车联网路侧单元RSU

最近学习车路协同，想研究一种模拟车端、路端及人之间的线下交互，这样只需要一个装载了路端传感器、车端设备、有云端线下数据包的计算单元，各端互联互通，易于学习。学习到车联网V2X过程中，最大的困惑在于V2I。V2I（车辆与基础设施）的实现，一方面靠OBU（on board unit车载单元），另一头靠RSU（road side unit路侧单元）。车载单元好理解,主要这个RSU，到底是个啥，有啥用，有点搞不明白。这篇笔记专门研究记录一下。

一 、关于RSU的疑惑

RSU用于V2I通信，用时髦的概念讲，是实现智慧的路、车路协同的关键设备，设置在路侧，与附近过往车辆进行双向通信、交互数据。大面儿上好说，但深入一步，具体通什么信？交互什么数据？有什么用？这个就有点儿想不通了。
比如有的材料上说，RSU可以收集附近信号灯数据，发送给经过的车辆，引导车辆速度，做到经过路口不停车。这种情况，既然信号灯能把数据给RSU，那为什么不能给云端，云端通过V2N给车辆呢？为什么不经过云端，而非要设置个RSU呢？
比如说RSU可以获得过往车辆的位置和速度信息，检测流量，那我想，如果车辆装了V2X车载单元，那就有定位功能了呀，就像现在用百度高德地图一样，把车辆位置数据上传云端、统一计算不好吗，为什么还要给路侧的RSU呢？
再比如路面距离比较近车辆之间的协调，那就直接通过V2V通信好了，路边搞一大堆RSU不也很多余吗？
总之，我一开始不理解，各种车联网应用场景，似乎通过V2N、V2V就可以实现了，为什么还要专门搞个RSU呢？
这是我学习中的疑惑，与我的疑惑相对应的现实是，国家相关部门的车联网战略规划，以及相关公司企业的商业计划，都把车路协同摆在十分重要的位置，管理部门在考虑如何推广建设RSU，科技公司在积极研发生产RSU。华为、百度、腾讯2018年都宣布布局车路协同领域，从方案、硬件等各方面发力。华为已经发布了RSU产品，北京的千方科技也大力投入路侧单元产品开发。
现实面前，我知道，我的疑惑一定是错的，RSU一定有用，有大用，只是我不懂而已。那咋办呢？继续挖呗。可惜网上材料大多都是笼统说什么车路协同、智慧的路，关于RSU具体功能的详细介绍很少。零星找到一些，加上自己的理解，算是部分解释了自己的困惑。

二、 RSU有啥用

我的困惑主要在于，认为RSU的数据通信作用，可以通过V2N和V2V替代，那么解惑重点在于，有没有其他通信方式不能替代的作用呢？也许有以下几条。先说好，没有什么权威材料支撑以下内容，基本是自己从零散材料中提取、整理、分析，甚至猜测出来的，做不得准。

1. 原有信号灯或摄像头联网的一种方式

RSU可以连接路面原有电子设备，比如信号灯和摄像头，取得相应数据，上传到云端或发布给车辆。像上文质疑的，为什么不能直接将信号灯、摄像头智能化网联化，直接传输数据呢？我猜，现实中大量原有的信号灯和摄像头使用多年、技术落后、标准不一，要做智能联网改造很困难，又不能全都废了换新的，那么变通的方案，就是中间加一层智能设备，也许可以作为权宜之计。RSU或许可以充当这个角色。

2.监测道路异常状况并发布信息

之前总是想着RSU可以从过往车辆获得哪些数据，而忽略了其对于道路状况信息的采集，这是思考的一个主要盲点。
实际上，所谓智慧的路，主要是要能采集到路的情况，发布给云端或车辆，这个是RSU的一个重要作用。尤其高速公路上，这个作用尤其重要。
高速公路上的RSU应该是整合了感知单元的，连接着高清摄像头和微波雷达，几百米布置一套，可以感知识别到路面上的异常状况——比如行人或动物闯入、应急车道停车、车辆逆行、车辆抛锚、交通事故，或者大雾、落石、结冰等。然后可以把这些信息实时上传给云端，同时提前发布给即将行驶到异常路段的装有车载终端的车辆。
举个具体场景哈。以前经常在高速上看到路边停车“放水”的，大家都干过是吧，今后如果在智慧的路上这么干，RSU就会将那个美丽的背影广而告之了，过往车辆可能会听到提示：“注意，前方300米路边，有人嘘嘘，请注意安全。”

3. 为过往车辆提供差分定位

先简单说差分定位，无论GPS还是北斗，光靠卫星和被定位终端，是不能准确定位的，还需要地面上的一个固定点，叫作差分基站，这三个点才能形成个比较准确的位置信息。我们平时用的定位应用，都是这个原理。
那么RUS也是固定的，也可以参与到车辆定位中去，在原有的三点定位基础上，又加入一个固定点，自然就能实现更精确的定位。所以RUS可以作为一个差分定位基站，对过往车辆高精定位。车辆位置信息，是车联网系统中很重要的数据，高质量、更精确的位置数据，当然很有价值。

4. 制造数据冗余

还是说上面差分定位的例子，如果没有RSU，其实也能做出车辆位置定位，因为RUS的加入，多出了一部分数据，而多出的数据使得定位更加精确可靠，这就是数据冗余产生的作用。很多数据系统都会用到这一原则，即，宁可数据重复，也要尽量多一些，宁滥勿缺，这样能让系统运行更加可靠。
RSU的数据冗余作用不仅体现在差分定位上，其他很多应用场景中也有。比如，RSU可以检测某点位的车流量，也许不远处有个摄像头也能检测车流量，同时云端通过车辆位置信息也能得到车流量，不同途径的数据进行核对校正，能得到更准确的数据。再比如，前后行驶在路上的两辆车，可以V2V通信，距离太近就预警，实现防碰撞；路边的RSU也同时得到两车的位置和速度数据，可以和V2V数据进行核对，确保万无一失，这也是一种数据冗余。
之前想，很多场景好像不需要RSU，通过V2N和V2V就可以实现。但如果从数据冗余的角度，那RSU就有了存在的必要。

5. 分担计算量

无论通过V2I收集过往车辆信息，还是通过连接路面感应监测设备采集道路信息，这都是RSU运行的第一步，数据采集过来后，RSU还需要进行一定的智能识别和运算，从数据中得出一些有用的信息，发布出去。所以你看，实际上RSU承担了一定的数据处理运算功能。
未来车联网发展当中很重要的一部分是边缘计算，因为今后每辆车每时每刻都在产生大量数据，据估算，到L4L5级自动驾驶的话，每辆车每秒将产生1GB数据。如此海量数据，都指望上传中心云运算是不现实的，必须建设一大批边缘云，进行多接入边缘计算（Multi-access Edge Computing）。
大量的边缘云就像中心云的派出所，而RSU是不是可以理解为边缘云的派出所？按照计算任务的不同，层层进行就近的运算，逐层的汇总，提高运算的效率和实时性。我想，这是不是也是RSU存在的独特意义。

三、 研究技术是为了搭积木

岔开，扯点儿题外话。

说实话，上面关于RSU功能作用的分析，是非常缺少依据的，很大程度是自己主观的推测，只不过把一些零零散散的信息，靠自己的逻辑推理，穿起来，争取自圆其说。是的，仅仅是自圆其说，绝不代表正确，甚至谬之千里。
技术这东西，不是随随便便一个小白发疯看几份材料就能搞明白的，人家工程师扎在行业里十几年搞通的事情，怎么可能两三天被我搞通呢？
既然搞不通，即便学习研究了，掌握的东西也很表面，甚至还可能是错误的，那作为小白，为什么还要学习技术方面的知识呢？
我觉得，小白学习了解技术，不是为了成专家，也不可能，而是为了对相关技术建立一种模糊的、近似正确的认知，对一个原本陌生的技术模块形成一种具象的、大概齐的认知。有了这种粗浅的认知，某种技术，就成了我们拿在手里的一块积木，可以用它做进一步的更高一层次的思考，用以搭建更完整的逻辑框架。
比如本文说的RSU，如果我不深入了解它，它在我脑子里就是一团浆糊，我就不可能知道这块积木搭在哪，和其他积木是啥关系，就没法思考与其相关的更高层面的商业逻辑问题。
学习其他方面的技术问题也是一样的，细节必定错漏百出，经不住推敲，但不要紧，只要通过学习，能够对相关技术模块有个模糊的、相对靠谱的印象，够搭积木，就可以了。是为学习技术的尺度和目的。
那么了解了RSU的大概作用后，我们能进一步思考什么逻辑呢？

四、 OBU和RSU，先有鸡还是先有蛋？

所谓“智慧的路”，听上去多好的概念啊，怎么就智慧了呢，路边装满了RSU就智慧了吗？这要看对谁而言，对安装了OBU的车，是智慧的路，对没装OBU的车，路还是普通的路。
所以，车路协同，智慧的路，必须车上的OBU和路边的RSU都具备，都形成规模，才能实现。这两个东西是两种生意，OBU是2C，消费者买单，RSU是2G，政府买单，都买单，这事儿才成。最好咔咔咔同时大量买单，这事儿成得最快。但不可能啊，消费者是无数分散的个体，政府也不是印钱机器。那二者会怎样演进、怎样匹配起来呢？到底先有鸡、还是先有蛋呢？这确实是个悖论，也是目前车联网、车路协同具体实施推进起来的尴尬之处。
先看政府端，出政策没问题，发文件嘛，又不用银子，可要说把作为车路协同公共设施的RSU装起来，那就是要真金白银往里砸了，就不得不慎重了。对政府而言，当然最好是路上跑的车先把OBU装起来，形成规模，财政再出手，铺RSU，这是施政效率最高的。但怎么能让一盘散沙的无数消费者为OBU买单呢？政府能做什么来撬动局面呢？
第一条路，吆喝叫卖一下，搞示范区、试点儿，让消费者看到车路协同是啥样的，然后劝消费者去买装了OBU的车。现在确实在这么搞，示范区、试点儿搞了不少，企业也乐于配合政府做些先期投入，比如阿里承诺把浙江的杭绍甬高速打造成“智慧高速”。问题是，这能撬动群众消费吗？你说，我这有一条高速是智慧的，你去买OBU车吧，就可以在这条路上享受车路协同了。谁会为了跑一条智慧高速，去额外买单呢？
第二条路，蛮干硬上，财政砸钱大面积往路上装RSU，然后告诉消费者，换车吧，现在哪里都能车路协同啦。想象起来，倒是很有吸引力的，可是市场需求释放需要个过程，另外万一消费者不买账呢，设备闲置老化的风险太大了。政府不傻，不可能这么干的。
上述两条路都行不通的，所以其实从政府行政的角度，这个事儿是很难撬动的。那换一条路，就是应该用市场的机制和方法，真正去找到吸引消费者换车的那个point，也就是我前文《车联网（V2X）演化路径的思考（下）》里的观点，找到真正提升消费者车辆使用体验的那些点。
比如，L2+级别的自动驾驶，ADAS辅助驾驶系统，良好的车内上网体验，远程控制车辆，车舱内的智能操控，语音手势识别，基于车联网的丰富的汽车后服务，定位、救援、UBI保险等等。这些东西，是消费者直接就能感受到的，买了以后马上提升驾驶体验，这些故事讲起来，肯定比什么车路协同更有吸引力，更能打动消费者。
车联网V2X模块在车辆上的普及，一定不是靠讲车路协同的故事，而是融入汽车电子化、智能化、网联化、新能源化这个更大的趋势里面，去销售，去实现。或者说，叫“挂着羊头卖狗肉”吧，卖一系列酷炫的功能，里面顺便搭售个V2X模块。其实也不是忽悠，因为V2X模块本身也是汽车升级换代的应有之义。
啰嗦上面一大堆，不是自不量力给政府企业出主意，不是指手画脚说政府企业应该怎样做，而是分析客观事实和逻辑，分析车联网大概率会以怎样的路径和方式呈现。事实上，这种逻辑已经在现实中上演，政府企业已经在这条路径上积极行动起来。一汽宣布2019年起全系列产品标配车联网系统，长安汽车启动“北斗天枢”战略，2020年起新车全部联网且搭载辅助驾驶系统；国家政策要求今后所有新能源车必须强制前装T-BOX，2020年，车载信息服务终端新车装配率要达到60%。等等。
总之，只盯着车联网、车路协同，鸡和蛋的悖论破不了，必须将其置于汽车电子化的大局中，在其他诸多炫酷功能的包装下，车联网、车路协同才能顺利进入商业化、规模化的轨道。
根据上述逻辑，回到本文主题，OBU和RSU，孰先孰后？答案是：一定OBU在先，RSU在后。8月份天，车路协同、智慧路的概念在资本市场被炒作，与研发生产RSU的企业受到市场热捧，股票连续上涨。这主要是因为，“智慧路”的故事好讲，大妈容易懂，而并不意味着RSU将马上爆量。相反，在智能网联新型汽车火热爆量之前，在OBU爆量之前，RSU大概率还将停留在示范、试点和讲故事的状态。显然目前阶段，更加值得关注的，是OBU，是车端的电子化产品，是汽车电子化、智能化、网联化产业链上的相关机会，那里才是更有希望创造价值、诞生宝贝的地方。