透過手機和網際網路實現物與物之間的連結已經成為現實，在過去十年中，物聯網實現了迅速發展，未來，物聯網發展的潛力將來自智慧終端，而智慧終端的下一步是由手機走向車載。
車載網路是智慧城市中非常重要的設施，隨著汽車保有量的增加以及車載技術的進步，汽車可以搭載越來越多的感測器，在讓人們獲得更加舒適的出行體驗之外，更重要的是實現以汽車網路作為基礎設施，服務智慧城市。清華大學電子工程系長聘副教授李勇（北京物聯網學會推薦專家）從自身科研內容出發，為我們詳細分析了這項技術。
堵車也能為人類的技術進步
帶來新機會
如今，隨著車載網路技術的發展，汽車在資訊化和智慧化方面越來越強，各種智慧感知和計算裝置被裝載在汽車上。
如果你關注汽車技術一定會發現，近兩年來，汽車的智慧化程度越來越高，主動剎車、躲避行人、自動駕駛等功能幾乎成為車輛的“標配”。這些功能均屬於車上搭載的智慧模組，使汽車能夠實現影象識別、雷達探測、車窗AR輔助導航等，汽車的智慧化水平獲得了極大提高。在未來，還會有城市級智慧交通規劃系統來幫助司機導航。
“當這些智慧化車輛在城市之中組成了一張車聯網時，就成為了城市環境資料共享和收集的主要平臺，可以完成城市的感知與計算任務，例如，做高精度3D地區的採集等。”李勇說，“如此強大的智慧感知計算能力給車載網路帶來了很大的發展機會，在未來，當車的智慧水平提升後，將成為城市中一種全新的資訊基礎設施，能提供通訊等智慧功能，資訊通訊能力的提升反之會進一步支撐車載智慧的發展。”
目前，開展這項研究離不開對城市中汽車的監測與模擬。雖然過多的汽車造成了擁堵，但同時也為資訊基礎設施建設提供了新的機會，以進一步實現車聯網通訊能力和計算能力的提高，滿足未來車載應用大容量資訊傳輸和大容量資料計算的需求。
相比現有通訊計算技術
車聯網優勢凸顯
李勇說，目前人類的通訊與計算技術是5G網路、6G網路和雲計算技術，相比這些現有技術，車聯網有三大好處。
首先，車載應用對實時性要求很高，比如在自動駕駛模式中需實現自動控制，能夠實時對行人進行自動檢測、智慧避障等，靠基站提供的通訊能力和雲計算提供的計算能力無法達到安全要求。“我們要做到1毫秒級別的反饋。如果把車本身當成通訊和計算基礎設施來看，實時性的效能將得到很大提升。”
第二，在可靠性方面將有較大提升。現有的資訊科技是否能實現真正的車載智慧，提供可靠的通訊和計算，還需要打個問號。而在車聯網基礎上，可靠性將獲得較高保障。
第三，計算能力和承載量也將實現大幅提升。李勇說：“我們正在研究的車聯網技術中有兩大創新點。第一是提出了將車輛作為基礎設施的新概念。把車上面的計算資源和感測資源利用起來，形成一種邊緣應用。這套系統有三大特點：一是能更接近終端使用者；二是地理分佈更加密集；三是對移動性支援更強。第二個創新點是分析通訊及計算潛能。透過系統研究實驗證明，車輛行駛速度小於20km/h時可以形成一個較好的通訊網路，且這一網路系統的穩定性會隨著時速的增加而降低，由此，我們可以根據車輛行駛速度來設計這一通訊網路的大小和構建。”
讓車成為智慧端來解決堵車問題
目前，我國的汽車保有量平均每個家庭有1至2輛車，且少部分發達城市聚集了更多的車輛。隨著人們生活水平的提高，汽車的數量只能越來越多，這給城市交通帶來了巨大挑戰，同時也大大降低了人們駕車出行的舒適度。
李勇介紹說，當汽車成為車聯網時，移動中的汽車之間能夠形成計算子單元，實現低延時、低代價、高效率的通訊，停止的車輛可以聚集計算能力，形成豐富、可靠、方便的通訊節點和更強大的計算能力，讓汽車不再只是單一的交通工具，而是能夠保障城市執行的基礎設施。
“真正把車輛當成通訊和計算的基礎設施還有許多工作要做，包括車輛運動模型如何構建，計算能力的分析以及資源管理如何構建，大型通訊網路的構建及其安全問題等，這些也都是實現車載物聯網計算的技術挑戰，以及未來要攻關的技術方向。”
“我們正在收集大量的城市資料，對城市進行儘可能全面的模擬，為城市決策提供若干支撐。包括城市交通的大規模模擬和模擬，以及有了車載網路和計算能力之後進行模擬模擬和推演。未來，這一技術的產業化能夠對智慧城市的規劃提供參考，成為智慧城市中重要的基礎設施。”
由北京市科學技術協會主辦的2021年北京地區廣受關注學術成果報告會（物聯網領域）
旨在圍繞北京"十四五"規劃和2035遠景目標，遴選北京學者在國內外期刊上發表的熱點、前沿、有重大科研進展的廣受關注學術成果，以專場學術交流報告會的形式為北京國際科技創新中心建設凝聚優秀科技工作者、發掘原始創新成果。
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- 作者資訊 -
石音 資深科普記者，中國科普作家協會會員，有多年一線採訪經驗，關注能夠改變生活的科技成果。
排版 |弢弢
稽核 | 六朵 蒼翼蝴蝶 淡定珠子
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