作为汽车、半导体、无线通信和交通运输等技术深度融合的新型产业形态,蜂窝车联网(C-V2X:Cellular Vehicle-to-Anything)拥有提升道路使用者体验的巨大潜能。5G、AI 与边缘计算的迅速发展也正在推动着车联网功能的进一步丰富和性能的进一步增强,其商用部署也在稳步推进之中。
为了促进车联网的发展,2018 年 2 月,中国交通运输部发布了《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点》的通知 [1],提出要从基础设施数字化、路运一体化、车路协同、路网综合管理等六个方向,推动新一代国家交通控制网及智慧公路试点有序开展;2018 年 12 月,工信部发布了《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》的通知 [2],提出实现车联网产业跨行业融合。
C-V2X 是 5G 移动通信在垂直行业领域最重要的应用之一。如下图所示,MEC 与 C-V2X 融合的概念是将 C-V2X 业务部署在 MEC 平台上,通过无线接口(PC5 或 Uu)将相关服务信息提供给作为终端用户的道路使用者,也就是带有 OBU(车载单元)的网联机动车辆或使用智能移动终端(如智能手机)的行人。MEC 将丰富和优化 C-V2X 所能提供的业务:例如,较低的端到端时延对于多种交通业务至关重要;而 MEC 基于用户状态能提供多种改善交通效率类的业务(如路径规划和高精地图的下发)。根据不同业务对于时延和所需算力的不同要求,支持 C-V2X 的 MEC 平台可部署于路侧或者云边缘。路侧 MEC 平台或云边缘 MEC 平台通过提供 API 接口,供运营商或者第三方开发包括信息与服务、交通效率和其它在内的边缘应用。这两种 MEC 平台还能与其它 MEC 平台以及云对接,提供更丰富的功能。MEC 与 C-V2X 的融合,充分实现“人 - 车 - 路 - 边 - 云”的相互协同,将为提升道路使用者的出行体验发挥出极为重要的作用。
基于 MEC 与 C-V2X 融合的系统架构(基于[3]改进)
英特尔与深圳市集和诚科技开发有限公司(以下简称: 集和诚)携手,推出了面向车联网的 BRAV 系列 MEC 产品,借助英特尔处理器和 OpenVINO™ 工具套件,开发高性能 AI 算法,提供出色的深度学习推理能力,从而融合 MEC 和 C-V2X,实现“人 - 车 - 路 - 边 - 云” 相互协同,提升道路使用者的出行体验。
低延时+高性能,智能交通变可能
MEC 的重要性在于:在更靠近用户的地方提供基于云的网络资源和服务。由于减少了网络转发环节,MEC 可以显著降低端到端时延,不但可让用户体验到快速响应的业务,诸多对时延要求敏感的多种新业务可以藉此大显身手。与 C-V2X 融合后,MEC 就可以提供多种低时延的功能,比如危险驾驶提醒和车辆违章预警。交通效率以及信息与服务等多种智能交通应用也会借助 MEC 平台开花结果。
英特尔联合集和诚提供的 MEC 系列设备,包括路侧 MEC 平台和云边缘 MEC 平台。
路侧 MEC 设备用于实时性高要求场景,包括:
■ 智能交通路口: 读取交通信号灯的实时相位和配时信息; |
■ 数据通信: 将交通数据信息广播给车辆与行人,比如危险驾驶提醒、高速匝道辅助、车辆违章预警等; |
■ 连接接入网: 将交通数据信息传递给云边缘 MEC 平台、其它 MEC 平台和系统,以进一步处理。 |
云边缘 MEC 设备常用于生成非实时性的视频分析结果,可以将基于统计分析的交通数据发送给行人与车辆,适合提供交通效率类服务;同时可对接其它 MEC 平台,进行进一步数据分析。
支持车联网的 MEC 平台部署场景
所有这些面向车联网的 MEC 设备,都需要具备如下三大性能要求:
强大的通用计算和 AI 计算能力:
MEC 设备需要具备的功能不仅包括视频编解码和传统计算机视觉,还包括对于视频甚至 3D 点云信息的深度神经网络推理运算。英特尔®至强®系列处理器和酷睿™系列处理器,不但提供强大的计算能力,同时具备负载整合技术,让一台 MEC 设备就能支持多路设备信息处理。英特尔®核芯显卡、英特尔®Movidius™ Myriad™ X VPU、OpenVINO™工具套件等多种软硬件组合,以低功耗处理 MEC 设备需要的多路视频,实现多种基于神经网络的深度学习处理负载。所有这些都有助于降低用户 TCO(整体拥有成本),提升资金利用率。
灵活的系统硬件和软件配置及可扩展能力:
车联网应用场景丰富多样,连接设备的种类与数量与日俱增。集和诚使用成熟完善的英特尔平台架构,支持复杂的软硬件配置,扩展能力强。OpenVINO™工具套件以丰富的软件工具,提升了开发者的工作效率,缩短了产品研发时间。同时,集和诚方案可以利用英特尔强大的生态,应用最先进的软件算法和技术成果。
强大的连接和兼容能力:
MEC 需要支持多种类型外设接口和相应通信协议。英特尔处理器支持丰富多样的接口类型,英特尔芯片组具备高扩展能力,可支持与不同规格外设的连接与集成。
MEC 设备特别是路侧 MEC 设备的远程维护非常重要。集和诚 MEC 设备基于英特尔博锐平台,让系统管理员可以通过网络随时远程管理和维护车联网中的 MEC 设备,即便是在设备操作系统没有启动的情况下。这就大大降低了故障响应处理时间和系统运维成本。
目前,集和诚的 MEC 设备已经部署在车联网的路侧与云边缘场景中,并且经过实践检验,证明其优异性能可充分满足车联网的边缘计算需求。
现在快马加鞭,未来一马当先
IDC 预测,到 2024 年,全球出货的新车中超过 71%将搭载智能网联系统,行业 5 年复合增速 14.5% [4]。
中国作为道路和交通大国,结合在 5G 方面的领先优势,必将在车联网领域一马当先。英特尔也会和集和诚等广大生态合作伙伴一起,提供多种智能交通产品与解决方案,助力中国车联网事业快马加鞭,让你我的日常出行更安全、更方便、更轻松。
《基于英特尔架构的集和诚 MEC 设备加速车联网的商用部署》解决方案白皮书中、英文版可由以下网站下载:
中文版:http://www.jhctechnology.cn/sup.php
英文版:http://www.jhctech.com.cn/sup.php
参考文献:
[1] 交通运输部办公厅印发《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点》的通知,2018 年 2 月。
http://xxgk.mot.gov.cn/jigou/zhghs/201803/t20180307_2996718.html
[2] 工业和信息化部印发《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》的通知,2018 年 12 月。
http://miit.gov.cn/n1146285/n1146352/n3054355/n3057497/n3057498/c6564019/content.html
[3] 余冰雁,“边缘计算在车联网领域应用”,中国信息通信研究院,2020 年 4 月。
[4] 政策利好车联网,运营商探路车联万物。
https://finance.sina.com.cn/tech/2021-01-22/doc-ikftpnny0631500.shtml