文/公維潔
在2019世界智能網(wǎng)聯(lián)大會閉幕式上,國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心副總經(jīng)理、中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長公維潔發(fā)布了《C-V2X產(chǎn)業(yè)化路徑和時間表研究白皮書》,向全行業(yè)展示了其研究成果。該白皮書由中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟(CAICV)、IMT-2020(5G)推進組C-V2X工作組、中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(C-ITS)、中國智慧交通管理產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CTMA)4家行業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)起,來自不同行業(yè)的36家單位共同參與編寫。
以V2X技術為基礎的汽車網(wǎng)聯(lián)化和道路智能化是實現(xiàn)自動駕駛的重要支撐,能大幅度降低交通事故、提高交通效率、實現(xiàn)節(jié)能減排,近年來在全球呈現(xiàn)出加速發(fā)展趨勢。C-V2X涉及到汽車、通信、交通運輸和交通管理等多個行業(yè),除LTE-V2X/5G通信、車用通信協(xié)議和通信接口、數(shù)據(jù)平臺、信息安全等技術外,還涉及與道路交通基礎設施之間的交互和協(xié)作。因此,應盡快形成C-V2X技術產(chǎn)業(yè)共識,促進聚集各界資源,協(xié)同攻關,在頂層架構下實施相關技術的研究開發(fā)及示范運行,從而推動C-V2X乃至智慧城市交通系統(tǒng)的快速發(fā)展。
我國C-V2X標準體系已初步建立、產(chǎn)業(yè)鏈初具雛形、相關企業(yè)具備了較高的技術實力,已進入可以大規(guī)模部署及產(chǎn)業(yè)化的關鍵時期。同時我國具有C-V2X國家戰(zhàn)略路徑明確、信息通信產(chǎn)業(yè)基礎強、道路交通基礎設施統(tǒng)籌規(guī)劃部署等優(yōu)勢,應抓住不可多得的戰(zhàn)略機遇期,加快推進C-V2X產(chǎn)業(yè)化進程。
值此關鍵時期,為促進C-V2X跨行業(yè)協(xié)同發(fā)展,為政府部門的政策制定提供參考,加速我國C-V2X產(chǎn)業(yè)化健康有序推進,中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟(CAICV)、IMT-2020(5G)推進組C-V2X工作組、中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(C-ITS)、中國智慧交通管理產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CTMA)4家行業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)起了《C-V2X產(chǎn)業(yè)化路徑和時間表研究白皮書》(以下簡稱白皮書)撰寫工作,來自不同行業(yè)的36家單位共同參與編寫。
白皮書梳理了我國C-V2X產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎及現(xiàn)狀,綜合評估產(chǎn)業(yè)化落地條件及差距,從C-V2X解決交通問題、部署方式、技術優(yōu)越性和技術成熟度等幾個因素出發(fā),推薦了分別適用于高速公路、城市道路的應用場景。且從通信設備、安全保障、車輛部署、交管應用、交通應用、數(shù)據(jù)平臺搭建、測試認證等角度分析產(chǎn)業(yè)化部署的重點工作和實施路徑,并綜合各項工作提出了C-V2X的產(chǎn)業(yè)化建議時間表,為我國未來C-V2X政策制定、產(chǎn)業(yè)化部署提供了參考。
V2X(vehicle to Everything)是車與外界進行信息交換的一種通信方式,包括車與車之間的直接通信(V2V)、汽車與行人通信(V2P)、汽車與道路基礎設施通信(V2I),以及車輛通過移動網(wǎng)絡與云端進行通信 (V2N)。
C-V2X(Cellular-V2X)是基于3GPP全球統(tǒng)一標準的通信技術,包含LTE-V2X、5G-V2X及后續(xù)推進。C-V2X技術基于蜂窩網(wǎng)絡,提供Uu接口(蜂窩通信接口)和PC5接口(直連通信接口),可復用蜂窩網(wǎng)的基礎設施,部署成本更低、網(wǎng)絡覆蓋更廣,在更密集的環(huán)境中,C-V2X支持更遠的通信距離、更佳的非視距通信性能、增強的可靠性(更低的誤包率)、更高的容量和更佳的擁塞控制。C-V2X技術旨在將“人-車-路-云”等交通參與要素有機地聯(lián)系在一起,不僅可以為交通安全和效率類應用提供通信基礎,還可以將車輛與其他車輛、行人、路側(cè)設施等交通元素有機結(jié)合,彌補了單車智能的不足,推動了協(xié)同式應用服務發(fā)展。
C-V2X擁有清晰地、具有前向兼容性的5G演進路線,利用5G技術的低延時、高可靠性、高效率、大容量等特點,不僅可以幫助車輛之間進行位置、速度、駕駛方向和駕駛意圖的交流,而且可以用在道路環(huán)境感知、遠程駕駛、編隊駕駛等方面。
C-V2X的產(chǎn)業(yè)架構由C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)支撐及產(chǎn)業(yè)推進構成。C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈主要包括通信芯片、通信模組、終端設備、整車、智能道路、測試驗證以及運營與服務環(huán)節(jié),其中的參與方包括芯片廠商、設備廠商、主機廠、方案商、電信運營商、交通運營部門和交通管理部門等。C-V2X產(chǎn)業(yè)支撐方面主要包括科研所、標準組織、投資機構及關聯(lián)的技術產(chǎn)業(yè)。C-V2X產(chǎn)業(yè)推進方面包括鏈接建立、能力增強和應用升級。
按照C-V2X為車輛提供交互信息、參與協(xié)同控制的程度,參照車輛智能化分級,嘗試將車輛網(wǎng)聯(lián)化劃分為網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制三個等級。目前汽車搭載的T-Box主要用于車載影音娛樂、車輛信息監(jiān)控與顯示、定位服務、運營管理等方面,屬于網(wǎng)聯(lián)化分級里的第1等級。新一代V2X車載終端可以實現(xiàn)車-車、車-路、車-人、車-云之間全方位連接,提供行駛安全、交通效率和信息服務三大類應用,屬于網(wǎng)聯(lián)化分級里的第2等級。未來隨著V2X技術的演進、應用場景的豐富、部署的完善,V2X在智能網(wǎng)聯(lián)汽車和自動駕駛中將發(fā)揮更多的協(xié)同作用,逐步實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制,即第3等級。預計我國C-V2X產(chǎn)業(yè)化應用在2025年趨于成熟。
圖1 C-V2X產(chǎn)業(yè)化路徑-路側(cè)設施
在國內(nèi)C-V2X產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中,通過標準的研究,行業(yè)內(nèi)多家車企、C-V2X供應商、交通部門、科研機構依據(jù)技術成熟度、應用價值以及可實現(xiàn)性準則,定義了17個C-V2X基礎業(yè)務場景,為當前C-V2X技術的應用提供了一個可信的模板。
在通信標準/頻譜方面,我國C-V2X標準體系已初步形成,標準已經(jīng)覆蓋了接入層、網(wǎng)絡層、消息層和安全等核心技術,頻譜已確定。
在應用場景方面,針對C-V2X的基礎應用場景標準較為完善,但尚未進行大規(guī)模測試,技術成熟度仍有待驗證。
針對增強業(yè)務場景的標準尚在研究階段。C-V2X先期產(chǎn)業(yè)化應用場景尚未達成共識,還須汽車、交通、交管和通信等行業(yè)共同協(xié)作,綜合考慮C-V2X的技術成熟度、部署可行性、實施迫切性,選擇行業(yè)亟需場景首先進行產(chǎn)業(yè)化部署。
在車載終端方面,產(chǎn)業(yè)架構逐漸清晰,產(chǎn)業(yè)鏈的上下游參與者十分豐富,產(chǎn)業(yè)充滿活力。仍需要落實安全芯片、測試認證等工作。
在路側(cè)設施方面,產(chǎn)業(yè)生態(tài)活躍,產(chǎn)品正在走向成熟。還須制定車聯(lián)網(wǎng)路側(cè)設施統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口規(guī)范,進一步規(guī)范交通檢測設備數(shù)據(jù)接口和交通管控設備信息推送格式,開放路側(cè)交通管控信息服務,為C-V2X產(chǎn)業(yè)化部署提供有利條件。
為滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車多場景、多環(huán)境的測試需求,工業(yè)和信息化部、交通運輸部、公安部積極與地方政府合作,推進國內(nèi)示范區(qū)建設,據(jù)不完全統(tǒng)計,目前全國已經(jīng)超過30個測試示范區(qū)。此外,國內(nèi)相關產(chǎn)業(yè)組織,如整車企業(yè)、設備廠商、通信運營商、高校、科研院所、政府等,加強產(chǎn)學研政合作,推進V2X示范區(qū)域建設,如奇瑞汽車在安徽省建設完成了V2X示范道路,江淮汽車實現(xiàn)了合肥園區(qū)內(nèi)的網(wǎng)聯(lián)化改造,長安大學在其綜合性能試驗場建成了自動駕駛測試基地等。
2019年10月22—24日,基于中國LTE-V2X標準體系的C-V2X“四跨”互聯(lián)互通應用示范活動在上海舉行,本次活動實現(xiàn)國內(nèi)首次“跨芯片模組、跨終端、跨整車、跨安全平臺”C-V2X應用示范,充分展示國內(nèi)C-V2X全鏈條技術標準能力,進一步推動國內(nèi)C-V2X產(chǎn)業(yè)化落地。
我國C-V2X產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于起步階段,在現(xiàn)有C-V2X技術標準基本完成、產(chǎn)品日趨成熟的基礎上,為加快促進C-V2X實現(xiàn)商業(yè)化部署應用,需要從七個方面著手推進。
在應用部署方面,從C-V2X在世界范圍內(nèi)的發(fā)展來看,其市場推廣大體有兩種途徑:1、V2V模式。不依賴于基礎設施的建設,由消費者買單,從基于V2V的模式做起。2、V2I模式。先從基于V2I的應用做起,由政府主導在有需求的特殊道路環(huán)境(例如事故多發(fā)路段)先建設具有環(huán)境感知和數(shù)據(jù)交互功能的智能路側(cè)系統(tǒng),給過往車輛提供安全駕駛和高效通行的一系列服務。
在車載終端方面,通過提高車輛的前裝率和后裝率,逐步實現(xiàn)C-V2X的普及化,提高交通出行效率。
在路側(cè)設施方面,分階段、分區(qū)域推進C-V2X道路基礎設施建設、部署工作,促進交通基礎設施(信號燈、標志、標線等)的數(shù)字化升級,制定與C-V2X設備之間互聯(lián)的設備和系統(tǒng)的接口規(guī)范,統(tǒng)一通信接口和協(xié)議,實現(xiàn)道路設施與智能汽車、運營服務提供商、交通、交管系統(tǒng)等信息互聯(lián),提供多元化的應用場景,確定可行的商業(yè)運營模式。
在通信設備方面,支持LTE-V2X通信技術的通信設備實現(xiàn)量產(chǎn),滿足車載和路側(cè)通信設備的規(guī)模化商用需求,其中車載通信設備需滿足車規(guī)級要求,路側(cè)通信設備需具備與現(xiàn)有道路基礎設施建立連接的能力。
針對支持LTE-V2X通信技術的通信設備在研發(fā)、測試、示范、商用階段的經(jīng)驗和教訓進行總結(jié),加快5G-V2X的產(chǎn)業(yè)化進程。
在安全保障方面,建立完善的C-V2X安全認證鑒權體系和安全檢測認證機制及平臺,促進研發(fā)、生產(chǎn)適用于C-V2X的國密安全芯片,推動量產(chǎn)具備安全功能的C-V2X設備,支持中國車企量產(chǎn)C-V2X車型。
在數(shù)據(jù)平臺方面,構建C-V2X數(shù)據(jù)平臺體系架構,制定各行業(yè)數(shù)據(jù)平臺接口標準,搭建跨行業(yè)合作平臺。
在測試認證方面,加速制定C-V2X缺失的標準,重點包括安全、最小性能要求、測試認證等;建立C-V2X測試認證體系,明確測試內(nèi)容、測試標準及測試所需環(huán)境;組織相關企業(yè)單位、科研院所等,依托各示范區(qū)、先導區(qū)開展大規(guī)模外場測試,為產(chǎn)業(yè)化提供支撐。
總結(jié)以上C-V2X產(chǎn)業(yè)化部署關鍵要素的重要時間節(jié)點,得出我國C-V2X產(chǎn)業(yè)化部署整體時間表。具體如下:
2019-2021年為C-V2X產(chǎn)業(yè)化部署導入期。在這一階段,C-V2X通信設備、安全保障、數(shù)據(jù)平臺、測試認證方面可基本滿足C-V2X產(chǎn)業(yè)化初期部署需求。同時,在國家和聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)、先導區(qū)及部分特定園區(qū)部署路側(cè)設施,形成示范應用,車企逐步在新車前裝C-V2X設備,鼓勵后裝C-V2X設備,車、路部署相輔相成,形成良性循環(huán),C-V2X生態(tài)環(huán)境逐步建立,探索商業(yè)化運營模式。
2022-2025年為C-V2X產(chǎn)業(yè)化部署發(fā)展期,根據(jù)前期示范區(qū)、先導區(qū)建設經(jīng)驗,形成可推廣的商業(yè)化運營模式,在全國典型城市和道路進行推廣部署,并開展應用。
2025年以后為C-V2X產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展期,逐步實現(xiàn)C-V2X全國覆蓋,建成全國范圍內(nèi)的多級數(shù)據(jù)平臺,跨行業(yè)數(shù)據(jù)實現(xiàn)互聯(lián)互通,提供多元化出行服務。
隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術的深入推進,配備C-V2X的車輛就像安裝了“順風耳”、“千里眼”,讓車輛、信號燈、交通標識、騎行者和行人的通訊設備實現(xiàn)互聯(lián),為城市道路提供更加安全暢通的出行網(wǎng)絡。