芝能科技出品

智能交通的快速發(fā)展，汽車數(shù)字孿生技術(shù)在邊緣計(jì)算的賦能下，正成為推動(dòng)未來(lái)出行變革的核心驅(qū)動(dòng)力。《汽車數(shù)字孿生用例》白皮書(shū)深入剖析了該技術(shù)在道路交通優(yōu)化、個(gè)性化駕駛輔助及車輛資源共享等場(chǎng)景中的應(yīng)用。

我們基于白皮書(shū)內(nèi)容，系統(tǒng)分析汽車數(shù)字孿生的多元應(yīng)用場(chǎng)景、邊緣計(jì)算的賦能機(jī)制以及關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，并展望其在智能交通領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展?jié)摿Γ瑸槠�車行業(yè)從業(yè)者和技術(shù)研究人員提供參考，看看數(shù)字化技術(shù)特別是數(shù)字孿生技術(shù)在的應(yīng)用。

01

汽車數(shù)字孿生

的核心價(jià)值與應(yīng)用場(chǎng)景

汽車數(shù)字孿生是對(duì)物理世界中道路、車輛、駕駛員等實(shí)體的高保真數(shù)字化映射，通過(guò)整合多源傳感器數(shù)據(jù)，構(gòu)建實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的虛擬模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)行為的模擬、預(yù)測(cè)與優(yōu)化。

在汽車邊緣計(jì)算聯(lián)盟（AECC）的框架下，數(shù)字孿生與邊緣計(jì)算深度結(jié)合，依托低延遲、高可靠的邊緣處理能力，為智能交通創(chuàng)新提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

其核心價(jià)值在于將物理世界與數(shù)字世界無(wú)縫連接，通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策優(yōu)化交通效率、駕駛體驗(yàn)和資源利用率。

◎ 道路事件數(shù)字孿生：優(yōu)化交通管理道路事件數(shù)字孿生通過(guò)車載傳感器、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和外部數(shù)據(jù)源（如天氣、地理信息）實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)，構(gòu)建動(dòng)態(tài)的街道數(shù)字模型。該模型不僅反映當(dāng)前路況，還能基于歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)交通趨勢(shì)。通過(guò)模擬道路事件交互（如擁堵、事故），系統(tǒng)為交通控制中心提供優(yōu)化流量、提升安全性的決策支持。例如，交通設(shè)備運(yùn)營(yíng)商可實(shí)時(shí)調(diào)整信號(hào)燈配時(shí)，模擬運(yùn)營(yíng)商則利用數(shù)字孿生進(jìn)行場(chǎng)景推演，為城市交通規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。這一場(chǎng)景顯著提升了道路通行效率和安全性。

◎ 駕駛員數(shù)字孿生：個(gè)性化巡航體驗(yàn)傳統(tǒng)自適應(yīng)巡航控制（ACC）系統(tǒng)基于固定算法，難以適配個(gè)體駕駛偏好。駕駛員數(shù)字孿生通過(guò)分析駕駛員歷史行為數(shù)據(jù)（如車距偏好、駕駛習(xí)慣），構(gòu)建個(gè)性化的數(shù)字模型。在實(shí)際駕駛中，系統(tǒng)結(jié)合實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)和模型預(yù)測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)整巡航速度，確保符合駕駛員習(xí)慣的安全車距。此應(yīng)用涉及車輛、移動(dòng)服務(wù)提供商和基礎(chǔ)設(shè)施等多方協(xié)作，需在隱私保護(hù)前提下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與模型優(yōu)化，為駕駛員提供更舒適、安全的個(gè)性化體驗(yàn)。

◎ 車輛數(shù)字孿生：資源共享新模式隨著邊緣AI的普及，車輛計(jì)算資源需求激增。車輛數(shù)字孿生通過(guò)構(gòu)建車輛的數(shù)字模型，實(shí)時(shí)監(jiān)控其計(jì)算資源（如GPU）可用性，并通過(guò)編排服務(wù)實(shí)現(xiàn)資源共享。高端車輛可將其富余算力分配給周邊低算力車輛，編排服務(wù)則負(fù)責(zé)資源聚合、分配與服務(wù)部署。這種模式不僅提升了資源利用率，還為移動(dòng)服務(wù)提供商提供了低成本、高可靠的算力支持，滿足用戶對(duì)實(shí)時(shí)服務(wù)（如導(dǎo)航、娛樂(lè)）的需求。

02

邊緣計(jì)算賦能數(shù)字孿生

的技術(shù)機(jī)制與挑戰(zhàn)

邊緣計(jì)算通過(guò)將數(shù)據(jù)處理能力下沉至靠近數(shù)據(jù)源的邊緣節(jié)點(diǎn)，顯著降低了延遲、提升了實(shí)時(shí)性，為數(shù)字孿生應(yīng)用提供了高效的處理架構(gòu)。

● 通用處理流程包括以下五個(gè)階段：

◎ 傳感器數(shù)據(jù)收集：通過(guò)車載傳感器、路側(cè)設(shè)備等獲取實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的多元數(shù)據(jù)。◎ 數(shù)據(jù)查詢：支持按需獲取特定數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)利用效率。◎ 數(shù)字孿生創(chuàng)建與模型訓(xùn)練：基于多源數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字孿生模型，并通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行優(yōu)化。◎ 數(shù)字孿生計(jì)算：利用模型進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬、推理和預(yù)測(cè)。◎ 數(shù)據(jù)分發(fā)：將計(jì)算結(jié)果傳遞至執(zhí)行器（如車輛控制系統(tǒng)、信號(hào)燈），實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體的優(yōu)化控制。

不同應(yīng)用場(chǎng)景的部署模式各異。

◎ 例如，在道路交通優(yōu)化中，邊緣服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)聚合與分發(fā)，中心服務(wù)器處理計(jì)算密集型任務(wù)（如模型訓(xùn)練）；◎ 個(gè)性化巡航輔助采用分布式訓(xùn)練，車輛本地推理與控制；◎ 車輛資源共享則以車輛為邊緣節(jié)點(diǎn)，中心服務(wù)器完成資源編排。這種靈活的部署模式有效適配了數(shù)字孿生的多樣化需求。

邊緣計(jì)算為數(shù)字孿生提供了強(qiáng)大支持，數(shù)字孿生對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡脱舆t、高可靠性要求極高，尤其在面對(duì)自然災(zāi)害等突發(fā)事件時(shí)，網(wǎng)絡(luò)需具備快速自愈能力。

然而，邊緣計(jì)算的分布式架構(gòu)增加了網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性。車輛、網(wǎng)關(guān)、邊緣服務(wù)器之間的無(wú)縫連接與協(xié)同仍需優(yōu)化，5G等高帶寬、低延遲網(wǎng)絡(luò)的普及成為關(guān)鍵。

邊緣計(jì)算機(jī)的異構(gòu)性是主要障礙。不同車輛和邊緣設(shè)備的計(jì)算能力、存儲(chǔ)規(guī)格差異顯著，尤其在車輛資源共享場(chǎng)景中，需重新設(shè)計(jì)架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)高效的算力共享。為降低端到端延遲，內(nèi)存處理（In-Memory Computing）等技術(shù)成為必要選擇。

此外，整合多車輛資源以滿足高算力需求，也對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性提出了更高要求。

數(shù)字孿生的AI模型訓(xùn)練與推理對(duì)算力需求巨大，傳統(tǒng)任務(wù)卸載模式已難以滿足邊緣場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)需求。聯(lián)邦學(xué)習(xí)等新范式雖具潛力，但需適配異構(gòu)邊緣環(huán)境。

此外，資源編排需解決不同服務(wù)提供商數(shù)字孿生模型的互操作性問(wèn)題，確保服務(wù)的高效部署與可靠運(yùn)行。

小結(jié)汽車數(shù)字孿生技術(shù)在邊緣計(jì)算的賦能下，為智能交通帶來(lái)了革命性機(jī)遇。道路事件數(shù)字孿生優(yōu)化了交通管理效率，駕駛員數(shù)字孿生提升了個(gè)性化駕駛體驗(yàn)，車輛數(shù)字孿生則開(kāi)啟了資源共享新模式，提高了交通效率、安全性和用戶體驗(yàn)，還為汽車行業(yè)開(kāi)辟了新的商業(yè)模式。

       原文標(biāo)題 : 汽車數(shù)字孿生：邊緣計(jì)算帶來(lái)更好的智能駕駛應(yīng)用場(chǎng)景