從《長(zhǎng)安十二時(shí)辰》看車(chē)聯(lián)網(wǎng)

最近播放的《長(zhǎng)安十二時(shí)辰》，雖然沒(méi)有過(guò)多的前期宣傳，但依靠精美的畫(huà)面，緊湊的劇情，精湛的演技，依舊火爆網(wǎng)絡(luò)。第十六集描繪了一場(chǎng)令人熱血沸騰的鬧市馬車(chē)追逐戰(zhàn)。其中馬車(chē)上的生死相搏，馬車(chē)之間的激烈碰撞，馬車(chē)沖撞行人，馬車(chē)上伏火雷爆炸等一幕幕場(chǎng)景，堪比《速度與激情》中的極速飆車(chē)畫(huà)面。

現(xiàn)代的技術(shù)，尤其是車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，若是和古代鬧市馬車(chē)追逐戰(zhàn)相結(jié)合，會(huì)碰撞出什么樣的火花？從《長(zhǎng)安十二時(shí)辰》鬧市馬車(chē)追逐戰(zhàn)中，我們得到了不少啟發(fā)。本文將解答三個(gè)問(wèn)題，車(chē)聯(lián)網(wǎng)是什么？車(chē)聯(lián)網(wǎng)有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？車(chē)聯(lián)網(wǎng)涉及到哪些典型技術(shù)？

十六集中有一幕場(chǎng)景，一輛馬車(chē)上的狼衛(wèi)大聲招呼另外一輛馬車(chē)上的狼衛(wèi)，“前方分路，我繼續(xù)往右”，兩輛馬車(chē)隨即分道而馳。在古代馬車(chē)上，兩輛馬車(chē)之間互相通信，得靠人吼叫來(lái)實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在汽車(chē)上，車(chē)和車(chē)之間通信，就用到了車(chē)聯(lián)網(wǎng)“車(chē)-車(chē)”（Vehicle to Vehicle）通信場(chǎng)景。

到底怎么實(shí)現(xiàn)呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在車(chē)上安裝美國(guó)主推的DSRC標(biāo)準(zhǔn)（Dedicated Short Range Communications）或者中國(guó)主推的C-V2X標(biāo)準(zhǔn)（Cellular-V2X）車(chē)載終端OBU（On Board Unit）。兩輛車(chē)OBU和OBU之間能實(shí)現(xiàn)幾百米距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，使用的是一種稱為PC5的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信接口，在中國(guó)工作在5905MHz-5925MHz頻段，取代了古代的人吼。

另外一幕場(chǎng)景，李必下令，“按狼行方位射煙丸，給張督尉指路”。隨即在神奇的“望樓”上，旅賁軍射出煙丸，指引張小敬駕車(chē)。這些神奇的望樓，可以看成是路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施，射出的煙丸是古代的一種通信方式。

現(xiàn)在，路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施換成專(zhuān)門(mén)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)路側(cè)單元RSU（Road Side Unit），通信方式換成了無(wú)線電波，實(shí)現(xiàn)車(chē)聯(lián)網(wǎng)“路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施-車(chē)”（Vehicle to Infrastructure）通信場(chǎng)景。即路側(cè)的RSU和車(chē)輛上的OBU之間能實(shí)現(xiàn)幾百米距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，依然使用的是工作在5905MHz-5925MHz頻段的PC5通信接口。

又一幕場(chǎng)景，搶奪了馬車(chē)的張小敬一邊駕車(chē)，一邊大聲招呼路人，“讓開(kāi)，讓開(kāi)”，行人四散奔逃紛紛避讓。這是馬車(chē)和行人之間的通信，即典型的車(chē)聯(lián)網(wǎng)“車(chē)-人”（Vehicle to Pedestrian）通信場(chǎng)景。

換到現(xiàn)在，就是通過(guò)車(chē)載終端OBU和行人手中的手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備等之間實(shí)現(xiàn)通信，使用工作在5905MHz-5925MHz頻段的PC5通信接口。

再看一幕，鬧市馬車(chē)信息通過(guò)望樓和望樓之間傳輸，被一路傳遞到靖安司，這就是典型的車(chē)聯(lián)網(wǎng)“車(chē)-網(wǎng)絡(luò)/云”（Vehicle to Network/Cloud）通信場(chǎng)景。

此時(shí)神奇的望樓將化身為支持4G（工作在1.8GHz、2.3GHz或2.6GHz頻段）或者5G（工作在3.5GHz或者2.6GHz頻段）的運(yùn)營(yíng)商無(wú)線基站。車(chē)輛將通過(guò)車(chē)載終端OBU和路側(cè)基站通信，再通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的傳輸網(wǎng)和核心網(wǎng)，最后到云。這時(shí)候用到的不再是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)PC5通信接口，而是通過(guò)運(yùn)營(yíng)商蜂窩基站的Uu接口。也就是談到網(wǎng)的時(shí)候，得用到運(yùn)營(yíng)商的蜂窩網(wǎng)。

看完這四幕場(chǎng)景，總結(jié)一下，車(chē)聯(lián)網(wǎng)是什么？它是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)在傳統(tǒng)Camera/Radar/LiDAR等基礎(chǔ)上，通過(guò)車(chē)聯(lián)網(wǎng)（V2X，Vehicle to Everything），包括車(chē)-車(chē)通信（V2V），車(chē)-路邊基礎(chǔ)設(shè)施通信（V2I），車(chē)-人通信（V2P），以及車(chē)-網(wǎng)絡(luò)/云端通信（V2N/V2C），給ADAS 及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)帶來(lái)顯著價(jià)值。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？

在微信公眾號(hào)“5G行業(yè)應(yīng)用”的《5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)十大產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)》文章中，提到車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)主要包括信息服務(wù)類(lèi)業(yè)務(wù)、安全出行類(lèi)業(yè)務(wù)、交通效率類(lèi)業(yè)務(wù)和自動(dòng)駕駛類(lèi)業(yè)務(wù)。

按照美國(guó)高速公路安全管理局（NHTSA）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，車(chē)聯(lián)網(wǎng)V2X技術(shù)將為消費(fèi)者提供安全、效率、便捷三大方面優(yōu)質(zhì)服務(wù)。安全方面，中輕型車(chē)輛能避免80%的交通事故，重型車(chē)能避免71%的事故；效率方面，交通堵塞將減少60%，短途運(yùn)輸效率提高70%，現(xiàn)有道路通行能力提高2~3倍；便捷方面，停車(chē)次數(shù)可減少30%，行車(chē)時(shí)間降低13%至45%，實(shí)現(xiàn)降低油耗15%。

從《長(zhǎng)安十二時(shí)辰》中，我們看到很多典型的車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

1. 高精地圖實(shí)時(shí)下載（信息服務(wù)類(lèi)） 

有一幕，狼衛(wèi)一邊駕車(chē)，一邊拿出地圖查看，確定行進(jìn)路線。對(duì)應(yīng)到車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中的高精地圖下載業(yè)務(wù)。當(dāng)然，高精地圖不同于我們普通的導(dǎo)航電子地圖。普通地圖面向駕駛員，是供駕駛員使用的地圖數(shù)據(jù)，而高精地圖是面向機(jī)器的，供自動(dòng)駕駛汽車(chē)使用的地圖數(shù)據(jù)。

普通導(dǎo)航電子地圖的絕對(duì)坐標(biāo)精度大約在10米左右，無(wú)法應(yīng)用在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。因?yàn)樽詣?dòng)駕駛汽車(chē)需要精確的知道自己在路上的位置，往往車(chē)輛離馬路牙子和旁邊車(chē)道也就幾十厘米左右，所以高精地圖的絕對(duì)精度一般都會(huì)在亞米級(jí)，而且橫向的相對(duì)精度（比如，車(chē)道和車(chē)道線的相對(duì)位置精度）還要更高。除此之外，高精地圖還包括了道路坡度/超高/高程，車(chē)道停止線/等待線，路口紅綠燈相位，道路附屬設(shè)施標(biāo)牌等各個(gè)方面的信息。

自動(dòng)駕駛時(shí)代所需要的高精地圖數(shù)據(jù)可以劃分為四類(lèi)：永久靜態(tài)數(shù)據(jù)（更新頻率為1個(gè)月）、半永久靜態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1小時(shí)）、半動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1分鐘）、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1秒）。與當(dāng)前普及的電子導(dǎo)航地圖1~2月更新一次的頻率相比，高精度地圖的更新頻率之高、難度之大可想而知。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)將為高精地圖下載提供通道，尤其是5G和邊緣計(jì)算相結(jié)合，將為高精地圖的快速發(fā)布提供更好的通道。

2.定位管理（信息服務(wù)類(lèi)）

有一幕，李必在詢問(wèn)馬車(chē)到了哪里，“莫不是要向東過(guò)朱雀大街了”。如果在馬車(chē)上安裝了稱為追蹤器Tracker的設(shè)備，就能實(shí)現(xiàn)定位管理，知道車(chē)輛的實(shí)時(shí)位置信息。

各種Tracker根據(jù)配置不同，功能也不同，實(shí)現(xiàn)的也不再僅僅是一個(gè)定位功能。比如4G Tracker可以做到4G通信、車(chē)輛定位、車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)、異常提醒、4G WIFI、藍(lán)牙4.0/3.0數(shù)傳、駕駛行為分析、行駛里程統(tǒng)計(jì)、遠(yuǎn)程設(shè)置及維護(hù)等功能。

3.車(chē)隊(duì)管理（信息服務(wù)類(lèi)）

馬車(chē)追逐戰(zhàn)中，怎么能做到幾輛馬車(chē)的統(tǒng)籌管理呢？通過(guò)在車(chē)輛上安裝車(chē)載自動(dòng)診斷OBD（On-Board Diagnostics）設(shè)備，能在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)及車(chē)輛的其它功能模塊工作狀況，如有發(fā)現(xiàn)工況異常，則根據(jù)特定的算法判斷出具體的故障。

OBD是有專(zhuān)用接口的，接口的位置一般在方向盤(pán)下面的內(nèi)飾板中，靠近駕駛員膝蓋附近的地方，采用OBD-II接口標(biāo)準(zhǔn)，梯形16針DLC形式接插件。它要去讀取車(chē)輛CAN總線的信息。

有了OBD上報(bào)的各類(lèi)數(shù)據(jù)，通過(guò)搭建車(chē)隊(duì)管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)隊(duì)的量化考核（統(tǒng)計(jì)排名等），安全用車(chē)（駕駛評(píng)分、車(chē)輛健康評(píng)估、安全告警等），效率提升（評(píng)估車(chē)輛和司機(jī)工作量等），成本透明（里程油耗監(jiān)控等）。

4.UBI業(yè)務(wù)（信息服務(wù)類(lèi)）

馬車(chē)追逐戰(zhàn)中，馬車(chē)燃?xì)饬诵苄艽蠡穑诠糯菦](méi)有保險(xiǎn)業(yè)務(wù)的，現(xiàn)代汽車(chē)則有，尤其是現(xiàn)在還有基于駕駛行為的保險(xiǎn)業(yè)務(wù)UBI（Usage-Based Insurance/User-Behavior Insurance）。

UBI設(shè)備上一般集成六軸陀螺儀算法和碰撞識(shí)別技術(shù)。我們知道三軸陀螺儀分別感應(yīng)Roll（左右傾斜）、Pitch（前后傾斜）、Yaw（左右搖擺）的全方位動(dòng)態(tài)信息，六軸陀螺儀是指三軸加速器（三軸加速器就是感應(yīng)XYZ立體空間三個(gè)方向，前后左右上下，軸向上的加速）和三軸陀螺儀合在一起的稱呼。

三軸加速器是檢測(cè)橫向加速的，三軸陀螺儀是檢測(cè)角度旋轉(zhuǎn)和平衡的，合在一起稱為六軸陀螺儀。還有一種九軸陀螺儀，它指的是三軸加速器+三軸陀螺儀+三軸磁強(qiáng)計(jì)。

有了UBI設(shè)備，保險(xiǎn)公司可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同客戶的精準(zhǔn)定價(jià)，還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)需人員現(xiàn)場(chǎng)出勤的索賠管理等業(yè)務(wù)。同時(shí)，車(chē)企還能夠利用UBI數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化，消費(fèi)者可以利用UBI數(shù)據(jù)進(jìn)行駕駛行為分析等。

5.車(chē)輛碰撞預(yù)警（交通安全類(lèi)）

一幕場(chǎng)景中，兩輛馬車(chē)劇烈碰撞。使用車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，通過(guò)車(chē)和車(chē)之間通信，可以規(guī)避車(chē)輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

即車(chē)輛和另外一輛車(chē)存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，車(chē)輛上能看到提示信息。這個(gè)信息即可以給駕駛員使用，也可以為自動(dòng)駕駛的車(chē)載計(jì)算單元使用。

6.弱勢(shì)交通參與者碰撞預(yù)警（交通安全類(lèi)

張小敬不顧自己生死，憑借精湛的駕車(chē)技術(shù)，躲避開(kāi)一個(gè)懵懂小孩，挽救了一個(gè)生命。使用車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，通過(guò)車(chē)和人或者車(chē)和路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施之間通信，可以實(shí)現(xiàn)弱勢(shì)交通參與者碰撞預(yù)警。

比如說(shuō)人行橫道線上安裝有行人探測(cè)傳感器，當(dāng)車(chē)輛靠近人行橫道時(shí)，路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施向周邊車(chē)輛發(fā)送行人信息，提示車(chē)輛減速及停車(chē)。這與通過(guò)雷達(dá)或者攝像頭實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）功能類(lèi)似。

7.綠波車(chē)速引導(dǎo)（交通效率類(lèi)）

在這一幕中，兩側(cè)士兵為張小敬趕的馬車(chē)開(kāi)辟出一條暢通的道路。在現(xiàn)實(shí)生活中，通過(guò)車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也能讓我們的汽車(chē)實(shí)現(xiàn)綠波通行。即路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)廣播方式，告知車(chē)輛道路綠波建議的行駛速度。

也就是說(shuō)，不是車(chē)輛一定要在市區(qū)跑到60km/h才是最快的，反而可能車(chē)速控制在40km/h，可以一路暢通通過(guò)各個(gè)紅綠燈路口。

8.闖紅燈預(yù)警（交通效率類(lèi)）

士兵設(shè)置下柵欄試圖阻攔狼衛(wèi)駕駛的馬車(chē)，這好比是古代的紅綠燈系統(tǒng)，是車(chē)輛在城市內(nèi)行駛最需要關(guān)注的信息之一，稍有差池，就有性命之虞。

奧迪在拉斯維加斯等城市通過(guò)C-V2X共享城市交通信號(hào)燈信息，讓用戶在儀表盤(pán)上直接看到下一個(gè)信號(hào)燈距離自己有多遠(yuǎn)，處于紅燈或綠燈哪種狀態(tài)，狀態(tài)會(huì)持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間等。比如，駕駛員可以在儀表盤(pán)上看到下一個(gè)信號(hào)燈距離自己200米，處于紅燈狀態(tài)，距離變燈還有20秒鐘。

同樣是馬車(chē)追逐戰(zhàn)中，三輛馬車(chē)場(chǎng)景復(fù)雜，如果能夠?qū)崿F(xiàn)編隊(duì)行駛，顯然會(huì)有序的多。比如說(shuō)典型的卡車(chē)編隊(duì)行駛，以排頭的卡車(chē)作為頭車(chē)，跟隨卡車(chē)群通過(guò)車(chē)-車(chē)實(shí)時(shí)連接，根據(jù)頭車(chē)操作而變化駕駛策略，整個(gè)車(chē)隊(duì)以極小車(chē)距編隊(duì)行駛。頭車(chē)做出剎車(chē)指令后，通過(guò)V2V實(shí)現(xiàn)前后車(chē)之間瞬時(shí)反應(yīng)，后車(chē)甚至可以在前車(chē)開(kāi)始減速前就自動(dòng)啟動(dòng)制動(dòng)，這種瞬時(shí)反應(yīng)意味著卡車(chē)可以以非常小的距離安全跟隨。

如果按照卡車(chē)1米車(chē)距的編隊(duì)要求，在時(shí)速80公里/小時(shí)的情況下，車(chē)輛處理時(shí)間需要10ms，制動(dòng)感應(yīng)需要30ms，那么網(wǎng)絡(luò)延時(shí)必須小于5ms，即（5ms+10ms+30ms）*80km/h=1米。

以上只是眾多車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景中的一小部分，汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)T/CSAE 53-2017應(yīng)用列表中定義了17種典型車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)一下，車(chē)聯(lián)網(wǎng)有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？開(kāi)始車(chē)聯(lián)網(wǎng)主要提供信息服務(wù)類(lèi)業(yè)務(wù)，比如定位管理、基于用戶行為的UBI業(yè)務(wù)、以及面向B端的車(chē)隊(duì)管理等。當(dāng)前又將回歸到出行需求上，為消費(fèi)者解決安全問(wèn)題和效率問(wèn)題。未來(lái)，車(chē)聯(lián)網(wǎng)將賦能自動(dòng)駕駛，實(shí)現(xiàn)協(xié)同自動(dòng)駕駛和單車(chē)自動(dòng)駕駛。