全球智慧出行大会 暨中国(南京)国际新能源和智能网联汽车展览会(GIMC 2020)
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国际欧亚科学院邓中亮:“北斗+5G”融合发展机遇

2020-10-14

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2020年9月20日,“2020全球智慧出行大会暨中国(南京)国际新能源和智能网联汽车展览会(GIMC 2020)”在南京开幕。在21号举办的智能网联汽车生态合作产业峰会上,国际欧亚科学院院士、北京邮电大学教授邓中亮做了主题演讲,以下为演讲实录:

国际欧亚科学院邓中亮:“北斗+5G”融合发展机遇

尊敬的周会长、朱理事长,各位来宾、各位领导,大家上午好!非常荣幸有机会来到美丽的南京,来参加咱们智能车联网的研讨交流。应该说35年前,我也是做汽车的,所以35年后的今天,对汽车还有很深厚的感情。我今天跟大家想交流的是北斗和5G的融合,在咱们智能车联网,特别是自动驾驶当中有哪些发展的新的机遇。可能在座的也有做定位的,腾讯我看有一大堆,包括车联网有很多的知名企业都来参加了。

我分了四个小方面,第一个讲一下咱们总书记在十九大的时候提到了咱们交通强国,还有智慧社会,我对智慧社会有一个简单的理解。那在智慧社会它的基本条件是什么呢?我认为它是一个透明城市,联网是必然的。有了透明以后最关心的第二个问题来了,安不安全,不安全智慧就免谈。第三个是在透明、安全的基础之上,我们是不是可以智慧,这是我对咱们智慧社会,包括智慧交通、智慧城市,还有智慧海洋的理解。

基于这个理解,我们就希望万物互联,那智慧的定义我就分解了,因为我是在北京邮电大学,邮电大学是我们的主战场,通讯要求带宽越来越宽。第二个是计算,要实时计算。然后就是时控感知,最后是智能控制,所有这些东西要基于网络,所以车联网是必然的趋势。

然后高精度位置+万物互联的透明化时代到来,这是我们当今面临的新的时代,感知无处不在,网络也无处不在,所有东西都应该上网,所以从工业社会发展到现在智慧社会,显然我们的信息是重要的基础元素。

那有人也这么理解,智能已经成为当前智慧社会新型的生产要素,生产关系都发生变化,以前用人民币,现在用手机,用电子数字货币就可以了,不需要用人民币。但曾经我去过杭州,到了杭州带着人民币,人民币吃饭成了问题,说不需要人民币,只需要微信和支付宝,这样生产要素都发生了变化,从农业社会、工业社会等等,从物理时空过度到智慧时空,再往我们统一的物理、信息和智慧的关系形成一个我们叫数字孪生。

那我们再反过来,全球各个国家做了一些计划,是基于我们的时空基础,从物理上讲时间和空间是可以互换的,它们之间是矛盾体。在这个条件下,咱们每个国家对社会发展提出了一系列的要求,包括战略也提出来了。基于精确时间和空间提供准确的服务,已经成为衡量智慧社会建设的基准。

那么通信网大家很熟,我看了今天有很多是咱们国家通信行业的代表。20年前还是15年前也好,我们叫是泛在移动互联,现在和未来我们叫天地可信互联,所以国家也希望一系列重大战略支持天地可信互联发展。我们汽车发展越来越快,我曾经80年代参加工作的时候没想过自己要买车,后来发现每个人都买车,而且车卖得供不应求,在北京那天我跟他们开了玩笑,我说你们卖车,不管是政府还是市场,都非常有智慧,什么智慧呢?刚开始北京市200多万辆车,到300万辆,300万辆车基本上卖不动了,一个家庭有一辆就够了,后来怎么鼓励卖车呢?花10万块钱买车比房价比便宜多了,在五环以后都买车。最后发现又卖不动了怎么办呢?摇号,到目前为止达到将近600万辆,中间还有新能源汽车,新能源汽车也是一样的,我们家我是有号,我爱人摇了十年还没摇成,咱们国家在全球是发展最有计划型的。

第二,汽车的技术也越来越高,一代比一代好看,而且性能一代比一代好,无论是新能源还是原来的燃油车。我们的汽车发展到将来,汽车的服务、交通的服务就变得很关键。在北京要是有一天发现不堵车的时候你觉得很不正常,今天有什么事要发生了,天天堵车的时候感觉很正常,所以堵车正常和堵车不正常这个概念还是在转变,那怎么样让我们的交通变得更加便捷、更加智慧,这是新的问题,车联网已经好多年都在进行当中。第二,必须要智能化,原来汽车是汽车,终端是终端,烟酒文化是咱们国家很重要的产业,但是现在不能喝酒了,喝酒开车一定要无人驾驶,所以车联网就很重要。

车联网的最终目标我们希望咱们整个汽车越来越智能、越来越智慧,所以交通就人、车、路三位一体互联,人和车之间、车和路之间、人和路之间互联互通,这是我们车联网最初的目标。当然现在发展很快了,还有车载电子技术,还有导航服务,这一块越来越丰富多彩。

我在这里面重点讲一下位置服务,现在我们打车比以前就方便多了,现在打车滴滴软件,打开手机一看车在哪儿,人在哪儿,一清二楚,什么时候到你这一目了然。有人统计过,交通问题带来GDP损失5-8%,15座大城市的居民每天上班比欧洲国家多消耗28.8亿分钟。我们滴滴平台每天产生的数据量也很大,还有多少亿次的规划请求等等。有个颜色图,红色是拥堵的城市,不是红色的可能是比较舒服的城市。

停车也是个难题,咱们的车位缺口很大,咱们国家前两年说大中城市小汽车与停车位比例约为1:0.8,中小城市约为1:0.5,发达国家是1:1.3,所以保守估计我国停车位缺口超5000万个。第二个停车难,我看咱们溧水区不错,车位相对还好,有人统计过平均找车时间超过15分钟以上。

还有就是我们的物流运输离不开我们的汽车,物流运输有没有统计过,每天的损失因运输延误超过3000万以上,后来就开始提出无人机、无人车进行运输,当然目前开通的是定点线。

然后大家开始算自动驾驶汽车,自动驾驶汽车这是大家的梦想,但现在已经成为现实,有部分开了。但是自动驾驶汽车是车先智慧了,还是路一起协同智慧,哪个代价最大,哪个代价最小,这是要思考的问题。在车里,自动驾驶汽车它的传感器很多,包括卫星定位到达GMS,还有雷达一堆。几年前刚开始的时候这套系统都要好几十万,这个车5万块钱,然后装好几十万的装备,这个车到底算低端还是高端,就不好说了。还有我们的配套环境到底具不具备。有人要求无人驾驶速度是20-40米/秒,在这个车道情况下要是你一秒钟响应一次,那就玩完了,这个精度要达到分秒级。

这个车联网就很重要了,包括远控驾驶、编队行驶、自动驾驶。这是我们国家很多探讨自动驾驶实现商业化应用时间表,这个不说了,从低速、中速到高速,高速一般在90公里以上到120。这是不同的分级,从4级到5级也好,当然有人说现在做到4级了,最终目标是5级完全自动化。

那么解决的问题,一个是关注信息空间,解决人车群体协同,这是当前所有自动驾驶面对的焦点,未来可能是车跟车之间的认知。从物理时空我们要延伸到现实时空,实现数字孪生。刚才说的是车联网与导航位置的关系,我们看看有什么办法来解决这个问题。

大家知道全球四大卫星导航系统,第一个是GPS,第二个是俄罗斯的GLONASS,第三个是北斗,伽利略还在建设当中,北京和GPS走的路线是一样的。从卫星导手机端测量精度1毫米,这个我觉得还是很有意义的。但是卫星有天然的优势。

北斗其实会为各行各业带来很大的应用支撑,不管是航空、航海、通信、电力、交通、测绘,这些都需要北斗的支撑,我就不展开说了。前面讲了定位,还有授时,电力、通信、金融、交通的安全关系国家能源、信息安全和国民经济命脉,如果依赖GPS授时,一旦发生紧急事态,GPS信号关闭或调整,将引发我国社会生产的重大安全事故。

导航产业规模我就不展开说了,今年目标是4000亿。

再回顾一下四大卫星导航系统,包括现有的导航系统,我分为了四个阶段,第一个阶段从40年前到现在完工了提供商保障阶段,卫星有天然的优势,刚才说了全球覆盖,所以前期我们始终追求的是泛在+高精度,但是没有服务质量保障,然后开放,也就是我把这个系统给你开放了,你用我也不收你的费,这是卫星条件限制产生的后果。那从“十四五”开始,我们应该要做一件事,刚才说北斗和GPS是同一个发展路线,那你怎么样重新来带领我们市场的发展和产业链的发展,我们就提出叫用户保障,我们在原来基础之上泛在+高精度+高可信,要建立服务保障体系,所以在“十四五”我们跟国家无论是发改委还是工信部,还是科技部去提出这个概念,必须要闭环,位置服务必须要有服务质量保障。第三个阶段大家肯定想象到,咱们必须搞安全、搞智能,叫高安全+高智能,这样未来的卫星导航要发展从现有的泛在精确向安全、智能这方面过度。

那大家就想到,天上的卫星是通信技术,地面有很丰富的通信资源,到处都能打电话,反过来高精度应用,这是大家面临的共同目标。刚才高通的同行是做标准,可能标准的重点不一样,咱们5G发展也这样,业务下沉端到端就能通讯。导航是什么呢?大家可能不太关心,导航是定位+计算+通信+控制,所以时空、大数据,包括泛在计算也好,再加上人工智能等等全含进去了。最后一端是科学问题,导航就是应用服务的问题。

那么卫星导航覆盖宽,直接定位精度达10米,差分增强可达到厘米级,人们80%的时间不在露天下,室内比较多。室外城市密集建筑区在桥下、隧道等等,定位很难,这是我们全世界科技工作者想突破的一个问题。卫星恰恰反过来,越到城市里覆盖越广。

所以1996年美国立法,到2009年日本立法,到2014年欧洲立法,必须要用无限网提供定位,而这些资源咱们4G网建设大家知道6000亿投入,一套导航系统的卫星建设也就几百亿,在这个条件下资源起来能发挥什么作用。咱们国家的立法在路上,这张图反映的多种通讯技术的能力。环境复杂,所以可测性成问题;第二个就是单个网络有盲区,覆盖不完整;第三个无线通讯网能不能搞厘米级到毫米级;第四个是控制的鲁棒性;第五个方面,实时性,必须要发挥边缘计算。

前面科技部也好,国家都启动了很多专项计划,在这里面我们把所有卫星组建起来,构成一个覆盖的定位导航体系。第二个是通信网本身能不能做高精度定位,下面做了一些探索和突破,同时要实现厘米级、毫米级,我们做了大量的工作。第二个多网融合,这个不展开说了。第三个结合视频它的定位性能达到厘米级,也没问题。第四个就是天地一体,把卫星和地面网整合起来。

从应用角度来讲,构建一系列体系支撑各行各业展开应用。这个大家都很熟悉,我们用整个交通支撑服务,现在变得越来越实时,越来越准确,越来越可靠。当然这是在我们几个一级救援,包括消防车,还有我们工程建设等等,都会用。

这里面是国家每一天、每一个时刻的分布图,这城市区管理。这个图是每个人、每个手机用户到底在哪里,所以把卫星和国家通信网合起来就可以解决应用。

5G大家很熟,5G有两个目标,第一个是信息随心至,第二个万物随手可及。前面我们做了一系列的标准,这是在我们校园里做的5G应用的演示,这是在操场,不用卫星,用基站来做定位。这是足球场,不用卫星,用5G的技术端,因为时间关系我就不展开了。这是去年移动大会上,在上海中国移动研究院里的无人驾驶汽车,红线是卫星定位导航,白线是5G,被遮挡后卫星出现空缺,而5G可以弥补。这个5G和卫星导航可以融合在一起,而且通讯网本身可以具备和卫星一样的能力。

在这个条件下,我们未来国家的战略是要构建一个新的体系,那么构建一个全空域、全时域,我还加了全频域,所有的通讯资源都可以赋能定位导航,特别高精度定位导航,而且这个成本可以很低。这里面就“北斗+”和“北斗+5G”成为当前发展的热点,报告里都有提到“北斗+5G的”发展路线。还有计算,咱们现在LBS已经超过了2000亿次每天,几年前是1000亿次。家里面的机器人也得进行定位导航,最终低空里无人机也需要导航。有了这些定位导航我们社会透明化,大家就担心安不安全,现在好多了,说定位知道你的位置你会提出抗议,现在大家都默认了,安全了我们的城市才有可能透明。最重要形成一系列的标准、体制、法规,从技术到产业,到应用服务等等。

最后我们就希望我们科技的发展进步让我们的交通变得更加智慧、更加美好,谢谢大家!

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