蜂窝车联网(C-V2X)技术产业发展态势
01 概述
随着汽车保有量的增加,道路安全、城市拥堵等问题日益严重,政府管理部门、交通行业、汽车行业一直在探索解决之道。车联网技术融合了信息通信技术、人工智能技术、车辆控制技术,是多学科交叉的产物。美、欧、亚等国家和地区高度重视车联网产业发展,均将车联网产业作为战略制高点,通过制定国家政策或通过立法推动产业发展。
车联网(V2X)是实现车辆与周围的车、人、交通基础设施和网络等全方位连接和通信的新一代信息通信技术。涵盖了车与车之间(V2V)、车与路之间(V2I)、车与人之间(V2P)、车与网络之间
(V2N)等的通信,具有低延时、高可靠的特点。通过V2X将“人、车、路、云”等交通参与要素有机地联系在一起,一方面能够获取更为丰富的感知信息,促进自动驾驶技术发展;另一方面通过构建智慧交通系统,提升交通效率、提高驾驶安全、降低事故发生率、改善交通、减少污染等。
目前我国已将车联网产业上升到国家战略高度,产业政策持续利好。车联网技术标准体系已经从国家标准层面完成顶层设计。我国车联网产业化进程逐步加快,围绕LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模组、终端设备、整车制造、运营服务、测试认证、高精度定位及地图服务等较为完整的产业链生态。为推动C-V2X产业尽快落地,包括工业和信息化部、交通运输部、公安部等积极与地方政府合作,在全国各地先后支持建设16个智能网联汽车测试示范区。
C-V2X应用可分为近期和中远期两大阶段。近期通过车车协同、车路协同实现辅助驾驶,提高驾驶安全,
提升交通效率;以及特定场景的中低速无人驾驶,提高生产效率,降低成本。中长期将结合人工智能、大数据等新技术,融合雷达、视频感知等技术,通过车联网实现从单车智能到网联智能,最终实现完全自动驾驶。
02 全球车联网发展态势
美国政府高度重视智能交通和智能网联汽车产业发展,目前已明确将汽车智能化、网联化作为两大核心战略。美国目前有将近50个DSRC车联网示范项目,各个示范项目的道路长度从几英里到几百英里不等,主要选取典型的V2V、V2I、V2P用例进行示范应用。美国约有35万个交叉路口,部署约5315套RSU,分布在26个州,覆盖超过美国50%的州。车载终端方面,部署了大约18000套车载终端OBU(前装+后装)。
欧盟委员会通过建立合作式智能交通系统平台(C-ITS platform)推进欧盟国家的车联网部署,共同制定和分享技术规范,并进行跨站点的互操作测试验证。欧洲车联网产业推进起步较早,在不同国家和城市开展实际道路的部署和验证项目。
日本政府重视自动驾驶汽车和车联网的发展,于2016年发布高速公路自动驾驶的实施路线报告书,明确期望于2020年在部分地区实现自动驾驶功能。日本工业界积极推进车联网产业进展,在技术评估、测试等方面已经形成跨行业合作的态势。
韩国制定长期车联网发展规划,其目标是在全国范围内实现智能道路交通系统,通过连接车、路和人,实现高度自动化和交通资源利用最大化,至2040年实现零交通事故。
新加坡制定2022“新城”计划,规划在2022年在全国范围内进行自动驾驶的部署,成为全球第一个实现自动驾驶的国家。
在C-V2X快速发展的形势下,5GAA在2019年组织了两次C-V2X相关的互操作测试,即多厂商互联互通测试(2019年4月,德国;2019年12月,西班牙)。
5G汽车联盟(5GAA)于2016年9月成立,由欧美主流车企、全球主流电信运营商及通信芯片厂商发起,致力于推动C-V2X技术在全球的产业化落地(现阶段为LTE-V2X)。
该联盟成员覆盖全球主要车企、电信运营商、芯片供应商、汽车电子企业、电信设备商及信息服务企业等,目前已达130余家。
全球车联网产业布局
随着车联网产业化推进,产业链上下游企业纷纷进入该领域,呈现出北美信息技术引领、初创企业众多,欧洲技术实力突出、企业加速转型,中国企业异军突起,亚洲市场优势明显,发展潜力巨大的全球车联网产业布局态势,全球范围已经形成较为完整的车联网产业链。
03 中国车联网发展现状
我国在车联网相关的政策规划、标准制定、技术研发、产业落地方面均已进行全方位布局和推进,并取得阶段性成果。
中国政府已将车联网提升到国家战略高度,国务院及相关部委对车联网产业升级和业务创新进行了顶层设计、战略布局和发展规划,并形成系统的组织保障和工作体系。
C-V2X应用涉及到汽车、交通、通信、信息服务等多个行业领域,相关标准组织和产业联盟已经形成,如:中国通信标准化协会(CCSA)、全国智能运输系统标准化技术委员会(TC/ITS)、全国道路交通管理标准化技术委员会、中国智能交通产业联盟(C-ITS)、车载信息服务产业应用联盟(TIAA)、中国智能网联汽车产业创新联盟(CAICV)、IMT-2020(5G)推进组、C-V2X工作组…
C-V2X产业链从狭义上来说主要包括通信芯片、通信模组、终端与设备、整车制造、测试认证以及运营
服务等环节。
C-V2X产业链
目前,我国车联网产业化进程逐步加快,产业链上下游企业已经围绕LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模组、终端设备、整车制造、运营服务、测试认证、高精度定位及地图服务等为主导的完整产业链生态。
C-V2X产业地图
在产业化方面,中国LTE-V2X产业走在了世界前列,2018年、2019年、2020年举办的“三跨”、“四跨”和“新四跨”三次大型车联网互联互通测试活动,表明了我国具备了实现LTE-V2X相关技术商业化的基础。
“新四跨”规模测试示意图
“新四跨”在跨整车、跨通信终端、跨芯片模组、跨安全平台互联互通应用示范的基础上,部署了更贴近实际、更面向商业化应用的连续场景,并增加高精度地图和高精度定位。本次活动重点验证了车联网C-V2X规模化运行能力,充分验证了C-V2X技术在真实环境下的通信性能;同时,针对车联网应用中安全机制、地理坐标使用等进行了探索,并进行了多厂家的综合测试,为后续规模商用提供了重要的技术依据。
中国正在走出一条与发达国家不一样的发展智能交通和自动驾驶的发展模式,即基于C-V2X的“聪明的车+智慧的路”的车路协同发展模式,支撑我国汽车产业和交通行业的变革,并将培育智慧路网运营商、出行服务提供商等新业态、新商业模式。
不同于电子消费类产品,汽车工业对技术和产品的可靠性、产业链稳定性有着极高的要求,因此有着自身独有的产品更新速度和更长生命周期。对于车联网产业也是如此,其服务于汽车工业和交通行业,不能拿IT技术的迭代速度来进行比较,车路协同的车联网技术,涉及到人命关天的大事,产业界需要经过长期有规模的测试和验证,才能确定规模商用的可行性。
中国C-V2X车联网产业将经历三大发展阶段:
第一阶段是在城市道路和高速公路,针对乘用车和营运车辆,实现辅助驾驶安全、提高交通效率,由LTE-V2X和4G蜂窝支持。
第二阶段是在封闭/半封闭的特定区域、特定场景,针对商用车的中低速自动驾驶,例如用于机场、工厂、码头、停车场的无人物流车、无人清扫车、无人摆渡车以及用于城市特定道路的Robot Taxi,由LTE-V2X和5GeMBB支持。
第三阶段是全天候、全场景的无人驾驶及高速公路车辆编队行驶,需要NR-V2X和5G eMBB的支持才能实现。这一阶段面临着需要与有人驾驶车辆、行人等并存以及应对中国的特殊交通环境等挑战。因此,更高级的自动驾驶还将需要我国的政策法规、交通管理和产业监督等方面的变革才能实现,需要长时间的跨界磨合、联合测试,达成共识。
可见,车联网是一个跨界工程应用,即跨汽车、交通、公安、通信等行业,在推进过程中存在一定困难。
04 技术与产业态势
汽车业
技术发展态势