龚媛嘉　孙海波

【摘要】    随着国民生活质量的不断提升，汽车几乎已经成为了每个家庭的标配。当前我国汽车保有量持续增加，很多城市、甚至乡村道路越来越拥堵，交通出行、交通安全、环境保护等问题越来越突出，车联网将是解决这些问题的有效途径。本文主要针对车联网三层架构对车联网系统进行介绍，包括感知层、网络层、应用层。

【关键字】    车联网    5G    AI

引言：

随着5G技术的商用，车联网（V2X，Vehicle to Everything）发展也达到了一个新高度。谈到车联网，人们最先想到的可能就是无人驾驶汽车。2017年7月，李彦宏乘坐无人驾驶汽车参会，在当时引起了民众的极大关注，也将无人驾驶汽车、车联网推向一个发展的新高度。

车联网系统利用5G网络、大数据计算、遥感控制、人工智能等技术，将人、车、路、物连接在一起，实现车辆的自动驾驶，将人们从繁重的驾驶工作中解放出来，并且有效利用道路资源，解决交通拥堵的问题，改变人们的生活，进一步提高和解放社会生产力。

一、车联网定义

车联网是物联网在道路交通领域的具体实践应用，将极大减轻驾驶人员的工作量。具体来说，车联网就是借助以5G、人工智能等新一代信息技术，实现车与车、人、路、控制平台之间的网络连接，实现在车联网控制平台上对所有车辆的静、动态信息进行提取和利用，为驾驶人提供安全、高效的交通服务，将人从繁重的驾驶工作中解放出来。车联网的发展，带来的好处是多方面的，主要有：1）使道路交通更加便利;2）自动驾驶更加安全;3）减轻驾驶人的工作量;4）出行更加节能环保。车联网的概念最早提出于2009年9月，然而介于当时的技术条件，车联网的发展是非常缓慢的，没有达到大众所预期的效果。在4G网络条件下，点与点之间信息传输的延时为0.07s，虽然0.07s非常短暂，但在实际行车中这个时间并不短。假设车速为80km/h，折算为秒就是22m/s。那么0.07s的时间，这辆车行驶的距离是22m/s乘以0.07s，等于1.54m，即在0.07秒的时间内车辆向前行驶了1.54米。可以设想，两辆车本应在相距1.54米的时候就刹住，然而却在相撞了以后0.07秒，才收到车联网控制平台云端发来的制动信号。然而有了5G网络的赋能，其大带宽、低时延、超可靠的显著优势，将极大地促进车联网的落地应用。

二、车联网系统架构

典型的车联网系统架构，主要分为三个层，分别是感知层、网络层、应用层，如图1所示。在感知层与网络层之间，可以完成车联网系统中车与车、车与路之间的数据通信，具体来讲就是通过车内安装的数据采集设备实现该车与其它车辆、路况、路边固定物等的数据通信。

2.1 感知层

感知层由多种数据采集设备及传感器组成，包括车内数据采集终端、RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别，RFID能够实现车与车间的数据通信、定位等功能，在车联网系统中起到重要的作用）、北斗定位、视频监控等。感知层是车联网系统的基础，采集大量的数据信息，比如行驶车辆自身的基本参数、车速、长宽高数据、重量、载货信息、当前道路的通畅情况、天气状况等。将这些采集到的数据上传给网络层，进而为车联网系统提供用于精准计算的基础数据信息。

2.2 網络层

网络层主要以5G网络传输为主，其它的通信传送方式为辅，包括：传统蜂窝网，LoRa、NB-IoT等低功耗广域网，WiFi等短距无线网，一般根据数据采集的实际情况进行选择。比如天气状况等规模较小数据选择窄带的通信方式，如果是传输视频、车距之类的大容量、高并发数据就选择宽带的通信方式。网络层在整个车联网系统中，起到上传下达的作用，完成大量信息数据的传递任务。

2.3 应用层

应用层是车联网的控制大脑，其以车联网指挥控制平台为核心，实现与车联网相关的其它应用，比如交通路况监测、交通事故预防、智慧交通、交通救援、智能停车等应用。应用层可以为驾驶员提供实时准确的道路信息，自动生成到达目的地的最优路径，为用户节约时间和成本。应用层的功能并不是一成不变的，根据实际情况可以随时增删。除了对交通路况监测外，还可以对当前环境的污染情况、附近加油站、休息区、车内人员的身体状况等进行感知监测，路线规划也不以最快到达为目标，而以最合适最安全的方式到达，变“以路为本”为“以人为本”。

三、结束语

车联网是汽车产业、信息产业和交通产业的融合汇聚点，是 5G、人工智能等新一代信息通信技术在汽车、交通等行业应用的重要体现。尤其是当前5G技术的普及应用，极大推动了车联网发展。车联网“车路网云一体化”将是5G网络技术的主要应用场景 [1]。未来，车联网必将在智慧交通领域发挥重要作用，而智慧交通是智慧城市建设的重要组成部分，直接影响到一个城市、地区的可持续发展。

参  考  文  献

[1] 王雪柠、翟媛、朱松.我国车联网行业发展环境及趋势影响分析.汽车工业研究[J].2021年第2期.2-7页.

项目基金：国家广播电视总局广播电视科学研究院2021年基本科研项目--“基于广电5G的车联网关键技术研究”，项目号：JBKY20210260。