在边缘驾驭更多智能

V2X 自主性:帮助减少事故、排放和交通拥堵

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一辆汽车冲到你的车道上。晚上一名穿深色衣服的行人匆匆穿过街道。一辆卡车从浓雾中冒出来,而你正朝它疾驰而去。

每名驾驶员都知道这种可怕的感觉。恐惧和肾上腺素涌上你的脊柱,而你会猛踩刹车。如果运气好或技术好,你就不会听到可怕的金属嘎吱嘎吱的声音,也不会感觉到撞击的砰砰声。希望你和其他人都没有受伤。

但这些时刻往往会导致事故。根据世界卫生组织关于道路安全的新报告,2018 年,全球共有 135 万人死于交通事故,并且交通事故是 5–29 岁年龄组的头号杀手。有 135 万人离开了他们的家人和朋友,今天在这里,明天就离开了。

不过,专家们乐观地认为,新兴技术可以极大地减少那些令人毛骨悚然的时刻,以及随之而来的交通事故死亡和心碎时刻。如今的新车已经具备了盲点检测、车道偏离警告、车道保持技术和自动紧急刹车等功能。这些技术和其他自动驾驶辅助系统 (ADAS) 让未来就在眼前。

ADAS 的下一波创新将来自于车对车 (V2V) 通信和车对任何东西 (V2X) 通信,或者用人类的语言来说,就是允许车辆彼此倾听和交谈的技术。汽车之间的对话可能听起来很傻,但事实证明,它们应该进行很多对话——与行人、骑自行车的人、其他车辆、街道网格和突然出现在危险道路上的障碍物进行对话。

V2X Infographic

工作原理

V2X 通信依赖于多种技术的组合:

  • 安装在车辆上的、与环境进行通信的传感器
  • 允许车辆与其他车辆、周围的基础设施、GPS 地图和行人进行交互的无线连接
  • NAND 和 DRAM 内存,它们在车辆中提供本地存储,并实现通知和运行这些系统所需的数据的几乎瞬时移动

不同的汽车应用程序使用一个全面的自动合格的内存解决方案组合。而依靠超过 40% 的市场份额和 28 年的汽车市场承诺,Micron 美光是这个市场无可争议的前沿内存供应商。这意味着 Micron 美光已经准备好帮助部署下一波 ADAS 解决方案——V2X 技术。

Micron 美光将与前沿 V2X 芯片组供应商合作,以必要的小型形式提供其必不可少的汽车级内存。这些芯片组供应商将在一个新兴行业争夺市场份额,该行业很快将产生每年数十亿美元的收入,并且更重要的是,帮助大大减少事故数量。

事实上,到 2024 年,汽车行业机构(美国国家公路交通安全管理局和汽车工程师协会)预计将要求汽车提供某些 V2X 功能 ,以获得完整的五星安全评级。Micron 美光嵌入式业务单位汽车系统架构高级主管、V2X 专家 Robert Bielby 表示,这一规定可能会确保很大比例的新车具备 V2X 功能。一些汽车制造商计划在此之前推出 V2X 技术。

当监管机构批准使用全自动汽车时,V2X 很可能成为这些汽车的技术基础。“V2X 将产生巨大的影响,”Bielby 说。“这是相当深奥的东西。” 与此同时,V2X 几乎肯定会推动 ADAS 的发展,而专家们表示,这将减少交通事故、拥堵、旅行时间,甚至车辆排放。

看起来像超人一样

与连接到计算上的传感器相比,人类的环境意识相当糟糕。

  • 人类驾驶员会昏昏欲睡。传感器不会。
  • 人类驾驶员会边发短信边开车。传感器不会
  • 人类驾驶员会一边开车一边喝咖啡和吃东西。传感器不会。
  • 人类驾驶员会和乘客聊天。传感器不会。
  • 人类驾驶员会被吸引他们眼球的东西分散注意力。传感器不会。
  • 人类驾驶员会感到沮丧,变得有攻击性。传感器不会。

一辆搭载 V2X 技术的汽车能够在驾驶员看到危险之前就能提醒驾驶员,这将降低发生事故的几率。Bielby 说,给车队提供相互警告危险的能力可能会给汽车安全带来翻天覆地的变化。“甚至交通信号灯的状态也可以通过 V2X 来传递,”Bielby 补充说。“这只是超人如何实现他的透视眼的另一个例子。”

“根据美国国家公路交通安全管理局发布的一份有关分心驾驶的报告,仅在美国,每年就有 600 万起交通事故,”Bielby 说。“其中大约 90% 是可以预防的,这意味着大多数事故都是由人为失误造成的。V2X 技术有望减少人为失误,挽救许多人的生命。V2X 的目标是解决这个问题,因为电脑不会疲倦,”他评论道。“你可以用摄像头、雷达、激光雷达和超声波看到 360 度全景。现在,我们添加了让汽车能够彼此对话的技术,并且自动驾驶变得更加有效。”

汽车之间的对话可能听起来很傻,但事实证明,它们应该进行很多对话——与行人、骑自行车的人、其他车辆、街道网格和突然出现在危险道路上的障碍物进行对话。

Bielby 表示,除了预计到 2024 年大规模采用 V2X 技术外,还可能出现一个市场,对老款汽车进行改装,使其至少具备一些 V2X 功能。

行人、自行车和摩托车

如果将 V2X 的安全优势应用于道路和街道上的行人、自行车和摩托车等易受伤害的非机动车用户,这种优势甚至会扩大。

Bielby 说,摩托车很可能会像汽车一样采用内置在车架内的设备,即使它们未包含在 2024 V2X 强制要求中。原因很简单:骑摩托车很危险,采用 V2X 技术可以帮助尽可能减少摩托车事故。

骑摩托车的人知道只有两个轮子的风险,但任何经验丰富的车手都会说,较可怕的风险来自路上的其他驾驶员。根据 V2X 解决方案公司 Autotalks 的数据,在三分之一的致命摩托车事故中,另一名驾驶员没有看到迎面而来的摩托车手。V2X 技术可以提醒两名司机迫在眉睫的危险,并在较大的车辆上启动纠正操作。这种车对车的通信有望减少这类摩托车事故,并在一定程度上减轻两个轮子带来的危险。

V2X 技术也可以帮助行人和骑自行车的人,因为他们很难被驾驶员看到。行人和骑自行车的人要么使用可以与 V2X 网络互动的可穿戴技术,要么激活他们智能手机上可以达到同样目的的应用程序。在这两种情况下,配备 V2X 的汽车都会提醒司机注意行人或自行车的存在,然后启动刹车或其他规避动作。

智能交通

城市驾驶是低效率的一个案例研究。每当红灯变绿时,等待过十字路口的汽车队伍必须意识到该走了,然后一个接一个加速。你不需要开太多车就能意识到,如果每辆车都同步加速,整个过程可能会顺畅得多。V2X 的目标是实现这种同步运动和其他功能,包括在红灯、事故或其他交通障碍时协调刹车。

人们在交通堵塞上浪费了相当多无法追回的时间。Meng Wang 博士领导的一个研究小组 发现,在某些条件下,平均拥堵时间为 41.7 分钟,在此期间,交通速度放缓至每小时 7.3 英里。然而,研究发现 V2X 技术大大减少了交通堵塞的影响。当 10% 的模拟车辆使用 V2X 技术时,平均堵车时间下降到 3.6 分钟,平均速度提高到 25.5 英里/小时。这些改进是车辆能够协调加速和刹车的结果。(这个简单的视频展示了如何实现这些改变。)

Bielby 表示,除了预计到 2024 年大规模采用 V2X 技术外,还可能出现一个市场,对老款汽车进行改装,使其至少具备一些 V2X 功能。

当路上行驶的车辆中拥有 V2X 功能的车辆比例越高时,这些数字就越高。但是 Bielby 说,研究的重点是,V2X 甚至可以在被大规模采用之前就开始解决拥堵和安全问题。“有这样一个问题,‘孩子,当只有少数人拥有 V2X 时会发生什么?’”Bielby 说。“考虑到只有 10% 的改进,我们有了自己答案。”

V2X 使交通变得更智能的能力不会仅限于识别危险和控制加速和刹车。Bielby 说,车辆将传达它们的意图,发出并道、换道和即将转弯的信号,使其他车辆能够无缝、安全地同步行驶。疑惑其他司机是否看到你的转向灯的日子将一去不复返。“只要我打开信号指示灯,我的意图就会传达给路上的每一个人,”Bielby 说。“然后,汽车可以调整它们的行为,让我可以并道。”

提升效率

美国运输统计局的数据显示,2004 年至 2014 年,汽车行业在减排方面取得了令人瞩目的进展,其中新车的能效提高了 23.3%。

这是个好消息。坏消息是,根据罗切斯特理工学院 (RIT) 的研究,同期燃料浪费增加了 19.2%,而主要原因是交通拥堵。同一个 RIT 研究分析了 V2X 通信实现的协调驾驶会如何影响排放。结果很有广阔前景。

在模拟中,车辆计算了在街道和红绿灯处行驶的理想速度。它们还可以请求前面的车辆改变速度,让更多的车辆能够在交通信号灯变红之前通过十字路口。

RIT 的研究发现,在每小时 1,200 辆汽车和 100% 的 V2X 普及率的情况下,排放量下降了 15%。这样的效率提升将显著降低交通的碳足迹。

但是,V2X 技术可以进一步减少排队车辆的排放。Bielby 说,基本上,大型车辆将使用 V2X 通信,以紧凑的队形行进。“这简直就是让几辆卡车彼此相距一英尺,然后一起长途跋涉。当一辆卡车跟在另一辆卡车后面时,它的阻力降低,燃油效率达到顶峰。”

后续行动

如前所述,今天上市的许多汽车已经具备了一些基本功能,包括危险探测和计算机辅助停车,这为自动驾驶汽车铺平了道路。安全性能先进的车辆减少了事故;然而,这些改善被粗心司机造成的事故所抵消,其中许多人可能被智能手机分心。 人为错误仍然是交通运输中尤为令人担忧的问题。

已被使用的智能汽车技术仅限于一辆汽车如何与周围环境互动。通过使用 V2X 技术,下一步有望使车辆能够彼此、与交通信号灯和其他基础设施、与 GPS 地图程序以及与自行车和行人进行交流。这些碎片将形成一个网状网络,不断地实时分享和更新驾驶条件。

安全性能先进的车辆减少了事故;然而,这些改善被粗心司机造成的事故所抵消,其中许多人可能被智能手机分心。

Micron 美光长期以来一直是汽车技术的支持者,提供专门为汽车应用程序设计的内存解决方案。因为它加速了系统内部和系统之间的数据移动,所以 Micron 美光的 GDDR6 技术适合于自动驾驶汽车和 V2X 技术的高带宽需求。这种水平的快速和持续通信不仅需要内存的演变,还需要无线技术的发展。这项技术可能会以备受期待的 5G 蜂窝网络的形式出现,不过现在下结论还为时过早。

在 V2X 通信普及之前,制造商、监管机构和行业标准制定者还有很多工作要做。但这种转变即将到来,并且 Micron 美光正与我们的客户密切合作。ADAS 技术将缓解交通拥堵,并实现车辆自动化,而它目前已经开始发挥作用。

重要的是,ADAS 和支持它的 V2X 技术将大大减少车辆、摩托车、行人和骑自行车者的交通事故。V2X 技术上市之后,当一些意想不到的事情出现在你的道路上时,你将不太可能感到可怕的恐惧和恐慌。并且你将提高你和你所爱的人在一天结束时安全回家的几率。

这不仅使 V2X 成为一个令人兴奋的技术趋势;它还使 V2X 有可能成为近期历史上最大的交通安全进步。

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