芯耀
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近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G和人工智能等新一代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，各行各業(yè)正在加速走向智能化和信息化，汽車行業(yè)也是如此。汽車智能化的路徑選擇其實(shí)并未統(tǒng)一，從單車智能到車路云協(xié)同，從依托激光雷達(dá)到純視覺，每一個(gè)方案的選擇都影響著行業(yè)的諸多企業(yè)。時(shí)間進(jìn)入2025年，單車智能方案優(yōu)勢(shì)愈發(fā)凸顯，車路云協(xié)同方案因成本高、需求更新頻次快等諸多原因，無法進(jìn)行大規(guī)模的商業(yè)化使用，正走入歷史的洪流，智駕最前沿也曾談過這個(gè)話題，分析了車路協(xié)同緣何發(fā)展困難。
即便市場不看好，企業(yè)不選擇，但車路云協(xié)同在安全與協(xié)同方面的優(yōu)勢(shì)相較于單車智能還是無法匹敵，這一技術(shù)也在部分區(qū)域性場景下得到了充分的應(yīng)用。所謂車路云協(xié)同，指的是在車輛、道路和云平臺(tái)之間建立起高效的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理及反饋機(jī)制，通過實(shí)時(shí)的信息共享和動(dòng)態(tài)決策，不僅實(shí)現(xiàn)交通管理和物流調(diào)度的智能化，也為碼頭、礦山等高風(fēng)險(xiǎn)、高復(fù)雜場景提供了全新的安全保障和作業(yè)優(yōu)化方案。
1.車路云協(xié)同關(guān)鍵應(yīng)用場景
在車路云協(xié)同系統(tǒng)中，車輛通常安裝有多種傳感器和通信模塊，這些設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測車輛自身的狀態(tài)和周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)；道路側(cè)則布置有各種監(jiān)控裝置、通信基站及感知設(shè)備，用以捕捉路面狀況、環(huán)境變化以及潛在的障礙或異常；而云平臺(tái)則肩負(fù)著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息處理、決策分析和反饋調(diào)度的重任。整個(gè)系統(tǒng)通過5G網(wǎng)絡(luò)、車聯(lián)網(wǎng)（V2X）以及邊緣計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的高速、低時(shí)延、穩(wěn)定數(shù)據(jù)交換，確保在任何時(shí)刻都能準(zhǔn)確、全面地捕捉到現(xiàn)場動(dòng)態(tài)，并通過云端智能算法做出及時(shí)響應(yīng)。
在碼頭場景中，車輛與物流裝卸設(shè)備、吊車以及堆場中的各類作業(yè)設(shè)備頻繁交互，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜且變化多端，這就要求系統(tǒng)不僅要實(shí)時(shí)獲取大量分散的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，還要具備高精度和高穩(wěn)定性的通信傳輸能力。借助5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬與低時(shí)延特性，車路云協(xié)同系統(tǒng)能夠在毫秒級(jí)響應(yīng)下完成數(shù)據(jù)傳輸，將來自碼頭各關(guān)鍵區(qū)域的監(jiān)測數(shù)據(jù)匯聚至云端，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，從而實(shí)時(shí)追蹤每一臺(tái)運(yùn)輸車輛、吊車及裝卸設(shè)備的運(yùn)行軌跡與狀態(tài)。
與此同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)置的人工智能模塊能夠利用歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)構(gòu)建預(yù)測模型，自動(dòng)識(shí)別可能出現(xiàn)的安全隱患或操作失誤，并及時(shí)發(fā)布預(yù)警。這種基于大數(shù)據(jù)和AI的主動(dòng)監(jiān)控與決策，不僅大幅降低了碼頭作業(yè)的事故發(fā)生率，也使得調(diào)度管理更為智能、靈活。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)系統(tǒng)檢測到某一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)危險(xiǎn)行為或設(shè)備異常時(shí)，可即時(shí)通知現(xiàn)場工作人員，并通過動(dòng)態(tài)調(diào)整作業(yè)流程實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)隔離與預(yù)防。
與碼頭類似，礦山作業(yè)由于地形復(fù)雜、作業(yè)環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)機(jī)械化作業(yè)往往存在信息延遲、事故預(yù)警不及時(shí)等問題。車路云協(xié)同在礦山場景中的應(yīng)用則更具優(yōu)勢(shì)。礦區(qū)往往分布著如挖掘機(jī)、運(yùn)輸卡車和裝載機(jī)等大量的重型設(shè)備，這些設(shè)備都安裝了精密的傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測振動(dòng)、溫度、油耗等工作狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備進(jìn)入高負(fù)載或者出現(xiàn)異常工作狀態(tài)時(shí)，傳感器信號(hào)將通過礦區(qū)內(nèi)部的專網(wǎng)或者5G通信網(wǎng)絡(luò)立即傳輸至云平臺(tái)。云端系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)融合與智能分析后，不僅可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能提前預(yù)測可能的故障風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而通知運(yùn)維人員開展預(yù)防性維護(hù)，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷或安全事故。
礦山作業(yè)環(huán)境中還存在大量如地表沉降、隧道變形、瓦斯?jié)舛群铜h(huán)境溫度等地形、地質(zhì)和環(huán)境數(shù)據(jù)需要采集。系統(tǒng)通過在礦區(qū)設(shè)置多種環(huán)境監(jiān)測傳感器，將這些數(shù)據(jù)與設(shè)備運(yùn)行信息同步傳輸到云端，形成一個(gè)多維度、全方位的“數(shù)字孿生”模型。這個(gè)模型不僅能夠?qū)崟r(shí)反映礦區(qū)的物理狀態(tài)，更能利用仿真技術(shù)對(duì)未來一段時(shí)間內(nèi)的作業(yè)環(huán)境變化進(jìn)行預(yù)測，從而為安全施工和科學(xué)調(diào)度提供依據(jù)。如當(dāng)某一區(qū)域傳感器連續(xù)監(jiān)測到溫度、濕度等指標(biāo)異常變化時(shí)，云平臺(tái)會(huì)立刻啟動(dòng)預(yù)警，并結(jié)合地形模型與作業(yè)計(jì)劃，判斷是否存在滑坡、坍塌或瓦斯泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，從而指導(dǎo)現(xiàn)場人員迅速采取應(yīng)急措施。通過數(shù)字孿生和仿真模擬技術(shù)，礦區(qū)的安全管理和資源調(diào)度得以大幅提升，使得復(fù)雜的采礦作業(yè)變得更加可控和高效。
2.車路云協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)盤點(diǎn)
車路云協(xié)同涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要包括先進(jìn)的通信技術(shù)、傳感器數(shù)據(jù)采集、多傳感器融合、大數(shù)據(jù)分析與人工智能算法、云計(jì)算與邊緣計(jì)算協(xié)同工作機(jī)制、高精度定位及時(shí)空同步技術(shù)等。
在通信技術(shù)方面，5G網(wǎng)絡(luò)和車聯(lián)網(wǎng)（V2X）是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。5G網(wǎng)絡(luò)具備高帶寬和低時(shí)延的特點(diǎn)，能滿足高速移動(dòng)環(huán)境下大數(shù)據(jù)量實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枨?；而車?lián)網(wǎng)技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的直接通信，使得系統(tǒng)能實(shí)時(shí)共享交通狀態(tài)和環(huán)境信息。與此同時(shí)，在通信網(wǎng)絡(luò)中引入邊緣計(jì)算技術(shù)，能夠?qū)⒉糠謹(jǐn)?shù)據(jù)在接近數(shù)據(jù)源的地方進(jìn)行預(yù)處理，既降低了云平臺(tái)的計(jì)算壓力，又保證了本地實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)在碼頭和礦山等場景中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因?yàn)檫@些區(qū)域往往面臨通信信號(hào)復(fù)雜或不穩(wěn)定的問題，通過本地?cái)?shù)據(jù)預(yù)處理可以有效減少因網(wǎng)絡(luò)延時(shí)帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
傳感器與數(shù)據(jù)采集技術(shù)在車路云協(xié)同系統(tǒng)中的角色同樣不可或缺。系統(tǒng)中安裝的高清攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、GPS模塊以及慣性測量單元等各類傳感器，通過多元數(shù)據(jù)采集為整個(gè)系統(tǒng)提供了充足而詳實(shí)的實(shí)時(shí)信息。尤其是在復(fù)雜環(huán)境下，不同傳感器之間的數(shù)據(jù)信息互為補(bǔ)充。例如激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)分別適用于不同的環(huán)境條件，當(dāng)攝像頭在低光或霧霾環(huán)境中受到限制時(shí)，激光雷達(dá)仍可提供精確距離數(shù)據(jù)；而在某些情況下，GPS信號(hào)可能會(huì)因環(huán)境阻隔變得不穩(wěn)定，但慣性導(dǎo)航系統(tǒng)則能填補(bǔ)這一空白。各類傳感器數(shù)據(jù)的融合處理則依賴于先進(jìn)的大數(shù)據(jù)平臺(tái)和人工智能算法，通過數(shù)據(jù)清洗、融合、建模等一系列步驟，將散亂的信息整合成對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)有指導(dǎo)意義的統(tǒng)一數(shù)據(jù)流。這不僅提高了整體數(shù)據(jù)的可靠性，也為后續(xù)的智能決策和調(diào)度提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)方面，車路云協(xié)同系統(tǒng)通過采集、存儲(chǔ)和處理大量來自車輛、道路與環(huán)境的數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行多維度數(shù)據(jù)分析與預(yù)測。這類算法能夠在茫茫數(shù)據(jù)中提煉出關(guān)鍵特征，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型，用以對(duì)未來作業(yè)環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)遇進(jìn)行判斷。無論是在碼頭設(shè)備調(diào)度中提前預(yù)警潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，還是在礦山作業(yè)中預(yù)測設(shè)備故障，人工智能算法都發(fā)揮著舉足輕重的作用。隨著數(shù)據(jù)量不斷積累和算法不斷優(yōu)化，系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能夠根據(jù)不同場景和作業(yè)模式持續(xù)迭代改進(jìn)，從而不斷提高管理效率和安全保障水平。
云計(jì)算技術(shù)與邊緣計(jì)算的協(xié)同工作則為車路云協(xié)同系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力和靈活的數(shù)據(jù)處理方式。傳統(tǒng)的云計(jì)算平臺(tái)能夠集中處理和存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，并通過分布式計(jì)算資源對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析與算法運(yùn)算，但在某些實(shí)時(shí)性要求極高的場合，純粹依賴云端處理可能會(huì)帶來不可忽略的延時(shí)風(fēng)險(xiǎn)。為此，在碼頭和礦山等場景中，引入邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)便成為必然選擇。這些邊緣節(jié)點(diǎn)直接部署在現(xiàn)場附近，可以完成初步數(shù)據(jù)處理、異常檢測等任務(wù)，在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)局部數(shù)據(jù)做出響應(yīng)，并將處理結(jié)果迅速反饋給現(xiàn)場操作人員。這樣的分工不僅提高了系統(tǒng)響應(yīng)的靈敏度，也降低了對(duì)遠(yuǎn)程云平臺(tái)的依賴，使整個(gè)系統(tǒng)在面對(duì)突發(fā)事件時(shí)具備更強(qiáng)的魯棒性和應(yīng)急能力。
高精度定位及時(shí)空數(shù)據(jù)同步技術(shù)則在車路云協(xié)同中起到了串聯(lián)各個(gè)數(shù)據(jù)源的重要作用。無論是碼頭車輛的行駛軌跡還是礦區(qū)大型設(shè)備的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，都要求能夠在厘米級(jí)別內(nèi)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。車路云協(xié)同系統(tǒng)需采用高精度的GPS與輔助差分定位（如RTK技術(shù)），確保不同數(shù)據(jù)源之間在時(shí)空維度上能夠精確匹配。通過這種高精度定位技術(shù)，云平臺(tái)不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各作業(yè)設(shè)備的精準(zhǔn)位置，還能根據(jù)環(huán)境與設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃和調(diào)度調(diào)整，在保障安全的前提下，實(shí)現(xiàn)高效的作業(yè)運(yùn)營。
3.總結(jié)
車路云協(xié)同系統(tǒng)作為一個(gè)集車輛監(jiān)控、路側(cè)感知以及云端智能決策為一體的全新技術(shù)平臺(tái)，其優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在信息整合和實(shí)時(shí)響應(yīng)能力上，更在于不斷演進(jìn)的數(shù)據(jù)分析與預(yù)警機(jī)制。對(duì)于碼頭而言，這一系統(tǒng)能夠打破傳統(tǒng)作業(yè)中信息孤島的問題，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的物流調(diào)度和安全管理，進(jìn)而降低操作風(fēng)險(xiǎn)和提升作業(yè)效率；而在礦山這種環(huán)境復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)較高的作業(yè)場景中，車路云協(xié)同通過全方位的數(shù)據(jù)采集、環(huán)境監(jiān)測與數(shù)字孿生技術(shù)，為設(shè)備管理、應(yīng)急調(diào)度和環(huán)境安全提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，使得傳統(tǒng)作業(yè)方式向智能化、自動(dòng)化轉(zhuǎn)變成為可能。
