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中国通信学会:C-V2X车联网技术发展与产业实践白皮书(2022)(77页).pdf

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中国通信学会:C-V2X车联网技术发展与产业实践白皮书(2022)(77页).pdf

1、C-V2X车联网技术发展与产业实践白皮书车联网技术发展与产业实践白皮书(2022年)年)中国通信学会2022年7月中国通信学会2022年7月1版权声明版权声明本白皮书版权属于中国通信学会,并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的,应注明“来源:中国通信学会”。违反上述声明者,本学会将追究其相关法律责任。本白皮书版权属于中国通信学会,并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的,应注明“来源:中国通信学会”。违反上述声明者,本学会将追究其相关法律责任。专家组和撰写组名单专家组和撰写组名单顾问(以姓氏笔划为序):顾问(以姓氏笔划为序):王云鹏院士方滨兴院士邬

2、贺铨院士李克强院士李骏院士李德毅院士张平院士专家组组长:专家组组长:陈山枝中国信息通信科技集团有限公司副总经理、专家委主任无线移动通信国家重点实验室主任移动通信及车联网国家工程研究中心主任专家组成员(以姓氏笔划为序):专家组成员(以姓氏笔划为序):姓 名单位职 务王志勤中国信息通信研究院副院长王晓云中国移动通信集团公司技术部总经理尤峥东风汽车集团有限公司副总经理公维洁中国汽车工程学会副秘书长朱西产同济大学教授李震宇百度公司资深副总裁吴志新中国汽车技术研究中心有限公司副总经理佘红艳华路易云科技有限公司高级副总裁张延川中国通信学会副理事长兼秘书长欧阳武中国通信学会副秘书长(正局级)撰写组成员(按单

3、位排名):撰写组成员(按单位排名):中国信息通信科技集团有限公司陈山枝 胡金玲 任世岩 范炬张杰 徐晖 胡延明 金博 赵丽吕晓晨 毛旭 杨雅茹中国信息通信研究院葛雨明 林琳中国通信学会张哲 李蕊华为技术有限公司鱼洋中国第一汽车集团有限公司周时莹东风汽车集团有限公司赵宁 李凯 李红林 赵奕铭中国汽车技术研究中心有限公司秦孔建比亚迪股份有限公司韩冰百度在线网络技术(北京)有限公司胡星山东高速集团有限公司左志武四川数字交通科技股份有限公司陈垦驭势科技(北京)有限公司吴甘沙 时传捷国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司褚文博 乌尼日其其格北京北斗星通导航技术股份有限公司张正烜北京四维图新科技股份有限公

4、司孙伟高新兴科技集团股份有限公司吴冬升华路易云科技有限公司王松浩北京邮电大学时岩上海交通大学孙健西南交通大学梁宏斌西安电子科技大学李长乐重庆邮电大学刘媛妮前言前言汽车的发明和广泛应用,为人们日常出行提供极大便利的同时,道路安全、交通拥堵、环境污染等问题日趋严重。为解决上述问题,以信息通信、人工智能等为主的技术,正在推动汽车与交通产业朝智能化、网联化加速变革,车联网技术应运而生。目前,汽车产业与信息通信产业、交通产业加速融合,车联网产业已经成为包括美、欧、亚等汽车发达国家和地区的重要战略性方向,各国和地区纷纷加快产业布局、制定发展规划,通过政策法规、技术标准、示范建设等全方位措施,推进车联网的产

5、业化进程和规模应用。中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035年远景目标纲要提出:“积极稳妥发展工业互联网和车联网”。车联网与智能网联汽车、智慧交通、智慧城市建设紧密相关。如今,伴随蜂窝车联网(Cellular V2X,C-V2X)产业发展进入新阶段,规模应用与商业部署将成为行业主旋律,赋能我国汽车产业从新能源汽车的上半场转移到智能网联汽车的下半场,并从全球竞争中胜出。我国 C-V2X 车联网发展路径可以分近期和中远期两大阶段。近期通过车车协同、车路协同实现智能网联辅助驾驶,提高驾驶安全、降低事故率、提升交通效率;以及特定场景的中低速的智能网联无人驾驶,解决行业应用痛点。中远

6、期将结合人工智能、大数据等技术,融合感知和计算等技术,通过车联网助力单车智能实现车路云协同和网联智能,最终实现全天候、全场景的智能网联无人驾驶。因此,“5G+车联网”是汽车行业与交通行业变革的重要使能技术,我国将走出一条领先于发达国家的智能网联汽车和智能交通的发展模式,即基于 5G+C-V2X 的“聪明的车+智慧的路+协同的云”的车路云协同发展模式,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。本白皮书将着重探讨 C-V2X 车联网技术发展与产业实践,以期通过系统研究车联网全球发展态势、我国车联网发展情况、技术发展趋势及部署难题,对我国发展基于车

7、路云协同的智能网联汽车和智慧交通提出建设性建议。本报告内容涉及面广,可作为高校、研究机构以及汽车、交通、通信、互联网、集成电路等行业的技术产业发展参考,也可作为政府部门制定政策的参考。中国通信学会车联网委员会主任委员:2022 年 7 月目录目录缩略语.3一、全球车联网发展概况.5缩略语.3一、全球车联网发展概况.5(一)全球车联网迈入高速发展期.6(二)C-V2X 技术标准成为国际主流.8(三)C-V2X 车联网应用规模逐渐扩大.10二、我国 C-V2X 车联网发展概述.14二、我国 C-V2X 车联网发展概述.14(一)政策及发展规划持续利好.15(二)C-V2X 标准体系基本完善.17(

8、三)C-V2X 产业发展迈向纵深,多厂家供货环境已经形成.18(四)C-V2X 车端渗透逐渐提升,用户接受度逐渐提升.20三、C-V2X 车联网产业实践.21三、C-V2X 车联网产业实践.21(一)基础设施建设.231.封闭测试场与智能网联汽车示范区建设.242.车联网先导区建设.273.“双智”试点城市建设.33(二)车联网应用场景类别.36(三)典型应用实践.381.类型一:智能网联辅助驾驶.382.类型二:特定场景的中低速智能网联无人驾驶.403.类型三:支持全天候、全场景的智能网联无人驾驶.47四、技术预见.48四、技术预见.48(一)通信技术发展趋势.48(二)网络技术发展趋势.5

9、2(三)高精地图及定位等支撑技术发展趋势.53(四)车联网安全技术体系发展趋势.54五、工程难题.56五、工程难题.56(一)车联网工程建设存在一定组织和设施部署难题.56(二)车联网测试评估体系有待完善.56(三)车联网安全认证体系尚需发展完善以支撑车联网规模商用.57(四)运营层面尚处于早期,服务水平有待提升.58六、车联网发展政策建议.59六、车联网发展政策建议.59(一)C-V2X 车联网产业与技术发展面临的主要问题.59(二)车联网产业与技术发展建议.60参考文献.67参考文献.673缩略语缩略语3GPPThe 3rd Generation Partnership Project第三

10、代合作伙伴项目5GAAACCADASAEBAGVBRT5G Automotive AssociationAdaptive Cruise ContralAdvanced Driving Assistance SystemAutonomous Emergency BrakingAutomated Guided VehicleBus Rapid Transit5G 汽车协会自适应巡航控制系统高级辅助驾驶自动紧急制动系统自动导引运输车快速公交系统C-ITSChina ITS industry Alliance中国智能交通产业联盟C-V2XCellular V2X蜂窝车联网CACACertificate

11、 AuthorityConditional Automation认证中心有条件自动驾驶CAICVChina Industry Innovation Alliance for theIntelligent and Connected Vehicles中国智能网联汽车产业创新联盟CCSACIMChina Communications Standards AssociationCity Information Modeling中国通信标准化协会城市信息模型DSRCDirect Short-Range Communication直接短距离通信eMBBEnhance Mobile Broadband增强

12、移动宽带技术FCCGBAGNSSGISHMIFederal Communications CommissionGeneric Bootstrapping ArchitectureGlobal Navigation Satellite SystemGeographic Information SystemHuman Machine Interface美国联邦通讯委员会通用认证机制全球卫星导航系统地理信息系统人机界面IEEEInstitute of Electrical and ElectronicsEngineers电气和电子工程师协会ICVIGVIntelligent Connected Ve

13、hicleIntelligent Guided Vehicle智能网联汽车智慧型引导运输车IMT-2020International MobileTelecommunications-2020第五代移动通信技术4IMUINSInertial Measurement UnitInertial Navigation System惯性测量单元惯性导航系统ITSIntelligent Transportation System智能交通系统LTE-V2XLong Term Evolution V2X基于 LTE 的车联网MECMobile Edge Computing移动边缘计算NR-V2XOauthN

14、ew Radio V2XOauth open authentication基于新空口的车联网开放认证OBUOn Board Unit车载单元OTAOver The Air空中下载技术PKIPAPublic Key InfrastructurePartial Automation公钥基础设施部分自动驾驶RTKReal-Time Kinematic基准站差分定位RSURoad Side Unit路侧单元SAESociety of Automotive Engineers汽车工程学会TC/ITSTechnical Committee on Intelligent Transportsystem of

15、 Standardization Administration ofChina全国智能运输系统标准化技术委员会URLLCUltra Reliable Low Latency Communication低时延高可靠V2XVehicle to Everything车联网V2IVehicle to Infrastructure车到基础设施V2NVehicle to Network车到网络V2PVehicle to Pedestrian车到人V2VVehicle to Vehicle车到车5车联网(V2X,Vehicle-to-Everything)是实现车辆与周围的车、人、交通基础设施和网络等全方位

16、连接和通信的新一代信息通信技术。车联网通信包括车与车之间(V2V,Vehicle-to-Vehicle)、车与路之间(V2I,Vehicle-to-Infrastructure)、车 与 人 之 间(V2P,Vehicle-to-Pedestrian)、车与网络之间(V2N,Vehicle-to-Network)等。其中,V2V、V2I 和 V2P 等近程数据交互具有低时延、高可靠等特殊严苛的通信要求。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,提高驾驶安全、降低事故发生率,促进智能网联汽车与无人驾驶技术实现;另一方面通过构建智慧交通系统

17、,提升交通效率、改善交通管理、缓解环境污染等。C-V2X 是我国企业主导的车联网国际标准。基于 C-V2X 路侧单元(RSU)基础设施覆盖率及车载单元(OBU)终端渗透率提升,我国车联网产业在实践中正在迎来规模化落地。本报告分析了全球发展态势和我国发展现状,详细介绍了我国车联网产业具体如何实践落地,我们还对车联网产业发展态势和技术预见进行了预测,探讨了车联网工程建设中的重大难题,并提出了相关技术和产业政策建议。一、全球车联网发展概况一、全球车联网发展概况近些年,随着汽车传感器技术及车载计算技术等关键技术发展,汽车智能化水平大幅提升,而信息通信技术与汽车产业的深度融合加速了汽车网联化进程,即智能

18、网联汽车发展。目前,全球车联网产业6正处于高速发展阶段。本部分从政策法规、技术标准及示范建设等维度梳理以美、欧、亚为代表的全球车联网发展态势。(一)全球车联网迈入高速发展期(一)全球车联网迈入高速发展期在全球范围,车联网产业发展领先的国家和地区正在积极以政策支持产业发展,加快推进车联网、智能网联、自动驾驶等领域的标准制定,并积极推动产业落地,加快推动安全保障体系建立。其中,美国政府高度重视智能交通和智能网联汽车产业发展,已经明确将汽车智能化、网联化作为两大核心战略,推进产业落地应用,并出台一系列政策法规确保产业有序发展。目前,美国汽车工程师协会(Society of Automotive En

19、gineers,SAE)正在全力推进 C-V2X 技术委员会工作,相关示范应用活动规模展开。欧盟委员会通过建立合作智能交通系统平台(C-ITS,Cooperative-Intelligent Transport Systemsplatform)推进欧盟国家的车联网部署,促进整个欧盟范围内的投资和监管框架的融合。为协调部署和测试活动,欧盟国家和道路运营管理机构建立 C-Roads 平台(C-Road platform),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。欧盟车联网网络安全有关法规也计划在 2022 年开始实施。亚洲范围,日本政府重视自动驾驶汽车和车联网的发展,于 2021年

20、3 月 15 日公布了名为面向实现和普及自动驾驶的措施报告与方案,目标是 2025 年在 40 个地点实现多种区域、多样化车辆的无人自动驾驶服务(L4 级)。韩国制定长期车联网发展规划(Long-term ICVdevelopment plan up to 2040),其目标是在全国范围内实现智能道路7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。新加坡制定 2022“新城”计划(2022 new city plan),规划 2022年在全国范围进行自动驾驶的部署。美、欧、亚各地区与国家在智能网联汽车和智能交通领域相关的战略规划及相关政策,如表 1 所示:表 1 国外智能网

21、联汽车和智能交通战略规划及政策摘要表 1 国外智能网联汽车和智能交通战略规划及政策摘要国家国家/地区时间政策要点地区时间政策要点美国美国2019 年12 月,美国联邦通信委员会 FCC(Federal Communications Commission)表示将 5905-5925MHz 用于 C-V2X 车联网技术。2020 年1 月,美国交通运输部发布自动驾驶系统 4.0:确保美国自动驾驶汽车技术的领先地位。3 月,美国交通运输部发布智能交通系统(ITS)战略规划 2020-2025。2020版战略从强调自动驾驶和智能网联单点突破到新兴科技全面创新布局,着重推动新技术在研发-实施-评估全流程

22、示范应用。4 月,发布智能交通系统(ITS)战略规划 20202025,提出六大规划领域,在通信方面要关注 5G 等创新技术的快速发展和应用。11 月,决定将已经分配给 DSRC(Dedicated Short Range Communications)即IEEE 802.11p 的 5.9GHz 频段(5.850-5925MHz)划拨给 Wi-Fi 和 C-V2X 使用,其中 30MHz 带宽(5895-5925MHz)分配给 C-V2X,这标志着美国正式宣布放弃 DSRC 并转向 C-V2X。2021 年1 月,美国交通部发布自动驾驶汽车综合计划报告(简称综合计划),它是美国“自动驾驶 4

23、.0”国家计划的贯彻和执行,在安全优先、确保隐私和数据安全等十大原则基础上,美政府认为要保持自动驾驶领域的优势地位,就要加强创新。4 月,SAE International 宣布了一项重要更新,更新版的SAE 驾驶自动化分级针对先前的版本进行了更新完善,增加了一些新术语,实质性完善和澄清被误解的概念,以及将某些定义重组为更具逻辑性的分组。7 月,美国国家公路交通安全管理局发布规定,要求汽车制造商今后上报所有涉及汽车自动驾驶技术的事故信息,按事故严重程度分别限时一日内上报和每月上报。欧盟欧盟2020 年欧盟委员会公布可持续与智能交通战略。提出到 2030 年实现自动驾驶出行服务的大规模部署。具体

24、提出 10 大类 82 项倡议行动计划,有诸多倡议行动与智能网联汽车有关。2021 年10 月,ERTRAC 发布了最新欧盟自动驾驶技术路线图更新版征求意见稿Connected,Cooperative and Automated Mobility Roadmap。此次发布的草案提出了 2030 年目标应用,包括高速公路与运输走廊、限定区域、城市混合交通和乡村道路等 4 类关键应用场景。日本日本2020 年日本自动驾驶商业化研究会发布了 4.0 版实现自动驾驶的相关报告和方案。与利益相关方分享自动驾驶技术路线图,共同实现路线图目标。2021 年日本自动驾驶商业化研究会发布了 5.0 版实现自动驾

25、驶的相关报告和方案,报告介绍了日本在自动驾驶道路测试和示范应用方面取得的成绩,明确了下一步的四项重点工作。韩国韩国2019 年4 月,韩国出台促进和支持自动驾驶汽车商业化法,自 2020 年 5 月 1 日起正式实施。8国家国家/地区时间政策要点地区时间政策要点2020 年1 月,韩国国土交通部发布自动驾驶汽车安全标准(修订版),针对自动驾驶汽车的部分功能提出有条件自动驾驶车(L3 级)安全标准。(二)(二)C-V2X 技术标准成为国际主流技术标准成为国际主流车联网标准体系可分为无线和应用两大部分。目前,国际上主流的车联网无线通信技术有 DSRC(IEEE 802.11p)和 C-V2X 两条

26、技术路线,而应用层标准则由各国家和地区根据区域性的应用定义进行制定。相对 IEEE 802.11p,C-V2X 是国际主流移动通信标准组织 3GPP(The Third Generation Partnership Project)主导推动的、基于蜂窝网通信技术形成的 V2X 技术,既可实现长距离和更大范围的通信,又可实现车与车、车与路间的短距离通信。C-V2X 在技术先进性、高可靠性和低时延等性能及后续演进等方面更具优势。C-V2X 包含 LTE-V2X(Long Term Evolution V2X)和 NR-V2X(New Radio V2X),其中 LTE-V2X 最早由中国信科(原大

27、唐)陈山枝团队在 2013 年 5 月提出,是首个融合了蜂窝通信与短距直通通信的车联网技术,并确定了 C-V2X 系统架构及关键技术和技术路线。由大唐、华为等中国企业和 LG 等国际公司牵头推动,3GPP 分别于2017 年 3 月和 2018 年 6 月正式发布 Release 14(以下简称 R14)和R15 版本的 LTE-V2X 标准。3GPP 于 2018 年 6 月启动 NR-V2X 标准化工作,于 2019 年 3 月完成研究项目,于 2020 年 6 月 R16 标准冻结;同期,3GPP 启动 R17 研究,针对直通链路特性进一步增强,在92022 年 6 月冻结;3GPP R

28、18 等后续版本将持续演进。3GPP C-V2X标准演进时间表如图 1 所示。图图 1 3GPP C-V2X 标准演进时间表标准演进时间表C-V2X 作为后起之秀,以技术先进、性能优越以及可长期演进等优势获得产业界支持:中国企业主推 LTE-V2X 技术;美国电信运营商、福特等国际主流车企明确表示倾向于 LTE-V2X 技术;欧洲的奥迪、宝马、标致雪铁龙等国际主流车企也已转向支持 C-V2X 技术;日本 ITS 行业标准和产业组织 ITS-forum 宣布技术中立,将 LTE-V2X作为备选技术。然而随着 C-V2X 技术持续发展,产业参与度日益广泛,形势逐渐有所改变:美国取消分配给DSRC的

29、5.9GHz频段75MHz的带宽,并已将 5895-5925MHz 的 30MHz 分配给 C-V2X 车联网技术;欧洲也修改了 5.9GHz 频段使用,扩展 ITS 道路安全应用为5875-5925MHz,采用技术中立方式,不限制具体技术。综上,无论是 IEEE 主推的 802.11p 技术还是 3GPP 的 LTE-V2X技术,目前都已经完成技术研究和标准化制定,C-V2X 已经获得中美两大汽车与交通强国认可,处于超越态势。总体而言,车联网产业化的技术条件已具备,全球车联网产业化应用部署阶段逐渐进入爆发期。10(三)(三)C-V2X 车联网应用规模逐渐扩大车联网应用规模逐渐扩大产业化推进方

30、面,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的 5G 汽车联盟(5GAA),近些年一直致力于推动C-V2X 技术在全球的产业化落地(现阶段是 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,我国主要的通信设备制造商及电信运营商也是其成员,目前成员已达一百三十余家。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,欧洲车企技术实力突出、车企加速转型,中国跨界创新企业异军突起,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。全球车联网

31、产业布局如图 2 所示。图图 2 全球车联网产业布局全球车联网产业布局11具体产业实践中,各国纷纷通过建设和运营示范区、测试区等方式进行技术验证和商业模式探索,为后续产业化和商业化奠定基础。全球范围内,我国 C-V2X 已在上海、苏州、无锡等多个城市内举办了相关试验验证活动,且有些项目已真正面向用户落地应用。美国在佐治亚州、密歇根州科罗拉多州、加利福尼亚州等多个地区已经开展了大规模 C-V2X 相关测试活动;欧盟结合 5G 发展,设立系列车联网相关项目。日本在多个城市内正在探索 C-V2X 具体应用。韩国 K-City 已建成,针对 C-V2X 进行测试。各国、地区的验证示范项目情况如表 2

32、所示。表表 2 主要的区域性 C-V2X 试验情况(非详尽列表)主要的区域性 C-V2X 试验情况(非详尽列表)国家联合举办者要点国家联合举办者要点中国(上海)中国(上海)上海国际汽车城国家智能网联汽车(上海)试点示范区、福特、大唐电信集团C-V2X 试验验证。中国(上海嘉定)中国(上海嘉定)CAICV 中国智能网联汽车产业创新联盟、IMT-2020(5G)推进组C-V2X 工作组、上海国际汽车城(集团)有限公司3 家通信模组企业、8 家 LTE-V2X 终端企业、11家中外整车企业,共同完成了 LTE-V2X“跨通信模组、跨终端、跨整车(三跨)”互联互通应用展示活动。中国(上海嘉定)中国(上

33、海嘉定)IMT-2020(5G)推进组 C-V2X 工作组、中国智能网联汽车产业创新联盟、中国汽车工程学会、上海国际汽车城(集团)有限公司、5GAA10 家通信模组企业、28 家 C-V2X 终端企业、26家中外整车企业、6 家安全厂商、2 个 CA 平台,共同完成了 C-V2X“跨芯片模组、跨终端、跨整车、跨安全平台(四跨)”互联互通应用展示活动。中国(上海嘉定)中国(上海嘉定)中国智能网联汽车产业创新联盟、IMT-2020(5G)推进组 C-V2X 工作组、中国汽车工程学会、上海国际汽车城(集团)有限公司、全国汽车标准化技术委员会、CCSA 中国通信标准化协会、交通运输部公路科学研究院、5

34、GAA、德国汽车工业协会(VDA)120 余家国内外企业参与,充分反映了国内外C-V2X 产业链的不断扩展和成熟,跨界协同不断深化,在前期示范活动基础上,新增了大规模测试,重点测试验证车联网 C-V2X 规模化运行能力,开展多厂商 V2X 安全认证平台跨域互认互通,还增加了高精度地图和定位的应用,探索地图和定位传输面临的法规问题技术解决方案。中国(上海嘉定)中国(上海嘉定)嘉定区、上海汽车集团股份有限公司、大众汽车覆盖区内 1300 公里道路,3000 个 5G 基站用于C-V2X 试验。中国(苏州)中国(苏州)中国移动及其多个商业合作伙伴V2V 和 V2I 应用的试验,包括拥堵通知、使用路1

35、2国家联合举办者要点国家联合举办者要点侧基础设施以及云和边缘计算平台。中国(无锡)中国(无锡)无锡市、中国移动无锡的全市 C-V2X 项目,涵盖城市地区的道路交通基础设施、智能交通管理系统和联网车辆。还在一个特别建造的试验场测试和开发 C-V2X。无锡被工业和信息化部指定为中国首个国家级车联网试验区。中国(沪苏锡)中国(沪苏锡)IMT-2020(5G)推进组 C-V2X 工作组、中国智能网联汽车产业创新联盟、中国汽车工程学会、C-ITS 中国智能交通产业联盟、CCSA 中国通信标准化协会、全国汽车标准化技术委会、苏州市相城区人民政府、上海国际汽车城(集团)有限公司国内首次三地联动、跨域协同的

36、C-V2X 规模化先导应用实践。中国(天津)中国(天津)在工业和信息化部网络安全管理局的指导下,中汽数据有限公司联合中国信息通信研究院与多家企业包括大唐高鸿智联科技(重庆)有限公司、长沙智能驾驶研究院有限公司等多家企业开展车联网 C-V2X 安全验证活动:通过实时路测形式对车联网安全通信水平进行验证苹果,为车联网身份认证和安全信任体系的构建提供标准、技术和场景支持。中国香港特别行政区中国香港特别行政区中国香港政府、香港电讯部署独立的 5G 网络,包括配备 C-V2X RSU 的 14km路段。实时交通智能应用。美国(佐治亚州阿尔法雷塔)美国(佐治亚州阿尔法雷塔)基础设施汽车测试实验室(Infr

37、astructure AutomotiveTest Laboratory,iATL),由基础设施公司 Applied Information发起,包括汽车制造商、供应商(如高通、Autotalks)和运输基础设施制造商超过 78.5 平方英里的 C-V2X 生态系统和应用/功能测试,包括 30 个交通信号和 11 个学校区。美国(密歇根州安娜堡)美国(密歇根州安娜堡)密歇根大学、Verizon、福特、电装、丰田和其他公司的 Mcity 测试设施为 OmniAir C-V2X 认证进行联网车辆技术和现场测试的多次试验和测试。美国(密歇根州安娜堡)美国(密歇根州安娜堡)密歇根大学交通研究所、Ite

38、ris签订智能移动和安全计划合同,规划为期三年、耗资 2000 万美元的项目,Iteris 将为密歇根州安娜堡的 20 多个信号交叉口配备其支持 V2X 的检测技术,推动 V2X 技术发展。美国(科罗拉多州)美国(科罗拉多州)科罗拉多州运输部、高通、松下、福特、奥地利交通技术公司Kapsch、西班牙汽车系统和零部件公司 Ficosa在丹佛市的松下“CityNOW”智慧城市项目总部选定道路部署 C-V2X,并在沿 70 号州际公路山区走廊特定区域部署 C-V2X。Kapsch 提供 100 套C-V2X RSU,Ficosa 提供 500 套 C-V2X OBU。美国(加利福尼亚州康特拉科斯塔)

39、美国(加利福尼亚州康特拉科斯塔)康特拉科斯塔运输管理局、Verizon、日产使用边缘计算和 5G 网络的实时紧急驾驶员通知C-V2X 应用。美国(亚特兰大、美国(亚特兰大、Verizon、亚马逊网络服务、5G 移动边缘计算(MEC)支持高级驾驶辅助服务13国家联合举办者要点国家联合举办者要点波士顿、达拉斯、迈阿密、纽约、旧金山、华盛顿)波士顿、达拉斯、迈阿密、纽约、旧金山、华盛顿)汽车操作系统开发商 RenovoMotors、汽车技术公司 Savari、LG 电子(ADAS)以及驾驶员和行人系统的 C-V2X 试验。美国(夏威夷檀香山)美国(夏威夷檀香山)夏威夷运输部、夏威夷大学工程学院、高通

40、、基础设施公司 AppliedInformation多个 C-V2X 应用的测试:红灯警告、行人和自行车碰撞警告、紧急车辆优先、交通信号优先、交通队列警告、智能手机应用以及信号相位和定时。美国(拉斯维加斯)美国(拉斯维加斯)拉斯维加斯市、V2X 解决方案企业Commsignia、南内华达州区域交通委员会、高通C-V2X 直通通信试验,用于信号相位、定时和交通信息应用。美国(圣地亚哥)美国(圣地亚哥)AT&T、诺基亚、福特、美国交通设备控制公司 McCainC-V2X 相关试验。美国(弗吉尼亚)美国(弗吉尼亚)高通、弗吉尼亚州交通局、奥迪部署(从 2020 年第三季度开始)5.9 GHz 频段的

41、C-V2X 基础设施,用于试验安全用例(针对建筑工人和司机)。美国(亚特兰大)美国(亚特兰大)5GAA多厂家厂商共同开展了 5GAA Atlanta LiveDemos,展示了一些基于 V2X 的道路安全类应用。英国英国沃达丰、HORIBA MIRA(汽车工程、研究和测试服务的全球供应商)沃达丰为 HORIBA MIRA 测试跑道的 C-V2X 测试创建一个具有移动边缘计算的专用 5G 网络。欧洲(多个国家)欧洲(多个国家)欧盟各运输机构、德国电信、斯柯达、沃达丰德国公司欧盟 C-ROADS 项目,包括 C-V2X 试验。欧洲(法国、德国和卢森堡)欧洲(法国、德国和卢森堡)奥迪、爱立信、高通、

42、交通技术集团 SWARCO 和凯泽斯劳滕工业大学,加上当地的交通部由法国生态和包容性转型部、德国联邦交通和数字基础设施部(BMVI)、卢森堡移动和公共工程部以及卢森堡经济部主办的三边 C-V2X 测试平台,欧洲首个摩托车、汽车和路侧基础设施间的C-V2X 直通通信互操作性现场演示。法国、德国和卢森堡跨境 C-V2X 演示。欧洲(欧洲(荷兰、比利时、法国、德国、西班牙)荷兰、比利时、法国、德国、西班牙)来自整个价值链的近 30 家公司使用 C-V2X 和 ITS-G5 和 C-V2X(CONCORDA)测试重型车辆队列的 V2V。欧洲(德国和意大利)欧洲(德国和意大利)来自整个价值链的 25 家

43、公司5G CARMEN 项目跨界 5G、C-V2X、C-ITS 互操作性试验。博洛尼亚到慕尼黑。德国德国德国电信、沃达丰、华为、博世、大陆、Fraunhofer ESK、诺基亚、ConVeX 财团(奥迪、爱立信、高通、交通技术集团 SWARCO 和凯泽斯劳滕大学)、德国交通部数字 A9 高速公路试验台,各方用于测试互联车辆应用,包括 C-V2X。德国(Klettwitz)德国(Klettwitz)三星、华为、沃达丰、福特、LG电子、Dekra 技术中心(Lausitzring 测试赛道)面向自动驾驶应用的 5G 网络。德国(Klettwitz)德国(Klettwitz)德国机动车监督协会(DE

44、KRA)、5GAA、欧洲电信标准协会(ETSI)在实验室和场外进行了 226 个场景的 C-V2X 互操作性测试,25 家公司参与了现场和远程测试,测试成功率 93%。互操作性测试的目标是检查不同14国家联合举办者要点国家联合举办者要点厂商的 C-V2X OBU、RSU 和公钥基础设施(PKI)是否可以协同工作并提供标准中指定的功能。与此同时,5GAA 组织了一场关于“C-V2X 互操作性和部署”的研讨会,汇集了 C-V2X 生态系统中的主要参与者(也包括政府相关机构)。利益相关者讨论了 C-V2X 在汽车行业的未来以及“认证”在 C-V2X 技术部署中的作用。意大利(都灵)意大利(都灵)都灵

45、市及多个商业合作伙伴,包括意大利电信、西班牙电信、BT/EE、思科、凯捷、哈曼和 Stellantis集团(菲亚特克莱斯勒与标致雪铁龙的合体)多运营商互通试验及其对等待时间的影响:移动边缘计算应用和不同移动网络之间的互操作性;漫游。澳大利亚(维多利亚)澳大利亚(维多利亚)维多利亚州政府、州政府机构VicRoads、交通事故委员会(Transport AccidentCommission,TAC)、澳洲电信和雷克萨斯澳大利亚公司C-V2X 道路测试。日本日本大陆、爱立信、日产、NTT DOCOMO、OKI、高通C-V2X 在 JARI 城和 JARI 筑波赛道的试验。日本(北海道)日本(北海道)

46、软银、斯巴鲁支持“合并车辆辅助”功能的 5G C-V2X 和移动边缘计算试验。日本(御殿场市)日本(御殿场市)NEC、御殿场市具有高速视频、AI 和 RSU 的专用私有 5G 网络,支持基于视频/图像的 C-V2X 应用。韩国韩国韩国交通安全局、SK 电信、KT、三星、韩国电信运营商 LG UplusK-City,一个专门为 5G 网络的自动驾驶汽车测试而建造的城市,包括针对 C-V2X 的 5G 测试。综上,美国、欧洲、日本、韩国等汽车发达国家纷纷通过开展测试示范区建设,模拟多种道路和场景,验证在实际运行及运营中关键系统的技术能力,进一步加速车联网产业化进程。二、我国二、我国 C-V2X 车

47、联网发展概述车联网发展概述近年来,我国在汽车制造、通信与信息以及道路基础设施建设等方面取得迅速发展。汽车制造领域,我国汽车产业在产销整体规模保持世界领先,自主品牌市场份额逐步提高,核心技术不断取得突破。信息通信领域,经过 3G 突破、4G 并跑的发展阶段,我国通信企业已跻身世界领先地位,在国际 C-V2X、5G 等新一代通信标准制定中15发挥着越来越重要的作用。基础设施建设方面,我国宽带网络和高速公路网快速发展、规模位居世界首位,北斗卫星导航系统可面向全国提供高精度时空服务。为加快推进车联网网络安全保障能力建设,工业和信息化部开展了车联网身份认证和安全信任试点工作,构建车联网身份认证和安全信任

48、体系,推动商用密码应用,保障 C-V2X 通信安全。可见,我国具备推动车联网产业发展的基础环境,能够推动具有核心知识产权的 C-V2X 车联网技术发展。我国基于 C-V2X 技术的车联网产业已形成完备的产业生态,多厂家供货环境形成,具备规模商业化基础。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。(一)政策及发展规划持续利好(一)政策及发展规划持续利好我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。我国成立的国家制造强国建设领导小组车联网

49、产业发展专项委员会,由 20 个部门和单位组成,负责组织制定车联网发展规划、政策和措施,协调解决车联网发展重大问题,督促检查相关工作落实情况,统筹推进产业发展。国务院和工业和信息化部(工信部)、交通运输部、科学技术部(科技部)、发展和改革委员会(发改委)、住房和城乡建设部(住建部)、公安部等部委出台一系列规划及政策推动我国车联网产业发展,部分重要政策与规划如表 3 所示。16表表 3 我国车联网产业政策及规划(部分)我国车联网产业政策及规划(部分)时间政策及要点时间政策及要点2019 年 2 月工业和信息化部支持创建江苏(无锡)车联网先导区,落实车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划,加快推动

50、车联网产业发展。2019 年 9 月中共中央、国务院印发了交通强国建设纲要,加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)研发,形成自主可控完整的产业链。2020 年 2 月发改委、工信部、科技部等十一个部委共同发布智能汽车创新发展战略,提出我国智能交通和智能网联汽车发展战略目标。2020 年 3 月工业和信息化部发布关于推动 5G 加快发展的通知,促进“5G+车联网”协同发展。2020 年 9 月国务院办公厅发布关于以新业态新模式引领新型消费加快发展的意见,推动车联网部署应用。2020 年 10 月中共中央、国务院发布关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见,“发挥行业协会商会作用,

51、推动人工智能、可穿戴设备、车联网、物联网等领域数据采集标准化”。2020 年 11 月国务院办公厅发布新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年),“加快基于蜂窝通信技术的车辆与车外其他设备间的无线通信(C-V2X)标准制定和技术升级”。2021 年 2 月中共中央、国务院发布国家综合立体交通网规划纲要。纲要提到:到 2035 年,基本建成泛在先进的交通信息基础设施,交通基础设施数字化率达到 90%,智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)的技术达到世界先进水平。2021 年 3 月发改委等多部门联合印发加快培育新型消费实施方案,提出协同发展智慧城市与智能网联汽车,打造智慧出行平台“车

52、城网”。2021 年 5 月住建部和工信部发布“关于确定智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展第一批试点城市的通知”,确定北京、上海、广州、武汉、长沙、无锡等 6 个城市为第一批试点城市。2021 年 7 月工信部、公安部、交通运输部联合发布 智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行),规定进行道路测试前,道路测试主体应确保道路测试车辆在测试区(场)等特定区域进行充分的实车测试,符合国家、行业相关标准规范,省、市级政府相关主管部门发布的测试要求以及道路测试主体的测试评价规程,具备进行道路测试的条件。2021 年 7 月工信部等十部门联合发布5G 应用“扬帆”行动计划(2021-2023 年

53、),提出加快提升C-V2X 通信模块的车载渗透率和路侧部署。加快探索商业模式和应用场景,支持创建国家级车联网先导区,推动车联网基础设施与 5G 网络协同规划建设,选择重点城市典型区域、合适路段以及高速公路重点路段等,加快 5G+车联网部署,推广 C-V2X 技术在园区、机场、港区、矿山等区域的创新应用。2021 年 8 月工信部发布关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见,提出压实企业主体责任,加强汽车数据安全、网络安全、软件升级、功能安全和预期功能安全管理,保证产品质量和生产一致性,推动智能网联汽车产业高质量发展。2021 年 9 月工信部发布关于加强车联网网络安全和数据安全工作的通

54、知,通知指出,车联网是新一代网络通信技术与汽车、电子、道路交通运输等领域深度融合的新兴产业形态。在产业快速发展的同时,车联网的安全风险日益凸显,车联网安全保障体系亟须健全完善。2021 年 9 月交通运输部印发交通运输领域新型基础设施建设行动方案(20212025 年),依托京哈、京港澳、杭绍甬、沈海、沪昆、成渝、海南环岛等国家高速公路重点路段以及京雄高速、济青中线等城际快速通道开展智慧公路建设,提升路网运行管理水平,降低事故发生率,缓解交通拥堵,提升通行效率。2021 年 11 月工信部印发“十四五”信息通信行业发展规划。其中,多处提及促进车联网发展,包括加快车联网部署应用、支持新型城市基础

55、设施建设和加强网络安全保障体系等车联网发展措施,促进车路网协同发展。2021 年 12 月国家标准化管理委员会、中央网信办、科技部、商务部等 10 部门印发“十四五”推动高质量发展的国家标准体系建设规划,指出要加快完善智能网联汽车标准体系,加快智能驾驶辅助、自动驾驶、汽车无线充电、车用操作系统、网联通信、信息安全等标准研制。2021 年 12 月住建部、工信部印发通知公布第二批“双智”试点城市,确定重庆、深圳、厦门、南京、济南、成都、合肥、沧州、芜湖、淄博 10 个城市入选。17中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要提出“积极稳妥发展工业互联网和车联网”。正

56、值“十四五”发展重要阶段,结合规划,各地针对车联网产业出台了一系列政策及规划,以更好推进车联网产业发展落地,如表 4 所示。表表 4 各地“十四五”规划中有关车联网产业政策及规划(部分)各地“十四五”规划中有关车联网产业政策及规划(部分)省市政策内容时间省市政策内容时间北京市北京市“十四五”时期高精尖产业发展规划、北京市关于加快建设全球数字经济标杆城市的实施方案2025 年智能网联汽车产值突破 7000 亿元,智能网联汽车(L2 级以上)渗透率达到 80%。“十四五”时期完成 1000 公里智能网联道路建设,率先成为道路智联领先城市。2021 年 8 月 11 日,2021 年 7 月 30

57、日上海市上海市先进制造业发展“十四五”规划2025 年智能网联汽车总体技术水平和应用规模达到国际领先,实现特定场景的商业化运营。2021 年 7 月 5 日广东省广东省制造业高质量发展“十四五”规划以广州、深圳、惠州、东莞、韶关、肇庆等城市为依托,加快布局发展智能网联汽车。2021 年 7 月 30 日江苏省江苏省“十四五”新型基础设施建设规划“十四五”时期车联网覆盖道路从 770 公里提高到 2000 公里。2021 年 8 月 10 日山东省山东省“十四五”综合交通运输发展规划、山东省“十四五”战略性新兴产业发展规划加快以智能设施、车路协同、船岸协同等技术为特征的“智慧高速”“智慧港口”两

58、个试点工程建设。建设城市道路、建筑、公共设施融合感知体系,打造基于城市信息模型、融合城市动态和静态数据于一体的“车城网”平台。2021 年 7 月 19 日湖南省湖南省“十四五”战略性新兴产业发展规划支持长株潭城市群等重点区域在公交车、公务车等公共服务领域率先推广应用新能源及智能网联汽车。2021 年 8 月 19 日安徽省安徽省新能源汽车产业发展行动计划(2021-2023 年)支持合肥、芜湖、安庆、宣城等地建设智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展试点城市、智能网联汽车测试区。2021 年 6 月 26 日重庆市打造全国一流新能源和智能网联汽车应用场景三年行动计划(20212023 年)全

59、市新建车路协同道路长度超过 1000 公里、改造路口数量超过 1200 个,智慧高速建设超过 500 公里。2021 年 6 月 30 日(二)(二)C-V2X 标准体系基本完善标准体系基本完善在汽车、智能交通、通信及交通管理四方标委会积极合作下,我国 C-V2X 标准化工作取得积极进展,核心技术和设备标准制修订基本完成。中国通信标准化协会(China Communications StandardsAssociation,CCSA)围绕互联互通和基础支撑,体系化布局并完成了 C-V2X 总体架构、空中接口、网络层与消息层、多接入边缘计算、安全等相关的标准化工作。18在 C-V2X 融合应用标

60、准方面,在国家制造强国建设领导小组车联网产业发展专委会指导下,工信部、公安部、交通运输部、国家标准化管理委员会联合组织制定并发布 国家车联网产业标准体系建设指南及各分册,促进 C-V2X 技术标准在汽车、交通、公安等跨行业领域的应用推广。相应地,汽车、通信、智能运输系统、道路交通管理等相关各领域的标准化技术委员会正在加快开展重要标准制订工作。在车联网安全标准方面,工信部印发了关于车联网网络安全和数据安全标准体系建设指南的通知,用于指导车联网安全相关标准研制。该指南是网络安全法、数据安全法、关键信息基础设施安全保护条例等多项法律法规在车联网领域的具体落地延伸,将为车联网产业安全健康发展提供支撑。

61、(三)(三)C-V2X 产业发展迈向纵深,多厂家供货环境已经形成产业发展迈向纵深,多厂家供货环境已经形成C-V2X 产业链从狭义上来说主要包括通信芯片、通信模组、车载终端与路侧设备、测试认证以及运营服务等环节,这其中包括了芯片厂商、设备厂商、主机厂、方案商、电信运营商等众多参与方。此外,若考虑到完整的 C-V2X 应用实现,还需要若干产业支撑环节,主要包括科研院所、标准组织、投资机构以及关联的技术与产业。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、测试与认证、CA(CertificateAuthority,认证中心)安全、

62、应用与平台、整车19制造、高精度定位及地图服务等为主导的完整产业生态,目前的产业链地图如图 3 所示。注:宸芯科技、高鸿智联、大唐联仪均为中国信科集团旗下从事车联网业务的公司图图 3 C-V2X 产业地图产业地图截至目前,依托 C-V2X 技术,我国车联网产业链条日渐完善,多厂家供货环境已经形成,从 C-V2X 车联网芯片到通信模组、终端和路侧设备具备较强商业化能力。目前中国信科(原大唐)、华为等企业已经研制出了车规级通信芯片,多个厂家已发布提供基于各自芯片的通信模组;在车载终端和路侧设备层面,行业梯队早已形成,包括中国信科(原大唐)、华为、德赛西威、东软、金溢科技、千方科技、万集科技、星云互

63、联等多家企业也正积极推广部署产品落地应用。在测试验证体系打造上,中国信息通信研究院等相关单位积极部署,为推动产业发展提供了可靠的技术保证。在互联互通测试活动中,20由 IMT-2020(5G)推进组 C-V2X 工作组推进的“三跨”、“四跨”、“新四跨”和“2021 C-V2X 四跨(沪苏锡)先导应用实践活动”,汇集了产业链上下游企业,共同搭建技术验证平台,面向 C-V2X 产业化开展创新技术和标准的验证,通过跨产业、大规模的测试示范,促进了 C-V2X 产业相关整车、模组、终端、安全、地图、定位等企业的协同和跨界融合产业生态体系建立,这表明我国具备了实现LTE-V2X 相关技术商业化的基础。

64、在 CA 平台和安全服务打造上,包括 Apollo、信长城、数字认证、中国信通院等相关企业单位积极布局,为保障车联网安全体系建立发挥价值。此外,在应用平台打造上,百度、阿里、腾讯等企业已经展开布局。(四)(四)C-V2X 车端渗透逐渐提升,用户接受度逐渐提升车端渗透逐渐提升,用户接受度逐渐提升从产业发展情况来看,目前随着智能网联汽车技术持续推进,C-V2X 量产前装已经成为车企共识。智能网联汽车技术路线图 2.0规划:到 2025 年 PA(Partial Automation,部分自动驾驶)、CA(Conditional Automation 有条件自动驾驶)级智能网联汽车渗透率持续增加,到

65、 2025 年达 50%,2030 年超过 70%,2025 年 C-V2X 终端的新车装配率达 50%,2030 年基本普及。在 C-V2X 技术应用与商业化探索上,多家车企均已深入展开 C-V2X 研究并推动量产。福特汽车携车型 EVOS 已在无锡、长沙、广州、西安等城市智能网联汽车开放测试道路上进行基于 C-V2X 技术的车路协同商业探索。福特透露,2025 年前 50%新车会配备 V2X。21在无锡 2021 世界物联网博览会期间,奥迪也向外界展示了在公开道路下 13 个使用场景内融合 V2X 信号的 L4 自动驾驶。通过 6.5 公里自动驾驶路线上的 13 个应用场景,奥迪展示了 V

66、2X 如何提高驾驶安全性、舒适度和交通流畅度。奥迪透露,计划向中国市场推出配备5G 模块和 C-V2X 功能的奥迪 A7L 和奥迪 A6L,将在未来把相关硬件及功能推广至更多量产车型。纵观国内市场,数据显示,到 2021 年,已有十几家车企宣布C-V2X 量产车型计划,包括一汽红旗、上汽通用、上汽奥迪、长城汽车、蔚来等多家车企。表表 5 部分代表企业布局情况部分代表企业布局情况车企型号车企型号一汽红旗 E-HS9上汽通用别克 GL8 Avenir上汽飞凡 R7MARVEL R上汽奥迪A7LA6L广汽Aion V福特全新探险者锐界 PLUS蔚来ET7长城汽车WEY 摩卡华人运通高合 HiPhi

67、X北汽蓝谷极狐阿尔法 S2022 年 4 月,中汽中心发布的中国新车评价规程(C-NCAP)路线图(20222028 年)中,认可使用 C-V2X 技术实现主动安全场景。22三、三、C-V2X 车联网产业实践车联网产业实践在实际产业实践中,C-V2X 是智慧交通和智能驾驶的关键使能技术。目前,无论是汽车领域的自动驾驶分级,还是交通领域的道路网联化、智能化,都迫切需要 C-V2X 为其提供基础性的通信和连接支撑能力,以实现各个分级中所需要的信息实时共享与交互、协同感知和协同控制。例如,自动驾驶分级中,根据车辆运动的控制主体、目标和时间探测与响应、设计运行范围等,分无自动化、辅助驾驶、部分自动驾驶

68、、有条件自动驾驶、高度自动驾驶、完全自动驾驶。在自动驾驶的逐级演进和不同的道路网联化、智能化水平中,C-V2X所发挥的作用,从车车、车路、车云间的信息实时共享与交互,发展至实现异构多域、多源数据的协同感知,进而实现网联的协同决策甚至协同控制。C-V2X 作为智慧交通和智能驾驶的重要使能技术,与移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)等其他 5G 关键技术一起,与依赖车载感知与计算设备的单车智能技术相比,能够以更低的成本为智慧交通和智能驾驶提供更广泛、更精确的信息感知,以及更强大的网联智能。车联网基础设施建设由点到面不断完善,与 5G、北斗等基础设施逐渐实现融合,形成车

69、路网云协同应用环境,为智能驾驶和智慧交通新应用、新业态提供支撑。总体而言,基于完善的基础设施建设及C-V2X 技术实施路径规划,车联网产业应用正式进入规模化运营阶段。23中国 C-V2X 车联网产业将经历近期和中远期两个发展阶段:近期通过车车协同、车路协同支持智能网联辅助驾驶和特定场景的中低速智能网联无人驾驶。辅助驾驶安全是在城市道路和高速公路,针对乘用车和营运车辆,赋能车-车、车-路信息实时共享与交互,降低事故率,提高交通效率,由 LTE-V2X 和 4G 或 5G eMBB(enhancedMobile Broadband,增强移动宽带技术)蜂窝支持;特定区域、特定场景中商用车的中低速自动

70、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RoboTaxi,提高生产效率,降低成本,由 LTE-V2X 和 5G eMBB 支持。中远期将结合人工智能、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,最终实现全天候、全场景的智能网联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。本部分内容将从基础设施建设、应用场景类别、应用实践等维度对目前车联网产业实践进行细致分析。(一)基础设施建设(一)基础设施建设截至目前,我国在车联网产业实践上已经取得了一定进展,围绕测试示范区、先导

71、区、双智城市的建设初具规模,全国各省市已经开展了大规模、多场景的车联网应用,建设融入区域优势和特色的车路协同车联网应用示范基地。交通运输部数据显示,工业和信息化部、交通运输部、公安部等部门积极协同推动,并与地方政府合作,在全24国先后支持建设上海、重庆、长春、北京等 16 个智能网联汽车测试示范区,还有多个城市级及企业级测试示范点及封闭测试场的建设也已经逐步展开。数据显示,截至 2021 年,我国已开放 3500 多公里测试道路,发放 700 余张测试牌照,道路测试总里程超过 700 万公里。我国已经建设了四个国家级车联网先导区,包括江苏无锡、天津西青、湖南长沙、重庆两江。在综合推进发展中,2

72、021 年,住房和城乡建设部、工业和信息化部分两批确定 16 个智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展试点城市(简称“双智城市”)。经过近些年发展,车联网示范区已经覆盖全部一线和中东部二线城市,辐射效应已经形成。1.封闭测试场与智能网联汽车示范区建设1.封闭测试场与智能网联汽车示范区建设随着智能网联汽车技术不断发展和测试验证体系的不断丰富,为满足智能网联汽车测试主体实际道路测试的需求,2018 年 4 月,工信部、公安部、交通部联合发布 智能网联汽车道路测试管理规范(试行),规范要求测试车辆在开展实际道路测试前应在封闭道路、场地等特定区域进行充分的实车测试,规定了 14 个检测项目(包括 9个

73、必测项和 5 个选测项),并由国家或省市认可的从事汽车相关业务的第三方检测机构进行检测验证。为此,各地政府积极推进封闭测试场的建设。截至目前,工信部、公安部、交通部已单独或联合支持、授牌了16 家封闭测试场,具体包括工信部支持 9 家(上海、浙江、京冀、重庆、吉林长春、湖北武汉、广东广州、四川成都、湖南长沙),工25信部和公安部联合支持 1 家(江苏无锡),工信部和交通部联合授牌3 家(上海临港、湖北襄阳、江苏泰兴),交通部支持 3 家(北京、重庆、西安)。各个封闭测试场地理分布和相关信息如图 4 所示:图图 4 智能网联汽车封闭测试场地理分布表 6 工信部、公安部、交通部单独或联合支持、授牌

74、的 16 家测试场智能网联汽车封闭测试场地理分布表 6 工信部、公安部、交通部单独或联合支持、授牌的 16 家测试场测试示范场名称省市审批测试示范场名称省市审批/支持方支持时间支持方支持时间/授牌时间建设背景实际建成时间运营主体授牌时间建设背景实际建成时间运营主体/建设主体建设主体国家智能网联汽车(上海)试点示范区上海工信部2015年7月新建2016年6月上海淞泓智能汽车科技有限公司浙江5G车联网应用示范区浙江桐乡、杭州工信部2015年9月新建2018年9月北京赛目科技有限公司国家智能汽车与智慧交通(京冀)示范区北京工信部2016年1月新建海淀:2018年2月亦庄:2019年5月徐水:2018

75、年11月北京智能车联产业创新中心有限公司河北保定长城汽车股份有限公司国家智能汽车与智慧交通应用示范公共服务平台重庆工信部2016年1月新建2016年11月中国汽车工程研究院股份有限公司国家智能网联汽车应用(北方)示范区吉林长春工信部2016年11月新建2017年8月启明信息技术股份有限公司国家智能网联汽车(武汉)测试示范区湖北武汉工信部2016年11月新建建设中武汉市经济开发区政府(示范区工作专班)广州市智能网联汽车与智慧交通应用示范广东广州工信部2017年4月新建规划中广州市智能网联汽车示范区运营中心有限公司26区国家智能交通综合测试基地(无锡)江苏无锡工信部公安部2017年8月新建建设中公

76、安部交通管理科学研究所中德合作智能网联汽车车联网四川试验基地四川成都工信部2017年11月新建建设中成都紫荆花开智能网联汽车科技有限公司国家智能网联汽车(长沙)测试区湖南长沙工信部2018年11月新建2018年6月湖南湘江智能科技创新中心有限公司自动驾驶封闭场地测试基地(北京)北京交通部2018年7月改建已建成交通部公路科学研究院自动驾驶封闭场地测试基地(重庆)重庆交通部2018年7月改建已建成重庆车辆检测研究院有限公司自动驾驶封闭场地测试基地(西安)陕西交通部2018年7月改建已建成长安大学智能网联汽车自动驾驶封闭场地测试基地(泰兴)江苏泰兴工信部交通部2019年9月改建2018年8月中质智

77、通检测技术有限公司智能网联汽车自动驾驶封闭场地测试基地(襄阳)湖北襄阳工信部交通部2019年9月改建建设中襄阳达安汽车检测中心有限公司智能网联汽车自动驾驶封闭场地测试基地(上海)上海工信部交通部2019年9月新建2019年4月上海临港智能网联汽车研究中心有限公司其中,上海、京冀、重庆、长春、长沙等测试示范区,江苏泰兴、上海临港等测试基地起步较早,已经投入实际运营。其他测试示范区、测试基地也在积极开展规划建设。目前,相关运营主体不断完善场地建设和基础设施布局,强化软硬件部署,加快开展测试验证工作,在提供委托研发测试服务、为道路测试提供检测支撑等方面发挥了重要作用,为技术的成熟化商用奠定了坚实基础

78、。为解决智能网联汽车各个封闭测试场之间测试结果不互认、测试数据不共享等问题,提高测试效率,实现资源共享、结果互认,减轻测试主体负担。2019 年 10 月,16 家国家级智能网联汽车测试区(场)27联合发出智能网联汽车测试区(场)共享互认倡议,推动测试区(场)测试结果互认,促进测试区(场)测试数据共享,加强测试区(场)交流与合作,提升测试区(场)测试和服务水平。截至目前,跨地区数据共享架构体系已经确立,进一步推动数据共享和业务协同。2.车联网先导区建设2.车联网先导区建设车联网先导区建设过程中,各地均以 C-V2X 车联网新型基础设施建设为主要抓手,逐渐形成以新基建建设为基础、以智能交通车路协

79、同应用为牵引、以本地产业链条构建为导向的良性生态循环。从当前四个国家级车联网先导区建设情况来看:江苏(无锡)车联网先导区进行大规模试点验证,一期项目建设完成,目前在探索二期的商用化、可落地场景;湖南(长沙)车联网先导区,从立足“双100”(100 公里智慧高速、100 平方公里城市开放道路)目标,构建C-V2X 网络,优先推动公交、出租等公共服务车辆的应用场景创新,取得了阶段性进展;天津(西青)车联网先导区,完成 60 余个全息感知路口车路协同功能改造,实现多厂家设备互联互通规模化部署。西青区将加快先行先试,不断扩大 C-V2X 车联网覆盖范围、提升车载终端渗透率,加大关键技术研发和标准制定,

80、促进成果转化落地,实现低速智慧物流车、清扫车、智慧公交等一批场景示范运营;重庆(两江新区)车联网先导区,2021 年 1 月获批建设,主打复杂道路交通特征和特殊路况的全场景测试和规模化商用,目前正处于起步建设阶段。两江新区正按照“项目化、清单化、标准化”的要求,同步28推开“三区一线两点”的路端、场景端和平台端建设,打造三大类应用场景。(1)国家级车联网先导区发展情况)国家级车联网先导区发展情况1)江苏(无锡)车联网先导区发展情况。无锡市依托车联网(LTE-V2X)城市级示范应用项目开展车联网先导区建设,对主要道路近 700 个路口进行了红绿灯信号机升级改造,通过 C-V2X 车联网开放多项交

81、通管控信息,实现了红绿灯诱导通行、危险路段预警等应用服务,并计划在下一步继续扩大建设规模。通过建设车联网先导区,无锡市最大限度的开放了交管数据信息,首次打通了车联网跨行业数据交互的接口,推动不同行业标准的协同。2)天津(西青)车联网先导区发展情况。天津市西青区积极促进车联网产业发展,聚集了部分 C-V2X 车联网优势企业,以及中国汽车技术研究中心等标准制修订、测试验证服务机构,加快智能网联汽车行业关键急需标准制定和验证,加强测试评价体系建设,促进行业管理制度和规范的完善。目前西青区已启动“智能基础设施及应用平台建设工程项目”建设,规模化建设部署车联网基础设施。到 2023年,天津市将打造形成

82、2 至 3 个车联网产业集聚区,培育一批实力较强的龙头企业,车联网应用场景覆盖区域不低于 600 平方公里。3)湖南(长沙)车联网先导区发展情况。湖南长沙完成了约 100公里高速公路、100 平方公里范围内城市开放道路的 C-V2X 和路侧智能化改造建设;实现了 2400 余辆公交车的网联化、智能化改造,投入了 40 余辆高等级自动驾驶出租车在开放道路测试示范,通过在29公交、出租等公共出行领域推广车联网应用,提升城市智能化水平,改善群众出行体验。招引并培育百度、星云互联、舍弗勒等企业为代表的产业生态,促进了长沙市车联网产业发展。4)重庆两江新区国家级车联网先导区发展情况。该先导区于2021年

83、 1 月获得工信部批复。先导区建设分成两个阶段进行,一阶段在2021 年 8 月完成,二阶段计划在 2022 年 12 月份完成。在两江新区八大街道、悦来国际会展城、龙兴鱼复片区、协同创新区、保税港、果园港、水土开发区建设 C-V2X 车联网基础设施,覆盖 319 公里,改造 470 个路口,建设车联网大数据云服务平台,实现车联网和自动驾驶场景 100 余个,车端改造 10000 台以上,最终实现两江新区车联网全域覆盖。(2)省级车联网先导区发展情况)省级车联网先导区发展情况1)苏州车联网先导区2019 年 10 月,江苏省车联网先导区于苏州市正式揭牌,苏州以常熟市、相城区、工业园区为主体,创

84、建首个省级车联网先导区。据悉,常熟市、相城区、工业园区将发挥各自优势,促进智能网联汽车示范应用顺利展开。常熟市重点聚焦 C-V2X 车联网新技术、新应用的研发、测试能力建设,加强产学研用深度合作,完善通信计算平台等公共服务体系建设,促进成果转化和产业化。相城区重点培育新兴研发型企业,加快 C-V2X 车联网前沿技术突破和模式创新,推进城市公交、出租、物流、环卫等场景示范应用。苏州工业园区重点完善研发测试环境,推动智能整车、智能网联汽车关键零部件研发和高端30制造,加快技术创新,做强智能感知、线控系统、智能底盘、域控制等产业链条,推动产业集聚发展。截至目前,相城区智能网联汽车公共测试道路总长 8

85、.4 公里,共有 13 个交叉路口,具备长直道、弯曲路、交通枢纽道路等真实城市测试车道环境。道路测试区域内实现 5G 全覆盖,可以实现复杂环境下的智能网联汽车测试。2)南京秦淮区省级车联网先导区2020 年 12 月 21 日,2020 南京市省级车联网先导区落成暨自动驾驶首发仪式在南京白下高新技术产业开发区举行。南京市省级车联网先导区东至运粮河、西至双麒路、南至紫云大道、北至光华路,占地面积约 1.62 平方公里,覆盖 15 条道路、30 个路口,总计 10.67 公里的城市公共道路。这一先导区包含:一套基础,即车路协同基础路测系统;一个应用平台,即车路协同云控平台;三项支撑体系,即高精度地

86、图、差分定位、数据中心三项支撑;四类服务,即为高级别自动驾驶车辆、网联辅助驾驶车辆、普通车联网用户及交通管理部门提供的 40 多项车路协同功能场景服务。截至目前,南京秦淮区省级车联网先导区已经建成,首批无人驾驶汽车完成试跑。南京市“十四五”综合交通运输体系发展规划提出,积极推进秦淮区省级车联网先导区建设,在自动驾驶、车路协同、智能车联等领域加快研究应用步伐,将南京打造成为长三角地区智能网联汽车产业发展龙头。未来将加大智慧交通基础设施建设力度,31推进物联网、5G、云计算等技术在交通基础设施建管养运方面的应用。打造省级车联网先导区,鼓励并规范发展新业态、新模式。(3)国内其他城市积极争创车联网先

87、导区)国内其他城市积极争创车联网先导区除已批复的车联网国家级先导区外,浙江(德清)、广西(柳州)、湖北(襄阳)、安徽(合肥、芜湖)、海南等地依托自身在汽车产业的基础优势,在汽车产业转型升级的迫切需求带动下,积极争创国家级车联网先导区。浙江德清为争创国家级车联网先导区,目前已建设完成自动售卖车、自驾邮政车及自动清扫车。德清坚持“智慧的路”与“聪明的车”相结合,深耕细作智能化路侧基础设施覆盖提升。目前,已经完成近150 公里的智能化道路改造,范围覆盖城区所有主要道路以及“四镇五街道”的沿线公路。广西柳州于 2021 年印发车联网先导区建设方案,推动国家级车联网先导区建设。同年,柳州市根据国家最新政

88、策修订完成柳州市智能网联汽车道路测试与示范应用管理实施细则(试行),发放全国首批、西南地区首张高速场景智能网联测试牌照,助力车企向智能网联化转型升级。截至目前,柳州车联网先导区(一期)一阶段建设工作已顺利完成,50.3km 城市道路实现智能网联化改造。下一步,柳州市将启动项目一期二阶段的建设工作,注重场景的体验和展示,助力柳州市建设成为国家级车联网先导区。湖北襄阳正在以系统化思维打造车联网深度应用先导区,其重要“内核”在于实现产业与社会治理的协同发展。未来 2 到 3 年,襄阳32市主城区路口智能化将实现全覆盖,除智慧交管外,智能物流、智能出行等一系列场景也将深度植入日常应用。与此同时,襄阳还

89、将全面启动智能网联科创小镇的建设。安徽在安徽省“十四五”汽车产业高质量发展规划中明确指出,“十四五”期间,依托合肥-芜湖汽车产业基础优势,推动建立合肥-芜湖国家级车联网先导区,在先导区内完成车联网基础设施和智能汽车示范应用场景建设,加速推进车联网应用和产业发展。选取合肥、芜湖部分城市道路、桥梁高架、重点高速进行基础设施改造建设工作,建设内容主要包括通信设备、感知设备、本地计算设备及辅助设备等路侧设施,4G、5G 信号基站及 C-V2X 通信网络等信息通信设施,交通信号灯、交通标示、道路标线等交通基础设施,以及高精度定位设施。同时,在先导区内规划开展智能汽车道路测试、示范运营和示范部署三类应用场

90、景建设。海南省发布海南省车联网先导区(项目)建设实施细则(征求意见稿)(下称征求意见稿)提出,车联网先导区,即以车联网新型基础设施以及应用场景建设为依托,在城市全域(重点区域)或跨区域的高速公路、旅游公路等规模部署车联网基础设施和 5G 网络,开展大规模、多场景的车联网应用,建设融入区域优势和特色的车路协同车联网应用场景,打造交通、旅游信息开放、互联互通的车联网服务平台,有效发展车载终端用户,形成“人-车-路-云”协同发展体系,探索建立健康可持续的建设和运营模式,打造国家级车联网先导区核心区。333.“双智”试点城市建设3.“双智”试点城市建设2020 年 11 月 25 日,住房和城乡建设部

91、与工业和信息化部共同印发 关于组织开展智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展试点工作的通知,组织开展智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展试点工作。2021 年 5 月,住房和城乡建设部、工业和信息化部确定北京、上海、广州、武汉、长沙、无锡 6 个城市为“双智”协同发展第一批试点城市。同年 12 月,两部确定重庆、深圳、厦门、南京、济南、成都、合肥、沧州、芜湖、淄博 10 个城市为第二批“双智”试点城市。图图 5“双智”试点城市部署情况双智”试点城市部署情况自“双智”试点实施以来,第一批试点城市在智能化基础设施、通信网络、车联网、车城网平台应用示范、标准规范等方面已经取得系列进展和积极成效,形

92、成了较好的试点示范效应。其中,北京结合北京市高级别自动示范区的建设,以北京经济开发区(简称“经开区”)为支点推进“双智”试点建设。北京已经搭34建形成了完整的“场-路-区”三级自动驾驶开放测试环境,通过多个自动驾驶测试试验场,可复现京津冀地区 85%城市、90%高速公路、80%乡村道路交通场景;累计发放智能网联测试牌照 225 张,其中乘用车测试号牌 120 张,无人配送车车身编码 86 张,高速公路测试号牌 4 张,无人化道路测试号牌 15 张,示范区参与企业自动驾驶测试里程超过 324 万公里,占全市 70%以上。北京将在 2022 年年内开启3.0 阶段的建设,持续推动各类自动驾驶商业化

93、场景落地。上海以自动驾驶建设为核心,积极推动城市数字化转型,并推行智慧城市、智能交通、智能网联汽车与智慧能源深度融合一体化的战略,推广多元化应用示范工作。目前,嘉定区的智能网联汽车正从测试向示范应用、商业化运营的目标大步迈进。全区开放测试道路达315 公里,将于 2022 年年底实现全域开放。广州在 2019 年城市智慧汽车基础设施与机制建设试点基础上,依托城市信息模型基础(City Information Modeling,CIM)平台推进双智发展试点。广州聚焦车城融合赋能城市治理和社会服务,在广州人工智能与数字经济试验区核心区开展琶洲“车城网”试点、在黄埔区开展智慧交通新基建项目、在广汽汽

94、车城开展番禺“车联网”项目。截至目前,广州已累计开放自动驾驶测试道路 135 条,共 253.114 公里。武汉市在智能驾驶、高精地图、地理空间信息等领域有着较好的技术基础和产业体系,发展智能网联汽车具备较强优势。依托汽车产业基础和现代化城市基础设施,武汉积极探索规模化、可持续运营的35智能网联汽车商业化应用。目前完成了 106 公里道路的智能化改造,具备 L4 级自动驾驶测试运行条件。长沙市重点推进车路协同道路智能化改造,加快 5G(第五代移动通信技术)及“车联网”安全身份认证等网络设施建设,推进基于“车城网”平台的智慧交通平台、CIM 平台、云控平台等。长沙依托国家级车联网先导区进行的车路

95、协同的相关建设,正努力推动技术落地。目前,长沙打造了丰富的封闭测试场景,能够开展智能网联汽车研发测试、功能场景认证测试等服务。无锡依托车联网先导区建设,已实现 C-V2X 车联网规模覆盖,并计划于 2022 年年底完成无锡市车联网全域覆盖。在运营层面,无锡以车联网建设运营平台公司为主体,正在打造“四网一中心三平台”,支撑城市级应用示范项目建设,围绕车联网搭建起商业、停车、餐饮等交通目的地服务,以及保险、汽修等市场,实现车联网建设运营从政府到市场化运营。在第二批试点城市中,各地区各城市正在结合自身优势与特色推进示范试点部署。深圳依托经济特区优势聚焦政策法规先行先试,南京确定“一主(江宁示范区)三

96、副(建邺区江心洲、白下高新技术开发区、溧水经济技术开发区)为试点区域”,成都重点推广车载用户端商业化应用,重庆以“车城网+智慧公交”助力旅游产业,厦门重点发展 BRT(Bus Rapid Transit,快速公交系统)智慧公交规模应用,济南突出城乡公交和农贸物流专项主体,合肥将新能源汽车暨智能网联汽车产业列为重点产业,沧州将重点突出“全城域开放、商业化应36用、全民共享”特色,芜湖重点开展区港联动智能网联建设,淄博探索危化品运输车辆监管模式。(二)车联网应用场景类别(二)车联网应用场景类别在目前车联网应用实践中,C-V2X 技术渗透逐渐增强,区别于单车智能路线,车路云一体化体系正在赋能智能网联

97、汽车,包括:辅助驾驶与自动驾驶。针对 C-V2X 辅助驾驶典型场景,通过 C-V2X 工作组、C-SAE、C-ITS 等中国标准及产业组织共同研究,2017 年面向辅助驾驶阶段定义了 17 个 C-V2X 的基础应用场景(见表 7)。2020 年面向高级别辅助驾驶发布了二阶段 12 个 C-V2X 增强型应用场景(见表 8)。表表 7 辅助驾驶阶段辅助驾驶阶段 C-V2X 基础应用场景基础应用场景序号类别通信方式应用名称序号类别通信方式应用名称1安全V2V前向碰撞预警2V2V/V2I交叉路口碰撞预警3V2V/V2I左转辅助4V2V盲区预警/变道辅助5V2V逆向超车预警6V2V-Event紧急刹

98、车预警7V2V-Event异常车辆提醒8V2V-Event车辆失控预警9V2I道路危险状况提示10V2I限速预警11V2I闯红灯预警12V2P/V2I弱势交通参与者碰撞预警13效率V2I绿波车速引导14V2I车内标牌15V2I前方拥堵提醒16V2V紧急车辆提醒17信息服务V2I汽车近场支付37表表 8 C-V2X 增强型应用场景增强型应用场景序号第二阶段应用通信模式触发方式场景分类主要信息序号第二阶段应用通信模式触发方式场景分类主要信息1感知数据共享V2V/V2IEvent安全Msg-SSM2协作式变道V2V/V2IEvent安全Msg-VIR3协作式车辆汇入V2IEvent安全/效率Msg-

99、RSCMsg-VIR4协作式交叉口通行V2IEvent/Period安全/效率Msg-RSC5差分数据服务V2IPeriod信息服务Msg-RTCM6动态车辆管理V2IEvent/Period效率/交通管理Msg-RSC7协作式优先车辆通行V2IEvent效率Msg-VIRMsg-RSC8场站路径引导服务V2IEvent/Period信息服务Msg-PAMMsg-VIR9浮动车数据采集V2IPeriod/Event交通管理Msg-BSMMsg-VIRMsg-SSM10弱势交通参与者安全通行P2XPeriod安全Msg-PSM11协作式车辆编队管理V2VEvent/Period高级智能驾驶Msg

100、-CLPMM12道路收费服务V2IEvent/Period效率/信息服务Msg-VPM注:表中“主要信息”列给出了实现对应应用场景所需要的主要交互信息,但不一定是所有信息。实际现实中,可根据不同的需求和服务水平,使用更多的信息。这些应用场景基于 C-V2X 信息交互,实现车辆、道路设施、行人等交通参与者之间的实时状态共享,辅助驾驶员进行决策。此外,5GAA 也定义了辅助驾驶典型应用场景,包括安全、效率、高级辅助驾驶、行人保护 4 大类共计 12 个场景,具体场景与中国定义类似。C-V2X 将极大地促进智能驾驶和智慧交通发展。目前,产业各方开始了面向自动驾驶的增强型应用场景的研究与标准制定。一方

101、面,从基础典型应用场景的实时状态共享过渡到车与车、车与路、车与云的协同控制,增强了信息交互复杂程度,可实现协同自动驾驶与智慧交通的应用;另一方面,基于通信与计算技术的提升,交通参与者之38间可以实时传输高精度视频、传感器数据,甚至是局部动态高精度地图数据,提高了感知精度与数据丰富程度。3GPP 将增强的应用场景分为 4 类,包括车辆编队行驶、半/全自动驾驶、传感器信息交互和远程驾驶。5GAA 也针对面向自动驾驶的增强应用场景进行了定义,涉及安全、效率、自动驾驶、公共服务等方面。面向自动驾驶的增强应用场景对数据交互技术、高精度定位技术、多传感器融合技术、高性能处理平台、高精度地图等提出了新的需求

102、。(三)典型应用实践(三)典型应用实践借助于人、车、路、云平台之间的全方位连接和高效信息交互,C-V2X 目前正从信息服务类应用向交通安全和效率类应用发展,并逐步向支持实现自动驾驶的协同服务类应用演进。图 6 车联网和智能网联汽车的两阶段三个应用图 6 车联网和智能网联汽车的两阶段三个应用以下是目前车联网在不同类别场景下的应用情况:1.类型一:智能网联辅助驾驶1.类型一:智能网联辅助驾驶在城市道路和高速公路场景,赋能车-车、车-路信息实时共享与交互,实现辅助驾驶安全、提升交通通行效率。39从提升道路安全的角度,对辅助驾驶系统而言,C-V2X 实现车辆与车辆或者路侧基础设施之间实时通信,实现超视

103、距、低时延、高可靠的道路安全相关信息感知。在城市十字交叉路口,可实现碰撞预警、紧急刹车预警等车辆行驶安全应用。在山区高速公路弯道较多,特别是在上、下匝道区域,由于道路线型、山体遮挡的影响,车辆无法及时获取前方道路信息,一旦有停车、行人、遗撒等异常情况发生,容易发生交通事故。路侧感知设备可以对弯道区域的交通参与者和路面情况进行探测与分析,并将异常情况通过 RSU 进行广播,对车辆进行盲区感知补充,有利于车辆驾驶者进行路径规划、避免交通事故。从提升交通效率角度,基于 C-V2X 通信,经过联网化改造的交通信号灯或电子标志标识等基础设施可将交通管理与指示信息通过RSU 告知车辆,实现诱导通行、车速引

104、导等出行效率提升应用。以诱导通行为例,交通灯信号机可通过 RSU 将灯色状态与配时等信息实时传递给周围的行驶车辆,为车辆驾驶决策是否通过路口以及对应的通行速度提供相应依据,并且可以在一定程度上避免闯红灯事故的发生。另外,车辆可以与交通基础设施互动,交通信号灯动态支持高优先路权车辆(救护、消防、公安等紧急车辆及满载的公交车辆等)的优先通行。目前,在无锡、长沙等地区城市道路环境中,关于 C-V2X 的部署不断加速。以无锡车联网先导示范区为例,测试环境包括数百个路口、5 条快速路、1 段高速公路,全市建成“车联网大数据中心”以及交管信息开放平台、V2X 数据应用服务平台、交通路况诊断与信息40发布平

105、台,目前已建成覆盖 220 平方公里的以“一个中心”与“三大平台”为核心的车联网服务体系。在长沙,打造了丰富的封闭测试场景,包括高速模拟测试区、城市模拟测试区、乡村模拟测试区、越野模拟测试区、724 自动驾驶无人化测试场等,能够开展智能网联汽车研发测试、功能场景认证测试等相关服务。在一些高速公路场景中,实现了为驾驶者提供来自路侧的感知精准信息,例如道路事件状况提示、合分流区安全预警等,为高速公路运营者提供车道级精准管控、车流量统计、事件快速响应等服务,有效提升了道路行车安全与效率。有些地区甚至实现了基于车路协同的货车编队自动驾驶应用,包括形成编队、道路施工、拥堵、道路遗洒(轮胎)、匝道汇入、限

106、速预警、交通事故预警等 7 个车路协同自动驾驶场景。2、类型二:特定场景的中低速智能网联无人驾驶2、类型二:特定场景的中低速智能网联无人驾驶在封闭/半封闭特定区域中,例如矿区、港口、机场、厂区、社区等业务需求场景;特定场景中,例如 RoboBus(智慧公交、短途接驳小巴)、RoboTaxi(乘用车)等交通出行场景,C-V2X 正在发挥独特价值。(1)矿区场景)矿区场景面向矿区自动驾驶应用,主要包括两大细分场景,露天矿和井工矿。目前,自动驾驶应用在露天矿的不断落地,且自动驾驶的关键技术也已逐步应用到井工矿当中,自动驾驶能力大幅提升。41具体来说,矿区的作业流程主要包括勘探、采掘、运输、装卸等多个

107、环节。应对上述环节,自动化应用的体现主要包含,矿井自动胶轮运输车、无人采煤机、掘进机、无人排土车、无人驾驶矿卡等。在采掘环节可通过无人化采掘设备,实现智能化、精准化、自动化作业,在露天矿区可利用无人驾驶矿卡,实现物料从开采到运装卸的自动化应用。但在矿区环境中,存在道路狭窄、陡峭等特点,往往考验着自动驾驶技术,而单车智能的发展往往存在一定缺陷,由于矿区光照条件差、矿堆遮挡、车型大容易造成驾驶盲区,使得自动驾驶操作难度加大,生产效率低下,产业规模发展缓慢。在装卸环节,也是矿区无人化作业的难点场景之一,需要矿车与其他机械设备进行交互,而且对停靠精度的要求也非常之高。在一些特殊的矿区内,自动驾驶车辆还

108、要满足配矿的要求。此外,在车辆路径调度管理方面,目前产业已经过渡至编组智能化阶段,整个矿区正在向智能化方向迈进,目前智能化水平仍然具有很大上升潜力。在车联网应用环节中,通过自动驾驶、C-V2X 等,实现了矿区各作业环节的自动化升级与数字化转型。例如在运输环节中,矿卡搭载 OBU、矿区布置 RSU 与视觉传感器智能标杆,可通过云端对车辆进行统一管理,以此实现矿卡由控制中心管理控制,合理规划每辆车运输路线,车辆通过接收信号指令后,能够以合适的速度按照目标路线运行,根据行驶路线、自身位置、周围环境等信息实现自动驾驶,完成装载、运输、卸载的循环运作流程。通过全要素、全时空多源信息实时感知与智能化决策,

109、矿区自动驾驶水平得到提升,在确保安全42和效率的前提下,整体生产经营管理和决策水平也有所提升,最终促进矿山发展实现更安全、更高效、更绿色的智慧建设新模式。(2)厂区场景)厂区场景智能网联工业物流车辆在厂区应用中,具有丰富的使用场景,适合多种行业,如汽车制造、工业制造、石油化工、能源电力、食品饮料等。以无人驾驶物流牵引车为例,可解决传统厂区物流存在的运输效率低、人工成本高、生产安全风险不可控等难题,以无人驾驶物流牵引车实现厂区生产资料、货品、原材料、零部件的全天候运输,并通过云端运营管理系统进行统一管理。对于一些节拍和生产周期较为严苛的产品线,无人驾驶的运行效率还具备很高的提升空间。目前一些企业

110、通过部署 C-V2XRSU 和信号控制的方式,使自动驾驶车辆与路侧设备进行通讯,在保证了安全运输的前提下,也实现了在厂区内的优先通行;通过定制化的研发自动拖挂钩,可实现与厂内拖斗的无人化装卸;与 AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引运输车)精准协作,实现室内室外的运输全流程自动化。通过上述措施极大的提高了无人驾驶牵引车的运输效率,从而满足在厂区内快速、灵活、规模化、长距离、全天候的物流作业需求,帮助企业实现降本增效。(3)港口场景)港口场景在港口场景下,自动驾驶实现存在一定挑战:一是运输车体较大,在装上集装箱后,车辆尾部或车辆侧面会产生大面积盲区;二是各集装箱堆场

111、装卸灵活,集装箱堆放形态、集卡行驶轨迹以及作业环境都43经常发生变化,所形成的高度差和环境变化都会对自动驾驶集卡造成影响,带来安全隐患影响运行效率;三是当船舶靠岸、岸桥设备和金属集装箱都会对港区无线信号传输形成干扰,使得卫星导航系统无法完成精确定位。其次当车辆到达指定位置后,在每次装卸过程中要考虑准确停在指定位置,误差要求严苛。面对上述挑战,自动驾驶的运行能力需进一步提升。自动驾驶集卡车辆依托 C-V2X 技术,可以实现:龙门远程控制,通过部署 C-V2X 网络,基于龙门吊上多路高清摄像头在操作过程中的实时回传画面,同时采集龙门吊主要运行机构、吊具等关键设备运行状态数据,司机可在中控室远程控制

112、龙门吊进行作业;无人水平车运输,实现对港口 IGV(Intelligent Guided Vehicle,智慧型引导运输车)、AGV、无人集卡自动路径规划、自动导航、精准定位、自动识别及自动避让等功能,根据港口生产管理系统指令实现岸桥设备与自动驾驶车配合装卸作业,实现运输智能调度,提高运输安全性。并帮助港口自动驾驶集卡车队在智能车管系统和码头操作系统管理下实现协同作业。(4)机场场景)机场场景在面向机场场景,无人驾驶已经在实际的行李/货物运输、员工/旅客接驳、围界巡逻等业务需求下,融入到了机场自动化作业体系当中,实现了经济及社会效益。机场内部的自动驾驶细微场景主要包括,货栈、行李大堂;机坪、服

113、务车道;围界巡场道等。集成了无人驾驶行李/货物牵引车、无人驾驶摆渡车、无人驾驶巡逻车等多种车型,44同时在此特殊场景下具备行李货物 AI 防护技术和围栏检测技术,并与云端智能运营管理平台协作,是为了面向“四型”机场建设,符合机坪运营最高安全标准,提升机场自动化水平而打造的。其中,为解决机场环境下无人驾驶技术的安全高效运转问题。现有企业在项目中部署了 C-V2XRSU 及云端智能运营管理平台,构成了完整的无人驾驶方案。通过与 RSU 结合,无人驾驶扩展了单车的感知便捷,使其更好地与其他有人驾驶或无人驾驶车辆混合行驶,为车辆安全行驶提供了更加广阔的视野。满足在不同工况下的全天候无人化行李、货物运输

114、,围界巡逻,载人接驳等需求。在云端智能运营管理平台的统筹管理下,可实现对现有机场运营管理系统的接入,为机场运营管理者提供了便捷、全面的无人车辆货运信息,并支持管理者的快速决策,最终给机场提供行李/货物无人化、智慧化的运输流转,无人化的围界巡逻,无人化的员工/旅客接驳等一系列完善的无人驾驶应用,显著提升了机场整体运营效率,优化机场运营管理成本,保障机场作业持续安全发展。(5)园区、社区场景)园区、社区场景面向城市生活服务,通过自动驾驶链接智慧城市服务生态,可满足多类城市服务应用,如无人配送、无人零售、无人巡检、无人防疫消杀、无人环卫等。目前,自动驾驶小车主要有自动驾驶、远程驾驶、遥控驾驶三种运行

115、模式,对于环境适应能力较强,全天候、室内外混合场景均可使用,能够对动静态障碍物进行精准检测,对周边的人与45车进行实时监控,车辆本身通过性强,同时提供多种创新的末端应用的 X+1 模式。在一些人员密集,干扰因素过多的园区及社区内,自动驾驶的系列应用过程中所面临的盲区问题仍然有待完善。未来要想规模化运营需要实现车路协同调度、建立多重冗余安全架构体系、具备复杂行为预测能力,同时车辆自身要满足全场景技术栈适应各类应用,通过开放式平台搭建多种业务形态。在 C-V2X 车与路之间的协同中,自动驾驶小车能够实时获取路面信息,并快速上传至云端,进行数据处理,作出决策,以应对公开道路的复杂状况。在路线选择上,

116、其能够与云控平台打通,运营效率也更为高效。目前,一些园区引入了车路协同+自动驾驶的技术解决方案为自动驾驶汽车能更加高效、安全、稳定运行保驾护航。结合路侧部署的摄像头、雷达、RSU、智能交通信号灯等设备,通过协同感知识别算法,实现路侧信息的智能感知和监测,并将相关信息通过C-V2X 通信传输至车端,使得车端提前感知超视距交通对象与事件,让自动驾驶汽车运行更加安全。(6)RoboBus在 RoboBus 应用上,致力于满足在公共场景中“点到点”的无人驾驶公共出行需求,主要包括两大细分场景,一是公交应用,通过BRT 专用车道,实现人员聚集型场所至各类场站的摆渡需求;二是园区、景区、厂区内摆渡应用。4

117、6面向公交应用,BRT 智能网联车路协同系统可重点解决当前城市公交场景中以下痛点问题:通行效率低,与私家车辆混行等待时间过长;车辆路线和调度配置信息化低,载客率低,运营成本高;面向用户的信息服务水平低;乘客乘车过程中上下车的安全问题。面向部分园区、景区、厂区等场景,已经有多家企业正在展开接驳小巴形态的商业探索,相关企业正在全面推动智慧出行产业“车、路、云”三端的智能化升级及场景应用。RoboBus 作为服务于公众出行的自动驾驶应用,前提是要保证车辆运行、定位、决策的稳定和安全,车辆通过 GPS、IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量单元)等技术进行多源融合定位,具

118、备 360 度感知覆盖、多点失效安全保障,云端可对车辆进行管理和监控,同时依托 C-V2X 技术的优势提供了实时车路协同、智能车速策略、全精准停靠以及超视距防碰撞四大业务应能。(7)RoboTaxi面向城市个人出行场景应用,RoboTaxi 在一些示范区建设中,包括北京、上海、广州、深圳等地已经有多家企业正在尝试商业化探索。RoboTaxi 搭载多种安全传感器融合技术,利用摄像头、激光雷达、毫米波雷达等多种传感器,通过多模态多级融合感知算法框架,提供全天候、全场景下的高精度目标检测及跟踪、细粒度环境感知的精准感知系统,通过与 C-V2X 技术结合,搭载无人驾驶系统的RoboTaxi 能够应对多

119、种复杂的城市交通场景,准确识别红绿灯,主47动避让行人和障碍物,在拥堵路段始终保持平稳运行,为乘客出行带来安全舒适的体验。此外,RoboTaxi 配备云端运营管理平台,面向安全员的 HMI(Human Machine Interface,人机界面)交互,可提供车辆启停、站点选择、驾驶模式切换等功能,HMI 界面可实时显示运行线路,站点信息,车辆驾驶状态。面向乘客 HMI 交互,可提供车辆实时状态、运行路径、交通环境等信息。基于车联网架构基础,将云端、路端、车端信息融合为一体,提供车辆调度、多车协同、远程驾驶、OTA升级,便于车辆运营团队实现智能化车辆管理。3、类型三:支持全天候、全场景的智能网

120、联无人驾驶3、类型三:支持全天候、全场景的智能网联无人驾驶这一阶段面临着需要与非智能驾驶车辆、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、交通管理和产业监管等方面的变革才能实现,需要长时间的跨界磨合、联合测试、实践去解决问题,达成共识。类型一与类型二的基于 C-V2X 车联网的车路云协同技术方案已成熟,可在“新基建”下率先规模商用。类型一中城市交通和高速公路交通是车路协同的两大规模应用场景,先从营运车辆切入(包括智能公交、两客一危、工程车、货车、个人出行的网约车与出租车),加上类型二中的特定环境(含特定区域和指定道路)下的中低速无人驾驶,丰富应用。

121、目前,在前两类场景中,已经有较多典型的商业落地应用案例。48四、技术预见四、技术预见C-V2X通信技术作为支持自动驾驶和智能交通的关键车联网使能技术,以汽车、交通、信息通信等产业发展需求为导向,正在形成可迭代、可扩展、可闭环的发展路径。未来,在通信技术、网络技术、高精地图及定位支撑技术以及安全保障等方面,将匹配产业需求得到进一步发展。(一)通信技术发展趋势(一)通信技术发展趋势面向自动驾驶和智能交通的增强需求和持续演进趋势,直通通信与蜂窝通信融合的 C-V2X 通信技术从以下方面持续演进。1.车联网应用发展1.车联网应用发展分阶段支持更多样化场景和多元化性能指标。基于 C-V2X 的车路协同产

122、业发展将经历近期和中远期两个发展阶段。近期通过车车协同、车路协同支持辅助驾驶和特定场景的中低速自动驾驶,以提升驾驶安全和交通效率为导向,基本实现人、车、路、云的信息共实时享与交互,实现车车与车路的协同感知及决策。已在厂区、机场、港口、码头等区域建设并成功落地,可减少人工、降低事故和提升生产效率。中远期将结合人工智能、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。最终实现全天候、全场景的自动驾驶及高速公路车辆编队行驶,在广域范围内实现网联智能、进行决策和控制协同,对通信的要求最严苛。492.分布式资源调度演进技术2.分布式资源调度演进技术研究 NR-V2X 分布式

123、资源分配机制,更好地适用于车联网增强应用中非周期业务的需求,降低资源冲突。(1)支持直通通信性能持续提升。后续考虑不同频段、不同带宽的频谱资源的高效利用,针对有高数据速率和高可靠性需求的增强应用,支持载波聚合技术。充分考虑频带内(intra-band)连续/非连续、频带间(inter-band)、不同的频率范围的特性和干扰情况。支持频域维度的资源扩展利用,支持毫米波及非授权频谱应用。(2)支持节电方式的直通通信。将持续研究 C-V2X 增强型节电机制,在保证系统性能和节电性能进行合理平衡。支持不同的单播、组播和广播通信方式的节电处理。支持灵活的节电机制满足增强应用的节电需求,支持可配置的不同终

124、端处理能力。3.直通链路同步及定位演进技术3.直通链路同步及定位演进技术(1)直通链路同步技术演进。基于直通通信现有物理层信号和信道设计,充分考虑后向兼容性,采用尽可能少的改动设计,研究无GNSS(Global Navigation Satellite System,全球卫星导航系统)信号场景的可靠同步机制。为支持更高同步精度、更快同步收敛、更高同步稳定度,将研究基于新空口技术的直通链路同步机制。(2)直通链路定位技术演进。未来将通过候选频谱研究和定位参考信号设计、交互流程、资源调度分配机制、测量和定位信令等关键技术研究,在 GNSS 不可用场景、蜂窝网络覆盖外场景均能够支持50车联网定位,预

125、期将成为全天候、全场景支持车联网高精定位的适用技术。4.4.C-V2X 跨域融合的技术跨域融合的技术(1)C-V2X 与 ADAS(Advanced Driving Assistance System,高级辅助驾驶系统)融合的演进技术。近年来,ADAS 产业获得极大发展,2021 年乘用车新车市场中的 ADAS 渗透率已超过 20%。但由于单车智能存在超视距感知受限、学习算法长尾效应、无法获取交通参与者准确信息、无协作能力、易受环境和天气影响以及成本较高等问题,因此基于单车智能的 ADAS 具有相应局限性,近年曾发生多起人工未干预情况下静态对象或特种车辆感知失败导致的事故。上述单车智能的局限正

126、是 C-V2X 的优势,两者融合,优势互补,可为 ADAS带来全面提升。以安全功能 AEB(Autonomous Emergency Braking,自动紧急制动系统)为例,融合 C-V2X 的 CAEB,可通过 V2V 或者具备上帝视角的路侧传感辅助 V2I,实现如下增强:1)实现对静止对象、特种车辆的感知;2)实现对小曲率半径下前方车辆、交叉口横向行驶车辆、被前方车辆遮挡的弱势交通参与者(俗称“鬼探头”)的感知;3)实现在恶劣天气或者光线剧烈变化情况下交通参与者的感知;4)通过获取前方车辆刹车信息、加速度等内部信息,提高碰撞时间的计算精度,提高制动成功率。51对于舒适功能,以 ACC(Ad

127、aptive Cruise Contral,自适应巡航控制系统)为例,除 CAEB 列举的增强外,CACC 还可以实现如下功能增强,可显著扩展 ACC 的运行设计域,提高驾驶舒适性:1)获取前方交叉口信号灯相位信息,赋予车辆安全、舒适通过路口的能力;2)通过地图和车内标牌获取更准确的限速信息,避免基于视觉的标牌误识别,实现更可靠的智能限速;3)将地图与视觉识别的车道线信息融合,获取更远、更可靠的道路结构信息;因此,将 C-V2X 与单车智能融合,可以弥补单车智能的局限性。通过将 C-V2X 与摄像头、毫米波雷达等传统单车智能传感数据进行融合,并基于融合数据进行车辆的规划和控制,可以实现 ADA

128、S 功能扩展和性能增强,从而实现更丰富、安全、可靠的驾驶辅助功能,这将成为 ADAS 产业的技术演进趋势。(2)C-V2X 演进技术与多种技术融合。C-V2X 与人工智能(AI)与的融合将突破现有车联网无线空口设计框架,挖掘利用无线环境等多维特性,通过与环境交互学习,可进行 C-V2X 资源调度、干扰管理等,将有效降低计算成本和提升服务质量。C-V2X 星地互联融合组网,解决海洋、沙漠、极地以及偏远地区等地区车联网通信难题,提供全天候高弹性的星地融合 C-V2X 通信。通过通信感知一体化技术,在未来通信系统中,更高的频段、更宽的频带,以及更大的天线孔径,将为在通信系统中集成无线感知能力提供可能

129、。52(二)网络技术发展趋势(二)网络技术发展趋势1.移动边缘计算技术持续演进1.移动边缘计算技术持续演进(1)资源的弹性部署和动态调度。考虑 C-V2X 应用中计算资源类型众多,度量方式差异显著,将采用“车-路-云”三级智能架构。在 C-V2X 与移动边缘计算融合环境中,计算与存储资源可以在网络边缘与基站联合部署,与路侧基础设施 RSU 联合部署,移动的车辆也可以作为资源提供者。这些设备提供高精度地图数据缓存、大数据分析、图像识别、视频分析等多种类型的数据密集型和计算密集型任务所需的存储和计算资源。未来,通过云和路边智能协同,充分利用云、路边的异构性和互补性智能能力,能够为车联网应用提供高效

130、智能服务。云路智能协同可从计算资源协同、算法模型协同、业务管理协同、数据协同、安全策略协同等不同方面展开。(2)车联网的联合移动性管理。在 C-V2X 与边缘计算的融合环境中,车辆移动不仅导致无线接入点的变化,还导致服务节点的变化。车联网的联合移动性管理需要同时支持通信切换以提供通信连续性,以及支持计算迁移以提供服务连续性。C-V2X 与 MEC 融合中的移动性管理需要实现通信切换和服务迁移的协同管理。需要研究协同的移动性决策方法,包括通信切换与服务迁移的协同时序关系、基于移动预测的移动性目标选择策略、服务/应用上下文迁移与同步机制等。2.基于数字孪生的车联网网络技术2.基于数字孪生的车联网网

131、络技术数字孪生是物理实体在数字世界的实时镜像,具备虚实融合与实时交互、迭代运行与优化,以及全要素、全流程、全业务数据驱动等53特点,通过对现实世界中的人、车、路等进行数字化构建,实现数字孪生系统,对交通仿真、道路拥堵预警、道路异常事件检测、道路应急处置与救援、车路协同等具有非常重要的价值。通过面向道路的数字孪生技术,在道路规划时开展仿真推演及方案论证,使道路规划建设更加经济、科学。在道路交通管理时可以实时展现交通流状态,预测可能出现的拥堵等问题,通过控制道路标识、标线、交通灯等提高道路通行能力。通过与车辆、人员的交互,提供超视距感知与预警等,提升道路交通安全性,有效降低事故发生率。另外,各种网

132、络管理和应用可利用数字孪生技术构建的网络虚拟孪生体,基于数据和模型对物理网络进行高效的分析、诊断、仿真和控制。(三)高精地图及定位等支撑技术发展趋势(三)高精地图及定位等支撑技术发展趋势高精地图作为车路协同的关键支撑,既能够支持辅助驾驶,给驾驶员提供可视化工具,帮助道路管理者更加便捷地参与交通和管理交通;又能够推动自动驾驶发展,让自动驾驶车辆提前感知前方超视范围内的动态信息。未来伴随着智能网联发展与自动驾驶等级的提升,高精地图与车载驾驶系统的关联度将不断增强,能够提供更加详细的交通道路环境信息,并可以实现实时更新,为决策层对应的集成提供支持。未来,在车路协同体系下,高精地图将赋能路侧感知体系。

133、例如,前端感知设备与高精地图结合,在设备部署阶段匹配各设备的高精度位置信息,实现前端感知数据附带地理属性,进而与平台 GIS(Geographic Information System,地理信息系统)地图无缝结合且可54支持车路协同数据应用;路侧边缘计算单元(MEC)内置搭载高精地图,一方面可将目标信息赋予位置属性,实时监测感知信息精准度并进行矫正,通过车端与路端地图的统一,进一步支持目标位置预测等应用;另一方面也可实现动态地图的快速分发,通过地图切片分发,既能获取实时地图,又能大大节省车机的存储空间。在高精定位技术发展上,高精度定位需要满足高精度、高频低延迟、高可用性、高可靠性等要求。但在一

134、些复杂场景中,高精定位技术往往会面临一定的困难和挑战:如立交桥、隧道、道路附近的树木或高楼对卫星信号遮挡,以及因堵车导致行驶环境使离线抽取的环境地图产生误差等。为解决上述难题,高精定位技术将朝融合定位方向发展。即将 GNSS 与 INS(Inertial Navigation System,惯性导航系统)相结合,可以利用 GNSS 提供的不随时间增加的高精度定位来纠正INS 的累计定位误差。同时,INS 还可以解决 GNSS 特定场景下易受周边物体影响的问题。(四)车联网安全技术体系发展趋势(四)车联网安全技术体系发展趋势随着车联网技术的不断发展,车与车、车与路、车与人、车与网络之间数字化链接

135、程度将越来越高,安全风险随之增大,进而对车联网安全提出了更高的要求。车联网设备的统一管理和身份认证、车路协同、自动驾驶等新特性和新需求的引入对车联网安全带来了新的安全挑战,因此车联网安全技术需要进一步发展。551.车联网设备的统一管理和身份认证技术1.车联网设备的统一管理和身份认证技术C-V2X 通信面临消息伪造、篡改、重放等风险,为了实现 C-V2X设备间的安全认证和安全通信,C-V2X 使用基于公钥证书的 PKI(Public Key Infrastructure,公钥基础设施)机制,采用数字签名等技术手段实现车-车/车-路/车-人的通信安全。当前技术体系中的认证和授权环节,存在 GBA(

136、Generic Bootstrapping Architecture,通用认证机制)、Oauth(Oauth open authentication,开放认证)、正则公钥等不同的认证方式,同时在车联网通信中涉及的设备种类繁多,设备所属关系复杂,C-V2X 系统需要对网内的所有设备进行统一管理和身份认证,因此需建立统一的设备标识体系,以实现对所有设备类别及设备厂商的覆盖,同时针对不同应用场景和管理模式,实现车联网设备统一身份标识及可信身份凭证管理体系和统一初始认证体制。2.车联网数据安全技术2.车联网数据安全技术车联网数据种类多、数据量大、数据主体多的特点导致车联网数据安全保护机制复杂。车联网数

137、据一旦泄露或被滥用,不仅会造成经济损失,还有可能造成人身伤害,甚至影响国家安全,因此,车联网需要考虑数据的防泄露、防滥用问题,保证车联网数据在采集、传输、存储、使用、迁移、销毁等全生命周期阶段均得到安全保护。通过数据脱敏技术、隐私计算等技术的应用,车联网企业可以有效地使用数据,使其在能够安全、高效地服务于企业运营各个环节的同时,保障各方隐私不被泄露。通过采用国产密码算法的安全加密认证技术可以有效推动国产化密码算法在车联网行业中的产业化应用。56五、工程难题(一)车联网工程建设存在一定组织和设施部署难题五、工程难题(一)车联网工程建设存在一定组织和设施部署难题车联网是跨行业的系统性工程,在建设运

138、维过程中需要住建、交管、经信、交通、规划等部门以及有关企业的开放合作和协同,目前仍存在跨部门协同组织问题。例如,信号灯状态信息发布的管理办法和标准不统一;不同部门基础设施资产(杆件、传感器、供电和回传网络等)重复建设、难以复用;存在烟囱系统和数据孤岛现象,数据的底层打通难以实施。车联网通信设施部署相对简便,当需要配套精细化感知系统时,部署复杂度较高。例如,感知点位选择和设备选型需要考虑路段以及交叉口的形式、尺寸和安全风险,同时考虑树木遮挡、复用杆件等施工条件,还需权衡成本、效果和覆盖区域等因素,因此造成设施部署方案多样,建设和效果难以标准化;路侧计算单元和云平台之间的技术架构和功能定义尚未形成

139、统一共识;未来在多源数据融合体系下,泛在、动态、多源的数据流如何形成低时延、高可信、高可靠路侧信息融合与服务,将面临更为复杂的应用要求。(二)车联网测试评估体系有待完善(二)车联网测试评估体系有待完善测试评估是车联网全产业链必不可少的关键环节,目前已经取得了初步的成效,但从支撑车联网技术发展及产业规模化部署的角度仍存在以下问题。1.部分 C-V2X 测试评估规范需进一步完善,应用测试场景需形成标准化测试方法。1.部分 C-V2X 测试评估规范需进一步完善,应用测试场景需形成标准化测试方法。当前针对 C-V2X 通信技术自身的测试规范陆续完57善,但仅能对 C-V2X 通信协议、通信功能、通信安

140、全、互联互通等完成测试。实际应用需要 C-V2X 通信设备与定位系统、边缘计算系统、路侧感知系统等融合实现,有关测试规范仍需完善制定。C-V2X赋能车辆安全预警和交通效率提升的测试方法仍需加快制定完善。面向各类车联网应用功能的测试规范较为欠缺,在实际部署中,由于场景差异车联网实现效果不同。比如夜晚和白天、雨雾天和晴天均存在差异,车联网评估需要实现分级概念,即在不同场景下达到的性能要求,最终形成行业统一规范。2.实验室、小规模外场和大规模环境下的测试评估环境仍需加快建设。实验室、小规模外场和大规模环境下的测试评估环境仍需加快建设。目前行业普遍优先在实验室环境建设通信功能、性能测试环境以及应用功能

141、仿真测试环境,陆续面向外场实车应用功能测试开展场地环境和测试设备搭建。据广泛调研,目前各机构测试能力普遍相对单一,综合能力有待提升。3.车联网测试评估环节的划分尚需进一步明确。车联网测试评估环节的划分尚需进一步明确。车联网系统级应用需要各层级协同实现,对应的测试评估同样需要划分层级。一是对通信技术本身的测试。二是对与通信设备协同实现应用功能的部件测试。三是对涵盖整个协议栈的车载发送功能、路侧发送系统的技术要求进行测试。四是对应用功能的测试,对前装整车级产品或后装车载部件级产品的安全类、效率类应用功能的有效性、可靠性等进行测试。(三)车联网安全认证体系尚需发展完善以支撑车联网规模商用(三)车联网

142、安全认证体系尚需发展完善以支撑车联网规模商用58与传统网络系统相比,车联网系统有着新的系统组成、新的通信方式和新的应用场景,在系统安全性及用户隐私保护方面带来了新的需求与挑战。车联网 V2X 安全身份认证作为 C-V2X 商业化部署应用的重要保障,发展意义重大。目前车联网安全认证体系现已完成示范区、试点项目测试验证、互联互通测试及部分商用运行,但大规模的商用运行尚待验证,作为国家级交通领域的安全基础设施,面临“稳定高效、弹性灵活、政策合规”三项工程难题。车联网安全认证体系需要为大量的车辆设备、路侧设备以及服务提供商提供 C-V2X 证书的全生命周期管理服务,证书管理和颁发强度大,车联网安全认证

143、体系的处理时延小。随着 C-V2X 功能在车端渗透率的增加,对车联网安全安全认证体系的系统可靠性提出更高的要求。同时为满足业主单位降低初期建设成本,保护前期投资并兼顾未来发展的需要,车联网安全认证体系现应通过架构设计实现灵活部署、按需配置、平滑增量的要求。车联网安全认证体系现是交通领域的关键基础设施,也是密码应用信息系统。除遵循应用层相关标准外,还需要在工程实践中,需要考虑网络安全等级保护制度和商用密码应用安全性评估。(四)运营层面尚处于早期,服务水平有待提升(四)运营层面尚处于早期,服务水平有待提升在车联网产业发展过程中,各地区正努力打造示范应用,但在实际运营中缺乏有效的运营平台支撑车联网应

144、用。在运营管理平台搭建上,尚缺乏统一的车联网业务运营规范。此外,当建设运营一段时间后,传统信息化对设备可靠性、服务可靠性缺乏高要求,有些设备在59支持具体应用中可能不及预期,导致应用效果较差,运营服务整体水平有待提升。六、车联网发展政策建议六、车联网发展政策建议未来,在智能网联汽车与智慧城市协同发展目标下,智慧城市和智能网联汽车将在基础设施、城市平台、应用场景等方面实现最大化协同。届时,C-V2X 价值将依靠规模效应,助力智能网联辅助驾驶安全,推动智能网联无人驾驶应用落地。长远来看,它还是智慧城市的重要组成部分,为“双碳”战略实现具有重要价值。(一)(一)C-V2X车联网产业与技术发展面临的主

145、要问题车联网产业与技术发展面临的主要问题我国 C-V2X 车联网快速发展的同时,面临着诸多亟需解决的问题,包括路侧基础设施覆盖率、车端渗透率、跨部门跨行业协调、商业模式及运营主体确认、网络安全保障机制确立等问题。一是“两率一感”亟待提升。一是“两率一感”亟待提升。“两率”即 C-V2X 路侧设备(RSU)覆盖率和车载终端(OBU)渗透率,“一感”即公众获得感,驾驶安全与交通效率的提升。车联网产业发展处于探索阶段,“两率”直接决定了车联网的应用效果和公众获得感,车联网应用场景需要车与车、车与路存在时空交集,“两率”较低时,多方实时通信和协同的频次很低,车联网价值便难以体现。此外,目前各地区车联网

146、落地推进仍存在着碎片化建设、重建设轻运营等问题,难以形成跨区域联动和规模化效应。相比于规模较小且分散的建设模式,未来需要在单个城市(区域)增加路侧建设规模和密度,提升车载终端渗透率,加强车联网场景开发及功能应用,解决“两率”较低和发展不平衡问题。60二是跨部门、跨行业协同仍需加强,产业实施路径需进一步明晰。二是跨部门、跨行业协同仍需加强,产业实施路径需进一步明晰。车联网全面发展是一项跨部门、跨行业,集技术、产业、政策法规、基础设施建设、商业模式等多重要素于一体的复杂“系统工程”。但目前,在产业发展上,仍然面临着跨部门、跨行业协同问题,产业融合程度有待进一步加强。三是商业模式尚不完善,产业发展运

147、营主体及运营机制亟需明确。三是商业模式尚不完善,产业发展运营主体及运营机制亟需明确。这主要由于车联网跨行业、跨领域的属性导致产业参与主体多元化,使得建设运营和运营模式各异,小规模建设阶段“社会效益”和“经济价值”难以充分挖掘,尚未形成明显的“投资-回收”市场内在需求驱动的良性循环,投资回收效益不明显。(二)车联网产业与技术发展建议(二)车联网产业与技术发展建议从车联网产业发展演进路径来看,我国车联网产业已具备全球引领优势,迎来了支撑我国汽车和交通产业变革与跨越式发展的重大战略机遇期。我国要抓住当前关键时间窗口,统筹推进车联网规模商用,从提升驾驶安全、交通效率起步,逐步拓展深化更高效率的智能网联

148、汽车产业,为未来引领全球全场景自动驾驶奠定基础。未来,我国要着力夯实基础设施数字化与网联化,打造低时延高可靠的 C-V2X 无线通信技术、边缘计算与云平台、高精地图及导航定位技术等车联网技术体系,推动规模商用测试验证,探索成熟可商用模式不断落地,加快智能网联汽车产业进程,促进产业应用落地。1.加强国家战略层面的引导和协调,构建统筹高效的跨部委、跨行业组织协同机制。加强国家战略层面的引导和协调,构建统筹高效的跨部委、跨行业组织协同机制。61车联网产业发展涉及通信、交通、汽车等多个行业,车联网产业化推进需要强化国家顶层设计的指导,进一步形成产业发展共识,由国家层面牵头形成车联网汽车产业生态,加强跨

149、部委、跨行业合作。发挥好“国家制造强国建设领导小组车联网产业发展专委会”的领导责任,凝聚政产学研用各方力量,组织制定车联网发展规划、政策和措施。做好政府部门协同、社会组织协同、产业链协同与市场协同。在产业推进过程中,明确产业推动责任主体部门和分工,构建起统筹协同的管理机制,督促检查相关工作落实情况,推动车联网产业高质量发展。实施路径方面,加强基于 C-V2X 的车联网基础设施部署的顶层设计,“条块结合”推进高速公路车联网升级改造和国家级车联网先导区建设。协同发展智慧城市基础设施与智能网联汽车,积极开展城市试点,推动多场景应用。推动 C-V2X 与 5G 网络、智慧交通、智慧城市等统筹建设,加快

150、在主要城市道路的规模化部署,探索在部分高速公路路段试点应用。推动车联网关键技术研发及测试验证,探索车联网运营主体和商业模式创新。推进车联网产业化应用的策略,分层次、分场景、分阶段推进车联网商用落地,将应用场景、技术要求、数据需求等按发展策略分成不同层级,实现跨部门、跨产业发展。2.加快加快 C-V2X 车联网技术路线实施,占据车联网产业战略制高点车联网技术路线实施,占据车联网产业战略制高点坚定不移推进 C-V2X 技术发展路线,依托我国蜂窝移动网络建设优势,加强 C-V2X 通信基础设施部署建设。结合蜂窝通信与直通62通信融合优势,更好支持多样化车联网应用需求。在 C-V2X 技术标准研制上,

151、持续发挥我国在 C-V2X 技术标准上的引领作用,稳固国际市场话语权。加强国家标准和行业标准体系建设,更好支撑 C-V2X车联网产业落地实施。从产业推进节奏来看,LTE-V2X 已经具备产业应用基础,应大力发展技术落地应用,支持当前在智能网联辅助驾驶和中低速场景的自动驾驶的应用;未来发展,针对车辆编队行驶、自动驾驶等增强应用需求,需跨界协同,持续开展 NR-V2X 车联网增强应用的频谱需求、NR-V2X 关键技术等方面的研究,为 C-V2X 产业可持续发展提供保障。在支持 C-V2X 产业发展的生态能力上,应着重建立覆盖核心技术和零部件等在内的产业体系。行业骨干龙头应带头进行基础平台建设,加强

152、基础共性技术的共建共享,推动核心技术集体攻关,减少重复投资,最终实现核心技术产品国产替代。此外,为进一步推动产业商用进程,相关产品规范、互联互通接口需要进一步规范,相关测试认证体系需要进一步完善,加快实现产业互联互通融合发展。3.确立商业运营主体,加强产业协同确立商业运营主体,加强产业协同运营主体是车联网建设和服务的提供商,将搭建起车联网用户与设备商的桥梁,是车联网产业实现商业化运作的关键环节。为便于中国车联网商用化推进,要落实商业运营主体,以进一步发挥组织机制作用,探索车联网商业模式创新,协同通信、汽车、交通等行业融合发展。63建议根据我国车联网商用化推进需要,尽快研究并发放车联网运营牌照,

153、落实和明确商业运营主体,形成产业发展的牵引力,打造正向商业运营闭环。基于车联网产业涉及多个管理部门,产业内尚未形成明显优势运营方,应该结合现有车联网产业特点,确认产业定位,并结合产业发展实际,思考产业发展经济价值。从短期来看,实现以政府发挥主导作用,并启动市场化工作,探索出车联网产业带来的实际经济价值,构建起可持续发展的商业模式,为长远的车联网服务运营奠定基础。4.加速提升路侧设备覆盖率及车载终端渗透率,加强互联互通加速提升路侧设备覆盖率及车载终端渗透率,加强互联互通路侧设备覆盖率和车载终端渗透率决定了应用效果和用户体验,应着力提升加强部署,形成规模渗透。在试点城市内,一方面,明确C-V2X

154、路侧覆盖率要求,部署 RSU 在城市所有路口和部分危险路段。在公路建设上,推动高速公路覆盖率提升;另一方面,明确 C-V2X车辆渗透率要求,强化车辆 C-V2X 设备搭载率。可先要求政府车辆、社会营运车辆后装 OBU,并给予后者一定政策补贴。鼓励车企在示范区内积极推广前装 C-V2X 汽车落地。发挥政府“有形的手”的推动作用,促进渗透率达到一定规模(15%左右),应用效果得以体现,用户买单意愿增强,形成清晰的商业模式,以市场“无形的手”推动市场良性发展。5.加大规模化示范应用,推动产业落地加大规模化示范应用,推动产业落地结合示范区、先导区建设情况,将示范区、先导区建设经验成功复制至其他地区,形

155、成规模商用,精准集约部署路侧基础设施,扩展64延伸 C-V2X 网络覆盖。针对交通安全、交通效率等痛点问题,加强OBU 与 RSU 协同应用,提升用户对于车联网应用价值的体验感。结合目前智能网联汽车示范区及先导区情况,充分发挥车联网规模和集群效应,并在相当长一段时间内保持产业政策的持续性。当示范应用一段时间后,通过大数据和人工智能等技术对车联网集成系统的效能进行全面评估,根据评估结果对存在的问题进行系统化的整改和优化,促进感知、计算、通信、服务、应用各个层级的产品和技术升级、迭代和优化,从而形成体系化的车联网应用标准,最终将成功经验在全国进行大规模推广部署。结合重点工程建设,以 2022 年北

156、京冬奥会、雄安新区建设等重大标志性工程为契机,进行重点工程应用推广,形成全国性示范成果。优先探索在港口、码头、封闭园区等场景推广示范,适时推动 C-V2X在开放道路的客货运输示范应用,在高速公路干线物流、公交专用线、出租车等场景应用,打造商业模式。地方政府在建设过程中,应不断加强产业理解,在具体部署过程中,地方政府作为招商引资工作中的协调者,充分发挥宏观调控作用,努力创设服务型政府,充分联动产业各方,明确建设与运营机制,促进产业协同推进。6.加强融合创新,推动车联网基础支撑技术深层次应用加强融合创新,推动车联网基础支撑技术深层次应用车联网发展涉及 C-V2X 车载终端、路侧设备、通信系统、边缘

157、计算、云平台等多个子系统的开发和商业化部署。构建统一系统架构,65在整体上实现车联网的协同感知、计算、通信、服务、应用各个层级之间,以及同一层级不同模块之间的信息互联互通。在基础支撑技术层面,加强人工智能、高精度地图和定位技术、测试认证技术对车联网产业的支撑。要以先进信息技术深度赋能交通基础设施,实现精准感知、精准分析、精细管理和精细服务。在高精定位、精细化信息服务和新一代传感网络构建等方面,加速技术融合,建立统一的高精地图的数据模型与交换格式。通过标准统一道路、车道及路侧设施的表达、模型及交换格式,实现不同车辆和不同图商数据的交互,最大化利用成果数据。在测试认证层面,通过大量采集我国路况信息

158、,实现具备中国特色的测试场景覆盖。丰富和完善模型在环、硬件在环、实车在环等场景,提升场景覆盖率。完善测试场设计运营及开放道路认定分级等标准规范,研究细化我国车联网产品评价体系、认证流程。7.重视信息安全,推动安全解决方案的应用部署重视信息安全,推动安全解决方案的应用部署加快建立健全车联网网络安全和数据安全保障体系,探讨车联网数据安全解决方案,加强数据安全和用户个人信息保护管理,规范数据有序开放共享。积极探索适应智能网联汽车出行需要的车辆监管制度和标准规范。健全车联网网络安全防护、检查、通报、处置等制度,建设车联网产品安全漏洞专业库。构建覆盖车辆、基础设施、交通环境的车联网安全防护网,充分利用密

159、钥防护等各类安全技术,建立事前准入、事中核查监管、事后应急响应的车路协同安全机制。搭建分类管理、分级服务、开放共享、安全可靠的安全防护平台,保护智能66网联汽车、路侧基础设施、云控管理平台的终端安全、系统安全、通信安全、数据安全与隐私保护。67参考文献参考文献1.陈山枝、胡金玲,等.蜂窝车联网(C-V2X)M.北京:人民邮电出版社,2020.2.陈山枝,等.蜂窝车联网(C-V2X)技术与产业发展态势前沿报告R.中国通信学会,2020.3.陈山枝、时岩、胡金玲,蜂窝车联网(C-V2X)综述,中国科学基金,2020 年,第 34 卷,第 2 期,pp.179-185.4.陈山枝、葛雨明、时岩,“蜂

160、窝车联网(C-V2X)技术发展、应用及展望”,电信科学,2022 年 1 月,第 38 卷,第 1 期,pp.1-12.5.陈山枝,等.蜂窝车联网(C-V2X)技术与产业发展态势前沿报告,中国通信学会白皮书,20206.陈山枝,等.车联网安全技术与标准发展态势R.中国通信学会白皮书,2019.7.陈山枝,等.车联网技术、标准与产业发展态势前沿报告R.中国通信学会,2018.8.陈山枝、胡金玲、时岩、赵丽,“LTE-V2X 车联网技术、标准与应用”,电信科学,2018 年 4 月,第 34 卷,第 4 期,pp.1-11.9.Shanzhi CHEN,Jinling Hu,Yan Shi,and

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162、7.6811.Shanzhi Chen,al.,Vehicle-to-Everything(V2X)ServicAVisionofC-V2X:Technologies,FieldTestingandChallenges with Chinese Development.6,July 2017.December2016.实现不同车辆和不同图商数据的交互,最大化利用 pp.3872-3881,May 202012.葛雨明.车联网(C-V2X)标准及测试验证进展R.2019-11.13.沈嘉、杜忠达等.5G 技术核心与增强:从 R15 到 R16M.北京:清华大学出版社,2021.14.IMT-20

163、20(5G)推进组 C-V2X 工作组.C-V2X 车联网白皮书R.2018.15.葛雨明.车联网(C-V2X)产业化应用实践R.2019.16.国家发展改革委,等.智能汽车创新发展战略Z.2020.17.工业和信息化部,“十四五”信息通信行业发展规划,2021.11.18.中国公路学会.车路协同自动驾驶发展报告R.2021.19.中 国 汽 车 工 程 学 会.节 能 与 新 能 源 汽 车 技 术 路 线 图2.0R.2020.20.3GPP TS 22.186,v16.2.0.Enhancement of 3GPP support forV2X scenariosS.2019.21.3G

164、PP TR37.885,v15.3.0.Study on evaluation methodologyof new vehicle-to-everything(V2X)use cases for LTE andNRS.2019.22.3GPP TR37.985,v1.3.0.Overall description of radioaccess network(RAN)aspects for vehicle-to-everything(V2X)based on LTE and NRS.2020.6923.陈山枝,王胡成,时岩.5G移动性管理技术M.北京:人民邮电出版社,2019.24.李克强.智

165、能网联汽车云控基础平台及其实现EB/OL.清华大学汽车工程系,2018.25.华为.车路一体化智能网联体系 C-V2X 白皮书(物联网)R.2018.26.吴冬升.5G 车联网业务演进之路的探索与展望Z.2020.27.中国通信标准化协会.5G 边缘计算平台技术要求S.2019.28.IMT-2020(5G)推进组 C-V2X 工作组.C-V2X 业务演进白皮书R.2019.29.IMT-2020(5G)推进组.MEC 与 C-V2X 融合应用场景白皮书R.2019.30.ETSI GS MEC 0030 v2.0.14.Multi-access edge computing(MEC);V2X

166、 information service APIR.2020.31.中国通信标准化协会(CCSA).面向 LTE-V2X 的多接入边缘计算总体需求和业务架构(报批稿)S.2020.32.IMT-2020(5G)推进组 C-V2X 工作组.LTE-V2X 安全技术白皮书R.2019.7.33.IMT-2020(5G)推进组 C-V2X 工作组.C-V2X“四跨”互联互通应用示范活动总结.2019.34.李克强.智能网联汽车发展现状对策建议R.汽车学会,2020.35.中国联合网络通信有限公司,华为技术有限公司.新基建、新动能 5G 车路协同白皮书R.2020.36.Global C-V2X:Ecosystem Status Update Executive Summary20220170中国通信学会地址:北京市海淀区万寿路 27 号院 8 号楼邮政编码:100840联系电话:、68203021传真:网址:https:/www.china-

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