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WICV2020 | 中国工程院院士刘韵洁:创新确定性网络技术,赋能智能网联汽车发展

时间:2020-11-11 22:32:31|来源:|编辑:网络|点击:

11月11-13日,“2020世界智能网联汽车大会(WICV2020)”在北京隆重召开,本次大会由北京市人民政府、工业和信息化部、公安部、交通运输部、中国科学技术协会共同主办。旨在打造全球智能网联汽车领域内规模最大、级别最高、影响力最大的世界级平台,持续引领全球汽车产业发展趋势,全面开启智能网联汽车产业发展的新征程。下面是中国工程院院士刘韵洁在本次论坛上的发言:

中国工程院院士 刘韵洁

非常高兴参加这样一个会议,我的题目是“创新确定性网络技术,赋能智能网联汽车发展”。大家知道现在自动驾驶阶段已经发展到智能网联汽车新的阶段,标志就是因为业界在布局L4的试验,L4的试验必然要跟网络,跟互联网融合在一起,因为它是车和车也好,车和人也好,车和云都需要网络的支持。

因为这样一个原因,ICT就成为智能网联汽车最基础的技术,不管是汽车内部需要通信和网络,汽车跟外部,跟互联网,跟智能交通也需要ICT,这个技术就提出了新的挑战、新的应用场景。这个挑战大家可以通过这个图看一看,车内的网络,现在车还是智能控制的阶段,车内还没有网络,为什么车内要有网络,比如激光雷达,要定期的发射一些探测的指令。发射的周期,这个数字写的310微秒,有的激光雷达要求150微秒。发指令,如果车里面的延迟和抖动大于150微秒,指令就丢了,车就要出事故,这里还有其他的数据。

这个车外面的网,车跟互联网的延迟,标准要求是10毫秒,甚至1毫秒,这个标准不光是无线接口的标准,跟互联网延迟的标准。为什么会有这样的延迟标准?大家觉得L4-L5,我们现在的互联网能不能达到这个标准?我们现在远远达不到这个标准。因为无线接口标准是1毫秒,还要到互联网,还要到云上去,或者到边缘云,边缘云全国都要布吗?网络延迟的指标如果达不到最高阶段,车联网也好,智能网联汽车也好,新的阶段就达不到目标。

为什么达不到目标?我们现在的互联网是一个尽力而为的架构,传的好就传好,传不好就再传一次,保证不了质量,保证不了时延,也保证不了斗争。到了互联网的下半场,车联网供应互联网制造业融合,网络就必须要达到确定性的网络,才能往下发展。

什么样的网能满足这样一个要求?我们现在的互联网,我经常说就像交通系统一样,就是普通马路,它伟大的贡献是任何人,任何手机都可以通过它连起来,尽管是尽力而为的,但是它服务的大家都能满意。

到实体经济,到车联网就不够了,普通马路需要高速公路,甚至需要高铁,甚至需要航空,现在的互联网没有这个功能。我经常说习主席在中南海,他上网的速度跟在座的一样,我们堵他也堵,我们断网他也断网。但是在实体经济,你要做不到这一点,就没法发展。现在实体经济怎么做到这一点,就是面临着一个重大的挑战,我们将来这个网要变成什么样子,我们在普通马路的基础上互联网还要保留,车联网需要什么样的网,供应互联网需要什么网,能源互联网需要什么网,每一个用户,每一个企业,都可以自己定义自己的网络,甚至每一辆汽车都可以定义你要求网络的指标、性能,都可以做到。

为什么做不到?因为都是硬件、软件设计的,我觉得完全可以做到。原来没做到,是原来设计的架构没有考虑这些问题。根据这样一个发展的趋势,我们国家2013年国务院“14号”文件,确立了未来网络试验设施,作为国家网络和信息领域唯一的大科学装置,大科学装置就是要解决这些问题,大科学装置去年已经开通12个城市,今年年底大概接近30个城市,在全国做这个事情。

网络的架构是什么?如果底下是普通马路,我们在上面架着一个在普通马路上可以灵活定义出高速公路、高铁或者航空,车联网也好,工业互联网也好,所有的网络都可以通过软件,通过用户自己去定义。我们提供确定性的网络做了一个试验,我们跟华为一起做的工作,我们从北京到南京,经过13个城市,也经过13个节点,大概2000多公里。端到端的试验抖动是多少?小于30微秒,普通的互联网是多少?几十毫秒,甚至更多。

我们为什么能做到小于30微秒?就是因为将来的车联网、工业互联网、制造业需要这样的指标,下一步我们还准备把这个指标再降到十几微秒。这是车内的网络,我们觉得车内网络,这是业界共识,要采用TSN,就是世界敏感网络。为什么用TSN解决车里面的改造,就是刚才讲的,车内的网也是不确定的,我们现在车里的网也不是确定的,也会产生拥塞,也会产生事故。所以大家都觉得全球的组织都把TSN作为车内网的标准。

车内怎么组网?我们觉得有三个步骤,一开始就一个TSN,把设想的传感器连在网络里。第二步可以把一个车划分几个区,通过TSN,大家来形成一个网络。因为这样一个传感器,内部要进行处理,自动驾驶就需要TSN。最后汽车完全设计一个网络一样,去布局 TSN的部署。

这样一个架构,使得我们要意识到我们的车联网如果要想走到真正的发展阶段,刚才讲的生态,这些过程是不可避免的。另外TSN的问题,除了用SDN网络控制以外,最重要的还有一个管理,这个生态的建立,不光是有通讯的技术,有网络的技术就能做好,必须把行业的专家,汽车领域比较熟悉的专家,跟通信和网络专家紧密结合起来,怎么避免车的拥塞,怎么避免网络的拥塞,这些东西不结合起来,这个工作可能会受到一些影响,尤其是将来技术不断的迭代,不断的更新,怎么让迭代、更新的东西不会再到4S店做,通过网络不断更新,不断迭代,这些工作会改变现在生态的方式。

TSN技术,一定要跟5G融合起来,因为车都是统一的,要跟5G网络对接起来,不仅跟5G网络对接起来,还要跟所有边缘的计算的节点对接起来,只有跟边缘计算的节点对接起来,才能跟自己的云对接起来,而且边缘的云和自己的云怎么能够融合,也是要解决的问题。

在这里我跟大家汇报一下紫金山实验室TSN研究方面,我们在进行SDN的TSN网络的控制器,我们已经在设计和工作,这个工作已经在国内唯一一个入选信通院时间敏感网络TSN目录,因为我们启动的比较早,这个工作给大家汇报一下。

另外一个工作,我们在做一个仿真的平台,这样一个生态没有一个网络运行,包括汽车内部和互联网运行实时的仿真平台,数字孪生,我们觉得将来这个产业就缺乏支持的力量和解决问题,这个方面我们也在做一些工作。

TSN很重要的一点要形成一个生态,跟设备产业,包括汽车公司,我刚才也去参观了一些汽车展览,我们跟他们会形成很好的生态,大家共同来努力。更重要的就是要制定标准,标准专利还是欧洲在主导,这个方面我们还是有差距。关于TSN,包括时延抖动的网络和架构,这些标准我们正在制定标准,也跟国际组织方面进行对接。

最后我想谈一个事情,因为刚才董事长讲的我很认同,整个汽车产业生态会有非常大的变化,这个变化完全不是做一个汽车,可能会衍生出很多的服务,很多你想象不到的东西,汽车既是一个工具,可能是办公的场所,或者是交流的场所,可以想象很多生态都可能产生。

这样一个生态,汽车行业当然是一个主导的领域,外围的我认为做通讯的,做网络的,怎么跟它能够配合做好。这方面国家有一个国家级试验环境,这个试验环境大概是40多个城市,100多个边缘网,这个网络的资源我认为跟车联网完全可以对接起来,包括刚才我讲的车内的改造,我们这些工作也在抓紧进行,希望将来不久就可以有一些实质性的合作成果,比如TSN的车联网,在里面装备好,外面确定性的网络链接在一起,给大家提供一个新的感觉和服务。

我想通过大家努力,中国一定要抓住这个机会,也一定把它做好。我的介绍到此,谢谢大家。

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

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