有信號感應(yīng)、探測的功能，不管是超車、變道、急剎，都提前實(shí)時 地告訴周圍車輛
屆時，交通事故將變成黑天鵝般的極少數(shù)事件，交警叔叔將面臨失業(yè)的壓力
接著上圖，當(dāng)行人與車發(fā)生交通事故，無異于以卵擊石，因此，此類場景也是車聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)關(guān)照的
當(dāng)車具備了聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)處理能力以后，將時刻探測車外的情形，并對環(huán)境作出分析和判決
尤其在路口，更是提前對外部情況進(jìn)行精細(xì)的探測和分析，只有在證明絕對安全的情況下才能通過
如果車輛探測到有安全隱患，司機(jī)是無法強(qiáng)行前行的
如此，在人行橫道前將杜絕車輛橫沖直撞的事情，人們是絕對安全的
多么美妙的生活
上面這張圖是綠波通行的圖，何為綠波通行?
很簡單就是車輛在行駛中將一路綠燈，妙不妙?
簡直妙到極致，如何做到的呢?
整個城市里建立信號燈管理中心，控制著整個城市的紅綠燈亮、滅時長
將車輛數(shù)據(jù)、車速、路況等等參數(shù)通過人工智能分析，給行車提供一個建議的速度并反饋給車輛
聯(lián)網(wǎng)車輛按照這個速度行駛，可以實(shí)現(xiàn)剛到路口即為綠燈的妙境
WOW， 全城交通一盤棋，調(diào)度管理歸中心
無堵車，少事故，省油還高效
這就是車聯(lián)網(wǎng)的威力，當(dāng)然這個過程，不管是車況、路況信息的實(shí)時上傳、還是中心的數(shù)據(jù)處理、結(jié)果及時反饋
都需要極高效的網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)支撐， 5G 是必不可少的基元
但是有一個問題，既然綠波通行了，設(shè)置那么多紅綠燈貌似也沒多大必要了
下圖是車聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)---無人駕駛
輸入目的地后，人的任務(wù)就結(jié)束了，后續(xù)的所有操作都是車自己分析、決策和選擇
將主人安全、高效的送往目的地
人們可以完全解放出來，做自己喜歡的事情
睡覺、看書、斗地主
聊天、喝茶、打豆豆
簡直了，政治哲學(xué)從交通行業(yè)率先突破了，從獨(dú)立王國走向自由王國
這就是車聯(lián)的終極目的，事故的終結(jié)者、新時代通行的開創(chuàng)者
實(shí)現(xiàn)
前面的幾個場景是車和網(wǎng)雜交以后的典型智能產(chǎn)物
水稻雜交能高產(chǎn)，車網(wǎng)雜交能高效
什么時候能實(shí)現(xiàn)呢?又是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?
什么時候?qū)崿F(xiàn)還說不好，應(yīng)該不遠(yuǎn)了
怎么實(shí)現(xiàn)的，就當(dāng)前的技術(shù)方案而言，其實(shí)也很簡單
車不是要和 4G、5G 網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)嗎?那肯定就得有和基站通信的能力
和基站通信，那車不就變成了和手機(jī)一樣?xùn)|東了么
至少應(yīng)該遵守與基站通信的協(xié)議和數(shù)據(jù)收、發(fā)的接口
規(guī)則 + 接口 就是這么簡單
在這種情況下 4G、5G 基站全權(quán)管理著聯(lián)網(wǎng)的車
- 你應(yīng)該在這塊資源上發(fā)數(shù)據(jù)
- 你應(yīng)該在那塊資源上收數(shù)據(jù)
- 你應(yīng)該以多大車速行駛
- 你應(yīng)該急剎了
等等等等吧，這個過程不是基站與人交流，是基站與車直接交流
車只要按著基站的指令工作就行了
目前，基于 4G 網(wǎng)絡(luò)的車聯(lián)，是以廣播信息的方式對聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)進(jìn)行管理
不管是路側(cè)的信號發(fā)射設(shè)備，還是 4G 基站，甚至聯(lián)網(wǎng)車輛本身
只將信息廣播出去，至于收到?jīng)]收到不管，也不需要有反饋
相當(dāng)于半聾式的交流
聾： 體現(xiàn)在不對發(fā)出的信息進(jìn)行反饋的接收和分析
半： 聯(lián)網(wǎng)車即有發(fā)信息的能力也有接收來自其他車輛廣播信息的能力
還有一種收、發(fā)數(shù)據(jù)的方式，那就是車與車或者車與車外的人、物、設(shè)備之間直接進(jìn)行通信
沒有基站在中間仲裁，而是收、發(fā)兩端直接對話
比如上圖中，車與人行橫道上的行人之間
這種通信方式能夠節(jié)省時間，因?yàn)榛九c車之間的距離一般是比較遠(yuǎn)的
但是在這種通信方式中，沒人告訴車具體在哪塊資源上發(fā)數(shù)據(jù)，在哪收數(shù)據(jù)，全憑自己去猜
綜合來說，如果家里沒有家長，放養(yǎng)的方式，秩序往往就會有點(diǎn)亂套，甚至不可控
對于娛樂類型的大量數(shù)據(jù)的車間交互來說，這種通信方式可以節(jié)省很多的資源和帶寬
因?yàn)閿?shù)據(jù)直接透傳給目標(biāo)車輛了，不用到基站處繞一圈了
反正有利也有弊吧，以上兩種方式接合起來用，就完美無瑕了
整個系統(tǒng)就如圖所示
嘿，還有衛(wèi)星么?
衛(wèi)星的作用無非就是：定位和授時同步
一個簡單的例子，綠波通行中，至少調(diào)度中心應(yīng)該知道車輛的準(zhǔn)確的位置，才能準(zhǔn)確分析和決策
車輛對自己的位置也應(yīng)有準(zhǔn)確的認(rèn)知，尤其高速路上的超車變道提醒，無人 ETC 交費(fèi)
這些都是在傳感和定位融合作用下聯(lián)動的，而且定位的精度要求非常高(亞米級)
因此，高精的定位能力也將是車聯(lián)網(wǎng)中重要的技術(shù)保障
如此看來，車聯(lián)網(wǎng)將是一個系統(tǒng)性的工程，包括自動化、電氣、車輛制造、精密設(shè)備、通信、定位、同步等
只有相關(guān)各行業(yè)齊頭研進(jìn)，才能使產(chǎn)業(yè)更好的落地，使車聯(lián)網(wǎng)盡早的走進(jìn)人們的生活
結(jié)
車聯(lián)網(wǎng)很簡單，就是車與網(wǎng)雜交
原因也很簡單，就是為了交通安全與高效
方案也很簡單，主要利用 4G、5G 網(wǎng)絡(luò)和直連接口
目標(biāo)也很簡單，車聰明、路智慧
但將整個系統(tǒng)鏈接起來運(yùn)行，就會有待深入研究的點(diǎn)了
每一個環(huán)節(jié)都是關(guān)鍵，因?yàn)榻煌ú煌谄渌袠I(yè)，稍有閃失，后果嚴(yán)重
所以，對車聯(lián)網(wǎng)的研究任重且道遠(yuǎn)
但是 5G 的潘多拉蓋子已經(jīng)開啟
幽靈也已經(jīng)飄到了車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，正在深入滲透
道阻且長，但 強(qiáng)烈的需求 + 可靠的技術(shù) 必將會有令人耳目一新的果實(shí)
