5G+車聯網的技術與應用研究

【摘要】? ? 5G技術作為新一代移動通信技術，具有大帶寬、低時延、高可靠等特性，能恰好契合車聯網對網絡能力的需要，促進車聯網的進一步發展。本文從運營商視角，探討如何利用5G能力促進車聯網應用落地，并給出示范案例。

【關鍵詞】? ? 5G技術? ? 車聯網? ? 融合應用

前言 ：

車聯網的概念來源于物聯網，也被稱作車的物聯網，基于5G時代的背景，車聯網技術正在崛起，5G技術將在車聯網中廣泛應用。2019年，工信部正式頒發5G牌照，我國正式啟動了5G商用。2020年11部委聯合發布《智能汽車創新發展戰略略》，智能汽車已成為汽車強國戰略選擇，在此背景下基于5G的車聯網需求將加速增長，運營商應加強對5G能力的探索，并應用于車聯網的發展與建設。

一、5G技術使能車聯網應用發展

車聯網（IoV， Internet of Vehicles）是通過全新的通訊技術，使車內、車與車、車與路、車與人、車與服務平臺實現全套的網絡連接。通過該項技術帶動汽車智能化水平及自動駕駛的進步與發展，打造全新的交通服務行業構造，實現交通效率和乘車駕車整體體驗的飛躍。車聯網應用賦予駕駛員/乘客的舒適高效、智能安全的整體服務，是汽車制造、移動通信、計算機軟件、交通運輸等行業相結合所誕生的全新業態。

5G技術包含的超大帶寬、超低時延、高可靠和海量連接等特性，加速了智能駕駛和智慧交通發展。目前，業界各方已對自動駕駛的增強型應用場景廣泛開展研究及開發，首先是信息交互的復雜度的提升：實現車與車、車與路、車與云的協同控制，海量信息交互和各式終端狀態共享，滿足車路協同和車聯網各式應用的需求。其次是感知器精度和數據豐富性的提升：隨著通信技術的迭代和計算技術的進步，交互的數據包含了超高清視頻、多樣化的傳感器感知信息、甚至動態生成的高精度地圖和定位數據。5G以下能力可為車聯網發展提供可靠的保障：

1.1 5G切片技術

車聯網有多樣的應用場景，呈現豐富的業務需求。既存在需要大帶寬、高速率的應用場景，又包含需要高可靠性、低時延的應用場景。利用5G網絡能力，可以為車聯網提供以下切片：eMBB切片，滿足車內娛樂、視頻監控等需求;車聯網低時延切片，滿足交通參與者，針對駕駛類業務，對網絡時延和可靠性有極高的要求;此外，針對汽車廠商，可提供車廠專屬的切片，由車廠單獨運營，為旗下品牌車輛提供遠程診斷、在線修車等服務。

1.2多接入邊緣計算（MEC）

多接入邊緣計算是指通過將計算能力和存儲能力遷移至靠近用戶終端或數據源頭的網絡邊緣，實現應用、業務和內容的本地化、近距離及分布式部署。能夠解決網絡熱點的大容量、低功耗、高連接、低時延和高可靠性的需求。此外，多接入邊緣計算可以挖掘移動網絡中的數據信息，實現移動網絡上下文信息的感知和分析，并向第三方業務應用開放，有效提升移動網絡的智能化水平，使網絡與業務實現深度融合。

1.3邊云協同能力

邊緣計算落地離不開邊云協同，在車聯網場景中，邊緣計算并不是孤立存在的。

云管理平臺開展信息管理、交通數據分析和服務策略管理：建立車路協同設備信息模型庫，實現交通設施、車載終端、路側信息模型的搭建、管理，實現模型向邊緣的自動化下發部署;實現區域級數據融合分析，為區域級別事件/應用（綠波通行、應急車輛優先通行等）提供智能融合分析能力;提供車路協同應用服務管理及運營維護功能。

MEC車路協同平臺提升5G車聯網通道能力，為車路協同邊緣級別事件/應用（盲區檢測、車速引導等）提供智能數據采集融合分析和基礎應用。

1.4 QoS（Quality of Service，服務質量）保障機制

5G車聯網業務相較于其他傳統5G網絡業務而言，對網絡的可靠性有更高的有求。QoS保障通過PCF（ Policy Control Function，策略控制功能）的策略授權服務接口，支持對特定業務流實現帶寬、資源優先級等 5G 接入服務質量保障。

1.5 NB-IoT

NB-IoT是目前5G工業互聯網的基礎技術。這一技術聚焦于低功耗廣覆蓋物聯網領域，相較于傳統網絡具備廣覆蓋、低功耗、大連接、低成本的特點。NB-IoT結合5G的全面賦能，大幅提升工業互聯網的網絡性能，并使萬物互聯成為了可能。

二、5G+車聯網應用研究和示范

2.1應用背景

2020是5G正式商用進入第二年，運營商圍繞5G能力的落地已做出眾多思考，中國電信把握5G發展的戰略性機遇，保持創新應用，攜手深圳交警，圍繞深圳新洲路打造全國首條“5G智慧交通示范路”，實現5G+車聯網應用落地。項目通過5G技術為交警的智慧化管理賦能，共同為治理城市交通管理難題的“智慧”解碼，為深圳新基建發展注入新應用，為粵港澳大灣區和深圳先行示范區建設貢獻更強動力。

2.2應用內容

全國首條“5G智慧交通示范路”項目，通過對道路的5G信號全覆蓋和優化、建設5G交通專網、交警四大感知應用5G深度融合、5G+AI鐵騎摩托、5G+邊緣云計算等多個智慧建設內容實現， 以“新洲路”北大醫院到五洲賓館，并輻射到市民中心沿線，將交警在用的鷹眼、電警、車牌識別、閉路電視等原用光纖傳輸或4G傳輸的單兵設備（移動警務終端、執法記錄儀）進行5G專網驗證，打造小范圍交警5G試點區域，形成“5G交警可視化執法”標桿。

具體如下：

5G信號全覆蓋：在整條新洲路實現5G信號覆蓋，并對信號進行深度優化。當市民在智慧公路上發生較輕微交通事故的場合，可以通過5G網絡更快速地使用深圳交警“輕微事故遠程視頻處理”自主操作處理。

5G交通專網，監控視頻低時延回傳：深圳是全國的首個實現5G SA獨立組網城市。深圳交警與深圳電信聯合，基于全市覆蓋的5G SA網絡，創新性地構建5G交通虛擬專網。專網為道路交通各類業務提供了安全性和可靠性保障。5G網絡帶來全新優質的網絡性能，大幅提升了道路監控回傳的速率和穩定性。移動網絡天然的優勢，也使道路監控系統的部署更加簡單、便利。

四大感知，零時差接收實時路況：為新洲路5G智慧交通示范路項目打造四大感知智慧交通應用，電子警察、車牌識別、視頻監控、“鷹眼”。5G網絡與四類應用相融合，交通監控視頻等數據可以通過電信5G網絡回傳至交通專網，在5G網絡大帶寬、低時延等特性加持下，遠程交警工作人員可以接近“零時差”收到實時道路交通情況。當存在交通堵塞、突發事故的情形，“云端”的交警人員可以及時調度，更高效、更快捷、更智能地利用交警資源，緩解實際交通存在的壓力。

鐵騎摩托5G+AI，“變身”移動電子卡口：深圳交警和深圳電信還將共同探索將“5G+AI”技術應用于深圳交警鐵騎2.0，聯手打造全國首支5G鐵騎車隊。通過“5G+AI”的應用，鐵騎將在行駛中就能自動識別沿途車輛，讓布控車輛無所遁形，將高清視頻通過5G專網實時上傳云端，實現移動卡口、移動查緝、移動視頻等“云-邊-端”一體化精準管控新勤務。

通過5G+邊緣云計算，提升傳輸和計算效率：通過部署邊緣云結合5G網絡，可以大幅提升傳輸和計算能力，使交警人員能實時、精準地識別交通違法行為，并獲得道路擁堵的實時感知預警信息，實現對重大或者關聯事件進行全資源的聯合調度，構建感知智能，處理高效的智能道路管理系統，進而從源頭上降低事故風險，減少擁堵。

2.3社會反響

打造5G智慧示范路全國標桿，獻禮深圳特區40周年：項目為治理城市交通管理難題的“智慧”解碼，為深圳新基建發展注入新應用，為粵港澳大灣區和深圳先行示范區建設貢獻更強動力。大幅提升了傳輸速率、降低延時，提高了執法效率，有效增強了交通警務的智慧應用能力，樹立了行業示范標桿，在眾多媒體獲得廣泛報道，吸引全國各地交警和管理部門參觀學習，目前正在全國推廣復制。在10月12日播出的《新聞聯播》上，專題報道——《新時代改革開放再出發丨大數據賦能 深圳推動治理能力現代化》中，中國電信深圳分公司攜手深圳市交警局打造的全國首條“5G智慧交通示范路”以及聯合深圳市市場監督管理局推出的“明廚亮灶”工程閃亮登場。

通過5G技術實現多個創新：此項目全國率先構建5G交通專網，打造先進的5G+AI鐵騎摩托，部署了領先的5G+邊緣云計算，實現多個5G和行業創新。

5G能力實現迅速恢復，安全可靠：在通過光纖傳輸的道路監控設備遇到網絡故障，需要緊急修復時，可以迅速通過5G CPE接入5G網絡，先恢復數據傳輸，待光纖修復后再切換回原網絡。

三、結語

5G技術作為新一代移動通信技術，具有大帶寬、低時延、高可靠等特性，具備切片、MEC等能力，能夠恰好契合車聯網對網絡能力的需要，5G時代的到來必然會為汽車交通領域帶來全新的變革。本文就新背景下5G+車聯網應用進行了研究與實踐，作為5G時代的通信運營商，需要做的是將5G網絡能力于企業應用實際落地，深度參與5G車聯網產業鏈，挖掘5G網絡在車聯網的潛能，以建設完善的“人、車、路、云”協同的網聯化交通設施網絡和完整的車路協同應用場景。打造更適合自動駕駛行駛道路，推動自動駕駛大規模的商業化運營。

李靜（1981.7-），性別：女，民族：漢，籍貫：陜西漢中，職務：深圳5G應用聯合創新中心副總經理，職稱：中級經濟師，高級技師（一級）? ?學位：管理學學士。研究方向：5G，大數據，云。