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C-V2X产业化路径和时间表研究

2020-04-06公维洁

工业经济论坛 2020年1期
关键词:网联智能网产业化

文/公维洁

在2019世界智能网联大会闭幕式上,国家智能网联汽车创新中心副总经理、中国智能网联汽车产业创新联盟秘书长公维洁发布了《C-V2X产业化路径和时间表研究白皮书》,向全行业展示了其研究成果。该白皮书由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、中国智能交通产业联盟(C-ITS)、中国智慧交通管理产业联盟(CTMA)4家行业联盟联合发起,来自不同行业的36家单位共同参与编写。

以V2X技术为基础的汽车网联化和道路智能化是实现自动驾驶的重要支撑,能大幅度降低交通事故、提高交通效率、实现节能减排,近年来在全球呈现出加速发展趋势。C-V2X涉及到汽车、通信、交通运输和交通管理等多个行业,除LTE-V2X/5G通信、车用通信协议和通信接口、数据平台、信息安全等技术外,还涉及与道路交通基础设施之间的交互和协作。因此,应尽快形成C-V2X技术产业共识,促进聚集各界资源,协同攻关,在顶层架构下实施相关技术的研究开发及示范运行,从而推动C-V2X乃至智慧城市交通系统的快速发展。

我国C-V2X标准体系已初步建立、产业链初具雏形、相关企业具备了较高的技术实力,已进入可以大规模部署及产业化的关键时期。同时我国具有C-V2X国家战略路径明确、信息通信产业基础强、道路交通基础设施统筹规划部署等优势,应抓住不可多得的战略机遇期,加快推进C-V2X产业化进程。

值此关键时期,为促进C-V2X跨行业协同发展,为政府部门的政策制定提供参考,加速我国C-V2X产业化健康有序推进,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、中国智能交通产业联盟(C-ITS)、中国智慧交通管理产业联盟(CTMA)4家行业联盟联合发起了《C-V2X产业化路径和时间表研究白皮书》(以下简称白皮书)撰写工作,来自不同行业的36家单位共同参与编写。

白皮书梳理了我国C-V2X产业发展基础及现状,综合评估产业化落地条件及差距,从C-V2X解决交通问题、部署方式、技术优越性和技术成熟度等几个因素出发,推荐了分别适用于高速公路、城市道路的应用场景。且从通信设备、安全保障、车辆部署、交管应用、交通应用、数据平台搭建、测试认证等角度分析产业化部署的重点工作和实施路径,并综合各项工作提出了C-V2X的产业化建议时间表,为我国未来C-V2X政策制定、产业化部署提供了参考。

C-V2X概述

V2X(vehicle to Everything)是车与外界进行信息交换的一种通信方式,包括车与车之间的直接通信(V2V)、汽车与行人通信(V2P)、汽车与道路基础设施通信(V2I),以及车辆通过移动网络与云端进行通信 (V2N)。

C-V2X(Cellular-V2X)是基于3GPP全球统一标准的通信技术,包含LTE-V2X、5G-V2X及后续推进。C-V2X技术基于蜂窝网络,提供Uu接口(蜂窝通信接口)和PC5接口(直连通信接口),可复用蜂窝网的基础设施,部署成本更低、网络覆盖更广,在更密集的环境中,C-V2X支持更远的通信距离、更佳的非视距通信性能、增强的可靠性(更低的误包率)、更高的容量和更佳的拥塞控制。C-V2X技术旨在将“人-车-路-云”等交通参与要素有机地联系在一起,不仅可以为交通安全和效率类应用提供通信基础,还可以将车辆与其他车辆、行人、路侧设施等交通元素有机结合,弥补了单车智能的不足,推动了协同式应用服务发展。

C-V2X拥有清晰地、具有前向兼容性的5G演进路线,利用5G技术的低延时、高可靠性、高效率、大容量等特点,不仅可以帮助车辆之间进行位置、速度、驾驶方向和驾驶意图的交流,而且可以用在道路环境感知、远程驾驶、编队驾驶等方面。

C-V2X的产业架构由C-V2X产业链、产业支撑及产业推进构成。C-V2X产业链主要包括通信芯片、通信模组、终端设备、整车、智能道路、测试验证以及运营与服务环节,其中的参与方包括芯片厂商、设备厂商、主机厂、方案商、电信运营商、交通运营部门和交通管理部门等。C-V2X产业支撑方面主要包括科研所、标准组织、投资机构及关联的技术产业。C-V2X产业推进方面包括链接建立、能力增强和应用升级。

按照C-V2X为车辆提供交互信息、参与协同控制的程度,参照车辆智能化分级,尝试将车辆网联化划分为网联辅助信息交互、网联协同感知、网联协同决策与控制三个等级。目前汽车搭载的T-Box主要用于车载影音娱乐、车辆信息监控与显示、定位服务、运营管理等方面,属于网联化分级里的第1等级。新一代V2X车载终端可以实现车-车、车-路、车-人、车-云之间全方位连接,提供行驶安全、交通效率和信息服务三大类应用,属于网联化分级里的第2等级。未来随着V2X技术的演进、应用场景的丰富、部署的完善,V2X在智能网联汽车和自动驾驶中将发挥更多的协同作用,逐步实现网联协同决策与控制,即第3等级。预计我国C-V2X产业化应用在2025年趋于成熟。

国内C-V2X基础应用已初具规模

图1 C-V2X产业化路径-路侧设施

在国内C-V2X产业的发展中,通过标准的研究,行业内多家车企、C-V2X供应商、交通部门、科研机构依据技术成熟度、应用价值以及可实现性准则,定义了17个C-V2X基础业务场景,为当前C-V2X技术的应用提供了一个可信的模板。

在通信标准/频谱方面,我国C-V2X标准体系已初步形成,标准已经覆盖了接入层、网络层、消息层和安全等核心技术,频谱已确定。

在应用场景方面,针对C-V2X的基础应用场景标准较为完善,但尚未进行大规模测试,技术成熟度仍有待验证。

针对增强业务场景的标准尚在研究阶段。C-V2X先期产业化应用场景尚未达成共识,还须汽车、交通、交管和通信等行业共同协作,综合考虑C-V2X的技术成熟度、部署可行性、实施迫切性,选择行业亟需场景首先进行产业化部署。

在车载终端方面,产业架构逐渐清晰,产业链的上下游参与者十分丰富,产业充满活力。仍需要落实安全芯片、测试认证等工作。

在路侧设施方面,产业生态活跃,产品正在走向成熟。还须制定车联网路侧设施统一数据接口规范,进一步规范交通检测设备数据接口和交通管控设备信息推送格式,开放路侧交通管控信息服务,为C-V2X产业化部署提供有利条件。

为满足智能网联汽车多场景、多环境的测试需求,工业和信息化部、交通运输部、公安部积极与地方政府合作,推进国内示范区建设,据不完全统计,目前全国已经超过30个测试示范区。此外,国内相关产业组织,如整车企业、设备厂商、通信运营商、高校、科研院所、政府等,加强产学研政合作,推进V2X示范区域建设,如奇瑞汽车在安徽省建设完成了V2X示范道路,江淮汽车实现了合肥园区内的网联化改造,长安大学在其综合性能试验场建成了自动驾驶测试基地等。

2019年10月22—24日,基于中国LTE-V2X标准体系的C-V2X“四跨”互联互通应用示范活动在上海举行,本次活动实现国内首次“跨芯片模组、跨终端、跨整车、跨安全平台”C-V2X应用示范,充分展示国内C-V2X全链条技术标准能力,进一步推动国内C-V2X产业化落地。

从七个方面推进C-V2X产业化部署

我国C-V2X产业发展尚处于起步阶段,在现有C-V2X技术标准基本完成、产品日趋成熟的基础上,为加快促进C-V2X实现商业化部署应用,需要从七个方面着手推进。

在应用部署方面,从C-V2X在世界范围内的发展来看,其市场推广大体有两种途径:1、V2V模式。不依赖于基础设施的建设,由消费者买单,从基于V2V的模式做起。2、V2I模式。先从基于V2I的应用做起,由政府主导在有需求的特殊道路环境(例如事故多发路段)先建设具有环境感知和数据交互功能的智能路侧系统,给过往车辆提供安全驾驶和高效通行的一系列服务。

在车载终端方面,通过提高车辆的前装率和后装率,逐步实现C-V2X的普及化,提高交通出行效率。

在路侧设施方面,分阶段、分区域推进C-V2X道路基础设施建设、部署工作,促进交通基础设施(信号灯、标志、标线等)的数字化升级,制定与C-V2X设备之间互联的设备和系统的接口规范,统一通信接口和协议,实现道路设施与智能汽车、运营服务提供商、交通、交管系统等信息互联,提供多元化的应用场景,确定可行的商业运营模式。

在通信设备方面,支持LTE-V2X通信技术的通信设备实现量产,满足车载和路侧通信设备的规模化商用需求,其中车载通信设备需满足车规级要求,路侧通信设备需具备与现有道路基础设施建立连接的能力。

针对支持LTE-V2X通信技术的通信设备在研发、测试、示范、商用阶段的经验和教训进行总结,加快5G-V2X的产业化进程。

在安全保障方面,建立完善的C-V2X安全认证鉴权体系和安全检测认证机制及平台,促进研发、生产适用于C-V2X的国密安全芯片,推动量产具备安全功能的C-V2X设备,支持中国车企量产C-V2X车型。

在数据平台方面,构建C-V2X数据平台体系架构,制定各行业数据平台接口标准,搭建跨行业合作平台。

在测试认证方面,加速制定C-V2X缺失的标准,重点包括安全、最小性能要求、测试认证等;建立C-V2X测试认证体系,明确测试内容、测试标准及测试所需环境;组织相关企业单位、科研院所等,依托各示范区、先导区开展大规模外场测试,为产业化提供支撑。

产业化部署时间表公布

总结以上C-V2X产业化部署关键要素的重要时间节点,得出我国C-V2X产业化部署整体时间表。具体如下:

2019-2021年为C-V2X产业化部署导入期。在这一阶段,C-V2X通信设备、安全保障、数据平台、测试认证方面可基本满足C-V2X产业化初期部署需求。同时,在国家和联网示范区、先导区及部分特定园区部署路侧设施,形成示范应用,车企逐步在新车前装C-V2X设备,鼓励后装C-V2X设备,车、路部署相辅相成,形成良性循环,C-V2X生态环境逐步建立,探索商业化运营模式。

2022-2025年为C-V2X产业化部署发展期,根据前期示范区、先导区建设经验,形成可推广的商业化运营模式,在全国典型城市和道路进行推广部署,并开展应用。

2025年以后为C-V2X产业高速发展期,逐步实现C-V2X全国覆盖,建成全国范围内的多级数据平台,跨行业数据实现互联互通,提供多元化出行服务。

随着智能网联技术的深入推进,配备C-V2X的车辆就像安装了“顺风耳”、“千里眼”,让车辆、信号灯、交通标识、骑行者和行人的通讯设备实现互联,为城市道路提供更加安全畅通的出行网络。

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