2023年智能网联汽车在迅猛的数据洪流中抢占先机.pdf
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1、智能网联汽车在迅猛的数据洪流中抢占先机IBM 商业价值研究院|专家洞察联合出品2Colin LeeV2X 集团负责人/经理,捷豹路虎 Li Tang中国移动北京公司总经理 TColin 负责捷豹路虎(JLR)的 V2X 智能网联汽车技术和全球路线图。他热衷于智能网联汽车技术,致力于与 ADAS、动力总成、信息娱乐以及辅助和自动驾驶团队合作,为捷豹路虎开发和实施解决方案。Colin 也是捷豹路虎在 5G 汽车协会(5GAA)的代表和董事会成员,该协会是一个跨行业协会,专注于为未来的移动和运输服务开发端到端解决方案。Colin 参与了英国政府的智能网联汽车技术试验和测试计划。Bill Lamber
2、tson 全球电信行业副总裁,IBM T 是 IBM 杰出行业领袖,负责云计算、5G 和边缘解决方案的指导工作。凭借丰富的行业经验,Bill 积极参与了 IBM 全球最大的一些电信和汽车客户的项目。作为一位备受尊敬的倡导者和行业领袖,他在推动 IBM 云计算、基于云的网络、物联网(IoT)和 5G 边缘解决方案的战略计划方面发挥着重要作用。此前,Bill 曾担任 IBM 系统与技术集团的首席技术官,并在推动电信和媒体行业的创新和增长方面发挥了关键作用。Xian Li 现任中国移动北京 IT 部总经理,在电信行业拥有 20 多年的丰富经验。她曾在中国移动北京公司担任过多个高级管理职务,包括首席数
3、字官和 IT 总监等。她是著名的数据专家,带领中国移动建立了数据驱动的运营模式,并为汽车、金融等行业构建了基于运营商数据的大数据变现平台。主题专家 Lory Thorpe IBM 电信行业合伙人,IBM Consulting 负责领导 5G 和电信转型领域的全球产品组合。她在电信和跨行业数字化转型领域拥有 20 多年的全球经验。作为一名在网络、物联网、安全、量子安全和数据/人工智能领域拥有强大创新背景的技术和业务高管,Lory 与全球领先的电信供应商和运营商合作,在行业级前沿功能的大规模定义和商业化方面拥有丰富的经验。她还是 GSMA 后量子电信网络工作组的主席。Priya Kurien 全球
4、电信行业负责人,IBM 商业价值研究院 在 IBM 商业价值研究院负责领导电信研究领域。她是一名经过培训的电信工程师,曾与四大洲的十几家电信提供商合作。她凭借对电信价值链、合作伙伴关系、竞争、监管、自动化和先进技术的深刻而广泛的理解,帮助客户理解技术的业务价值。Priya 对 5G 企业商业化有特别浓厚的兴趣,并且是 UKTIN 和 GSMA 物联网论坛人工智能专家工作组的成员。1序言随着智能网联汽车的日益普及,这些汽车所产生的数据量也将井喷式增长。作为车联网中的重要一环,电信运营商将负责提供高带宽、低延迟、可靠和安全的连接服务。显然,电信运营商的重要性将有增无减。我丝毫不怀疑电信运营商在应对
5、这一挑战方面的能力。事实上,电信运营商早已经受过严峻的考验。在全球疫情期间,随着居家工作和虚拟教育订单给网络带来巨大压力,电信运营商成功满足了飙升的数据使用量需求,同时也颠覆了传统的流量模式。展望未来,电信行业正在迅速改进 5G 功能,同时大力发展 5G-Advanced 和 6G 等新兴技术。然而,智能网联汽车带来的改变并不仅限于互联。随着智能网联汽车和电信行业的不断发展,只要建立起所需的信任和可靠性标准,这些新生成的海量数据将为多个行业带来新的商机。与此同时,随着市场的发展,还需要注意以下几个方面的影响:可持续性。电信运营商一方面专注于自身的净零排放目标,另一方面将为网联化和自动驾驶汽车提
6、供可靠的支持,而这也应当被视为在应对气候变化方面做出的重要贡献。无人机和法规。毫无疑问,无人机将为智能网联汽车提供重要支持。不过,根据 GSMA Intelligenc 最近开展的一项调研,如果无人机经济要在特定市场取得成功,尤其是在超视距(BVLOS)飞行领域取得进展,建立适当的监管制度必不可少。API 开放性。随着智能网联汽车生态系统的蓬勃发展,电信运营商的潜在合作伙伴数量将以惊人的速度增长。建立一对一的合作关系,让所有合作伙伴都能充分利用网络功能绝非易事。因此,Linux Foundation 的 CAMARA 电信全球 API 联盟以及 GSMA 的 Open Gateway 在 AP
7、I 开放性和商业化方面的工作将尤为重要。本专家洞察报告“智能网联汽车”旨在为主要利益相关者提供关于一些关键问题的独到见解。GSMA Intelligence 很荣幸能够利用与全球运营商合作产生的数据和洞察为本报告提供支持。Peter Jarich GSMA Intelligence 负责人2新一代智能网联汽车需要广泛、可靠的网络覆盖。20 世纪初,高速公路网络为汽车行业的成功铺平了道路。同样,网络覆盖对于智能网联汽车的特性和功能也至关 重要。跨行业合作势在必行。电信运营商、汽车制造商、政府政策制定者、行业协会、智能交通系统开发商和云服务提供商需要携手共建安全、可信的数据交换技术基础设施。电信运
8、营商应当把握数据变现的机会。从道路基础设施、交通应用到智能网联汽车,电信运营商可以主动定义和追求这些领域中的数据变现机会。随着智能网联汽车市场的持续增长,电信运营商将为这一市场的成功和盈利潜力做出重要贡献。摘要3前方小心!汽车网联化催生海量数据数据是为现代汽车提供动力的新型燃料,而网络则是管道。尽管完全自动驾驶汽车可能还需要许多年才能实现,但汽车网联化已是大势所趋,包括与外部系统交换数据,为驾驶员提供信息娱乐、便利和自动安全功能。事实上,在 2022 年,智能网联汽车的销量首次超过了传统汽车。智能网联汽车市场预计将保持近 17%的复合年增长率。预计到 2027 年,全球智能网联汽车数量将达到
9、3.67 亿辆。1 这将产生海量的数据。现代汽车中的数据驱动应用和远程信息处理依赖于可靠、高吞吐量、低延迟的网络连接。4试想,如果全球 15 亿辆汽车中仅有 20%实现高度自动化,即许多驾驶功能都实现自动化,那么这总共将生成大约 300 ZB 的数据。2另一方面,电动汽车市场及其充电基础设施以及智能网联汽车应用市场的高速发展也将产生大量的数据。3 正如在手机上使用应用一样,驾驶员可以通过汽车上的应用来执行各种操作,包括管理维护、查找价格实惠的燃料或可用的充电站、记录里程、绘制路线以及选择音乐(见图 1)。由此产生的海量数据将淹没电信网络。随着汽车日益自动化,网络性能和数据可靠性将成为安全的关键
10、因素,因为汽车需要与其他汽车、智能交通系统、行人等进行通信,以确保安全顺利地导航到目的地。汽车行业正在推进革命性的数字化转型,从设计到报废的每一个产品生命周期阶段,连接解决方案都将发挥 重要作用(参见“观点:人工智能、自动化、分析需要连接”)。这将对电信行业产生巨大而深远的影响,但许多人并未充分认识到这一点。电信运营商是否已准备好应对汽车网联化催生的海量数据?电信运营商是否已准备好应对即将来临的风险和责任?他们是否已预见并准备好利用车联网数据来开创新的业务模式?随着汽车日益网联化和复杂化,扩大网络覆盖、建立数据信任和开展生态合作将成为电信行业的三项关键需求。本报告接下来将深入探讨这三个关键领域
11、。汽车制造商、政府交通规划者和道路运营商将与电信运营商共同在未来的新一代汽车互联领域发挥重要作用。未来的行业领导者将抓住这一新兴机会建立潜在的竞争优势。而未对这一新兴机会做好准备的组织将被竞争对手抛在身后。5驾驶员便利性信息娱乐(娱乐、导航)行程信息服务 停车服务电动汽车(EV)充电服务无钥匙进入 紧急援助 汽车预处理 数字个人助理汽车诊断无线(OTA)更新电动汽车电池运行状况/充电状态和通知可用范围燃油/电池警报 燃油经济性低胎压警报发动机和底盘警报实时预防性功能警报安全性汽车篡改/盗窃检测超速警报 危险警告紧急汽车接近警告弱势道路使用者接近警告故障通知图 1智能网联汽车利用先进的远程信息处
12、理和基于互联网的服务改善驾驶体验。6观点人工智能、自动化、分析需要 贯穿和连接整个汽车生命周期汽车行业正在整个汽车生命周期中采用数据驱动的流程,并全面利用几乎所有类型的连接选项。随着在一些阶段引入生成式 AI 功能,为这一流程提供支持的数据量以及所需的网络容量将进一步增加。设计。根据麻省理工斯隆管理学院最近的一项研究,生成式 AI 预计将对设计流程产生巨大的影响。生成式 AI 模型可以根据经验丰富的设计师输入的关于视角、颜色、车型和图像的提示词来创建全新的汽车设计。然后,预测模型可以预测哪些汽车设计将最受消费者欢迎。4制造。作为现代工厂的支柱,专用 5G 网络和边缘计算解决方案将利用数据实现各
13、种重要功能,包括支持机器人进行汽车组装、揭示生产线中的问题以及实时监控质量。为确保一些生产目标按计划推进,预交付无线(OTA)软件更新将需要比现在更高的网络容量。运营和维护。生成式 AI 有可能成为未来实现真正自动驾驶汽车的关键因素。通过部署算法来生成新内容(例如图像、视频和文本),生成式 AI 可以创建虚拟环境并模拟现实场景,从而在安全受控的环境中训练自动驾驶汽车。汽车可以拥有生成式 AI 界面,这样驾驶员就可以用自然语言而不是固定命令与汽车对话。5 而且,基于 AI 的智能网联汽车数据分析可以支持预测性维护,从而实现更快、更有针对性的服务和维修流程。667设计VR 设计和全球分布的团队5G
14、|边缘|Wifi|光纤贯穿并连接 整个汽车生命周期开发由汽车制造商控制的 用于智能网联汽车组件的 蜂窝网络访问 5G制造大型工厂场地中的机器人、机械设备和 OTA5G|专用 5G|边缘|Wifi|光纤销售在线和展厅 AR/VR 汽车演示 5G|Wifi|光纤运营智能网联汽车运营 5G|边缘|Wifi|V2X|NFC|蓝牙服务由汽车制造商控制的用于 OTA 更新的蜂窝网络访问 5G|Wifi|光纤处置回收、储存可重复使用的零部件 5G|边缘|Wifi|光纤789需求持续增长现代汽车中的数据驱动应用和远程信息处理依赖于可靠、高吞吐量、低延迟的网络连接。随着自动驾驶技术的不断发展,电信运营商需要逐步
15、提升网络容量(参见“观点:自动驾驶技术突飞猛进,数据愈加重要”):警告系统。这些是当今大多数驾驶员都熟悉的高级驾驶员辅助系统(ADAS)。汽车会基于传感器数据分析向驾驶员发出事件或障碍物警告,然后由驾驶员自行决定如何应对。协同驾驶环境。车对车(V2V)技术可允许汽车之间相互通信。汽车中的传感器会实时收集来自其他汽车的多种输入信息。然后,汽车会解析这些信息并与其他自动驾驶汽车共享所需信息,以便根据道路规则共同决定并执行所需的操作。这些系统预计将在未来 10-15 年内推出,而电信运营商需要为此制定相应的规划。完全自动驾驶。车联万物(V2X)技术将通过互联建立一个完整的生态系统,包括汽车、遇到的其
16、他汽车、弱势道路使用者(VRU)(例如行人和自行车骑手等)以及智能交通系统。当生态系统中的成员相互共享路径规划数据时,汽车几乎不需要驾驶员的输入就可以导航到目的地。实现这一目标的条件是道路上的大多数汽车都是完全自动驾驶,这显然任重道远。如今,大多数国家/地区道路上并未实现足够的蜂窝网络覆盖,也就无法提供可靠的互联服务。但许多有利因素将共同推动更加广泛的网络覆盖和连接,包括越来越多的智能网联汽车开始搭载更多的应用、V2X 通信的实施、智能交通系统的发展、物联网(IoT)设备的持续增长以及弱势道路使用者开始接入车联网等等。网络覆盖:智能网联汽车发展的关键要素没有足够的网络覆盖,汽车网联化就无从谈起
17、。10填补偏远地区的网络覆盖缺口网络覆盖缺口(特别是在偏远地区)意味着连接并不总是可用。对于未来快速发展、互联度更高的交通系统,网络覆盖缺口将构成一项系统性风险。为了填补这些缺口,电信运营商正在改变其网络覆盖策略,根据交通密度来确定网络覆盖范围,而不是以人口密度为依据的传统方法。例如,在偏远地区车流量较大的路口,汽车需要连接才能与其他汽车或交通辅助系统进行通信。5G 非地面网络(NTN)是互联难题中的一个重要组成部分,可为地面基础设施无法到达或不切实际的区域提供空中网络覆盖。7 低轨(LEO)卫星星座网络比传统的静止轨道卫星更靠近地球,目前已应用于国防、海上通信和农业领域,未来有望为日益自动化
18、和互联化的汽车提供所需的低延迟连接。电信运营商正与卫星供应商携手合作,共同提供与国际漫游协议类似的无缝网络覆盖服务。苹果公司、Globalstar、Skylo、Deutsche Telekom、Iridium、QualComm、BICS、Lynk Global、Verizon 和亚马逊正在联手为手机用户提供这些全新的卫星到蜂窝网络服务。8此外,领先的电信运营商还在设法利用无人机(UAV)来扩大 NTN 覆盖范围。事实证明,在通信网络中断的紧急情况下,这项技术可为紧急救援人员的灾难恢复工作提供巨大的帮助。9 尽管 5G NTN 技术有助于解决智能网联汽车的网络覆盖问题,但目前成本高昂,而且容易受
19、到地形、天气和大气因素的干扰。10 这项技术需要改进才能成为可行的解决方案。汽车制造商正在设法搭建一种“神奇的管道”该管道仅提供所需的可靠性、容量和速度,而连接细节是不可见的。而这首先就需要足够的网络覆盖。否则,汽车原始设备制造商(OEM,本文中简称汽车制造商,包括设备厂商、主机厂、整车厂)将被迫关停智能网联汽车的部分试点,从而阻碍增长机会并减缓转型速度。开放性问题1.为交通密度提供支持的互联基础设施必须由众多利益相关方共同负责。政府交通部门是否会承担这项任务,并将其纳入 21 世纪中期的基础设施发展计划?政府交通部门与电信运营商之间是什么样的关系?2.当涉及非地面网络时,汽车制造商/消费者是
20、否愿意支付更高的费用来支持更好的车联网覆盖,就像是为国际漫游支持更高的费用一样?3.汽车制造商希望搭建一种“神奇的管道”,而电信运营商则希望其在每一代蜂窝连接中的投资都能创造回报。如何解决这种动态关系?4.是否会有卫星公司专门致力于为偏远地区提供车联网覆盖?11观点自动驾驶技术突飞猛进,数据愈加重要如今,在道路上行驶的汽车都具有不同程度的自动化或自动驾驶功能。随着越来越多的汽车配备日益自动化的驾驶功能,顺畅的数据交换和处理变得尤为重要。美国汽车工程师协会定义了自动驾驶等级划分,如下所示:0 级,无自动驾驶。完全手动控制,但可以包括驾驶员辅助功能,如防抱死制动、定速巡航以及针对盲点、前碰撞和车道
21、偏离的警告。1 级,驾驶员辅助。驾驶员驾驶并监控系统,系统在激活后可以执行加速、制动和转向等功能,如自适应巡航控制或车道居中辅助。2,部分自动驾驶。驾驶员完全参与驾驶,但汽车配备了高级驾驶辅助系统(ADAS),可提供持续的加速、制动和转向辅助。2 级自动驾驶汽车在市场上最为普遍。3 级,有条件的自动驾驶。尚未广泛普及;驾驶员允许系统接管,但必须随时准备好收回控制。4 级,高度自动驾驶。与 3 级相同,但系统可以在发生故障时进行干预,而无需驾驶员参与。驾驶员仍然可以手动收回控制。此类汽车受到监管,仅在非常具体、明确定义的情况下才能使用。一些国家(例如挪威和苏格兰)要比其他国家更愿意采用这项技术。
22、5 级,完全自动驾驶。不需要人工干预,甚至不需要紧急手动干预。此类汽车没有踏板或方向盘。11111213可信数据:安全驾驶的必备要素可信和可靠的实时数据是未来网联化和自动驾驶汽车的命脉。为什么这样说?这是因为“生死攸关”的安全决策依赖于安全、可验证的数据。尽管汽车制造商对日益普及的自动驾驶汽车的安全前景保持乐观态度,但消费者却对此持谨慎态度。一项调研表明,只有 29%的驾驶员表示对自己的自动驾驶汽车感到安全。12 满足安全、可信数据要求的汽车制造商可以为自己品牌建立差异化优势,从竞争中脱颖而出。根据 IBM 商业价值研究院(IBV)开展的“2030 年汽车行业调研”,消费者将安全自动驾驶视为即
23、时移动服务的首要品牌差异化因素。13但随着引入汽车传感器以外的更多外部数据源,安全风险也将不断增加。想象一下,如果网络犯罪分子侵入智能网联汽车(甚至更危险的是,侵入特定品牌或型号的汽车)所依靠的数据交换网络会产生什么样的影响。他们可以窃取或篡改数据,进行未经授权的交易,控制加热器等非安全功能,甚至还可以控制关键安全系统,例如制动、转向、ADAS 和电子控制单元(ECU)。14 要保护与汽车系统之间的数据传输,首先就需要建立安全的网络。在日益网联化和自动化的汽车中,“生死攸关”的安全决策依赖于安全、可验证的数据。14从网络到汽车的全面数据安全要为智能网联汽车数据提供安全保障,网络运营商和汽车制造
24、商需要共同努力,构筑一种端到端的安全方案。智能网联汽车的受攻击面宽泛而复杂,首先就是与汽车保持通信的各种外部端点,包括汽车中的系统、信息娱乐系统、智能交通系统、充电基础设施或 VRU 进行通信。然后就是汽车平台中的各种内部端点,包括汽车制造商及其硬件和软件供应商。电信运营商需要建立全面的网络安全视图,掌握其产品和流程中的漏洞,而汽车制造商则需要专注于保护汽车软件免受网络攻击。汽车制造商从一开始就应采用“安全设计”方法,并更加广泛地采用 OTA 和相应的无线连接来发布安全补丁以及其他软件更新。鉴于汽车宽泛而复杂的受攻击面,汽车制造商正在开始采用汽车安全运营中心(V-SOC),该系统可以实时监控汽
25、车的使用情况,并允许安全专家在检测到攻击时进行干预。联合国欧洲经济委员会(UNECE)要求汽车制造商必须建立和实施网络安全管理系统,涵盖从汽车生产、运营到报废的整个生命周期。15汽车制造商对“不确定性”决策说不数据可靠性在各行各业都是一个热门话题。根据 IBM 商业价值研究院最近开展的一项调研,领先的首席数据官将数据可靠性视为最紧迫的数据管理挑战之一。16 汽车制造商也同样如此。汽车制造商并不希望根据“不确定性”做出决策,比如说让汽车根据某项“不确定”的数据来做出判断。尽管第三方开放数据共享为未来的汽车行业创造了新的机遇,但在汽车的决策过程中,汽车制造商必须确保所使用的外部数据是绝对准确和可靠
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