文/公維潔
在2019世界智能網聯大會閉幕式上,國家智能網聯汽車創新中心副總經理、中國智能網聯汽車產業創新聯盟秘書長公維潔發布了《C-V2X產業化路徑和時間表研究白皮書》,向全行業展示了其研究成果。該白皮書由中國智能網聯汽車產業創新聯盟(CAICV)、IMT-2020(5G)推進組C-V2X工作組、中國智能交通產業聯盟(C-ITS)、中國智慧交通管理產業聯盟(CTMA)4家行業聯盟聯合發起,來自不同行業的36家單位共同參與編寫。

以V2X技術為基礎的汽車網聯化和道路智能化是實現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、實現節能減排,近年來在全球呈現出加速發展趨勢。C-V2X涉及到汽車、通信、交通運輸和交通管理等多個行業,除LTE-V2X/5G通信、車用通信協議和通信接口、數據平臺、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作。因此,應盡快形成C-V2X技術產業共識,促進聚集各界資源,協同攻關,在頂層架構下實施相關技術的研究開發及示范運行,從而推動C-V2X乃至智慧城市交通系統的快速發展。
我國C-V2X標準體系已初步建立、產業鏈初具雛形、相關企業具備了較高的技術實力,已進入可以大規模部署及產業化的關鍵時期。同時我國具有C-V2X國家戰略路徑明確、信息通信產業基礎強、道路交通基礎設施統籌規劃部署等優勢,應抓住不可多得的戰略機遇期,加快推進C-V2X產業化進程。
值此關鍵時期,為促進C-V2X跨行業協同發展,為政府部門的政策制定提供參考,加速我國C-V2X產業化健康有序推進,中國智能網聯汽車產業創新聯盟(CAICV)、IMT-2020(5G)推進組C-V2X工作組、中國智能交通產業聯盟(C-ITS)、中國智慧交通管理產業聯盟(CTMA)4家行業聯盟聯合發起了《C-V2X產業化路徑和時間表研究白皮書》(以下簡稱白皮書)撰寫工作,來自不同行業的36家單位共同參與編寫。
白皮書梳理了我國C-V2X產業發展基礎及現狀,綜合評估產業化落地條件及差距,從C-V2X解決交通問題、部署方式、技術優越性和技術成熟度等幾個因素出發,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、數據平臺搭建、測試認證等角度分析產業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的產業化建議時間表,為我國未來C-V2X政策制定、產業化部署提供了參考。
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絡與云端進行通信 (V2N)。
C-V2X(Cellular-V2X)是基于3GPP全球統一標準的通信技術,包含LTE-V2X、5G-V2X及后續推進。C-V2X技術基于蜂窩網絡,提供Uu接口(蜂窩通信接口)和PC5接口(直連通信接口),可復用蜂窩網的基礎設施,部署成本更低、網絡覆蓋更廣,在更密集的環境中,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、路側設施等交通元素有機結合,彌補了單車智能的不足,推動了協同式應用服務發展。
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境感知、遠程駕駛、編隊駕駛等方面。
C-V2X的產業架構由C-V2X產業鏈、產業支撐及產業推進構成。C-V2X產業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節,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產業支撐方面主要包括科研所、標準組織、投資機構及關聯的技術產業。C-V2X產業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、參與協同控制的程度,參照車輛智能化分級,嘗試將車輛網聯化劃分為網聯輔助信息交互、網聯協同感知、網聯協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、車輛信息監控與顯示、定位服務、運營管理等方面,屬于網聯化分級里的第1等級。新一代V2X車載終端可以實現車-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,屬于網聯化分級里的第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在智能網聯汽車和自動駕駛中將發揮更多的協同作用,逐步實現網聯協同決策與控制,即第3等級。預計我國C-V2X產業化應用在2025年趨于成熟。

圖1 C-V2X產業化路徑-路側設施
在國內C-V2X產業的發展中,通過標準的研究,行業內多家車企、C-V2X供應商、交通部門、科研機構依據技術成熟度、應用價值以及可實現性準則,定義了17個C-V2X基礎業務場景,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,標準已經覆蓋了接入層、網絡層、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,但尚未進行大規模測試,技術成熟度仍有待驗證。
針對增強業務場景的標準尚在研究階段。C-V2X先期產業化應用場景尚未達成共識,還須汽車、交通、交管和通信等行業共同協作,綜合考慮C-V2X的技術成熟度、部署可行性、實施迫切性,選擇行業亟需場景首先進行產業化部署。
在車載終端方面,產業架構逐漸清晰,產業鏈的上下游參與者十分豐富,產業充滿活力。仍需要落實安全芯片、測試認證等工作。
在路側設施方面,產業生態活躍,產品正在走向成熟。還須制定車聯網路側設施統一數據接口規范,進一步規范交通檢測設備數據接口和交通管控設備信息推送格式,開放路側交通管控信息服務,為C-V2X產業化部署提供有利條件。
為滿足智能網聯汽車多場景、多環境的測試需求,工業和信息化部、交通運輸部、公安部積極與地方政府合作,推進國內示范區建設,據不完全統計,目前全國已經超過30個測試示范區。此外,國內相關產業組織,如整車企業、設備廠商、通信運營商、高校、科研院所、政府等,加強產學研政合作,推進V2X示范區域建設,如奇瑞汽車在安徽省建設完成了V2X示范道路,江淮汽車實現了合肥園區內的網聯化改造,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”互聯互通應用示范活動在上海舉行,本次活動實現國內首次“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C-V2X全鏈條技術標準能力,進一步推動國內C-V2X產業化落地。
我國C-V2X產業發展尚處于起步階段,在現有C-V2X技術標準基本完成、產品日趨成熟的基礎上,為加快促進C-V2X實現商業化部署應用,需要從七個方面著手推進。
在應用部署方面,從C-V2X在世界范圍內的發展來看,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境(例如事故多發路段)先建設具有環境感知和數據交互功能的智能路側系統,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C-V2X的普及化,提高交通出行效率。
在路側設施方面,分階段、分區域推進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)的數字化升級,制定與C-V2X設備之間互聯的設備和系統的接口規范,統一通信接口和協議,實現道路設施與智能汽車、運營服務提供商、交通、交管系統等信息互聯,提供多元化的應用場景,確定可行的商業運營模式。
在通信設備方面,支持LTE-V2X通信技術的通信設備實現量產,滿足車載和路側通信設備的規?;逃眯枨?,其中車載通信設備需滿足車規級要求,路側通信設備需具備與現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、測試、示范、商用階段的經驗和教訓進行總結,加快5G-V2X的產業化進程。
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、生產適用于C-V2X的國密安全芯片,推動量產具備安全功能的C-V2X設備,支持中國車企量產C-V2X車型。
在數據平臺方面,構建C-V2X數據平臺體系架構,制定各行業數據平臺接口標準,搭建跨行業合作平臺。
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,明確測試內容、測試標準及測試所需環境;組織相關企業單位、科研院所等,依托各示范區、先導區開展大規模外場測試,為產業化提供支撐。
總結以上C-V2X產業化部署關鍵要素的重要時間節點,得出我國C-V2X產業化部署整體時間表。具體如下:
2019-2021年為C-V2X產業化部署導入期。在這一階段,C-V2X通信設備、安全保障、數據平臺、測試認證方面可基本滿足C-V2X產業化初期部署需求。同時,在國家和聯網示范區、先導區及部分特定園區部署路側設施,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,C-V2X生態環境逐步建立,探索商業化運營模式。
2022-2025年為C-V2X產業化部署發展期,根據前期示范區、先導區建設經驗,形成可推廣的商業化運營模式,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產業高速發展期,逐步實現C-V2X全國覆蓋,建成全國范圍內的多級數據平臺,跨行業數據實現互聯互通,提供多元化出行服務。
隨著智能網聯技術的深入推進,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互聯,為城市道路提供更加安全暢通的出行網絡。