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车联网白皮书(C-V2X分册)(47页).pdf

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车联网白皮书(C-V2X分册)(47页).pdf

1、 车车 联联 网网 白白 皮皮 书书 (C C- -V2XV2X 分册分册) 中国信息通信研究院中国信息通信研究院 国泰君安证券股份有限公司国泰君安证券股份有限公司 20192019 年年 1212 月月 版权声明版权声明 本白皮书本白皮书版权属于版权属于中国信息通信研究院中国信息通信研究院,并受法律保,并受法律保 护护。转载、摘编或利用其它方式使用转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观本白皮书文字或者观 点的,应点的,应注明注明“来源:来源:中国信息通信研究院中国信息通信研究院” 。违反上述声。违反上述声 明者,本明者,本院院将追究其相关法律责任。将追究其相关法律责任。 前前 言言

2、车联网是汽车、电子、信息通信、交通运输和交通管理等行业 深度融合的新型产业形态。蜂窝车联网(C-V2X)无线通信技术作 为关键使能型技术,将有助于构建“人-车-路-云”协同的车联网产 业生态体系。随着 5G 商用元年的开启,加快推进 C-V2X 技术创新 和产业化成熟,不仅有利于我国抢占车联网发展的战略制高点,还 有利于加快 5G 在我国的部署应用。 本白皮书将聚焦 C-V2X 发展,从技术、应用、产业和政策措施 四个维度进行剖析。技术部分包含标准化、研发产业化、测试验证 和应用示范等方面的最新进展及相关问题。应用部分提炼了融合发 展的趋势和成熟度、以及典型应用的实践和价值链。产业部分则侧 重

3、讨论 C-V2X 将为汽车、交通等行业带来的新应用生态, “平台” 、 “数据”将成为变革的核心。最后以融合发展政策措施和展望总结 全文,希望我国能抓住难得的历史发展机遇,加快推进车联网融合 创新发展,带动和影响形成全球广泛认同。 目目 录录 一、一、C-V2X 内涵内涵 . 1 二、二、C-V2X 发展概述发展概述 . 1 (一)C-V2X 标准化进程 . 1 (二)C-V2X 研发产业化 . 5 (三)C-V2X 测试验证 . 7 (四)应用示范与基础设施建设 . 8 三、三、C-V2X 融合应用和产业融合应用和产业 . 10 (一)融合应用发展趋势 . 10 (二)典型应用实践及价值链剖

4、析 . 13 (三)产业生态新体系 . 22 四、四、C-V2X 融合发展政策措施及建议融合发展政策措施及建议 . 28 (一)欧美战略性布局车联网产业发展 . 28 (二)我国车联网产业发展环境加速形成 . 30 (三)C-V2X 融合创新发展展望 . 33 车联网白皮书(2019 年) 图表目录图表目录 图 1 应用成熟度象限. 13 图 2 场端自动代客泊车系统参考架构. 16 图 3 AVP 产业链结构及行业特征 . 16 图 4 车辆编队行驶降低风阻示意. 17 图 5 车辆编队行驶的商业模式分析. 18 图 6 智慧矿山网联自动驾驶解决方案架构. 20 图 7 国内企业积极探索智慧

5、矿山网联自动驾驶工作. 21 图 8 矿区智能驾驶商业模式. 22 图 9 产业生态图谱. 23 图 10 车联网云服务平台建设构想. 25 图 11 UBI 保险商业模式 . 27 表 1 CCSA C-V2X 核心技术标准. 4 表 2 有望协助建设车联网应用平台的各类厂商. 26 车联网白皮书(2019 年) 1 一、C-V2X 内涵 车联网是汽车、电子、信息通信、交通运输和交通管理等行业深 度融合的新型产业形态,是培育新的经济增长点、加快新旧动能接续 转换的重要载体。蜂窝车联网(Cellular-V2X, C-V2X)技术是基于 3GPP 全球统一标准的车联网无线通信技术(Vehicl

6、e to Everything, V2X) ,包括基于 LTE 移动通信技术演进形成的 LTE-V2X/LTE-eV2X 技术以及基于 5G NR 平滑演进形成的 NR-V2X 技术。 C-V2X 技术通过将“人-车-路-云”交通参与要素有机地联系在 一起,不仅可以支撑车辆获得比单车感知更多的信息,例如解决非视 距感知或容易受恶劣环境影响等情况, 促进自动驾驶技术成熟和应用; 另一方面还有利于构建智慧交通体系,例如解决车辆优先级管理、交 通优化控制等情况,促进汽车和交通服务的新模式新业态发展。 二、C-V2X 发展概述 (一)(一)C-V2X 标准化进程标准化进程 1.国际 C-V2X 标准化

7、进程 面向车联网应用在通信时延、 可靠性和数据速率等方面的更高需 求,3GPP、ETSI、ISO 等国际标准化组织积极开展标准化工作。 C-V2X技术在3GPP的标准化发展可以分为三个阶段。 第一阶段, 3GPP Release 14 基于 LTE 的 V2X 标准化工作于 2017 年 3 月完成, 面向基本的道路安全业务的通信需求,引入了工作在 5.9GHz 频段的 车联网白皮书(C-V2X 分册) 2 直通链路(PC5 接口)通信方式,并对公众移动蜂窝网的 Uu 接口进 行了优化。第二阶段,3GPP Release 15 对 LTE-V2X 的增强标准化工 作于 2018 年 6 月完成

8、,主要是在 PC5 接口引入了载波聚合、高阶调 制等技术以提升数据速率、并引入可降低时延的部分技术。3GPP Release 15 的 5G 标准重点针对增强移动宽带场景,没有对 V2X 业务 进行针对性设计和优化。第三阶段,3GPP Release 16 于 2018 年 6 月 启动了 NR-V2X 的研究课题,重点是面向高级 V2X 业务的需求,研 究基于 5G NR 的 PC5 接口技术和对 Uu 接口的增强,该研究课题在 2019 年 3 月完成,并启动了相应的 NR-V2X 标准化项目。主要标准 化内容包括:基于 PC5 和 Uu 接口支持高级 V2X 业务;对于 PC5 接 口支

9、持单播、组播和广播三种模式,以提供支撑不同业务的能力; NR-V2X 支持 In-Coverage, Partial-Coverage 和 Out-of-Coverage; NR-V2X 基于通用的架构支持直通链路在中低频和毫米波频段工作; 支持 LTE-V2X 和 NR-V2X 共存。此外,Uu 接口网络还引入了 V2X 通信切片、边缘计算、QoS 预测等特性,以满足车联网低时延、高可 靠性、大带宽等需求。 为满足车联网计算处理能力和跨服务平台互联互通等方面的需 求,欧洲电信标准化委员会(ETSI)针对多接入边缘计算(MEC) 技术的服务场景、参考架构等开展了一系列标准化工作,2017 年立

10、 项了 “APP 移动性 API 规范” “MEC 对 V2X 支持研究” 等项目; 2018 年又启动了 “V2X API 规范” 项目, 开展支持 V2X 的 MEC API 定义。 3GPP 也将支持 MEC 功能作为 5G 网络架构设计的重要参考,3GPP 车联网白皮书(2019 年) 3 SA1 在 2016 年开启 MEC 平台需求研究,随后 SA2、SA5 分别从 5G 网络架构与 MEC 融合、MEC 平台管理等角度启动研究。在 3GPP TS 23.501 中已经明确将支持边缘计算功能作为未来 5G 网络架构设计的 重要参考。此外,中国主导立项的 ISO 17515-3:20

11、19 intelligent transport systems- Evolved-universal terrestrial radio access network- Part 3: LTE-V2X 于 2019 年 8 月正式由 ISO 发布,标志着 C-V2X 技术纳入 ISO 定义的智能交通通信框架,从而支持各设备之间基于 C-V2X 技术实现及时可靠通信。 2.我国 C-V2X 标准化进程 2018 年以来,工业和信息化部与国家标准委联合印发了国家 车联网产业标准体系建设指南(总体要求) 国家车联网产业标准体 系建设指南(智能网联汽车) 国家车联网产业标准体系建设指南(信 息通信)

12、和国家车联网产业标准体系建设指南(电子产品和服务) 等文件;2019 年 11 月,工业和信息化部对国家车联网产业标准体 系建设指南(车辆智能管理) 进行公开征求意见。相关文件旨在通 过强化标准化工作推动车联网产业健康可持续发展。 全国汽车标准化技术委员会、 全国智能运输系统标准化技术委员 会、 全国通信标准化技术委员会和全国道路交通管理标准化技术委员 会共同签署了关于加强汽车、智能交通、通信及交通管理 C-V2X 标准合作的框架协议 ,四方将建立高效顺畅的沟通交流机制,相互 支持和参与标准研究制定,共同推动 C-V2X 等新一代信息通信技术 在汽车、智能交通以及交通管理中的应用。在四方的积极

13、合作下,我 车联网白皮书(C-V2X 分册) 4 国 C-V2X 标准化工作取得积极进展。一是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基本完成了 C-V2X 总体架构、空 中接口、安全、网络层、消息层等技术标准和测试规范的制定,以及 车载、路侧、基站、核心网等设备技术要求和测试方法等基础标准的 制定,如表 1 所示。二是行业应用类标准随产业发展持续完善。汽标 委在智能网联汽车分标委下设立“网联功能及应用标准工作组” ,推 动 C-V2X 标准向汽车商用方向延伸,完成“智能网联汽车通讯需求 分析”研究,并启动基于 LTE-V2X 直连通信的车载信息交互系统 技术要求 道路车辆 网联

14、车辆方法论 第 1 部分:通用信息 道路 车辆 网联车辆方法论 第 2 部分:设计导则等国家标准制定项目; 另外,交通运输和管理行业也在考虑相关技术和应用标准的制定,如 完成合作式智能运输系统 专用短程通信 第 3 部分:网络层和应用 层规范等国家及行业标准发布,以及启动基于车路协同的营运车 辆前方障碍危险预警系统要求 道路交通信号控制机信息发布接口 规范等行业标准的编制工作。总体看,行业应用类标准将在产业整 个周期长期持续开展,支持商用的系统要求和应用标准还亟待制定。 表 1 CCSA C-V2X 核心技术标准 标准分类标准分类 标准名称标准名称 接入层协 议 基于 LTE 网络的车联网无线

15、通信技术 总体技术要求 基于 LTE 的车联网无线通信技术 空中接口技术要求 网络层协 议 基于 LTE 的车联网无线通信技术 网络层技术要求 基于 LTE 的车联网无线通信技术 网络层测试方法 消息层协 议 基于 LTE 的车联网无线通信技术 消息层技术要求 基于 LTE 的车联网无线通信技术 消息层测试方法 车联网白皮书(2019 年) 5 通信安全 基于 LTE 的车联网通信 安全技术要求 基于 LTE 的车联网无线通信技术 安全证书管理系统技术要求 基于 LTE 的车联网无线通信技术 安全认证测试方法 系统(平 台) 面向 LTE-V2X 的多接入边缘计算 业务架构和总体需求 面向 C

16、-V2X 的多接入边缘计算 服务能力开放和接口技术要求(第一阶段) 基于 LTE 的车联网无线通信技术 MEC 平台测试方法 设备 基于 LTE 的车联网无线通信技术 支持直连通信的车载终端设备技术要求 基于 LTE 的车联网无线通信技术 支持直连通信的终端设备测试方法 基于 LTE 的车联网无线通信技术 支持直连通信的路侧设备技术要求 基于 LTE 的车联网无线通信技术 支持直连通信的路侧设备测试方法 基于 LTE 的车联网无线通信技术 基站设备技术要求 基于 LTE 的车联网无线通信技术 基站设备测试方法 基于 LTE 的车联网无线通信技术 核心网设备技术要求 基于 LTE 的车联网无线通

17、信技术 核心网设备测试方法 来源:中国通信标准化协会 (二)(二)C-V2X 研发研发产业化产业化 核心芯片/模组和终端产品研发基本成熟。一是大唐、华为、高 通、移远、芯讯通、Autotalk 等企业已对外提供基于 LTE-V2X 的商 用芯片/模组。二是华为、大唐、中国移动、金溢、星云互联、东软、 万集等厂商已经可以提供基于 LTE-V2X 的车载单元 (OBU) 、 路侧设 备(RSU)硬件设备以及相应的软件协议栈,相关终端产品已具备商 用基础。 产业接受程度逐步提升。一是汽车厂商接受度达到较高水平,上 汽集团、一汽集团、福特、通用、吉利等逐步开发相关产品,大力推 动新车的联网功能。201

18、9 年 3 月,福特宣布首款 C-V2X 车型 2021 车联网白皮书(C-V2X 分册) 6 年量产;2019 年 4 月,上汽集团、一汽集团、东风公司、长安汽车、 北汽集团、 广汽集团、 比亚迪汽车、 长城汽车、 江淮汽车、 东南汽车、 众泰汽车、江铃集团新能源、宇通客车等 13 家车企共同发布 C-V2X 商用路标:2020 下半年至 2021 上半年陆续实现 C-V2X 汽车量产。 汽车厂商对 C-V2X 的接受程度越来越高,汽车产业具备了较好的产 业推广环境。二是交通行业将其作为新技术选择,交通运输和交通管 理行业的主管部门、科研机构和企业等纷纷表达了对 LTE-V2X 技术 的支持

19、,并在延崇高速、无锡示范区等进行试验,但在具体设备产品 应用和规模化示范中的推动工作仍需进一步加强。 我国车联网平台运营和安全管理机制仍在探索。 一是平台与运营 仍在探索,三大基础电信运营商大力推进基于 MEC 平台的 C-V2X、 5G 业务验证示范;各地车联网先导区和示范区纷纷建设面向车路协 同和自动驾驶等应用的车联网数据中心和服务管理平台; 路侧智能化 设备商联合交通部门、城市管理部门在高速公路、城市道路十字路口 等场景建设路侧边缘平台并开展应用示范。各地、各行业对平台与运 营模式进行了积极探索,但目前还未形成成熟稳定的模式。二是安全 认证技术积累较好,但管理要求尚待明确。芯片/模组企业

20、、软硬件 设备企业、整车企业以及安全企业均已开展基于国内 C-V2X 通信安 全标准的研发工作。华大电子、信大捷安、上海芯钛等陆续推出车规 级安全芯片; 大唐于 2019 年 4 月率先进行了 V2X 直连通信安全机制 演示;国汽智联于 2019 年 5 月发布了“V2X 安全认证防护体系” ; 中国移动积极推动 “基于移动通信 GBA 技术的 LTE-V2X 安全证书发 车联网白皮书(2019 年) 7 布方案” ,跨行业合作实现了证书获取、签名、验签等安全保护的机 制。安全认证相关技术已形成较好积累,初步具备支持大规模试验和 产业化条件,但面向商用的建设和管理体系仍待确定。 (三)(三)C

21、-V2X 测试验证测试验证 中国信息通信研究院联合各方力量在 IMT-2020(5G)推进组 C-V2X 工作组积极推动 LTE-V2X 相关测试标准规范的研究,目前已 经形成针对接入层的LTE-V2X 终端功能测试规范(实验室) LTE-V2X 性能测试规范(实验室) LTE-V2X 终端间互操作测试 规范(实验室) 测试标准,以及针对网络层、应用层的LTE-V2X 终端网络层一致性测试规范(实验室) LTE-V2X 终端应用层一致 性测试规范(实验室) 和LTE-V2X 终端安全一致性测试规范(实 验室) 等文件,详细定义了测试结构、设备要求和测试内容。与此 同时,搭建了 LTE-V2X

22、通信协议一致性测试平台,支持网络层、应 用层、安全的协议一致性自动化测试。 2018 年 9 月至 10 月, C-V2X 工作组在中国信息通信研究院实验 室组织华为、 大唐、 万集科技、 金溢科技、 星云互联、 东软集团、 SAVARI、 千方科技、华砺智行共 9 家终端设备厂商,完成了网络层应用层互操 作、协议一致性测试。10 月中旬,在中国信息通信研究院实验室, 大唐和华为共同完成了基于 3GPP Release 14 的芯片级产品 PC5 互操 作测试, 标志着国内 LTE-V2X 基本实现了物理层、 传输层、 网络层、 应用层全协议栈的互联互通,也标志着 LTE-V2X 技术标准和解

23、决方 案已经基本成熟,具备部署和商用化能力。 车联网白皮书(C-V2X 分册) 8 2019 年 9 月至 10 月,中国信息通信研究院再次组织开展互操作 和互联互通测试,28 家企业的 50 余款产品通过了 C-V2X 全协议栈 互联互通测试和 C-V2X 网络层、消息层、安全的协议一致性测试, 有效验证了各厂家产品的标准符合程度。 2019年10月22-24日期间, 由 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)有限公司共同 在上海举办 C-V2X“四跨”互联互通应用示范活动,11 家通信模组 厂商、28 家

24、终端提供商、26 家国内外整车厂商、6 家安全厂商和位 置服务提供商共同参与, 首次实现了 “跨芯片模组、 跨终端、 跨整车、 跨安全平台”的应用示范,有效展示了我国 C-V2X 标准协议栈的成 熟度,试验验证了 C-V2X 通信安全技术解决方案,协力共建包含安 全的完整 C-V2X 产业链。此外,C-V2X 工作组开展 MEC 与 C-V2X 融合业务平台能力与接口研究,推动构建标准化的 MEC 车路协同解 决方案,为城市级大规模测试验证奠定了基础。 (四)应用示范与基础设施建设(四)应用示范与基础设施建设 车联网基础设施建设将从小范围测试示范向规模先导应用逐步 过渡。国内各示范区正在加快部

25、署 C-V2X 网络环境,北京、无锡、 长沙、上海、重庆等建成了覆盖测试园区、开放道路、高速公路等多 种环境。此外,无锡、北京、上海、广州、雄安、重庆、长沙、宁波、 盐城等城市积极构建 MEC 与 C-V2X 融合验证环境, 在路侧和网络边 缘部署集感知、计算、通信于一体的车路协同应用平台,探索 MEC 与 LTE-V2X 及 NR Uu 网络融合创新的示范应用。 车联网白皮书(2019 年) 9 无锡示范区构建了全球首个城市级开放道路的示范环境,在 170 平方公里范围、280 公里道路内开展信息化升级改造,包括 400 个交 通路口、5 条城市快速道路、1 条城际高速公路;在路侧部署了 L

26、TE-V2X RSU,开放实时信号灯配时、道路视频监控、交通事件等 40 余项交管数据;打造车联网应用管理平台,打通跨行业应用的数 据交互,打造公交优先、120 急救通道等民生应用;建立车联网测试 验证、安全管理、通信认证鉴权体系;装配一定规模的车载终端,力 争最终实现规模商业应用效果。 长沙示范区在湘江新区 300 平方公里 范围内,开展 113 公里高速公路和 135 公里城市道路的智能化改造, 实现 LTE-V2X 与 NR Uu 网络覆盖。建设车联网运营管理平台,实现 智慧交通与车路协同应用,力争装配基于 LTE-V2X 的车载终端过万 辆。结合长沙本地政策与产业优势,打造特色应用场景

27、,率先实现国 内首批自动驾驶出租车载客运行和首批自动驾驶环卫车辆开放道路 运行。 2019 年 5 月,工业和信息化部复函江苏省工业和信息化厅,支 持创建江苏(无锡)车联网先导区,实现规模部署 C-V2X 网络、路 侧单元,装配一定规模的车载终端,完成重点区域交通设施车联网功 能改造和核心系统能力提升,丰富车联网应用场景。2019 年 12 月, 工业和信息化部复函天津市人民政府,支持天津(西青)创建国家级 车联网先导区,发挥在标准机构、测试环境等方面的优势,积极探索 跨行业标准化工作新模式,规模部署蜂窝车联网 C-V2X 网络,明确 车联网运营主体和职责。湖南长沙、广东广州、北京、重庆、浙江

28、德 车联网白皮书(C-V2X 分册) 10 清县等也积极筹备创建国家车联网先导区相关工作,北京市计划在 500 公里的道路部署 LTE-V2X 网络;广州市计划在 2019 年建设 2 万 座 5G 基站,在超过 700 公里的道路部署 LTE-V2X 网络。随着车联 网先导区的部署,LTE-V2X 基础设施建设和管理机制需要深入探索 并逐步明确。此外,交通运输部在河北、浙江等九个省区开展智慧公 路建设试点,推进上海洋山港无人驾驶示范项目。公安部与工业和信 息化部共建国家智能交通综合测试基地,完成半开放城市道路、封闭 高速测试环境建设。 三、C-V2X 融合应用和产业 (一)融合应用发展趋势(

29、一)融合应用发展趋势 基于 C-V2X 的车联网应用,从信息服务向提升安全效率和自动 驾驶服务演进。以 5G 为代表的新一代信息通信技术为车联网提供了 超低时延、 超高可靠、 超大带宽的无线通信保障和高性能的计算能力, 借助于“人-车-路-云”的全方位连接和信息交互处理,车联网不仅可 以方便用户在出行过程当中体验到娱乐导航、共享出行、车联网保险 等信息服务,更重要的是车联网将为用户的行驶安全、出行效率以及 未来的高等级自动驾驶服务提供支持。 1.提升行驶安全和出行效率是当前应用发展重点 车辆与车辆或者路侧基础设施之间, 可以实现十字交叉路口碰撞 预警、紧急刹车预警等车辆行驶安全应用。以十字交叉

30、路口碰撞预警 为例,车辆对外广播自身的类型、位置信息、运行状态、轨迹等基本 车联网白皮书(2019 年) 11 安全消息, 交叉路口其他方向车辆通过接收信息进行行驶决策。 此外, 通过路侧基础设施对路口的车辆、行人进行探测与分析,并将对应的 结果进行广播,构建“全息路口” ,也可以便于附近通行车辆更好的 进行行驶决策。滴滴出行、启迪云控等企业正在北京、上海等地部署 应用试验。 此外, 经过联网化改造的交通灯或电子标志标识等基础设施可将 交通管理与指示信息广播出来,实现诱导通行、车速引导、红绿灯或 者限速提醒等出行效率提升和行驶安全应用。以诱导通行为例,交通 灯信号机可将灯色状态与配时等信息实时

31、传递给周围的行驶车辆, 为 车辆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 一定程度上避免闯红灯事故的发生。此外,救护车、消防车等特种车 辆可将其身份、位置等信息发送至沿途其他车辆,令其让道让行,并 向沿途信号机申请实现绿灯通行,保障快速到达任务现场。随着以上 效率类场景不断普及, 可进一步推动城市路口之间感知与控制信号的 联动,构建城市级交通协同调度场景,提升整体道路通行效率。 2.支持高等级自动驾驶服务是应用未来演进方向 随着无线通信技术的不断演进, 车联网应用也向着协同化和智能 化发展,实现更高等级、复杂场景的自动驾驶服务。例如远程遥控驾 驶,在 5G 网络的支持下,可以

32、实时获取车辆的行驶状态和周边交通 环境信息,通过发送指令控制远在几十、甚至几百公里之外的车辆, 完成启动、加减速、转向等真实驾驶操作,可以应用于危险品以及矿 区运输,也可以满足自动驾驶失效情况下人工远程介入的需求。美国 车联网白皮书(C-V2X 分册) 12 卡特彼勒的综合性管理监控系统(MINESTAR) 、日本小松的综合性 矿山车队管理系统(AHS)等已实现无人采矿方案的商业部署。再如 车辆编队行驶,利用 5G 通信的低时延、高可靠能力,同方向行驶的 一队车辆通过相互间的直接通信而实现互联, 车队尾部的车辆可以在 最短时间内接收到头车的驾驶策略,进行同步加速、刹车等操作。 3.应用成熟度象

33、限 高等级自动驾驶是车联网的终极应用,然而绝非一蹴而就,而是 需要众多细分的应用持续积累突破,逐步提升行驶安全性和效率,才 能尽可能接近最终的完全自动驾驶状态。每个细分的应用,都是行驶 过程中常见的场景,每个场景都有造成交通事故的可能性。每解决一 个场景的问题,行驶的安全性就能有所提升,而这一点一滴的提升, 则是逐步强化产业界和用户对自动驾驶信心的基石。 按照技术特性和应用成熟度,可以将 C-V2X 支持实现的车联网 应用大致划分为四个象限,如图 1 所示。技术特性高,说明从测试验 证样品到可量产的产品还存在较大的技术难度;应用成熟度高,说明 产业链、运营模式、管理制度和商业模式等已相对成熟。

34、位居左上角 顶端的是高等级自动驾驶,而位居右下角的是紧急呼叫预警 E-Call 等。 车联网白皮书(2019 年) 13 来源:中国信息通信研究院 图 1 应用成熟度象限 (二)典型应用实践及价值链剖析(二)典型应用实践及价值链剖析 1.智慧路口协作通行 在众多城市路况中,以交叉路口最为复杂,不同方向上的车辆、 非机动车、行人都要在有限的时间内通过交叉路口,因此交叉路口通 常是交通事故频发地、 通行效率的瓶颈。 我国 30%的事故都发生在交 叉路口、美国 36%、欧盟平均 43%、日本 42.2%。1事故一旦发生, 不仅造成人员伤亡,还会阻碍整个交叉路口的通行能力。 针对交叉路口场景,车联网应

35、用可以规划包含:闯红灯预警、绿 1 城市道路交叉口交通事故分析 车联网白皮书(C-V2X 分册) 14 波车速引导、 协同启动、 信号灯配时动态优化和路口车道动态管理等。 其中,闯红灯预警和绿波车速引导当前以提供预警信息为主,随着车 辆智能化程度提升,以及 C-V2X 应用与 ADAS 融合,可以更多参与 到车辆主动控制环节等。协同启动则已经实现了 C-V2X 与车辆控制 的结合,排队等待车辆通过 V2V 通信与头车绑定,在信号灯由红变 绿过程中,头车起步时排队等待车辆同步启动,解决了受制于人类反 应速度和车辆加速时间的延迟,有效提升交通出行效率。2019 年 9 月,世界物联网博览会期间,奥

36、迪联合中国移动、华为、地平线等在 无锡智慧交通示范区完成多项智慧路口的应用示范, 包括信号灯信息 显示、闯红灯预警及主动制动、路口协同启动、绿波车速显示、绿波 引导车速巡航控制等。 在商业模式方面,仍处于全行业探索阶段。一方面是由于城市交 通效率和安全类应用需要巨大的前期基础设施投入, 包括采购安装感 知设备与路侧单元、改造信号控制系统、部署 MEC 平台等;另一方 面需要持续的维护和运营投入, 包括人力成本和软硬件设备更新升级 费用等。考虑车联网的跨行业属性特征,需要跨行业的管理、建设和 运营主体充分的协同和分工,才能够找到车联网可持续的发展模式。 然而,具有路侧标志标识、车辆及交通状态等信

37、息的交通运输、交通 管理等传统行业相对较封闭、且属地化管理特征明显。因此城市交叉 路口场景下的车联网建设和运营模式面临的外部环境有别于传统电 信网络,其建设和运营模式仍需要进一步探索。 车联网白皮书(2019 年) 15 2.自动代客泊车 对大众消费者来说, 在家和公司以外的场所停车一直是很大的难 题。自动代客泊车(Automated Valet Parking, AVP)则是针对大众 停车难、以及停车场管理等诸多痛点问题而设计实现的应用场景,当 前主要方向包括车端解决方案和车场协同解决方案。车端解决方案, 利用车载视觉或激光雷达等,通过低速自动驾驶技术,实现在限定区 域(园区、地上停车场及地

38、下停车场等场景)的自主代客泊车功能; 车场协同解决方案, 则是依靠智能型停车场基础设施与车辆间的互联 (V2I) ,安装在停车场内的传感器引导车辆行驶到车位,并在这一过 程中监控车辆的行驶路径和周围环境, 车辆则需要能够安全地把停车 场基础设施发出的指令转化为驾驶操作指令, 并在必要时及时制动汽 车,参考架构示意如图 2 所示。相比较,车场协同解决方案的优点是 对车辆的感知和智能化程度要求不高,只需要电子制动、自动换挡、 电子助力转向及远程互联等基本功能; 缺点则是对停车场的改造成本 较高,在戴姆勒与博世公司共同研发场端 AVP 系统方案中,每 3 个 车位需要设置 25 个单线激光雷达,所有

39、路口均需设置监控摄像头, 且停车场内必须覆盖超低延迟的网络。2019 年 7 月,戴姆勒与博世 公司在德国的 AVP 测试项目,正式获得了斯图加特与巴登-符腾堡州 政府的特殊许可,将在梅赛德斯-奔驰博物馆停车场投入使用。 车联网白皮书(C-V2X 分册) 16 来源:中国信息通信研究院 图 2 场端自动代客泊车系统参考架构 在商业模式方面,自动代客泊车有两大推动主体:整车厂和停车 场,产业链围绕两大推动主体展开,AVP 产业链结构行为特征如图 3 所示。 从整车厂视角, AVP 可以作为智能网联汽车的选装功能项进行 销售,在改造过的相应停车场进行适用。从停车场视角,AVP 则是代 客泊车服务的

40、智能化升级,可在停车费之余收取额外费用,节约代客 泊车的人力成本。 来源:中国信息通信研究院 图 3 AVP 产业链结构及行业特征 云平台云平台 车位管理 Server 局部地图 Server 车载终端车载终端 路侧设备路侧设备 智能车载终端智能车载终端 地图交互与导航 V2X APP LTE-V2X 智能网联汽车智能网联汽车 CAN/LAN 基于 V2X 的智能泊车控制算法 智能驾驶系统 (自动启停控制) 智能驾驶模块智能驾驶模块 V2X 车位监测 (提供高精度定位 信息) 4/5G 车联网白皮书(2019 年) 17 3.高速公路车辆编队行驶 高速公路场景下的车辆编队行驶可以降低空气阻力省

41、油。 当前后 车距接近时,两车之间形成气流真空区,不会产生气流涡流,能降低 空气阻力,示意如图 4 所示。根据北美货运效率委员会数据,能至少 节省 10%的油耗。不仅如此,车辆编队行驶还能有效降低劳动强度。 长途货运卡车通常需要 2 名司机轮流驾驶,通过车辆编队行驶,只有 头车需要司机专心驾驶,跟随车辆几乎不需要人类驾驶员接管,给司 机提供更多休息时间,车队司机人数也可适当减少。 来源:https:/peloton- 图 4 车辆编队行驶降低风阻示意2 目前有两类厂商在积极探索车辆编队行驶应用。 一类是汽车厂商, 如奔驰、戴姆勒、上汽、北汽、长安等;另一类是专注于研发卡车自 动驾驶解决方案的公

42、司, 如 OTTO、 图森未来、 长沙智能驾驶研究院、 主线科技等。2016 年 4 月,奔驰、沃尔沃、曼恩、斯堪尼亚、达夫 和依维柯参与了世界首次跨边境卡车编队行驶挑战赛, 开启了车辆编 队行驶产业化研发序幕;2019 年 5 月,我国东风商用车、福田、中 国重汽三家企业共同参加了在天津举行的自动驾驶汽车列队跟驰标 准公开验证试验。2019 年 11 月,由上汽集团、上港集团、中国移动 2 https:/peloton- 车联网白皮书(C-V2X 分册) 18 合力打造的上海洋山深水港智能重卡示范运营项目, 在洋山港物流园、 东海大桥、洋山一期码头内,实现集装箱智能转运,这也是国际上首 次实现 5G+自动驾驶重卡商业化落地。 高速公路场景下的车辆编队行驶在商业模式方面已初具模型。 一 种是基于自身的智能驾驶能力, 为物流公司提供更高效的运输外包服 务,如图森未来;另一种是为物流公司提供智能驾驶解决方案,包括 改装过的卡车、 智能驾驶系统、 云控平台等, 如长沙智能驾驶研究院。 运输外包服务模式更适合人力成本高昂、劳动力短缺的美国市场,而 智能驾驶解决方案模

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