基于5G的平行驾驶智能汽车

平行驾驶是一种新型自主驾驶技术，以“云”为基础，可以将智能车辆、控制平台、驾驶模拟器等连接在一起，利用并行视觉与感知、并行学习、并行规划及并行控制等技术，让自动驾驶变得更加可控，提高车辆对周围环境的响应速度，降低自动驾驶的总成本，让车辆之间、车辆与道路之间实现自由交互。

平行驾驶对网络的要求比较高，要求互联网可以快速响应，满足高清视频流的传输需求，保证连接的稳定性与可靠性，低延迟、高带宽的5G网络可以很好地满足这一需求。5G网络可以构建一个虚拟的交通世界，将人、车、路、网、云整合到其中，与真实的交通世界平行。在这个交通体系中，云平台可以对道路数据、车辆数据进行实时监控，提高交通运输的智能化水平以及道路通行效率，推动智能交通向智能城市迈进。

除此之外，平行驾驶的应用场景还有很多，例如在发生地震、山体滑坡等自然灾害时，可以让平行驾驶的车辆进入现场，对道路进行抢修，降低人员风险，提高抢修效率。另外，平行驾驶还可以在采矿、油田等环境中远程作业，让工人远离危险，切实保证工人的人身安全。

一、5G技术与并行驱动的融合

在5G网络环境下，平行驾驶利用5G技术高带宽、低时延等特点，增加了对边缘云的感知、决策与控制功能模块，可以利用边缘云的计算能力对各种数据进行处理，弱化车辆对传感器的依赖。在平行驾驶场景中，后台控制中心可以对所有车辆进行实时监控。

随着5G通信系统在交通行业实现广泛应用，智能驾驶车辆、路边移动边缘计算（Mobile Edge Computing，简称MEC）、云平台将相互交织，构成一个互联或互补的交通场景，并以该场景为基础搭建更多应用场景。

1.云并行系统

并行驱动是在云计算或者移动边缘计算端构建一个虚拟的世界。车辆在现实世界中的状态信息可以通过5G传输到云端或移动边缘计算端，然后利用虚拟世界的超级计算能力对车辆的时空行为进行判断。

并行驾驶相当于给汽车安装了一个“虚拟大脑”，赋予汽车更强大的感知能力与思考能力，让汽车“看得更远，想得更深”，从而在驾驶过程中，在遇到危险时能够提前做出精准决策。并行驾驶利用5G强大的技术能力减少车辆在行驶过程中对传感器以及计算能力的依赖。车辆在行驶过程中将自己的位置与状态信息实时传输到云端，在云端构建一个与真实世界相对应的镜面世界。如果云端存储的数据量足够多，就能让并行驾驶状态下的汽车做出更快、更准确的预测。

并行驱动系统一共有四辆车，分别是物理车辆、描述车辆、预测车辆和引导车辆。首先，物理车辆将自己在现实世界的状态映射到虚拟世界，生成描述车辆；然后，虚拟世界根据描述车辆的驾驶逻辑进行时空预测，生成预测车辆；最后，根据预测结果对接下来的驾驶行为进行决策，生成引导车辆，如图4-3所示。在整个过程中，这四类车辆不仅要彼此相连，而且要与道路以及道路的周边设备相连。在理想情况下，汽车、道路、人员等所有交通参与者都要将自己的位置信息反馈给云端，从而减少对车辆直接感知的要求。

2.路边MEC并联系统

路侧边缘系统以5G通信基站为基础，利用5G-V2X（NR）（基于5G设计的车联网无线通信技术）、雷达和视觉等多源感知系统的信息交互计算节点构建路侧并行驾驶系统。为了不遗漏路边的任何区域，路侧边缘系统可以根据实际情况对各类传感器进行部署。

对于路边平行系统来说，覆盖整个交通系统，对系统内的一切人与物进行感知是关键。这个基于5G的虚拟交通环境不仅要提供涵盖了路网、路段属性、视线、路标等信息的高精度地图，还要提供车辆、人群、突发交通事件等动态信息。其中，基于5G-V2X交互的信息感知是路边的感知主体。道路上的机动车辆、非机动车辆、行人全部通过5G终端将自己的位置信息、身份信息、行驶速度、行驶方向等发送到路边基站。

雷达传感器可以利用自身携带的分析单元对感知范围内的所有运动目标数据进行感知，包括目标类型、目标位置、目标大小、目标运动速度等，然后输出相应的数据，对路测数据进行补充。同时，雷达传感器还可以根据探测到的路障、交通事故等信息，对整个交通系统中的紧急情况进行感知，做出相对准确的定位。

摄像机传感器可以借助云交互模式将本地的视频流上传到云端，同时可以利用机器学习算法对视频进行分析，发现自己需要的信息，找到交通事件发生的路段，进行准确定位。摄像机传感器可以对交通设施数据进行采集和处理，包括交通信号灯等设备的实时状态等。

重建模块构建的虚拟交通环境形成了一个并行的路边交通系统，该系统涵盖了大量结构化数据，这些数据有两个流向：一是通过云交互模块上传到云并行系统，二是进入V2I算法模块，通过5G-V2X通道为用户提供本地V2I服务，包括盲点提示、信号灯提示等。

二、并联驱动技术的实践路径

对于整个智能交通系统来说，提高运行安全与运行效率的意义重大。在5G网络的支持下，车辆与车辆之间、车辆与城市交通基础设施之间可以进行信息交换，拓展更多新功能。随着并联驱动技术的不断发展以及在智能交通行业的深入应用，交通运输系统的安全性、舒适性也得到进一步提高，用户获得了更好的驾驶体验。

●在无线接入方面，5G并行驱动可以实现多模终端通信，支持多元化的业务。借助灵活部署的路侧单元和广泛覆盖的蜂窝网络，与车联网建立无缝连接，让信息实现无障碍回传，提高信息管理质量与效率，保证业务连续开展。

●在网络方面，通过引入基于5G的C-V2X和边缘云推动业务下沉，缩短网络传输时延，通过网络切片保证不同业务流的服务能力，通过认证机制为车联网安全提供强有力的保障。

●在平台方面，可以搭建一个远程信息处理平台进行网络管理，包括业务管理、连接管理等。该平台可以开放网络能力，例如开展大数据分析、开发新的业务渠道等。除此之外，该平台还允许第三方企业接入，开展网络定制服务。

●在业务应用方面，保留现有的远程通信服务，借助5G-V2X开展多元化的服务，包括辅助驾驶、自主驾驶、编队驾驶、主动安全服务、高清视频传输等。

综上所述，在5G网络环境下，以5G网络高可靠性和低延迟等特征为依托，网络切片可以为远程信息处理提供专用的网络资源，推动车联网业务有序开展。同时，以大带宽特性为依托，5G可以为高清视频、大连接业务的开展提供强有力的保障。作为未来物联网的基础设施，5G将为交通系统的信息融合与重组提供无限可能。在智能网络的作用下，人类传统的交通方式将被彻底颠覆，整个交通系统将向智能化、网络化的方向不断发展。