5G：创造全新出行方式

　　□马向东

　　5G是当前世界科技发展的重要趋势，已经开始进入商用。随着5G技术的到来，众多的行业将会被改变，这对以智能网联科技和自动驾驶为主流趋势的汽车圈生态，将产生颠覆性的影响。从正处于数字化转型的汽车行业看，5G移动通信技术带来的影响将是无可估量的，无论是自动驾驶、还是车载互联，一切以数据为基础的业务都将进入一个新的发展阶段。

　　一、实现汽车的自动驾驶不能没有5G

　　（一）5G自动驾驶的主要应用场景

　　5G自动驾驶的主要应用场景包括：车联网、远程操控、边缘计算、建立车端与场端及其他主体的联系等。车联网是5G产业中最成熟、清晰的应用场景之一，5G通信技术将智能手机能力深嵌入汽车，打造全面开放的用户使用生态，在多方面促进车联网发展，实现更强大的5G车联网，从而大大提升沟通效率（快速是提升车联网体验的核心要素）。远程操控是一种安全冗余，在自动驾驶汽车无法保证正常安全行驶时，远程操控就可派上用场，5G的自动驾驶远程操控比4G环境下的时速提高数倍，可有效地对现场情况进行反应。5G将为自动驾驶提供边缘计算支持，可实现在提高安全性的前提下实施低延时的边缘计算，能够最大化提高自动驾驶车辆的效率。5G网络的低延迟可以增强车辆与车辆的通信能力，实现高速互联（实时通信），提高应对自动驾驶车辆的出行安全关键要素（毫秒的差异可能是紧急制动和致命碰撞之间的差异）。车路协同的道路端核心构成部分是感知基站，5G技术可以为自动驾驶汽车提供智慧化的道路信息服务，不仅提高了自动驾驶的安全性，也大大降低成本。5G技术可以使车端和基础设施端实时感知，利用车辆和基础设施通信，使车辆自动停车或响应信号慢行，从而改善交通流量，减少外部风险因素，增加车辆响应时间和提高公共交通效率。

　　（二）5G网络予以自动驾驶技术更好的保障

　　汽车的自动驾驶，除了车辆自身的技术，还需要结合车辆行驶所处的道路等环节来进行，若要实现这一目标，很重要的一环是网络技术的支持（相对而言自动驾驶技术有较高的网络依赖性），对网络的速度和数据传输的时效性要求非常高，需要很快的数据速率来传输车况、路况等信息，而且很多数据必须即时处理和更新（比如对路面的规划及车辆在行驶中发生一些状况都要及时处置）。4G网络速度还满足不了这个要求，无法支持更安全、更智能的自动驾驶汽车的应用。5G网络所拥有的高可靠、高带宽、低延时等特性，可以让汽车在行驶过程中对地图、导航、传感器、智能摄像头等采集的道路信息实时更新，让车像人一样瞬间感知到前面行驶的交通路况，以及车与车之间的距离等，可以及时做出应对措施，避免车祸的发生。

　　（三）5G让汽车获得更多的计算资源

　　现下自动驾驶的核心是数据驱动，需要非常多的数据，依赖大量的带宽和廉价的数据获取方式来将周围的环境数字化，把感知信息转化为数字信息，帮助系统进行决策。5G的高带宽、低延时和大连接特质，让自动驾驶的信息转化和输出更加畅通；并能将道路两侧的边缘计算节点连接到车上，让汽车获得更多的计算资源，同时减轻车端的计算需求。从而使自动驾驶降低成本、提升效率。

　　（四）5G将助力解决自动驾驶现有痛点

　　5G将助力解决自动驾驶现有的一些发展痛点，例如突破自动驾驶在感知层和计算层的一些局限性。当前自动驾驶感知层主要使用的几种传感器，像激光雷达、毫米波雷达等，感知范围都在200米以内，且是直线性探测的，尚无法解决交叉路口、小车变道超大车等的安全问题。在5G技术下，一旦建立车与车、车与基站、车与路灯之间的通讯，则可以感知交叉路口各个方位的车辆信息和前车后车通过5G链路实现“透视”，还可以适应强阳光、黑夜等多种环境条件。从自动驾驶计算层看，车端对算力的要求很高，功耗较大。有了5G，很多计算的负载需求可以转移到路两侧的边缘计算节点，这会有效降低车端对算力的要求，既能使整体算力更强，也能降低功耗（可以提升电动车的续航里程）。

　　（五）有5G加持的自动驾驶技术将进一步成熟

　　自动驾驶汽车在技术层面上，主要依靠车辆内置的数百个传感器，这诸多传感器对周围信息进行不断的接收、反馈，产生大量数据，再将信息数据进行整合，通过传输、处理，准确保障车辆的安全行驶。自动驾驶领域的数据处理和存储量极大，更显示出5G网络技术的重要性。例如，5G的频带比较宽，通信频率较高，定向性比较强，基站也很密集，低延时的切换也比较快。这些特点使之能够辅助SLAM（即时定位与地图构建）的定位，能够做到亚米级。并可以在没有卫星的情况下，通过5G的基站提供一种可靠的全局定位方法，对定位技术是一个很好的补充，具有在室内场景作用更明显的优势。再者，通过5G高带宽的通信链路，未来的某些基站物理坐标都会很准确，利用这些路标信息，建图和定位工作会更加精准（即使在高楼林立，甚至是室内定位，都能够达到亚米级别），对高端复杂算法的依赖也会降低。也就是说，5G将来在定位方面，有利于降低计算复杂度，提升整个系统的定位精度。有5G的加持，自动驾驶会逐步产生更多的相关消费行为和内容需求，其技术将进一步成熟。

　　（六）5G+AI提高自动驾驶层次

　　5G可以将智能点对点之间的沟通变成智能的一部分（而不再只是一个通信）。5G+AI运用于车路协同智慧交通解决方案，将提高自动驾驶层次，让车知道更远的信号灯状态，知道更远地图的信息（包括基于高精地图的一些应用），加快实现从信息互联、车路联网到车、网、路之间的互联，快速提升整个人车协同、车车协同、车路协同以及信息协同方面的效率。5G网络每秒提供数据高达20千兆（国际电信联盟规定的规格），响应时间不到一毫秒（比现有的4G速度要快100倍），这将让自动驾驶汽车能够基本保持一直与云服务器通信（需要有云端技术的大数据辅助），在人工智能支撑下做出行驶决定。5G与人工智能结合下，将使城市交通体系更方便快捷，以新的汽车消费模式满足多样化出行需要，为人们提供更加高质量的信息和出行服务。

　　（七）5G将重新定义未来智能汽车

　　5G将极大推进万物智联的信息科技新发展，让以汽车网联化为基础的车联网进入新的发展拐点，而车联网也需要更低延时和更高可靠性的通信网络，因为车辆在高速运动过程中，要实现碰撞预警功能，通信时延应当在几毫秒以内；同时出于安全驾驶要求，相较于普通通信，车联网需要更高的可靠性（能够支持高速运动基础上的高可靠性）。5G的大带宽、移动边缘计算、边云协同技术完全可以满足车联网在高速传输、高可靠性、低延时方面的严格要求，并且在关键技术上支持汽车的智能化（这是自动驾驶的重点），这将从智能车载电子系统、智能交互应用等方面重新定义未来智能汽车。5G的加入，可能会是完成自动驾驶发展的最后一块拼图。

　　（八）5G技术下，云计算让每辆车拥有智慧大脑

　　5G与汽车完全融合之后，原先昂贵且“脆弱”的车载计算单元可以通过云计算来取代。甚至在5G技术的帮助下，一座城市或一个交通系统的调配完全可以由一台超级电脑来完成，每辆车的行进路线均能通过这台超级电脑进行宏观调控，每辆车都会拥有一个最优路线规划，进而规避拥堵的状况。这套系统如同无人轨交的高级升级版，每辆车都是轨交线路中的一分子，由电脑统一控制，根本无需驾驶员干预。云计算帮助每辆车都拥有一个智慧的大脑，充足的路况信息则让每辆车都对道路了如指掌。

　　（九）5G为自动驾驶测试工作提供助力

　　自动驾驶汽车为了保证安全，需要规模化测试，该规模化测试需要的技术和资本也非常高，对一些初创公司的技术和融资能力挑战不小。5G网络的覆盖将直接作用于自动驾驶车辆，以高精度地图数据、保障信息安全等形式推动测试工作，这不仅提供了测试所需的技术支持，一定程度上还节约了成本。

　　（未完待续）