01
概述
隨著汽車保有量的增加，道路安全、城市擁堵等問題日益嚴(yán)重，政府管理部門、交通行業(yè)、汽車行業(yè)一直在探索解決之道。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合了信息通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、車輛控制技術(shù)，是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物。美、歐、亞等國家和地區(qū)高度重視車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，均將車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略制高點，通過制定國家政策或通過立法推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
車聯(lián)網(wǎng)（V2X）是實現(xiàn)車輛與周圍的車、人、交通基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)等全方位連接和通信的新一代信息通信技術(shù)。涵蓋了車與車之間（V2V）、車與路之間（V2I）、車與人之間（V2P）、車與網(wǎng)絡(luò)之間（V2N）等的通信，具有低延時、高可靠的特點。通過V2X將“人、車、路、云”等交通參與要素有機(jī)地聯(lián)系在一起，一方面能夠獲取更為豐富的感知信息，促進(jìn)自動駕駛技術(shù)發(fā)展；另一方面通過構(gòu)建智慧交通系統(tǒng)，提升交通效率、提高駕駛安全、降低事故發(fā)生率、改善交通、減少污染等。
目前我國已將車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)上升到國家戰(zhàn)略高度，產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)利好。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)從國家標(biāo)準(zhǔn)層面完成頂層設(shè)計。我國車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程逐步加快，圍繞LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模組、終端設(shè)備、整車制造、運(yùn)營服務(wù)、測試認(rèn)證、高精度定位及地圖服務(wù)等較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。為推動C-V2X產(chǎn)業(yè)盡快落地，包括工業(yè)和信息化部、交通運(yùn)輸部、公安部等積極與地方政府合作，在全國各地先后支持建設(shè)16個智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范區(qū)。
C-V2X應(yīng)用可分為近期和中遠(yuǎn)期兩大階段。近期通過車車協(xié)同、車路協(xié)同實現(xiàn)輔助駕駛，提高駕駛安全，提升交通效率；以及特定場景的中低速無人駕駛，提高生產(chǎn)效率，降低成本。中長期將結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，融合雷達(dá)、視頻感知等技術(shù)，通過車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)從單車智能到網(wǎng)聯(lián)智能，最終實現(xiàn)完全自動駕駛。
02
全球車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢
美國政府高度重視智能交通和智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前已明確將汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化作為兩大核心戰(zhàn)略。美國目前有將近50個DSRC車聯(lián)網(wǎng)示范項目，各個示范項目的道路長度從幾英里到幾百英里不等，主要選取典型的V2V、V2I、V2P用例進(jìn)行示范應(yīng)用。美國約有35萬個交叉路口，部署約5315套RSU，分布在26個州，覆蓋超過美國50%的州。車載終端方面，部署了大約18000套車載終端OBU（前裝+后裝）。
歐盟委員會通過建立合作式智能交通系統(tǒng)平臺（C-ITS platform）推進(jìn)歐盟國家的車聯(lián)網(wǎng)部署，共同制定和分享技術(shù)規(guī)范，并進(jìn)行跨站點的互操作測試驗證。歐洲車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)起步較早，在不同國家和城市開展實際道路的部署和驗證項目。
日本政府重視自動駕駛汽車和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，于2016年發(fā)布高速公路自動駕駛的實施路線報告書，明確期望于2020年在部分地區(qū)實現(xiàn)自動駕駛功能。日本工業(yè)界積極推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)展，在技術(shù)評估、測試等方面已經(jīng)形成跨行業(yè)合作的態(tài)勢。
韓國制定長期車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，其目標(biāo)是在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)智能道路交通系統(tǒng)，通過連接車、路和人，實現(xiàn)高度自動化和交通資源利用最大化，至2040年實現(xiàn)零交通事故。
新加坡制定2022“新城”計劃，規(guī)劃在2022年在全國范圍內(nèi)進(jìn)行自動駕駛的部署，成為全球第一個實現(xiàn)自動駕駛的國家。
在C-V2X快速發(fā)展的形勢下，5GAA在2019年組織了兩次C-V2X相關(guān)的互操作測試，即多廠商互聯(lián)互通測試（2019年4月，德國；2019年12月，西班牙）。
5G汽車聯(lián)盟（5GAA）于2016年9月成立，由歐美主流車企、全球主流電信運(yùn)營商及通信芯片廠商發(fā)起，致力于推動C-V2X技術(shù)在全球的產(chǎn)業(yè)化落地（現(xiàn)階段為LTE-V2X）。
該聯(lián)盟成員覆蓋全球主要車企、電信運(yùn)營商、芯片供應(yīng)商、汽車電子企業(yè)、電信設(shè)備商及信息服務(wù)企業(yè)等，目前已達(dá)130余家。
全球車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)布局
隨著車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)紛紛進(jìn)入該領(lǐng)域，呈現(xiàn)出北美信息技術(shù)引領(lǐng)、初創(chuàng)企業(yè)眾多，歐洲技術(shù)實力突出、企業(yè)加速轉(zhuǎn)型，中國企業(yè)異軍突起，亞洲市場優(yōu)勢明顯，發(fā)展?jié)摿薮蟮娜蜍嚶?lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)布局態(tài)勢，全球范圍已經(jīng)形成較為完整的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。
03
中國車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
我國在車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的政策規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)落地方面均已進(jìn)行全方位布局和推進(jìn)，并取得階段性成果。
中國政府已將車聯(lián)網(wǎng)提升到國家戰(zhàn)略高度，國務(wù)院及相關(guān)部委對車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)升級和業(yè)務(wù)創(chuàng)新進(jìn)行了頂層設(shè)計、戰(zhàn)略布局和發(fā)展規(guī)劃，并形成系統(tǒng)的組織保障和工作體系。
C-V2X應(yīng)用涉及到汽車、交通、通信、信息服務(wù)等多個行業(yè)領(lǐng)域，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)形成，如：中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）、全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（TC/ITS）、全國道路交通管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（C-ITS）、車載信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用聯(lián)盟（TIAA）、中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟（CAICV）、IMT-2020（5G）推進(jìn)組、C-V2X工作組…
C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈從狹義上來說主要包括通信芯片、通信模組、終端與設(shè)備、整車制造、測試認(rèn)證以及運(yùn)營服務(wù)等環(huán)節(jié)。
C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈
目前，我國車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程逐步加快，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)已經(jīng)圍繞LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模組、終端設(shè)備、整車制造、運(yùn)營服務(wù)、測試認(rèn)證、高精度定位及地圖服務(wù)等為主導(dǎo)的完整產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。
C-V2X產(chǎn)業(yè)地圖
在產(chǎn)業(yè)化方面，中國LTE-V2X產(chǎn)業(yè)走在了世界前列，2018年、2019年、2020年舉辦的“三跨”、“四跨”和“新四跨”三次大型車聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通測試活動，表明了我國具備了實現(xiàn)LTE-V2X相關(guān)技術(shù)商業(yè)化的基礎(chǔ)。
“新四跨”規(guī)模測試示意圖
“新四跨”在跨整車、跨通信終端、跨芯片模組、跨安全平臺互聯(lián)互通應(yīng)用示范的基礎(chǔ)上，部署了更貼近實際、更面向商業(yè)化應(yīng)用的連續(xù)場景，并增加高精度地圖和高精度定位。本次活動重點驗證了車聯(lián)網(wǎng)C-V2X規(guī)?；\(yùn)行能力，充分驗證了C-V2X技術(shù)在真實環(huán)境下的通信性能；同時，針對車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中安全機(jī)制、地理坐標(biāo)使用等進(jìn)行了探索，并進(jìn)行了多廠家的綜合測試，為后續(xù)規(guī)模商用提供了重要的技術(shù)依據(jù)。
中國正在走出一條與發(fā)達(dá)國家不一樣的發(fā)展智能交通和自動駕駛的發(fā)展模式，即基于C-V2X的“聰明的車+智慧的路”的車路協(xié)同發(fā)展模式，支撐我國汽車產(chǎn)業(yè)和交通行業(yè)的變革，并將培育智慧路網(wǎng)運(yùn)營商、出行服務(wù)提供商等新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式。
不同于電子消費類產(chǎn)品，汽車工業(yè)對技術(shù)和產(chǎn)品的可靠性、產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定性有著極高的要求，因此有著自身獨有的產(chǎn)品更新速度和更長生命周期。對于車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也是如此，其服務(wù)于汽車工業(yè)和交通行業(yè)，不能拿IT技術(shù)的迭代速度來進(jìn)行比較，車路協(xié)同的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，涉及到人命關(guān)天的大事，產(chǎn)業(yè)界需要經(jīng)過長期有規(guī)模的測試和驗證，才能確定規(guī)模商用的可行性。
中國C-V2X車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將經(jīng)歷三大發(fā)展階段：
第一階段是在城市道路和高速公路，針對乘用車和營運(yùn)車輛，實現(xiàn)輔助駕駛安全、提高交通效率，由LTE-V2X和4G蜂窩支持。
第二階段是在封閉/半封閉的特定區(qū)域、特定場景，針對商用車的中低速自動駕駛，例如用于機(jī)場、工廠、碼頭、停車場的無人物流車、無人清掃車、無人擺渡車以及用于城市特定道路的Robot Taxi，由LTE-V2X和5GeMBB支持。
第三階段是全天候、全場景的無人駕駛及高速公路車輛編隊行駛，需要NR-V2X和5G eMBB的支持才能實現(xiàn)。這一階段面臨著需要與有人駕駛車輛、行人等并存以及應(yīng)對中國的特殊交通環(huán)境等挑戰(zhàn)。因此，更高級的自動駕駛還將需要我國的政策法規(guī)、交通管理和產(chǎn)業(yè)監(jiān)督等方面的變革才能實現(xiàn)，需要長時間的跨界磨合、聯(lián)合測試，達(dá)成共識。
可見，車聯(lián)網(wǎng)是一個跨界工程應(yīng)用，即跨汽車、交通、公安、通信等行業(yè)，在推進(jìn)過程中存在一定困難。
04
技術(shù)與產(chǎn)業(yè)態(tài)勢
技術(shù)發(fā)展態(tài)勢
態(tài)勢一：C-V2X具有清晰的演進(jìn)路線，NR-V2X標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成階段性工作
C-V2X作為基于蜂窩移動通信系統(tǒng)，雖然最初由LTE系統(tǒng)發(fā)展而來，但從技術(shù)根源上仍具有清晰的平滑演進(jìn)路線。C-V2X的第一階段LTE-V2X支持基本道路安全業(yè)務(wù)及更高級的V2X業(yè)務(wù)（如半自動駕駛），而基于新空口的NR-V2X則通過更先進(jìn)的技術(shù)支持自動駕駛及未來車聯(lián)網(wǎng)需求。C-V2X兩個階段的技術(shù)互為補(bǔ)充，長期并存，共同支持豐富的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用。
態(tài)勢二：移動邊緣計算（MEC）等新的技術(shù)將與車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用緊密結(jié)合，更好支持未來出行體驗
車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中有關(guān)駕駛安全類業(yè)務(wù)的主要特征是低時延、高可靠。在時延需求上，輔助駕駛要求20-100ms，而自動駕駛要求時延低至3ms。MEC是在現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)低時延業(yè)務(wù)的使能技術(shù)之一，可以提供對C-V2X基礎(chǔ)通信能力的支持，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和業(yè)務(wù)協(xié)同，降低時延，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞。
MEC還可以對C-V2X的其他前瞻性應(yīng)用場景提供支持。例如交叉路口信號燈控制參數(shù)優(yōu)化、車輛擁堵場景的分析與識別、區(qū)域內(nèi)高精度地圖的實時加載、區(qū)域內(nèi)自動駕駛車輛的調(diào)度、交通流合流場景、突發(fā)惡劣環(huán)境預(yù)警、優(yōu)先車輛通行、大范圍協(xié)調(diào)調(diào)度、車輛違章預(yù)警、危險駕駛提醒、高速服務(wù)區(qū)、大車“See through”等場景。
態(tài)勢三：5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，如SDN、NFV、網(wǎng)絡(luò)切片等將在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)揮重要作用
未來車輛在進(jìn)行自動駕駛與車聯(lián)網(wǎng)通信的過程中，需要進(jìn)行海量、實時的數(shù)據(jù)交互。自動駕駛汽車和車聯(lián)網(wǎng)通信的實現(xiàn)還需要網(wǎng)絡(luò)實時傳輸汽車導(dǎo)航信息、位置信息以及汽車各個傳感器的數(shù)據(jù)到云端或其他車輛終端，需要更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬和更低的網(wǎng)絡(luò)延時。相對于4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵能力指標(biāo)都有很大提升，5G的網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計算可以為車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)按需提供計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源。
態(tài)勢四：智能網(wǎng)聯(lián)汽車整體技術(shù)不斷發(fā)展，網(wǎng)聯(lián)既服務(wù)智能化，也獨立自身發(fā)展
網(wǎng)聯(lián)技術(shù)，一方面發(fā)揮在V2N車云通信，通過云端能力，為車輛提供高清地圖、實時路況、OTA升級、共享車輛管理等各種網(wǎng)聯(lián)服務(wù)，包括在自動駕駛測試階段，都是必不可少的網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用場景；另一方面，在車輛駕駛控制領(lǐng)域，D2D、URLLC等網(wǎng)聯(lián)技術(shù)將不斷發(fā)揮感知、意圖協(xié)調(diào)的作用，以V2V、V2I、V2P、V2N的形式補(bǔ)充并增強(qiáng)車輛的感知能力，為各等級自動駕駛提供支持。
態(tài)勢五：車聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)揮的作用，從提升交通效率和輔助駕駛安全，最終發(fā)展到自動駕駛
自動駕駛是未來汽車的終極發(fā)展目標(biāo)。但由于技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，會經(jīng)歷不同的發(fā)展階段。車聯(lián)網(wǎng)通信在這一發(fā)展過程中將發(fā)揮重要作用，當(dāng)前單車自動駕駛主要基于現(xiàn)有傳感器技術(shù)，如雷達(dá)、攝像頭等。現(xiàn)有傳感器仍然存在距離、成本、LOS限制、惡劣天氣等重要缺陷，且成本奇高，而網(wǎng)聯(lián)恰好可以在這些方面很好地發(fā)揮互補(bǔ)作用，提升駕駛安全。
C-V2X車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)從單車智能到網(wǎng)聯(lián)智能
為自動駕駛提供更加穩(wěn)定、高速、低時延高可靠服務(wù)，使得網(wǎng)聯(lián)式自動駕駛成為未來重要發(fā)展方向。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢
態(tài)勢一：LTE-V2X于2020年開始規(guī)模商業(yè)部署
結(jié)合目前LTE-V2X產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可看到車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)都在為C-V2X商用部署做積極準(zhǔn)備并取得了長足的進(jìn)展，包括芯片廠商、模組廠商、車廠等。5GAA通過對多家成員調(diào)研，形成新的C-V2X規(guī)模部署的時間表。
C-V2X商用時間表
可以看到繼2020年C-V2X第一階段LTE-V2X部署應(yīng)用，未來3-4年是一個發(fā)展階段。同時，針對增強(qiáng)安全應(yīng)用和自動駕駛，業(yè)界預(yù)計將于2024-2027年開始商用部署。
態(tài)勢二：基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋基礎(chǔ)和通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)，車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可快速普及
目前全球蜂窩網(wǎng)絡(luò)人口覆蓋率已達(dá)90%以上，廣泛的移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋意味著良好的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)條件，包括光纖、供電、站址選擇等，在車聯(lián)網(wǎng)部署過程中可以最大程度復(fù)用基礎(chǔ)設(shè)施，可有效減少投資。
態(tài)勢三：車和路協(xié)同發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)在實現(xiàn)“聰明的車、智慧的路、智能的云”美好愿景中將起到關(guān)鍵使能的作用
車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與車、路、云的深入結(jié)合，將走出“聰明的車、智慧的路、智能的云”融合發(fā)展的道路，支撐智能交通和自動駕駛應(yīng)用的演進(jìn)。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得車、路、云之間的信息交互更加便捷、高效，從而實現(xiàn)車路協(xié)同感知、決策和控制，彌補(bǔ)單車信息感知、分析決策上的不足，提供超視距范圍、面向多種出行場景、全局視角的信息感知、決策配置。車路協(xié)同發(fā)展，從而實現(xiàn)安全、快捷、高效、節(jié)能的出行服務(wù)。
從車車協(xié)同、車路協(xié)同實現(xiàn)路徑角度，基于通信發(fā)展規(guī)律，通信技術(shù)的應(yīng)用和部署都需要額外重視用戶滲透率的問題。提升RSU覆蓋和OBU滲透率是保證車聯(lián)網(wǎng)用戶體驗的重要方面。
態(tài)勢四：共享出行成為智能駕駛技術(shù)落地的重要驅(qū)動力
共享出行將全面推動智能汽車產(chǎn)業(yè)和交通出行行業(yè)變革，改變消費者的汽車擁有模式，重構(gòu)汽車產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈，讓出行向服務(wù)演變。共享出行將為新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車快速普及提供強(qiáng)大動力。
谷歌已于美國鳳凰城區(qū)域向公眾開放拿掉安全員的無人駕駛出租車，Uber也已開始讓匹茲堡和舊金山的客戶乘坐自動駕駛沃爾沃專車。美國通用汽車向共享出行公司Lyft投入巨資，聯(lián)合研發(fā)自動駕駛技術(shù)，以及基于該技術(shù)的汽車共享服務(wù)。Robotaxi 成為自動駕駛應(yīng)用的重要方向，國內(nèi)百度、滴滴、文遠(yuǎn)知行等公司也開始在多處展開試點運(yùn)營。
根據(jù)相關(guān)預(yù)測，2030年數(shù)字出行服務(wù)的市場估值將達(dá)2.2萬億美元，全球4-5級自動駕駛汽車將達(dá)到8000萬輛左右，中國為3300萬輛左右。
05
結(jié)語
天下大勢，浩浩蕩蕩。雖然車聯(lián)網(wǎng)從技術(shù)到工程落地還存在諸多難題，如：C-V2X車載模塊滲透率低、前期V2X設(shè)施建設(shè)及改造難、網(wǎng)絡(luò)安全形勢嚴(yán)峻等，但汽車、交通等行業(yè)正在經(jīng)歷深刻變革，在不久的將來，我們一定會開著聰明的車行駛在智慧的路上。
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