5G在汽車領域上的應用研究

【摘要】? ? 隨著我國5G技術的逐步推進，將其應用到汽車領域更是大勢所趨。為進一步實現汽車領域的智能化、網聯化發展，相關部門應進一步加強對5G技術應用途徑的研究，從而實現其快速發展成熟。基于此，本文對5G技術在汽車領域內的應用展開研究，從5G技術的發展背景出發，對汽車領域的改革趨勢加以分析，并在此基礎上進一步探討了相關技術的具體應用途徑，從而有效為汽車領域的智慧發展打下堅實基礎。

【關鍵詞】? ? 5G? ? 汽車領域? ? 云端大數據

引言：

在我國經濟水平不斷提升的環境下，汽車領域的創新發展得到了越來越多的關注，特別是在5G通信技術應用的環境下，汽車行業的發展獲得了更多的技術支持，從而也為大數據、互聯網、人工智能、云計算等技術的深度融合提供了更廣闊的發展空間。現階段，我國“新基建”戰略的提出使得汽車領域數字化建設進一步獲得多重利好，因此在未來發展當中，應繼續深入探究5G技術同汽車發展領域的內部關聯。

一、5G通信技術概述

5G技術是為滿足移動通信需求而發展出來的新一代移動通信技術，相較于之前的4G網絡，5G技術在數據傳輸速率方面實現了明顯的提升。與此同時，5G技術還憑借其低網絡延遲、大規模連接以及可靠性較高等優勢得到了社會各個行業廣泛地認可與應用。在1G到4G技術的發展過程中，更多是為了滿足“人與人”之間的交流需求，而5G技術的出現則更多是實現“人與物”以及“物與物”之間的通信。[1]隨著5G技術發展步伐的加快，用戶對于數據速率、連接密度、流量密度等指標提出了更高的要求，同時在5G商用領域當中也更加注重用戶的體驗感。結合當前的發展趨勢來看，5G技術已經進入到汽車領域以及智能交通領域，并進一步推動其在有關基礎設施建設領域的應用。現階段，5G技術的應用使得汽車領域智慧技術創新與協同系統研發等方面面臨著全新的格局，同時還為云端大數據體系的構建奠定了堅實基礎。由此也可以進一步看出，5G技術在汽車交通領域的廣泛應用已經成為不可逆轉的趨勢，并逐步為智能汽車系統的優化升級貢獻出強大力量。

二、5G技術應用下汽車領域的改革趨勢

可以看出，5G技術的三個應用場景在汽車領域的落實中，影響最為突出的仍是大數據，也就是相關技術的應用可以極大縮減車聯網獲取數據的成本。就以往的數據傳輸過程來說，對于一定量的數據信息往往也需要相應的時長完成傳輸，若想提升速率勢必也會帶來應用成本方面的提升。例如在車內完成對行車記錄儀的安裝，在對數據信息進行收集以后通過無線通信回到后臺。

而隨著5G技術的應用，大帶寬、低資費等特點為汽車領域數據信息收集提供了更多的可能性，進一步提升了數據的傳輸量與傳輸效率，進而逐步帶動“萬物互聯”在汽車產業當中引發革命性的變化。與此同時，由4G場景向5G場景的轉變還帶來了低遲延高可靠性的服務模式，同時這種通信模式在汽車領域的作用也得到了行業內外的廣泛討論。中國信息通訊研究院發布的《MEC與C-V2X融合應用場景》白皮書中對于5G技術的應用特點展開了進一步敘述，而將“短遲延、萬物互聯、大容量”等應用特點代入到汽車領域當中則可以推動邊緣云的搭載，這是相較于中心云所提出的概念，旨在通過5G計算來促進云服務響應速度與通訊可靠性的顯著提升。值得注意的是，現階段的5G技術仍然具有一定的發展空間，各方面的技術標準還有待完善，只有進一步實現5G高可靠性、低遲延的應用特點，才可以實現對汽車領域的革命性改變。站在云端大數據的角度來說，當前最關鍵的任務在于對于5G技術如何真正實現云端控制車輛的討論，同時對于5G技術應用的討論也需要更加全面化與完善化，確保可以將“短遲延、萬物互聯、大容量”等應用場景有效落實于汽車領域發展當中，為其不斷朝向智能化、網聯化、共享化的趨勢發展打下堅實基礎。[2]

二、5G技術在汽車領域的具體應用

（一）云端大數據與汽車互聯

1.汽車互聯技術

當前車載互聯技術的應用范圍越來越廣泛，人們駕車可選擇使用的技術種類也越來越多;另一方面，車載互聯技術也為交通管理人員的工作帶來了一定便利性提升。交通管理人員可以通過汽車互聯技術對汽車的實時駕駛狀態進行監測，并以此為依據實現交通狀況的全面管理。但同時，汽車互聯技術的數據信息傳輸量過大，交通管理人員很可能無法直接完成全面分析，因此汽車互聯技術的應用仍然存在一定問題。基于這一現象，當前在研究汽車互聯技術時，通常會將其與交通行業大數據應用共同研究，以提高該技術的應用水平。當前越來越多的汽車開始配備遠程通信技術，這種技術一定程度上可以提高交通信息流動的全面性與簡便性。

以V2X技術為例，該技術主要包括V2V汽車到汽車通信和V2I汽車到基礎設施的通信，能夠極大程度地提高汽車互聯信息的含量。同時，高水平的蜂窩技術也可以提升汽車互聯技術的數據吞吐量。當前有大量的汽車廠商都在汽車互聯技術當中使用了全新的通信技術，互聯技術水平有所提高。

2.云系統的應用

5G網絡利用云計算技術逐步實現網絡云化的準變，進而從封閉走向開放，并實現了云系統的構建。[3]云系統也是汽車當中5G技術應用的重要體現和保障。在汽車貼身服務中，云技術可以得到比較廣泛的應用。當汽車與云系統相連接后，由于云系統容量無限大、計算能力無限強，因此可以提供多種服務，充分滿足汽車駕駛者的多種要求。根據相關專家預測，通過發揮云系統的快速計算功能，不僅可以為駕駛員實時提供路況，還能為交通管理人員即時提供位置信息，方便交通管理人員實現安排工作。例如，一旦發生交通事故，交通管理人員就能立刻通過云系統了解交通事故發生位置、該位置的路段情況等，以科學地配置人員、有效解決交通問題。當前，有部分企業已經開發了收集車輛的控制器局域網絡系統總線（CAN bus）數據的技術，通過對該類數據實時分析，可以破解車輛加速度計的數據，進而明確車輛所在位置的道路狀況。云系統在汽車智能化當中發揮了十分重要的作用，能夠提高汽車中5G技術的應用水平，是汽車智能系統中重要的組成部分，該系統能夠在多方面得到應用，同時有效提升汽車駕駛員的駕駛體驗。

3.大數據環境下的挑戰

在大數據環境下，汽車當中應用的一系列5G智能技術能夠提升汽車使用的便捷性，但同時也會為汽車智能化發展帶來一定挑戰。當前在汽車智能化發展過程中最大的問題就是數據管理問題，據相關研究表明，當前的汽車互聯大數據含量中，十秒鐘產生的大數據含量大概可以達到10TB，較高的數據含量可以涵蓋更多信息內容，但也為數據處理和利用帶來更大的負擔。當前在世界范圍，道路交通管理工作都對大數據技術做到了一定應用，并通過使用此技術提升了道路交通管理工作的水平，例如可以利用大數據提前發現部分交通事故的發生趨勢。如上文提到的，交通管理人員可以運用大量數據獲取有效的信息，降低自身工作負擔;但他們并不能保證對所有的有效信息進行提取和利用，現階段的技術條件和其他條件仍然會對數據的處理和利用造成一定制約。總的來說，在大數據環境下，汽車當中的5G技術使用仍然存在一定局限性，想要保證該技術的發展，就需要解決這些問題與挑戰。

（二）車聯網的搭建

1.車聯網的應用概念

車聯網主要指的是，將汽車作為整體的聯結對象，同時在無線通信技術的影響下，搭建相應的網絡平臺來實現車、人、路、云平臺之間的信息有效傳遞與共享。結合現階段的發展情況來看，車聯網包括車內網、車際網以及車載移動互聯網，實現從車內互聯向車外互聯的有效轉變。在實際應用的過程中，車聯網可以對車輛進行智能化控制，同時有效提供智能動態信息服務實現智能化的交通管理。由此可見，車聯網建立的目的不僅是提升汽車的智能化、網聯化水平，同時還可以進一步為用戶提供更加安全、高效、智能的行駛體驗。若按照通訊對象進行分類可以將車聯網分為三類，車輛與車輛之間的通訊（V2V）、車輛與道路之間的通訊（V2R）以及車輛與后臺之間的通訊（V2I），進而在上述V2X模式的影響影響下實現汽車智能網聯的逐步升級。[4]結合車聯網的發展實際來看，其總體的發展流程主要可以分為三個階段：第一階段屬于相對早期的車載信息服務系統，其主要任務是提供相應的娛樂項目;第二階段也就是當前所處的智能網聯汽車階段，在汽車的互聯探索方面投入更多資源，同時也進一步提升了對路側基礎設施的重視程度;第三階段也就是2025年以后，車聯網的發展將會更多受到5G技術升級以及行業深度協同的影響，開始進入到認知和高級別自動駕駛階段。眾所周知，車聯網的運行對于實時性和安全性等方面提出了較高的要求，上一代4G網絡在運行過程中并不能保證其高可靠性與低時延，因此只能完成較為基礎的交互功能。隨著5G技術的興起，邊緣計算下沉、數據上云等新一代技術的應用使得車輛峰值速率可以得到顯著提升，同時其所展示出來的超低時延特點也可以使聯網車輛在短時間內做出相應的判斷與決策，提升駕駛的安全性與穩定性。

總的來說，V2X技術是5G技術網絡全面化覆蓋的重要基礎，不僅可以為車聯網提供相應的標準運行協議，還可以推動其智能化和網聯化的發展，因此其大規模應用也成為不可逆轉的發展趨勢。

2.車聯網的應用場景

現階段，在5G技術持續發展的背景下，車聯網已經探索出越來越多的應用場景，旨在為用戶提供更多的便利。當前，較為常見的車聯網應用場景主要涉及以下幾種：

第一，無人駕駛。隨著信息技術水平的提升，無人駕駛的相關概念已經逐漸被人所熟知，而5C網絡技術的應用可以進一步讓無人駕駛成為現實。考慮到5G技術應用過程中具有低時延、高可靠性的特點，同時還可以與車輛形成互動，也正是憑借這樣的交互式感知來為無人駕駛的實現提供支持。當前，在車聯網的控制下，車齡自動駕駛可以實現自動超車、躲避碰撞、以及車輛編隊等動作，這在很大程度上是基于5G技術來完成的。

第二，道路交通情況的管理與優化。5C技術在應用過程中還具有高傳輸速率的特點，憑借這一優勢，可以有效實現對實時路況的播報，進而實現道路交通環境的優化。與此同時，5G技術還可以實現對收費口、監控點等位置的智能化管理，這樣不僅可以將對應的人力資源解放出來，同時還可以大大降低錯誤概率。而且在車聯網的控制下，車輛還可以進一步實現天氣和路況信息的收集，并有效在數據信息交互的過程中完成對科學路段的選擇，最大限度地減少出現擁堵問題以及交通事故的概率。

第三，車載系統功能的豐富。車載系統是用戶完成信息獲取、交換等過程的重要途徑，對于車聯網的運行也將會起到十分關鍵的作用。特別是在5G網絡的支持下，車載系統可以提供更為豐富的功能與應用，提供給用戶更為完善的服務。5G技術的高帶寬、低時延等特點有助于帶給用戶更好的使用體驗，并帶動車輛運行效率的提升。

第四，提升應急救援系統的完善程度。通常情況下，實現車聯網的車上都會具備定位以及相應的操作功能，在這樣的情況下，一旦出現緊急情況就可以第一時間通過車聯網來進行信息交互，并作出后續應對。與此同時，通過5C技術還可以及時將相關信息通過云端傳遞給救援中心，并幫助救援中心對是事故現場進行定位。

值得注意的是，通過5G技術可以實現對道路情況的具體具體分析，從而最大限度地節約救援時間，減少事故損失。第五，對于自然災害的應急與處理。結合當前的運行情況來看，部分基礎通信設施會受到外界自然因素的影響，特別是在災害天氣下，設備設施也會遭受損壞。這樣不僅會導致通信服務的中斷，同時還會提升事故概率。然而在5G技術與車聯網的應用下，即使基礎設施被破壞也可以通過車載單元完成信息交互，將相關信息及時傳遞給用戶，保證可以在短時間內完成撤離，并進一步降低自然災害所造成的損失。

三、結束語

綜上所述，5G技術的發展為汽車領域注入新的活力。在當前的發展背景下，為更好地滿足用戶的互聯要求，5G技術逐步深入到汽車領域中的各個環節，并呈現出良好的應用效果。就當前的發展水平來看，云端大數據的引入使得汽車互聯水平逐步提升，同時進一步為云系統的應用打下良好基礎。此外，車聯網作為有關技術的重要應用途徑，也在很大程度上為滿足需求提供便利，促進汽車產業發展水平的提升。

作者單位：徐曉璐? ? 遼寧郵電規劃設計院有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]張春光.5G技術在智能交通領域的應用[J].城市道橋與防洪，2021（10）：213-215+23-24.

[2]劉涵昱，時瑞浩，蔣建輝.5G通信時代汽車智能座艙發展趨勢探討[J].廣東交通職業技術學院學報，2021，20（01）：33-37.

[3]陳云斌，王全，馮定東，等.基于5G云網融合的車聯網應用技術探討[J].移動通信， 2021，45（06）：2-6.

[4]黃麗娜.5G行業應用的探討[J].江西通信科技，2021（04）：30-31.