陳浩然，馮 毅，夏 禹（.重慶郵電大學，重慶 400065；.中國聯(lián)通網(wǎng)絡技術(shù)研究院，北京 00048；.中國聯(lián)通網(wǎng)絡技術(shù)研究院，廣東深圳 58048）

0 前言

中國是人口大國，也是汽車消費大國。車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是汽車、電子、信息通信、道路交通運輸?shù)榷鄠€行業(yè)深度融合的新型產(chǎn)業(yè)，是全球創(chuàng)新熱點和未來發(fā)展的制高點。為全面實施“中國制造2025”，深入推進“互聯(lián)網(wǎng)+”，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，大力培育新動能，國家已經(jīng)將發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)作為“互聯(lián)網(wǎng)+”和人工智能在實體經(jīng)濟中應用的重要方面，各參與方積極進行技術(shù)與業(yè)務創(chuàng)新，為下一個行業(yè)浪潮的到來積極做準備。本文從車聯(lián)網(wǎng)概念入手，對國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析，讓大家對車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)能夠有一個初步而全面的認識。

1 車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概述

1.1 車聯(lián)網(wǎng)的定義

車聯(lián)網(wǎng)概念引申自物聯(lián)網(wǎng)（IoT），全稱為汽車移動互聯(lián)網(wǎng)，是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車云網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準，在車與車、路、行人及互聯(lián)網(wǎng)等之間，進行通信和信息交換的信息物理融合系統(tǒng)，是能夠?qū)崿F(xiàn)智能化交通管理、智能動態(tài)信息服務和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡，是物聯(lián)網(wǎng)與智能汽車的深度集成和應用，是信息化與工業(yè)化深度融合的重要領(lǐng)域。

1.2 車聯(lián)網(wǎng)的作用

a）更安全。據(jù)公安部交管局數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國汽車事故死亡率高達7.95%，遠高于發(fā)達國家，每年交通事故致死6 萬人，占各類事故死亡人數(shù)78.8%。通過車聯(lián)網(wǎng)的實時監(jiān)控手段，售后服務中心、保險公司、交通管理部門等都可以通過網(wǎng)絡實時得知車輛的方位以及狀況。

b）更高效。中國上班族每天路上花費時間全球第一，擁堵產(chǎn)生的時間、燃油和環(huán)境污染等損失已經(jīng)達到城鎮(zhèn)居民人均可支配收入的20%。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)④囕v的位置信息反饋給云控制中心，系統(tǒng)進行分配疏導，自動為客戶修正駕駛路線。

c）更智能。智能汽車領(lǐng)域最重要的在于“信息交互”。它可以與人、設備、車廠及服務中心、第三方機構(gòu)（購物中心、餐廳等）以及其他車輛進行信息交互，為車主的生活和出行提供便利。

1.3 車聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈

車聯(lián)網(wǎng)軟件提供商是車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，主要為車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的硬件廠商提供軟件支持。

a）車載終端設備提供商向整車廠商、4S店或車主直接供貨。當前已有部分車載終端設備提供商擁有完整的軟件研發(fā)能力，在地圖資源方面亦有布局，這其中具有代表性的企業(yè)是凱立德。

b）移動智能終端提供商。目前領(lǐng)先的移動智能終端提供商已經(jīng)開始涉水車聯(lián)網(wǎng)，模式也不盡相同。蘋果CarPlay 主要與整車廠商進行合作，其平臺可與iOS 設備聯(lián)動。而小米則與凱立德開展合作，小米移動智能終端與凱立德車載設備結(jié)合亦是其未來的發(fā)展方向。

c）汽車遠程服務提供商（TSP——Telematics Service Provider）。其在整個產(chǎn)業(yè)鏈中處于核心地位，集合了位置服務、Gis 服務和通信服務等現(xiàn)代計算機技術(shù)，為車主和個人提供強大的服務。中國TSP 目前發(fā)展較為薄弱，但其市場潛力較大，消費者的需求也較為強烈，收益較高，是產(chǎn)業(yè)鏈中眾多企業(yè)爭取的對象。

圖1給出了車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游參與方。

2 國外車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 日本車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展狀況

日本政府對車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)高度重視：1996 年，日本政府提出《ITS 總體構(gòu)想》，開始研究道路交通情報通信系統(tǒng)（VICS——Vehicle Information and Communication System）。截至2008 年，VICS 系統(tǒng)已覆蓋日本80%地區(qū)，所有高速公路及主干道均能收到VICS 信息。VICS 系統(tǒng)在日本的廣泛應用，帶來了可觀的經(jīng)濟效益和巨大的社會效益。

2014 年，日本發(fā)布了《戰(zhàn)略性創(chuàng)新創(chuàng)造項目（SIP）》，將自動駕駛作為十大戰(zhàn)略領(lǐng)域之一。日本政府在2016 年明確了將于2020 年在部分地區(qū)實現(xiàn)自動駕駛功能。日本的內(nèi)務和通信部（MIC）也在積極組建研究組來推進車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并提出要在2020年前完成V2X 研發(fā)與市場化，完成交通信息開放數(shù)據(jù)共享架構(gòu)和應用，為2020年東京奧運會提供運行方案。

圖1 車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游參與方

本田、豐田等汽車廠商在車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展初期就積極推進，其初衷是提升汽車用戶的體驗和增強用戶的黏性。隨著高速移動通信4G 的普及和汽車大數(shù)據(jù)的自動化采集，日立、Docomo 和NEC 等日本IT 巨頭也紛紛進軍車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

圖2給出了VICS系統(tǒng)商業(yè)運作模式。

2.2 美國車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展狀況

圖2 VICS系統(tǒng)商業(yè)運作模式

近年來，美國政府把車聯(lián)網(wǎng)放在了國家戰(zhàn)略的高度，全方位推進車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。2003 年，美國交通部發(fā)布了VII 車路協(xié)同系統(tǒng)項目。2009 年，美國交通部將VII 項目拓展了研究范圍后更名為“IntelliDrive”。2010 年，繼而發(fā)布了“智能交通戰(zhàn)略研究計劃（2010—2014）”，對美國車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行了詳細規(guī)劃部署。2014 年8 月，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）公布了車車通信預立法草案，并于2016 年啟動了NPRM 過程。2015 年，美國交通部門發(fā)布了“智能交通戰(zhàn)略研究計劃（2015—2019）”，將研究集中于“互聯(lián)汽車”和“自動駕駛”等領(lǐng)域。

除政府外，美國兩大通信巨頭以及汽車廠商也在發(fā)力車聯(lián)網(wǎng)。美國電信公司Verizon 開展了“Verizon車輛”計劃；第二大無線通信運營商AT&T 則與產(chǎn)業(yè)鏈上下游眾多實力強大的企業(yè)開展了廣泛和深入的合作，共同打造AT&T Drive 平臺。2008 年，福特聯(lián)合微軟推出了福特SYNC 系統(tǒng)（Synchronization），最新的SYNC 則集成了交通監(jiān)測、導航與訊息功能，為駕駛者連通一切駕駛途中所需要的信息；通用汽車計劃于2020年前推出首款無人駕駛汽車凱迪拉克SRX。

2.3 歐洲車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展狀況

1986 年，歐洲開始了民間主導的PROMETHEUS計劃，1988 年開啟了DRIVE 計劃。2003 年，歐洲汽車制造商成立了車車通信聯(lián)盟（Car-to-Car Communication Consortium，2C-CC），整合各國資源，共同規(guī)劃發(fā)展。2004 年，歐洲開啟了ITS 整體體系研究（FRAME計劃），對各國的體系框架進行統(tǒng)一。

在頂層設計方面，歐盟委員會在2011 年出臺了《歐盟一體化交通白皮書》，提出重點發(fā)展車輛智能安全、信息化以及交通安全管理；2013 年和2015 年分別出臺了相關(guān)政策以推進自動駕駛的應用。

歐洲各大汽車廠商也在積極開展車聯(lián)網(wǎng)的應用。寶馬的“intelligent-Drive system”是多種資訊和駕駛輔助功能的集合體，第3代的寶馬i-Driver系統(tǒng)已經(jīng)相當于車輛本身的“代言人”。奔馳COMAND 系統(tǒng)（Cockpit Management and Navigation Device）將車載互聯(lián)與車輛高度集成，具有查看車輛信息和實施人工呼叫等功能。

2.4 小結(jié)

隨著自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)成為國內(nèi)外新一輪科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必爭之地，美國在網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)、智能控制技術(shù)、芯片技術(shù)等方面處于優(yōu)勢地位，產(chǎn)業(yè)的上中下游實力均衡；歐洲則擁有強大的汽車整車及零部件企業(yè)；日本則在智能安全技術(shù)應用方面較為領(lǐng)先。

如今，車聯(lián)網(wǎng)已然進入產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前的戰(zhàn)略機遇期，正在催生大量新技術(shù)、新產(chǎn)品、新服務。

3 中國車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

與國外相比較而言，我國車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)起步較晚。2015 年，政府相繼發(fā)布了《中國制造2025》和《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》，車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)成為國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。2018 年，工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會共同組織制定了《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標準體系建設指南》系列文件，從智能網(wǎng)聯(lián)汽車、信息通信、電子產(chǎn)品與服務等方面提出了車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的整體標準體系結(jié)構(gòu)、建設內(nèi)容，通過充分發(fā)揮標準的引領(lǐng)和協(xié)調(diào)作用，為打造自主可控、具有核心技術(shù)、開發(fā)協(xié)同的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)提供支撐。

3.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的目標就是要實現(xiàn)完全自動駕駛?！吨袊圃?025》對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義中，自動駕駛可分為DA、PA、HA以及FA 4個階段（見表1）。

表1 自動駕駛的4個階段

目前國外自動駕駛技術(shù)普遍處于L1-L2 階段，而國內(nèi)則處于DA（L0-L1）階段?，F(xiàn)階段主要的市場應用集中于高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS），ADAS 技術(shù)在發(fā)達國家滲透率較高，而國內(nèi)應用則不及國外廣泛。

關(guān)鍵技術(shù)的進口替代。傳感器市場與地圖導航市場是無人駕駛的關(guān)鍵。傳感器方案分為雷達和攝像頭。雷達可分為超聲波雷達、微米波雷達、毫米波雷達以及激光雷達。攝像頭傳感器有單目、雙目和三目之分。

定位方面?，F(xiàn)有的定位裝置有多模衛(wèi)星導航定位（GNSS），慣性導航（INS）等。除了衛(wèi)星本身，地面差分站也很重要。

芯片、算法行業(yè)集中度高，各大整車廠家已經(jīng)逐漸形成了分別以Mobileye 和NVIDIA 為核心的聯(lián)盟。由于缺乏汽車半導體廠商，國內(nèi)廠商整體較為落后。

車載操作系統(tǒng)分為云服務和自動駕駛兩大類，其中云服務主要基于車載操作系統(tǒng)的多樣化APP 應用，而自動駕駛將融合傳感器、圖像技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能技術(shù)做出分析決策。目前，底層操作系統(tǒng)仍以QNX、Embedded Windows 和Linux 為主。應用平臺的迅速發(fā)展使得應用的開發(fā)越來越獨立于底層操作系統(tǒng)。

3.2 信息通信

全球主要的車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)標準有2 種：專用短程通信技術(shù)（DSRC——Dedicated Short Range Communications）和C-V2X（C 指蜂窩網(wǎng)Cellular）。DSRC 的優(yōu)點是芯片和設備廠商都有較為成熟的產(chǎn)品和解決方案，但在容量、抗干擾等方面不足；而C-V2X 技術(shù)在容量、抗干擾以及快速調(diào)度等方面具有優(yōu)勢，缺點是缺乏大規(guī)模應用。

如果中國采用通用的DSRC，實施速度快且成本較低，但毫無疑問將再次受制于人。而我國擁有全球最大的LTE 網(wǎng)絡，具備LTE-V 演進的技術(shù)優(yōu)勢，因此我國明確了要著力研究LTE-V2X、5G 等新技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應用。

在頻譜劃定方面。2018 年，工業(yè)和信息化部頒布了相關(guān)文件，規(guī)劃了5 905～5 925 MHz 頻段作為基于LTE-V2X 技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）直連通信的工作頻段。

在通信芯片及模組方面，國內(nèi)企業(yè)能夠提供基于LTE-V2X 的測試芯片模組。在終端與設備方面，國內(nèi)大唐和華為等企業(yè)能夠提供支持LTE-V2X 的OBU 和RSU通信終端產(chǎn)品。

在通信基礎(chǔ)設施方面，華為在2018 年發(fā)布了LTE-V2X 芯片，并在6 月份發(fā)布了首款商用C-2X 解決方案RSU，推出了測試用LTE-V2X 基站，并在2019年提供完整的核心網(wǎng)設備升級方案。

在運營服務方面，國內(nèi)三大電信運營企業(yè)均大力推進車聯(lián)網(wǎng)項目。中國移動借助品牌優(yōu)勢，開放OneNET 平臺，整合車載終端開發(fā)、內(nèi)容引入以及車聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)能力；中國聯(lián)通則主張“多模通信+人車路協(xié)同+車云同步”的云網(wǎng)協(xié)同一體化網(wǎng)絡，實現(xiàn)多場景融合的應用解決方案；中國電信則將重點關(guān)注與公交優(yōu)先及停車導引應用，發(fā)布了“基于車聯(lián)網(wǎng)的無人駕駛行動計劃”。

3.3 網(wǎng)絡與信息安全

車聯(lián)網(wǎng)信息安全需求的安全級別要求更高，安全事件危害程度更大。2017 年，中國信息通信研究院正式發(fā)布《車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全白皮書（2017）》，指出車聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡安全應重點放在智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全、移動智能終端安全、車聯(lián)網(wǎng)服務平臺安全、通信安全，同時數(shù)據(jù)安全和隱私保護要貫穿于車聯(lián)網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)。

目前，整車廠商已開始車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全工作部署，不斷加強車聯(lián)網(wǎng)全生命周期各環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡安全管理。而安全企業(yè)在安全防護技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新方面也取得初步成效，除了提供軟硬件產(chǎn)品外，還提供滲透測試、安全評測服務。

在車載信息安全方面，國內(nèi)主要是IT 行業(yè)的公司在做，主要方法也是借鑒IT 行業(yè)的方法；而國外的幾個汽車電子巨頭，把算法集成到了安全芯片內(nèi)，本質(zhì)上是從軟硬件同時發(fā)揮作用，大大提高了安全性能，其性價比也比較高。

3.4 小結(jié)

當前，我國車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正處于起步階段，技術(shù)創(chuàng)新愈加活躍，新型應用蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大。在國家車聯(lián)網(wǎng)政策以及規(guī)劃的帶動下，各省市地區(qū)也不斷出臺車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展政策，以帶動地區(qū)車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，推動我國車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)向前邁進。

4 中國車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建議

我國車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與國外還有一定差距，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了汽車產(chǎn)業(yè)以及芯片集成電路、人工智能等領(lǐng)域的重構(gòu)和市場格局的變化。本文認為，可從以下幾方面加快我國車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展：

a）加快推進跨行業(yè)的合作機制和標準化體系。充分發(fā)揮國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項委員會的作用，通過部門間協(xié)同，推動車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成國家車聯(lián)網(wǎng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化體系的整體效應。同時，建立完善的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標準體系，以技術(shù)和應用帶動產(chǎn)業(yè)，在重點標準領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

b）加大對車聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的扶持力度，加快專業(yè)人才培養(yǎng)。政府通過財政補貼、示范應用和產(chǎn)業(yè)化推進等方式，加大相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。車聯(lián)網(wǎng)是新的一輪技術(shù)革命，必須加大汽車與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的交流融合，培養(yǎng)復合型專業(yè)人才，在高等院校開設相關(guān)專業(yè)課程，完善人才儲備。

c）加快5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為車聯(lián)網(wǎng)提供更高效更可靠的網(wǎng)絡基礎(chǔ)?；?G 的LTE-V2X 在覆蓋距離、網(wǎng)絡延時方面都優(yōu)于DSRC。在我國5G 先發(fā)優(yōu)勢明顯的背景，要加快我國的基于5G 的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，將基于5G的V2X的技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

d）重視車聯(lián)網(wǎng)信息安全保護和個人隱私保護。重新定義車聯(lián)網(wǎng)的信息安全，構(gòu)建主動安全控制與信息安全協(xié)同的安全防護體系，從立法層面來加強數(shù)據(jù)安全和用戶個人信息保護管理，規(guī)范數(shù)據(jù)有序開放共享。