探討V2X車聯網關鍵技術及應用

趙光輝

摘 要：21世紀，是高度信息化和智能化的世紀，人類的各種社會活動都離不開互聯互通，人類享受了現代信息科技的極大便利。在如今的中國社會出行是一件很方便的事情，汽車的普及和各種公共交通工具的高速發展使得人們已經可以日行萬里，越來越多的人們有了私家車。然而龐大的人口基數、滯后的城市交通道路體系給道路造成了嚴重的堵塞，經常使得車輛寸步難行。嚴重的交通問題已經阻礙了國民的正常出行和經濟的發展，為了解決該問題，研究人員提出了很多方案，在尋求最佳方案的路上做了許多嘗試，推動了新技術的發展[1]。交通堵塞不僅僅會耽誤人們出行時間，還會衍生出一系列的交通事故，給人們的出行帶來負面影響，所以解決交通堵塞既可以提高出行效率，也可以提升出行安全。隨著信息技術的不斷發展，一種全新的技術理念應運而生，就是能夠支撐智慧交通和自動駕駛的V2X技術，它因為能夠精確地制定出行路線，并且在解放人類的雙手的情況下使人們安全到達目的地而備受贊譽。本篇文章將以這項技術作為解決交通問題的重點對象，為讀者們介紹V2X所涉及的關鍵技術和技術標準，通過關鍵技術的分析得出了V2X車聯網的典型應用，并對V2X技術進行了總結和前景展望[2]。

關鍵詞：車聯網;V2X;DSRC;LTE-V;5G

1 引言

V2X 的全稱是Vehicle to X，這其中的X字母所指示的物體是路邊的基礎設施（Infrastructure）、車輛（Vehicle）、人（Pedestrian）、路（Road）、網絡（Network）或者云（Cloud）等。之所以能夠這樣將V2X的概念表述出來，是因為人們對于物聯網的掌握和認識越來越深入，并且在此基礎上能夠正確認識D2D（Device to Device）技術。對于V2X來說，它是由V2V，V2I，V2P，V2N/C等四個部分所組成的。在工作的過程中，這四個部分并不是獨立工作的，而是互相之間智能協調工作的，尤其是在5G技術加持下成為了自動駕駛的關鍵部分，這是能夠解放人類雙手的重要的技術。大多數的交通事故都是人為造成的，當人處于疲勞或是情緒過激的時候開車是很危險的，如果將V2X這項技術廣泛的應用到各個汽車當中就能夠在很大程度上解決我國的交通堵塞問題，提高交通出行的安全性，減少交通事故的發生的可能。該技術理念中的計算單元能夠理性正確地制定出行路線，發指令給相應的執行器，進而使車輛安全到達目的地，不會受路況等外界對其的干擾，所以我們應該號召人們大力應用這項技術，降低技術成本，使之造福人類社會[3]。V2X和車聯網的不同之處在于：車聯網是使用無線通信、傳感探測等技術收集車輛、道路、環境等信息，通過車-車（V2V）、車-路（V2R）信息交互和共享，使車和基礎設施之間智能協同與配合，從而實現智能交通管理控制、車輛智能化控制和智能動態信息服務的一體化網絡。V2X 是指車對外界的信息交換，是一系列車載通訊技術的總稱。V2X包含汽車對汽車（V2V）、汽車對路側設備（V2R）、汽車對基礎設施（V2I）、汽車對行人（V2P）、汽車對機車（V2M）及汽車對公交車（V2T）等六大類。對于車聯網這項技術來說，它有許多普通車輛所不具備的優越性，能夠在車輛行進當中為車輛提供可靠行進信息的無線通信技術，這項技術對駕駛人的具體位置進行了精準的分析，并且能夠處理海量的數據[4]。

2 V2X關鍵技術

2.1 無線通信技術V2X

網絡系統通過無線通信技術實現信息交互。要想使用該技術就需要精準掌握無線通信技術的時效性，即需要保證連接網絡所用的時間最少，減少傳輸時候出現的時延情況。與此同時還應該在傳輸的過程中確保信息能夠安全可靠地傳輸。在一定范圍之內，想要實現車輛間實時精確地通信，不但要多次利用來滿足通信帶寬要求，并且還需要將核心網絡完整科學的建立起來，然后利用系統當中的一些特殊組件來完成信息的中轉和傳輸[5]。

2.2 數據處理技術

所謂的信息融合就是將一些有效的數據進行整合，并根據算法優化準則優化處理后的信息，最終獲得智能決策所需的有效信息。數據挖掘是處理持續增長的海量數據的基礎，一般包括尋找前期數據、探索數據規律和規律表示三個步驟：（1）從相關數據源中選出所需數據，并整合成數據集;（2）通過算法找出數據中所包含的隱含規律;（3）使用方便用戶理解的形式標出數據規律[6]。

3 V2X技術典型應用

車聯網通過大量準確的建模來模擬路況當中的各種場景，得出車輛在特定場景下應做的決策，然后把這些信息存儲進系統當中，在實際行進過程當中若是碰到了模擬情況當中的路況下，系統就會給予一定的信息提示，并且還會根據車輛與車輛之間的無線通信技術確定與自車相關的車輛、人的具體位置，防止車輛在行進的過程中發生碰撞，減少不必要的人員傷亡。除此之外，V2X技術可以輔助車輛進行自主停車，將車停靠在最適合的停靠位置，為人們的出行帶來的極大的方便。現在已經有一些車輛已經真正用上了這些技術，至于其他還需要人性化服務的系統，研究人員也正在不斷地創新與改良之中，希望能夠早些問世，造福人類[7]。

3.1 道路交通標識信息提示

一般的車輛在行進的過程當中想要觀察路況并且對路況進行判斷，所依靠的基本上是駕駛人員的眼睛和大腦。正常情況下，駕駛人員通過眼睛觀察到道路的具體情況然后再由身體做出一系列安全的反應，但是在非正常的緊急情況下，由于人類本身對于危險的恐懼使得他們不能依靠理性進行判斷而是依靠本能，這個時候大腦來不及思考身體已經做出反應，往往做出錯誤的決策，釀成悲劇，輕則違反交通安全條例，重則造成人名的損失。車聯網技術的應用能夠提高行進過程當中的安全性，同時路側單元能夠將道路上的信息收集起來，并進行分析，然后生成各種提示信息告訴駕駛員，使得駕駛員提前做好風險防范準備。無需靠喇叭警示，只需信息共享即可獲取相關車輛、道路等的信息，得到更優化的行駛路線，并且能夠減少環境噪音，有效減少交通事故的發生，避免人員和財產的損失。