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文檔簡介
車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
研究報(bào)告
中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟
2021年12月
車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
1.V2X概述
1.1.概念
V2X即Vehicle-to-Everything,是智能汽車和智能交通的支撐技術(shù)之一。
V2X包含車輛與車輛V2V(Vehicle-to-Vehicle)、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施V2I
(Vehicle-to-Infrastructure)、車輛與行人V2P(Vehicle-to-Pedestrian)、
車輛與外部網(wǎng)絡(luò)V2N(Vehicle-to-Network)等各種應(yīng)用通信應(yīng)用場景。目前而
言,基于V2V通信車輛能實(shí)現(xiàn)前方碰撞預(yù)警、變道輔助、左轉(zhuǎn)輔助、協(xié)同式自適
應(yīng)巡航控制等,基于V2I通信可以實(shí)現(xiàn)速度建議、交通優(yōu)先權(quán)、路況預(yù)警、闖紅
燈預(yù)警、當(dāng)前天氣影響預(yù)警、停車位和充電樁尋位等應(yīng)用;基于V2P通信,能實(shí)
現(xiàn)弱勢道路使用者的預(yù)警和防護(hù),基于V2N通信可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交通路線規(guī)劃、地圖
更新等服務(wù)。
目前國際上主要有DSRC(專用短程通信)和C-V2X(基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的V2X)
兩種技術(shù)方案。
1992年美國ASTM就開始發(fā)展DSRC技術(shù),美國和日本已經(jīng)形成了完善的標(biāo)
準(zhǔn)體系和產(chǎn)業(yè)布局。DSRC由物理層標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11P和網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)IEEE1609
構(gòu)成,信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)由SAE的SAEJ2735、SAE2945標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范構(gòu)成。DSRC是一
種雙向半雙工中短距無線通信技術(shù),通信距離一般在數(shù)十米(10m~30m),可實(shí)現(xiàn)
高速數(shù)據(jù)傳輸,帶寬可達(dá)3~27Mb/s。能指定授權(quán)帶寬,實(shí)現(xiàn)安全可靠的通信;
能快速獲取網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)主動安全相關(guān)應(yīng)用的高速更新;通信延遲能達(dá)到毫秒級,
滿足車輛信息交互的時(shí)間要求;高可靠性滿足車輛高速行駛下工作,并且性能不
會受極端天氣的影響,支持V2V和V2I通信,有助于普遍部署應(yīng)用。
C-V2X技術(shù)依靠移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,正處于快速發(fā)展的階段,得到中國、歐盟
等國家的高度重視。C-V2X是一項(xiàng)利用和提高現(xiàn)有的長期演進(jìn)技術(shù)(LongTerm
Evolution,LTE)特點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)要素的信息技術(shù),是3GPPRealease-14規(guī)范的一
部分,該初始標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于V2V通信,并逐漸增強(qiáng)對其他V2X操作場景的支持。C-V2X
可支持的工作場景既包括有蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋的場景,也包括沒有蜂窩網(wǎng)絡(luò)部署的場
景。落實(shí)到具體的通信技術(shù)而言,C-V2X可提供兩種通信接口,分別稱為Uu接口
(蜂窩通信接口)和PC5接口(直連通信接口)。其中OBU是車載終端,安裝在車?yán)铮?/p>
而RSU則安裝在路側(cè),通過OBU和RSU相互之間的通信來實(shí)現(xiàn)車和路的信息交互。
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
1.2.產(chǎn)業(yè)化意義
1.2.1.提升行駛安全
V2X可以感知范圍內(nèi)全部交通參與方,沒有視角和視線的局限。路側(cè)利用激
光雷達(dá)、微波雷達(dá)、攝像頭等傳感器,預(yù)知盲區(qū)車輛、“鬼探頭”行人/騎車人
等,把信息通過V2X實(shí)時(shí)共享給全部車輛,可最大限度消除危險(xiǎn)隱患。同時(shí),豐
富的車車、車路、車人信息幫助車輛更好的做出決策,在必要時(shí)還能向車輛底層
控制系統(tǒng)發(fā)送控制指令,減少交通事故,提升行車安全。美國交通部表示36%的
交通場景必須依靠路側(cè)感知,采取車路協(xié)同可以避免81%的多車相撞事故。
1.2.2.提高交通效率
通過V2X增強(qiáng)交通感知能力,從單車智能到車路協(xié)同,整個(gè)交通系統(tǒng)從個(gè)體
最優(yōu)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最優(yōu)。優(yōu)化道路資源分配,建立車車、車路、車人實(shí)時(shí)信息交互渠
道,實(shí)現(xiàn)路口協(xié)作通行、全域交通優(yōu)化調(diào)控等,使得交通系統(tǒng)網(wǎng)聯(lián)化、智能化,
構(gòu)建智慧交通體系,通過動態(tài)調(diào)配路網(wǎng)資源,實(shí)現(xiàn)擁堵提醒、優(yōu)化路線誘導(dǎo),為
城市大運(yùn)量公共運(yùn)輸工具及特殊車輛提供優(yōu)先通行權(quán)限,提升城市交通運(yùn)行效率。
極大的提高車輛與道路使用效率。ResearchGate表示車路協(xié)同可減少50%出行時(shí)
長。未來將解放出的時(shí)間可以轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力,釋放經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
1.2.3.提供出行信息服務(wù)
提供出行服務(wù)是V2X應(yīng)用的重要組成部分,是全面提升政府監(jiān)管、企業(yè)運(yùn)營、
人民出行水平的手段。V2X當(dāng)前可提供包括突發(fā)惡劣天氣預(yù)警、車內(nèi)電子標(biāo)牌等
典型服務(wù)類信息。
1.2.4.支持實(shí)現(xiàn)自動駕駛
V2X可以協(xié)同優(yōu)化單車智能,降低車輛自動駕駛配置成本。通過本地信息收
集、分析和決策,為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供碰撞預(yù)警等服務(wù),為自動駕駛提供輔助決
策能力,提升自動駕駛的安全性;并降低車輛適應(yīng)各種特殊道路條件的成本,加
速自動駕駛汽車落地。一是降低傳感器配置,減少單車改造成本。讓車輛準(zhǔn)確識
別道路所有標(biāo)識在當(dāng)前技術(shù)手段下是極其困難的,自動駕駛系統(tǒng)處理所有偶發(fā)事
件也需要付出高昂的代價(jià)。路側(cè)單元對整體道路流量、交通事件、路況進(jìn)行預(yù)判,
作為安全冗余,降低車輛配置。二是緩解計(jì)算平臺的算力壓力。路側(cè)多接入邊緣
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計(jì)算(Multi-accessEdgeComputing,MEC)的服務(wù)器部署在路側(cè)單元上,傳感器
信號被MEC服務(wù)器直接處理,對車端算力需求下降。三是政府資金對公路智能化
建設(shè)的投入,將會分擔(dān)企業(yè)部分成本。
1.2.5增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全的合規(guī)性
V2X可以減少高級別單車智能對于數(shù)據(jù)收集的依賴性,車輛與路測設(shè)施的數(shù)據(jù)信
息交互既可以滿足了自動駕駛功能需求,又保障了國家對于數(shù)據(jù)安全的管控。
2.車路協(xié)同發(fā)展現(xiàn)狀
目前,車路協(xié)同使用的V2X通信技術(shù)有ETC與C-V2X兩大路線。ETC車路協(xié)
同主要基于DSRC技術(shù),DSRC是連結(jié)車輛與車輛(V2V)、車輛與路側(cè)裝置間的RF
通用射頻通訊技術(shù),在車用環(huán)境中提供公共安全和中短距離通訊服務(wù)。
C-V2X(Cellular-V2X,蜂窩車聯(lián)網(wǎng))技術(shù)在DSRC技術(shù)之后推出,由3GPP組織定
義,基于蜂窩調(diào)制解調(diào)器技術(shù),目的同樣是在車輛之間進(jìn)行直接無線通信。
2.1.基于C-V2X車路協(xié)同
2.1.1.技術(shù)化發(fā)展現(xiàn)狀
C-V2X可支持的工作場景既包括有蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋的場景,也包括沒有蜂窩網(wǎng)
絡(luò)部署的場景。落實(shí)到具體的通信技術(shù)而言,C-V2X可提供兩種通信接口,分別
稱為Uu接口(蜂窩通信接口)和PC5接口(直連通信接口)。當(dāng)支持C-V2X的
終端設(shè)備(如車載終端,智能手機(jī),路側(cè)單元等)處于蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)時(shí),可在
蜂窩網(wǎng)絡(luò)的控制下使用Uu接口;無論是否有網(wǎng)絡(luò)覆蓋,均可以采用PC5接口進(jìn)
行V2X通信。C-V2X將Uu接口和PC5接口相結(jié)合,彼此相互支撐,共同用于V2X
業(yè)務(wù)傳輸,形成有效的冗余來保障通信可靠性。
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圖1:C-V2X通信接口
1)PC5接口關(guān)鍵技術(shù):
C-V2X在PC5接口上的機(jī)制設(shè)計(jì)是以LTED2D技術(shù)為基礎(chǔ),為支持V2X消息
(特別是車輛之間的消息)廣播、交換快速變化的動態(tài)信息(例如位置、速度、
行駛方向等),以及包括車輛編隊(duì)行駛、傳感器共享在內(nèi)的未來更先進(jìn)的自動駕
駛應(yīng)用,在多方面進(jìn)行了增強(qiáng)設(shè)計(jì),主要包括:
-物理層結(jié)構(gòu)進(jìn)行增強(qiáng),以便支持更高的速度。
為了在高頻段下支持高達(dá)500公里/小時(shí)的相對移動速度,解決高多普勒頻
率擴(kuò)展以及信道快速時(shí)變的問題,C-V2X對物理層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了增強(qiáng)。
-支持全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同步。
為保證通信性能,C-V2X的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)需要在通信過程中保持相互同步。
C-V2X可支持包括全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)、基站和車輛在內(nèi)多種同步源類型,
通信終端可通過網(wǎng)絡(luò)控制或調(diào)取預(yù)配置信息等方式獲得最優(yōu)同步源,以盡可能實(shí)
現(xiàn)全網(wǎng)同步。C-V2X還支持最優(yōu)同源的動態(tài)維護(hù),使得終端可及時(shí)選取到優(yōu)先級
更高的同步源進(jìn)行時(shí)鐘同步。
-更加高效的資源分配機(jī)制以及擁塞控制機(jī)制。
作為C-V2X的核心關(guān)鍵技術(shù),PC5接口支持調(diào)度式的資源分配方式(Mode-3)
和終端自主式的資源分配方式(Mode-4)。此外,C-V2X還支持集中式和分布式
相結(jié)合的擁塞控制機(jī)制,這種機(jī)制可以顯著提升高密場景下接入系統(tǒng)的用戶數(shù)。
2)Uu接口關(guān)鍵技術(shù)
為了更好的匹配V2X的業(yè)務(wù)特性,C-V2X在Uu空口上主要對以下方面進(jìn)行
了功能增強(qiáng):
-上下行傳輸增強(qiáng)。
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上行傳輸支持基于業(yè)務(wù)特性的多路半靜態(tài)調(diào)度,在保證業(yè)務(wù)傳輸高可靠性的
需求的前提下可大幅縮減上行調(diào)度時(shí)延。下行傳輸針對V2X業(yè)務(wù)的局部通信特性,
支持小范圍的廣播,支持低延時(shí)的單小區(qū)點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸(SC-PTM)和多播/組播
單頻網(wǎng)絡(luò)(MBSFN)。此外,LTE-V2X支持核心網(wǎng)元本地化部署,并且針對V2X
業(yè)務(wù)特性定義了專用服務(wù)質(zhì)量(QoS)參數(shù)來保證業(yè)務(wù)傳輸性能。
-多接入邊緣計(jì)算研究。
針對具備超低時(shí)延超高可靠性傳輸需求的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)(如自動駕駛、實(shí)時(shí)高
清地圖下載等),C-V2X可以采用多接入邊緣計(jì)算(MEC)技術(shù)。目前,標(biāo)準(zhǔn)組
織ETSI和3GPP都將其作為重點(diǎn)項(xiàng)目,針對MEC整體框架、用戶面選擇、業(yè)務(wù)分
流、移動性和業(yè)務(wù)連續(xù)性以及網(wǎng)絡(luò)能力開放等關(guān)鍵方面進(jìn)行研究。
2.1.2.政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)化
1)C-V2X相關(guān)政策法規(guī)
2016年11月,工信部無線電管理委員會批復(fù)5905-5925MHz總共20MHz用
于LTE-V直連技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證。批復(fù)明確指出,這20MHz頻譜作為試驗(yàn)頻譜僅用于
LTEV2X直連技術(shù)的試驗(yàn)驗(yàn)證,其中包括功能性測試和不同無線電應(yīng)用間兼容性
試驗(yàn)研究。
2018年11月,車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)委員會第二次會議在雄安召開,會議指
出要強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新,加快基礎(chǔ)設(shè)施升級改造,把LTE-V2X、5G等通信網(wǎng)絡(luò)
部署和智能交通、交通管理信息化協(xié)同推進(jìn)。
2018年11月,工信部發(fā)布了《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)直連通信使用
5905-5925MHz頻段的頻率管理規(guī)定(暫行)》,確定了基于LTE-V2X技術(shù)的車
聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)直連通信的工作頻段及使用要求。
2018年12月,工信部發(fā)布指導(dǎo)性文件《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)產(chǎn)業(yè)發(fā)展
行動計(jì)劃》,分兩階段推動車聯(lián)網(wǎng)跨行業(yè)融合,促進(jìn)規(guī)?;虡I(yè)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)“人
-車-路-云”高度協(xié)同。
2019年7月,中國5G推進(jìn)組發(fā)布《LTE-V2X安全技術(shù)白皮書》。
2019年9月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》,針對V2X相
關(guān)的智慧公路、數(shù)字交通建設(shè),政策面給出了更為明確、具體、可行的目標(biāo)、重
點(diǎn)任務(wù)和中央財(cái)政資金補(bǔ)助安排。
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
2020年2月,發(fā)改委等11個(gè)部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》,提
出分階段、分區(qū)域推進(jìn)道路基礎(chǔ)設(shè)施的信息化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè);結(jié)合5G
商用網(wǎng)絡(luò)部署,推動其與車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同建設(shè)。
2020年3月,工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于推動5G加快發(fā)展的通知》,提出
促進(jìn)“5G+車聯(lián)網(wǎng)”協(xié)同發(fā)展,推動車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制及研發(fā)驗(yàn)證。
2020年5月,工信部發(fā)布《2020年工業(yè)通信業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》,明確指
出以專項(xiàng)方式推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用以及車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)等重點(diǎn)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)
制定,成體系地推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定工作,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平
提升。
2021年2月,黨中央、交通部發(fā)布《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》,提
出加強(qiáng)智能化載運(yùn)工具和關(guān)鍵專用裝備研發(fā),推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(智能汽車、自
動駕駛、車路協(xié)同)、智能化通用航空器應(yīng)用。
2021年3月,發(fā)改委、工信部等28個(gè)部門聯(lián)合發(fā)布《加快培育新型消費(fèi)實(shí)
施方案》,提出開展車聯(lián)網(wǎng)電信業(yè)務(wù)商用試驗(yàn),加快全國優(yōu)勢地區(qū)車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)
建設(shè),探索車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和規(guī)模部署。
2021年7月,工信部等5部委聯(lián)合發(fā)布《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動計(jì)劃
(2021-2023年)》,提出強(qiáng)化汽車、通信、交通等行業(yè)的協(xié)同,加強(qiáng)政府、行
業(yè)組織和企業(yè)間聯(lián)系,共同建立完備的5G與車聯(lián)網(wǎng)測試評估體系,保障應(yīng)用的
端到端互聯(lián)互通。提煉可規(guī)?;茝V、具備商業(yè)化閉環(huán)的典型應(yīng)用場景,提升用
戶接受程度。加快提升C-V2X通信模塊的車載滲透率和路側(cè)部署。加快探索商業(yè)
模式和應(yīng)用場景,支持創(chuàng)建國家級車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū),推動車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與5G網(wǎng)
絡(luò)協(xié)同規(guī)劃建設(shè),選擇重點(diǎn)城市典型區(qū)域、合適路段以及高速公路重點(diǎn)路段等,
加快5G+車聯(lián)網(wǎng)部署,推廣C-V2X技術(shù)在園區(qū)、機(jī)場、港區(qū)、礦山等區(qū)域的創(chuàng)新
應(yīng)用。建立跨行業(yè)、跨區(qū)域互信互認(rèn)的車聯(lián)網(wǎng)安全通信體系。
2)國際C-V2X標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展介紹
作為LTE平臺向垂直行業(yè)新業(yè)務(wù)的延伸,3GPP為車輛通信的增強(qiáng)進(jìn)行了標(biāo)
準(zhǔn)研究和開發(fā)。當(dāng)前,C-V2X的標(biāo)準(zhǔn)化可以分為3個(gè)階段:
支持LTE-V2X的3GPPR14版本標(biāo)準(zhǔn)已于2017年正式發(fā)布;支持LTE-V2X
增強(qiáng)(LTE-eV2X)的3GPPR15版本標(biāo)準(zhǔn)于2018年6月正式完成;支持5G-V2X
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
的3GPPR16+版本標(biāo)準(zhǔn)宣布于2018年6月啟動研究,將與LTE-V2X/LTE-eV2X形
成互補(bǔ)關(guān)系。
圖2:3GPPC-V2X標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展
a)LTE-V2X標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展
目前,3GPP已經(jīng)完成R14版本LTE-V2X相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作,主要包括業(yè)務(wù)需
求、系統(tǒng)架構(gòu)、空口技術(shù)和安全研究四個(gè)方面。
業(yè)務(wù)需求方面,目前已經(jīng)定義了包含車與車、車與路、車與人以及車與云平
臺的27個(gè)用例和LTE-V2X支持的業(yè)務(wù)要求,并給出了7種典型場景的性能要求。
系統(tǒng)架構(gòu)方面,目前已經(jīng)確定了在PC5接口的Prose和Uu接口的LTE蜂窩通信
的架構(gòu)基礎(chǔ)上增強(qiáng)支持V2X業(yè)務(wù),并明確增強(qiáng)架構(gòu)至少要支持采用PC5傳輸?shù)?/p>
V2X業(yè)務(wù)和采用LTE-Uu的V2X業(yè)務(wù)??湛诩夹g(shù)方面,目前已經(jīng)明確了PC5接口
的信道結(jié)構(gòu)、同步過程、資源分配、同載波和相鄰載波間的PC5和Uu接口共存、
無線資源控制(RRC)信令和相關(guān)的射頻指標(biāo)及性能要求等,并且研究了如何通
過增強(qiáng)Uu傳輸與PC5傳輸來支持基于LTE的V2X業(yè)務(wù)。安全方面,目前已經(jīng)完
成了支持V2X業(yè)務(wù)的LTE架構(gòu)增強(qiáng)的安全方面研究。
b)LTE-eV2X標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展
LTE-eV2X是指支持V2X高級業(yè)務(wù)場景的增強(qiáng)型技術(shù)研究階段(R15)。目標(biāo)
在保持與R14后向兼容性要求下,進(jìn)一步提升V2X直通模式的可靠性、數(shù)據(jù)速率
和時(shí)延性能,以部分滿足V2X高級業(yè)務(wù)需求。
標(biāo)準(zhǔn)TS22.886中已經(jīng)定義了25個(gè)用例共計(jì)5大類增強(qiáng)的V2X業(yè)務(wù)需求,包
括基本需求、車輛編隊(duì)行駛、半/全自動駕駛、傳感器信息交互和遠(yuǎn)程駕駛。目
前正在進(jìn)行的“3GPPV2X第二階段標(biāo)準(zhǔn)研究”主要包括了載波聚合、發(fā)送分集、
高階調(diào)制、資源池共享及減少時(shí)延、縮短傳輸間隔(TTI)的可行性及增益等增
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
強(qiáng)技術(shù)。
c)5G-V2X標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展
該階段是指基于5GNR的技術(shù)研究階段(R16+),用于支持V2X的高級業(yè)務(wù)
場景。5G-V2X與LTE-V2X在業(yè)務(wù)能力上體現(xiàn)差異化,在5G-V2X支持更先進(jìn)業(yè)務(wù)
能力同時(shí),也結(jié)合LTE能力,考慮對LTE-V2X增強(qiáng)。目前3GPP已立項(xiàng)仿真方法
研究的研究課題(RP-170837),該立項(xiàng)根據(jù)TR22.886制定的需求完成TR38.91
3和TR38.802中仿真方法的制定,包括仿真場景、性能指標(biāo)和業(yè)務(wù)模型。其中
包括6GHz以上sidelink的信道模型研究。
圖3:3GPPR16+標(biāo)準(zhǔn)研究計(jì)劃
3)國內(nèi)C-V2X標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展介紹
早在2012-2013年期間,大唐電信集團(tuán)提出了LTE-V解決方案的概念并在其
中積極扮演著推手的作用。華為、樂金電子(LGE)與大唐電信集團(tuán)并共同主導(dǎo)
了3GPP研究,中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會已經(jīng)在中國針對LTEV2X推出了工作項(xiàng)目。
2017年9月中旬,中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟正式發(fā)布《合作式智能
交通系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)屬于中國汽車工
程學(xué)會的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),是國內(nèi)第一個(gè)針對V2X應(yīng)用層的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),為國內(nèi)各車企及
后裝V2X產(chǎn)品提供了一個(gè)獨(dú)立于底層通信技術(shù)的、面向V2X應(yīng)用的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)
及接口,以便在統(tǒng)一的規(guī)范下進(jìn)行V2X應(yīng)用的開發(fā)、測試,對V2X大規(guī)模路試和
產(chǎn)業(yè)化具有良好的推動效應(yīng)。
中國C-V2X標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展國內(nèi)各行業(yè)協(xié)會和標(biāo)準(zhǔn)化組織高度重視我國C-V2X
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)工作,包括中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CCSA)、全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化
技術(shù)委員會(TC/ITS)、中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(C-ITS)、車載信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)
應(yīng)用聯(lián)盟(TIAA)、中國汽車工程學(xué)會(SAE-China)及中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)
新聯(lián)盟(CAICV)等都已積極開展C-V2X相關(guān)研究及標(biāo)準(zhǔn)化工作。初步形成了覆蓋
C-V2X標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧各層次、各層面的標(biāo)準(zhǔn)體系,如圖所示。
圖4:中國C-V2X標(biāo)準(zhǔn)體系
國內(nèi)各標(biāo)準(zhǔn)組織的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作已支持形成我國C-V2X標(biāo)準(zhǔn)體系,包括應(yīng)
用定義及需求、總體技術(shù)要求、關(guān)鍵技術(shù)、信息安全等多方面。但是,大部分標(biāo)
準(zhǔn)是分散在不同的團(tuán)體組織或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會內(nèi)來開展研究制定,仍然需要相
互之間的統(tǒng)籌協(xié)同,加快推進(jìn)形成體系完整的統(tǒng)一國家標(biāo)準(zhǔn)。
表1C-V2X標(biāo)準(zhǔn)梳理清
標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)等級
分類
接入基于LTE網(wǎng)絡(luò)的車聯(lián)無線通信系統(tǒng)總體技術(shù)要YD/T3400-2018行標(biāo)/國標(biāo)
層協(xié)求
議基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)空中接口要求YD/T3340-2018行標(biāo)/國標(biāo)
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)YD/T3707-2020行標(biāo)
要求
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層測試YD/T3708-2020行標(biāo)
方法
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)消息層技術(shù)YD/T3709-2020行標(biāo)
要求
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)消息層測試YD/T3710-2020行標(biāo)
方法
應(yīng)用合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及T/ITS團(tuán)標(biāo)
層應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)(一階段)0058—2017
合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及T/ITS團(tuán)標(biāo)
應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)(二階段)0118-2020
安全基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)通信安全技術(shù)要求YD/T3594-2019行標(biāo)
標(biāo)準(zhǔn)基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)安全證書管20213189-T-339行標(biāo)
理系統(tǒng)技術(shù)要求
技術(shù)基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)終端設(shè)備技YDT3756-2020行標(biāo)
要求術(shù)要求
規(guī)范基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)終端設(shè)備測YD/T3848-2021行標(biāo)
試方法
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)路側(cè)設(shè)備技YD/T3755-2020行標(biāo)
術(shù)要求
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)路側(cè)設(shè)備測YD/T3847-2021行標(biāo)
試方法
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)基站設(shè)備技YD/T3592-2019行標(biāo)
術(shù)要求
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)基站設(shè)備測YD/T3629-2020行標(biāo)
試方法
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)核心網(wǎng)設(shè)備YD/T3593-2019行標(biāo)
技術(shù)要求
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)直接通信系T/ITS團(tuán)標(biāo)
統(tǒng)技術(shù)要求0110-2020
2.1.3.商業(yè)化/產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
1)C-V2X應(yīng)用場景
基于C-V2X的應(yīng)用場景可劃分為三大類:交通安全類、交通效率類、和信
息服務(wù)類。
交通安全類:前向碰撞預(yù)警、交叉路口碰撞警告、異常車輛提醒、道路危險(xiǎn)
狀況提示、行人橫穿預(yù)警等;
交通效率類:限速提醒、車速引導(dǎo)、電子不停車收費(fèi)、緊急車輛提醒等;
信息服務(wù)類:興趣點(diǎn)提醒、自動停車引導(dǎo)及控制、車輛遠(yuǎn)程診斷、按需保險(xiǎn)
業(yè)務(wù)等;
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
C-V2X的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)場景與增強(qiáng)業(yè)務(wù)場景:
基礎(chǔ)業(yè)務(wù)場景下,大部分應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)都基于車輛、道路設(shè)施等參與者之間的
實(shí)時(shí)狀態(tài)共享。在利用C-V2X信息交互實(shí)現(xiàn)狀態(tài)共享的基礎(chǔ)上,再自主進(jìn)行決
策或輔助。主要包括:前向碰撞預(yù)警、交叉路口碰撞預(yù)警、左轉(zhuǎn)輔助、盲區(qū)預(yù)警
等17個(gè)場景。
在增強(qiáng)業(yè)務(wù)場景下,信息細(xì)粒度與實(shí)時(shí)交互都有了飛躍進(jìn)步,其次車路的協(xié)
同控制也成為了可能。在保證駕駛安全的基礎(chǔ)上,效率出行的業(yè)務(wù)將逐漸增加,
并且兩個(gè)業(yè)務(wù)會更加精細(xì)化;信息服務(wù)業(yè)務(wù)則繼續(xù)作為其他業(yè)務(wù)的載體與其他業(yè)
務(wù)互相融合,協(xié)同支持各種增強(qiáng)的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。
2)C-V2X應(yīng)用情況
a)產(chǎn)業(yè)鏈組成
C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈從狹義上來說主要包括通信芯片、通信模組、終端與設(shè)備、整
車制造、解決方案、測試驗(yàn)證以及運(yùn)營與服務(wù)等環(huán)節(jié),這其中包括了芯片廠商、
設(shè)備廠商、主機(jī)廠、方案商、電信運(yùn)營商等眾多參與方。此外,若考慮到完整的
C-V2X應(yīng)用實(shí)現(xiàn),還需要若干產(chǎn)業(yè)支撐環(huán)節(jié),主要包括科研院所、標(biāo)準(zhǔn)組織、投
資機(jī)構(gòu)以及關(guān)聯(lián)的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)。
圖5:C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈
b)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
在通信芯片研制方面,國內(nèi)芯片企業(yè)目前主要包括大唐、華為。大唐電信已
發(fā)布PC5Mode4模式的LTE-V2X測試芯片模組;華為也已發(fā)布了支持包括
LTE-V2X在內(nèi)的多模4.5GLTE調(diào)制解調(diào)芯片Balong765。國際芯片企業(yè)包括高
通、英特爾、三星也發(fā)布了各自的芯片提供計(jì)劃。其中高通預(yù)計(jì)將于2018年下
半年商用出樣9150C-V2X芯片組,該芯片支持C-V2X直接通信、GNSS,支持無
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
SIM卡運(yùn)行,工作于ITS5.9GHz頻段。
在通信模組方面,大唐、華為等芯片企業(yè)都將提供基于各自芯片的通信模組;
國內(nèi)通信廠商中興通訊也計(jì)劃于2018年發(fā)布基于高通芯片的LTE-V2X測試模組;
上海移遠(yuǎn)通信也發(fā)布了與高通的合作計(jì)劃,計(jì)劃推出基于高通9150芯片的通信
模組。
圖6:C-V2X產(chǎn)業(yè)地圖
在終端與設(shè)備方面,當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)包括大唐、華為、東軟、星云互聯(lián)、千方
科技、車網(wǎng)互聯(lián)、萬集科技等均可提供支持LTE-V2X的OBU和RSU通信終端產(chǎn)品;
東軟提供包括硬件開發(fā)套件、面向量產(chǎn)V2X-ECU、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、SDK、應(yīng)用示例;
千方科技提供感知與控制交通設(shè)施數(shù)據(jù)的路側(cè)協(xié)同控制機(jī)、管理服務(wù)平臺。而在
通信基站方面,華為已推出測試用LTE-V2X基站,2018年還將提供完整的核心
網(wǎng)設(shè)備升級方案。中興將于2018年提供測試用LTE-V2X基站。上海諾基亞貝爾
也將提供LTE+MEC的基站產(chǎn)品,支持V2I類應(yīng)用。
各整車廠均積極進(jìn)行典型LTE-V2X應(yīng)用的開發(fā)。中國一汽、奧迪、上汽、江
淮汽車、眾泰汽車、長城汽車等實(shí)現(xiàn)了LTE-V2V、V2I、V2P應(yīng)用奧迪將向中國市
場推出配備5G模塊和C-V2X功能的奧迪A7L和奧迪A6L,并將在未來把相關(guān)硬
件及功能推廣于更多量產(chǎn)車型上。其中,新引入的三個(gè)V2X功能包括:奧迪交通
信號燈信息系統(tǒng)TLI、奧迪危險(xiǎn)信息提示LHI,以及危險(xiǎn)信息警告LHW功能。同
時(shí),奧迪中國實(shí)現(xiàn)了全球首次在公開道路融合V2X信號的L4自動駕駛演示,代
表了自動駕駛領(lǐng)域的重大突破。V2X實(shí)現(xiàn)的功能包括:感知駕駛員視線外的行人
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
及車型并自動減速、為緊急車輛自動變道讓行,以及動態(tài)V2I交通信號燈功能等
等。
眾泰新能源汽車正在建設(shè)融合了LTEV2X應(yīng)用和ADAS技術(shù)的小鎮(zhèn)無人駕駛解
決方案;江淮汽車還搭建了車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析平臺,實(shí)時(shí)采集V2X數(shù)據(jù),為智能
輔助駕駛提供決策支持;深圳元征科技可以提供安全應(yīng)用和后臺服務(wù)應(yīng)用的整體
解決方案。
在運(yùn)營與服務(wù)方面,國內(nèi)三大電信運(yùn)營商均大力推進(jìn)C-V2X業(yè)務(wù)驗(yàn)證示范。
中國移動實(shí)現(xiàn)了基于LTE-V2X的車車網(wǎng)聯(lián)和車路協(xié)同應(yīng)用,包括緊急剎車、超車
告警、路口防碰撞、紅綠燈車速引導(dǎo)、路口信息推送到車等;中國聯(lián)通展示了多
場景融合的蜂窩車聯(lián)網(wǎng)(C-V2X)應(yīng)用解決方案,包括面向駕駛安全的Seethrough,
車-人防碰撞、車-車防碰撞預(yù)警,面向交通效率的綠波帶通行、自適應(yīng)車隊(duì)等業(yè)
務(wù);中國電信則重點(diǎn)開發(fā)了公交優(yōu)先應(yīng)用及停車導(dǎo)引應(yīng)用。在測試驗(yàn)證方面,中
國信通院具備完備的無線通信測試驗(yàn)證環(huán)境,已支持開展C-V2X終端設(shè)備的功能、
性能和協(xié)議一致性測試。上海無線通信研究中心研發(fā)并提供基于C-V2X的SDR
仿真驗(yàn)證算法;羅德與施瓦茨公司已經(jīng)推出并展出滿足3GPPR14標(biāo)準(zhǔn)的LTE-V2X
終端測試綜測儀,提供GNSS信號和LTE-V2X無線鏈接下的數(shù)據(jù)收發(fā)測試,并計(jì)
劃將要推出認(rèn)證級的LTE-V2X終端協(xié)議一致性和射頻一致性測試方案;中國汽研
可提供城市場景測試環(huán)境和開放道路場景測試環(huán)境設(shè)計(jì)、C-V2X應(yīng)用功能測試規(guī)
范設(shè)計(jì),后續(xù)還將推出C-V2X開放道路測試規(guī)范、C-V2X平行仿真測試系統(tǒng),并
研究C-V2X大規(guī)模試驗(yàn)的技術(shù)方法和數(shù)據(jù)規(guī)范;中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有
限公司可以提供研發(fā)驗(yàn)證及測試評價(jià)服務(wù),并支持整車環(huán)境下車載終端在蜂窩移
動通信頻段、全球衛(wèi)星導(dǎo)航頻段和車間通信頻段的測試檢測。
C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈主要了包括上述的環(huán)節(jié),但是產(chǎn)業(yè)發(fā)展都離不開一些基礎(chǔ)環(huán)節(jié)
的支撐以及一些關(guān)聯(lián)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第一,在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,高校及科研機(jī)
構(gòu)發(fā)揮著重要的作用。第二,在標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)組織方面,國內(nèi)眾多行業(yè)組織都已積
極開展C-V2X相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化和行業(yè)協(xié)同推廣工作。第三,在關(guān)聯(lián)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)方面,
以與C-V2X關(guān)聯(lián)最緊密的高精度定位和地圖服務(wù)為例,中國自主研制的北斗定位
導(dǎo)航系統(tǒng)也取得了長足的發(fā)展,包括和芯星通、華大北斗等國內(nèi)廠商紛紛推出了
自主設(shè)計(jì)的北斗定位芯片,千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司推出了基于北斗衛(wèi)星和國家北
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
斗地基增強(qiáng)系統(tǒng);在高精度地圖服務(wù)方面,國內(nèi)主要地圖商如高德、百度、四維
圖新等均致力于高精度地圖的采集與制作,并為行業(yè)提供高精度地圖服務(wù)。
c)國家級應(yīng)用測試基地/試點(diǎn)示范區(qū)
2018年以來,發(fā)改委、工業(yè)和信息化部、國家標(biāo)準(zhǔn)委、公安部、交通運(yùn)輸
部等陸續(xù)發(fā)布相關(guān)政策,推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)(車聯(lián)網(wǎng))示范區(qū)道路測試工作。2018年4
月,工業(yè)和信息化部、公安部、交通運(yùn)輸部聯(lián)合印發(fā)了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試
管理規(guī)范(試行)》,對測試主體、測試駕駛?cè)思皽y試車輛,測試申請及審核,測
試管理,交通違法和事故處理等進(jìn)行了明確規(guī)定。2018年5月,交通運(yùn)輸部印
發(fā)了《自動駕駛封閉測試場地建設(shè)技術(shù)指南(暫行)》[交辦科技[2018]59號],
規(guī)定了自動駕駛封閉測試場的場地、通信、供電季其他要求。
地方上,目前國內(nèi)多個(gè)省/市先后出臺智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展相關(guān)政策,針
對發(fā)展方向及重點(diǎn)任務(wù)、配套措施等方面出臺具體的舉措,促進(jìn)汽車企業(yè)積極進(jìn)
行智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試基地的建設(shè)及運(yùn)營,助力區(qū)域智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范與應(yīng)用
服務(wù)快速發(fā)展。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至目前,我國已至少擁有50個(gè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范區(qū)。
其中,京-冀、上海、長春、重慶、長沙、武漢、無錫和杭州等示范區(qū)是由工信
部、交通部、公安部等部委支持的智能汽車示范區(qū),不同的示范區(qū)/測試場示范
側(cè)重點(diǎn)各有不同。除此之外,另外還有超過30個(gè)城市級及企業(yè)級測試示范點(diǎn),
初步形成封閉測試區(qū)、半開放道路和開放道路組成的智能網(wǎng)聯(lián)汽車外場測試驗(yàn)證
體系。
表2國內(nèi)主要智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范區(qū)
地區(qū)智能網(wǎng)聯(lián)示范區(qū)
吉林、遼寧國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用(北方)示范區(qū)(長春)(工信部)
遼寧盤錦北汽無人駕駛體驗(yàn)項(xiàng)目
京冀國家智能汽車與智慧交通(京冀)示范區(qū)(工信部)
房山區(qū)5G自動駕駛示范區(qū)
上海國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(上海)試點(diǎn)示范區(qū)(嘉定)(工信部)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛封閉場地測試基地(臨港)(工信+交運(yùn)部)
同濟(jì)大學(xué)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試評價(jià)基地
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
江蘇國家智能交通綜合測試基地(無錫)(工信+公安)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛封閉場地測試基地(泰興)(工信+交運(yùn)部)
中國智能車綜合技術(shù)研發(fā)與測試中心(常熟)
中汽中心鹽城汽車試驗(yàn)場(鹽城)
浙江浙江5G車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范區(qū)(杭州云棲小鎮(zhèn)LTE-V車聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)+桐鄉(xiāng)烏鎮(zhèn)
示范區(qū))
國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(浙江嘉善)示范區(qū)
福建平潭無人駕駛汽車測試基地
漳州無人駕駛汽車社會實(shí)驗(yàn)室(廈門)
廣東廣州智聯(lián)汽車與智慧交通應(yīng)用示范區(qū)(工信部)
深圳無人駕駛示范區(qū)
四川德陽Dicity智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試與示范運(yùn)營基地
成都中德智能網(wǎng)聯(lián)汽車四川實(shí)驗(yàn)基地
重慶重慶智能汽車與智慧交通應(yīng)用示范區(qū)(工信部)
重慶中國汽研智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗(yàn)基地(交通部)
湖南國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(長沙)測試區(qū):
湘江新區(qū)智能系統(tǒng)測試區(qū)
湖北武漢智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū)(工信)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛封閉場地測試基地(襄陽)(工信+交運(yùn)部)
目前,國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū)建設(shè)運(yùn)營主要以京津冀、長三角、珠三角地
區(qū)為核心,其中比較典型的分布是國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(上海)試點(diǎn)示范區(qū)和國家
智能汽車與智慧交通(京冀)示范區(qū)。
-國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(上海)試點(diǎn)示范區(qū)
截止2020年底,上海累計(jì)開放243條559.87公里測試道路,測試道路里程
數(shù)位居全國前列。包括:嘉定區(qū)315.0公里、臨港新片區(qū)118.2公里(含東海
大橋34.0公里)、奉賢區(qū)97.37公里、浦東金橋區(qū)域29.3公里。實(shí)現(xiàn)低風(fēng)險(xiǎn)、
一般風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)四類復(fù)雜度測試道路全覆蓋:Ⅰ類低風(fēng)險(xiǎn)道路80
條,193.42公里;Ⅱ類一般風(fēng)險(xiǎn)道路53條,131.75公里;Ⅲ類較高風(fēng)險(xiǎn)道路
68條,154.2公里;Ⅳ類高風(fēng)險(xiǎn)道路42條,80.5公里。涵蓋城市主干道、城市
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
次干道和支路、產(chǎn)業(yè)園區(qū)道路、城市商圈、高校、港口碼頭、交通樞紐、特定高
速公路等多類應(yīng)用場景,由點(diǎn)到線形成片狀測試區(qū)域,提供可測場景超過5000
個(gè)。
截止2020年底,上海累計(jì)向22家企業(yè)(上汽紅巖、蔚來、寶馬、圖森未來、
華為、仙途智能、上汽大眾、滴滴、深蘭科技、中智行、百度、AutoX、豐田汽
車、阿利昂斯、商湯、吉利、上汽大通、初速度、上汽通用、通用中國、中車時(shí)
代)、152輛車頒發(fā)道路測試和示范應(yīng)用資質(zhì),企業(yè)數(shù)量和牌照數(shù)量均位居全國
首位,涉及乘用車、商用車、專項(xiàng)作業(yè)車等車型。
上海在全國范圍內(nèi)率先開展載人載物示范應(yīng)用,推動了一批具有重要影響力
的示范應(yīng)用項(xiàng)目,形成了臨港新片區(qū)洋山港智能重卡載物示范、嘉定地區(qū)乘用車
載人示范、奉賢地區(qū)特種車輛作業(yè)測試的聯(lián)動發(fā)展格局,整體發(fā)展水平全國領(lǐng)先。
洋山港智能重卡2020年自動駕駛測試?yán)锍桃殉?8萬公里,完成2.12萬TEU運(yùn)
輸量,實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;氖痉哆\(yùn)營目標(biāo)。2019年9月16日世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大會,
上海向上汽、寶馬、滴滴三家企業(yè)頒發(fā)全國首批智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范應(yīng)用牌照,在
全國率先啟動載人示范應(yīng)用。2020年6月,滴滴沃芽在嘉定區(qū)正式開展智能網(wǎng)
聯(lián)汽車規(guī)模化載人示范應(yīng)用。2020年8月16日,AutoX(裹動科技)也在嘉定
區(qū)投放5輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車開展載人示范應(yīng)用活動。
車路協(xié)同方面,上海在臨港新片區(qū),建設(shè)了環(huán)湖一路8.6公里長的智能測試
道路,完成了路端系統(tǒng)的智能化升級改造,實(shí)現(xiàn)了自動駕駛+車路協(xié)同的深度應(yīng)
用,并在“深水港物流園區(qū)-東海大橋-洋山港區(qū)”之間建成初具規(guī)模的車路協(xié)同
技術(shù)環(huán)境,助力上汽紅巖智能重卡開展示范運(yùn)營。在嘉定安亭53.6公里的開放
測試道路上實(shí)現(xiàn)“5G通信+高精度地圖”的全覆蓋,同步建設(shè)V2X車路協(xié)同應(yīng)用
系統(tǒng)、全息道路感知系統(tǒng)、安全監(jiān)管監(jiān)控平臺、路側(cè)智能終端等一批服務(wù)于智能
交通的基礎(chǔ)設(shè)施。在奉賢新城32.6平方公里測試區(qū)內(nèi)建設(shè)了基于智慧全出行鏈
“最后一公里”的特定場景,既支持單車智能、也支持車路協(xié)同;既支持單一道
路、也注重區(qū)域覆蓋。
-國家智能汽車與智慧交通(京冀)示范區(qū)
北京已累計(jì)在4區(qū)開放自動駕駛測試道路共計(jì)200條、699.58公里,包括
北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)111條路、322.46公里,順義區(qū)26條路、143.82公里,海
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
淀區(qū)26條路、215.32公里以及房山區(qū)11條路、18公里。開放了北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)
開發(fā)區(qū)和海淀2個(gè)自動駕駛測試區(qū)域,面積約140平方公里,自動駕駛測試道路
覆蓋范圍全國領(lǐng)先。
北京市累計(jì)為14家自動駕駛企業(yè)87輛車發(fā)放一般性道路測試牌照,自2018
年起,北京市自動駕駛車輛道路測試安全行駛里程累計(jì)已超過221.34萬公里,
平均每月測試?yán)锍?.8萬公里,道路測試總里程全國領(lǐng)先,測試過程安全可控,
未對其他交通參與者產(chǎn)生不良影響。
2020年,在行業(yè)最前沿和關(guān)鍵的自動駕駛載人運(yùn)營測試和無人化技術(shù)研發(fā)
領(lǐng)域,百度共有43輛車獲批允許開展載人第三階段測試(即能夠向社會招募志
愿者。如果征得載人測試志愿者書面同意可以不配備測試工程師,但同時(shí)必須配
備測試駕駛員,也就是安全員)。百度的5輛車獲批開展無人化第一階段測試。
值得注意的是,百度獲得的由北京市自動駕駛測試管理聯(lián)席工作小組頒發(fā)的首批
5張無人化路測(第一階段)通知書,是北京市第一次允許測試主體在公開道路進(jìn)
行無人化自動駕駛測試。另外,小馬智行的5輛車獲批允許開展載人第一階段測
試。這一階段要求測試主體必須配備測試駕駛員(即安全員)和工程師,載人的
對象僅限于招募與測試主體簽訂了勞動或者勞務(wù)合同的人員,也就是內(nèi)部員工。
車路協(xié)同方面,國內(nèi)首個(gè)車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)和自動駕駛地圖應(yīng)用試點(diǎn)
落戶國家智能汽車與智慧交通(京冀)示范區(qū)亦莊基地與北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。
北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)區(qū)域內(nèi)開放了全國首個(gè)40平方公里的測試區(qū)域,為測試主
體開展ROBOTAXI、接駁、分時(shí)租賃、編隊(duì)行駛等商業(yè)模式探索提供測試環(huán)境。
另外,北京智能車聯(lián)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心進(jìn)行整體規(guī)劃,完成了40公里道路的V2X設(shè)
備全域覆蓋,可以滿足自動駕駛車輛的V2V、V2I、V2P車路協(xié)同測試。
2.2.基于ETC車路協(xié)同
2.2.1.技術(shù)化發(fā)展現(xiàn)狀
我國電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)經(jīng)過20多年的快速發(fā)展,從設(shè)施建設(shè)進(jìn)程
來看,目前全國擁有2.66萬套ETC門架系統(tǒng),6.8萬條ETC車道(含混合車道)。
從用戶規(guī)模和交易量來看,目前全國ETC用戶達(dá)2.26億,全網(wǎng)日均超過3000
萬的交易額。
ETC在我國起步相對較晚,但發(fā)展速度快。1996年10月,交通運(yùn)輸部公路
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
科學(xué)研究院團(tuán)隊(duì)與日本相關(guān)部門就不停車收費(fèi)系統(tǒng)舉行交流會;2004年,廣東
高速ETC收費(fèi)系統(tǒng)率先投入使用,實(shí)現(xiàn)省內(nèi)不停車聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。2007年初,交通
部下發(fā)《關(guān)于開展京津冀和長三角區(qū)域高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)示范工程建設(shè)的
通知》,指出在京津冀和長三角4省市試點(diǎn)區(qū)域聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)示范工程建設(shè)。
2008年12月31日,長三角高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)正式試運(yùn)行,上海市、
江蘇省成為首個(gè)實(shí)現(xiàn)ETC聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營的地區(qū)。到2015年,全國29個(gè)省市實(shí)現(xiàn)ETC
聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,高速公路ETC收費(fèi)基本全覆蓋。
圖7:中國ETC發(fā)展歷程
ETC的底層通信技術(shù)(5.8GDRSC)目前已經(jīng)擁有廣泛的用戶和基礎(chǔ)設(shè)施條
件,可作為車路協(xié)同路側(cè)傳輸通道(本地直連通信)的網(wǎng)絡(luò)。ETC的底層技術(shù)是
一種低數(shù)據(jù)速率、低功耗的通信技術(shù)(512kbit/s),ETC網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在全國鋪開,
其穩(wěn)定性、安全性、準(zhǔn)確性都已得到充分驗(yàn)證(網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ))。
ETC天線廣播數(shù)據(jù)幀最大容量為128字節(jié),ETC交易信息使用不足30字節(jié),
剩余近100字節(jié)空間;高速公路環(huán)境車速120km/h的情況下,ETC車輛經(jīng)過50m
交易區(qū)域的時(shí)間約為1.5s,典型交易時(shí)間約為300ms,常見的信息交互耗時(shí)約
60ms-80ms。存在空間與時(shí)間容量用于拓展應(yīng)用信息服務(wù)。
前裝ETC的推行,為ETC與車機(jī)聯(lián)動,實(shí)現(xiàn)信息播報(bào)提供了基礎(chǔ);ETC+DVR
等多形態(tài)OBU的發(fā)行,也為ETC后裝產(chǎn)品提供了信息播報(bào)的可能。這些增值服務(wù)
將推動ETC進(jìn)入ETC車路協(xié)同時(shí)代。
基于ETC可以進(jìn)一步拓展車路協(xié)同的諸多功能,實(shí)現(xiàn)ETC2.0。
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
ETC2.0主要是通過DSRC來實(shí)現(xiàn)高容量雙向通信的路車協(xié)同系統(tǒng)。相對于單
純用于收費(fèi)的ETC系統(tǒng),ETC2.0還能給車輛提供實(shí)時(shí)交通信息,同時(shí)還可以收
集車輛的行駛信息。ETC2.0需要進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警或服務(wù)消息的推送,如面向安全
類車路協(xié)同應(yīng)用的路側(cè)預(yù)警消息發(fā)布。因此,系統(tǒng)架構(gòu)中除了傳統(tǒng)ETCRSU(支
持ETC2.0)之外,還可能需要包括如路側(cè)感知、MEC等子系統(tǒng)。
ETC2.0系統(tǒng)各子系統(tǒng)介紹如下:
a)路側(cè)感知子系統(tǒng):檢測交通流狀況及異常交通事件,如車輛逆行、行人
闖入機(jī)動車道、違法停車、交通擁堵、交通事故、危險(xiǎn)氣象狀況(橫風(fēng)、團(tuán)霧、
暴雨)、道路施工等,可使用多種傳感器如攝像頭、雷達(dá)、氣象傳感器等;
b)MEC:邊緣計(jì)算大腦,處理傳感器收集的數(shù)據(jù),形成實(shí)時(shí)決策;也可接收
云平臺下發(fā)的數(shù)據(jù),進(jìn)行綜合邏輯判斷;
c)RSU:這里是指ETC天線,可支持ETC2.0應(yīng)用場景;
d)OBU:這里是指智能OBU,可支持ETC2.0應(yīng)用場景;
e)云平臺:大數(shù)據(jù)匯集中心,可實(shí)現(xiàn)交通數(shù)據(jù)匯集及分析。支持設(shè)備狀態(tài)
管理、交通事件管理、大數(shù)據(jù)分析、交通調(diào)度信息發(fā)布等??梢曰诂F(xiàn)有的交通
云控平臺建設(shè)。
注:ETC通信特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)斷面覆蓋。由于交通流具有方向性,因此只要保
證車輛以一定速度經(jīng)過RSU所在斷面時(shí),能接收到RSU發(fā)送的消息即可實(shí)現(xiàn)信
息傳遞。
圖8:ETC2.0總體架構(gòu)
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
2.2.2.政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)化
1)ETC車路協(xié)同相關(guān)政策法規(guī)
2007年5月起,ETC國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T20851-2007《電子收費(fèi)專用短程通信》
正式頒布實(shí)施,為各省市進(jìn)行ETC系統(tǒng)的研究、實(shí)施和運(yùn)營指明了技術(shù)方向和建
設(shè)依據(jù)。
2007年,原交通部組織開展了京津冀和長三角區(qū)域高速公路電子不停車收
費(fèi)(簡稱ETC)示范工程,并于2010年順利完成。在示范工程的引領(lǐng)下,ETC
技術(shù)在全國各地得到了廣泛應(yīng)用,社會效益和經(jīng)濟(jì)效益初步顯現(xiàn)。
2014年3月,為充分發(fā)揮ETC的規(guī)模效益,交通運(yùn)輸部印發(fā)《交通運(yùn)輸部
關(guān)于開展全國高速公路不停車收費(fèi)聯(lián)網(wǎng)工作的通知》,組織開展全國ETC聯(lián)網(wǎng)工
作。
2019年5月,國務(wù)院辦公廳印發(fā)《深化收費(fèi)公路制度改革取消高速公路省
界收費(fèi)站實(shí)施方案》,進(jìn)一步深化收費(fèi)公路制度改革,加快取消全國高速公路省
界收費(fèi)站,實(shí)現(xiàn)不停車快捷收費(fèi),力爭2019年底前基本取消全國高速公路省界
收費(fèi)站。
2019年6月,發(fā)改委與交通運(yùn)輸部聯(lián)合印發(fā)《加快推進(jìn)高速公路電子不停
車快捷收費(fèi)應(yīng)用服務(wù)實(shí)施方案》,為貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院關(guān)于深化收費(fèi)公路
制度改革取消高速公路省界收費(fèi)站的決策部署,實(shí)現(xiàn)高速公路不停車快捷收費(fèi),
減少擁堵、便利群眾。
從2020年1月1日零時(shí)起,全國29個(gè)聯(lián)網(wǎng)省份的487個(gè)省界收費(fèi)站全部取
消。
2020年2月,工信部裝備工業(yè)發(fā)展中心發(fā)布關(guān)于調(diào)整《道路機(jī)動車輛產(chǎn)品
準(zhǔn)入審查要求》中明確指出,自2020年7月1日起,新申請產(chǎn)品準(zhǔn)入的車型應(yīng)
在選裝配置中增加ETC車載裝置。
2)ETC車路協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展
當(dāng)前,國內(nèi)ETC2.0的車路協(xié)同相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要是由智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織發(fā)
起,交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院、北京中交國通智能交通系統(tǒng)技術(shù)公司、深圳市
金溢科技股份有限公司、北京萬集科技股份有限公司、深圳成谷科技有限公司、
廣州市埃特斯通訊設(shè)備有限公司、廣州銘創(chuàng)通訊科技有限公司、北京聚利科技有
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車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
限公司等國內(nèi)主流ETC廠商和上下游產(chǎn)業(yè)聯(lián)合參與制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《基于ETC
專用短程通信的車路協(xié)同》(系列標(biāo)準(zhǔn))。該系列標(biāo)準(zhǔn)共分為3部分:《基于
ETC專用短程通信的車路協(xié)同第1部分:應(yīng)用集及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互需求》(T/ITS
0136.1-2020,已發(fā)布)《基于ETC專用短程通信的車路協(xié)同第2部分:應(yīng)用
層數(shù)據(jù)交互格式》(T/ITS0136.1-2020,已發(fā)布)《基于ETC專用短程通信的
車路協(xié)同第3部分:技術(shù)要求》(在研)。同時(shí),該標(biāo)準(zhǔn)已轉(zhuǎn)化為交通運(yùn)輸部
公路工程標(biāo)準(zhǔn)——《公路電子不停車收費(fèi)車路協(xié)同拓展服務(wù)技術(shù)規(guī)范》(已立
項(xiàng))。
在系統(tǒng)構(gòu)成上,ETC車路協(xié)同可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警或服務(wù)消息的推送,如面向安
全類車路協(xié)同應(yīng)用的路側(cè)預(yù)警消息發(fā)布。因此,系統(tǒng)架構(gòu)中除了傳統(tǒng)ETCRSU(支
持ETC車路協(xié)同)之外,還可能需要包括如路側(cè)感知、MEC邊緣計(jì)算等子系統(tǒng)。
通信方式上,《基于ETC專用短程通信的車路協(xié)同》標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的消息交互可
采用廣播類通信方式,即消息的發(fā)送采用的是廣播機(jī)制,無特定的接收對象;也
可以采用專用鏈路,后者具有更好的安全性,但交互效率略低。
通信協(xié)議棧上,ETC專用短程通信協(xié)議棧,主要由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)
用層組成。面向車路協(xié)同的拓展應(yīng)用消息定義在應(yīng)用層SDU(服務(wù)數(shù)據(jù)單元)中,
不對數(shù)據(jù)鏈路層和物理層做任何調(diào)整。
2.2.3.商業(yè)化/產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
1)ETC車路協(xié)同應(yīng)用場景
ETC車路協(xié)同應(yīng)用場景涵蓋安全、效率、信息服務(wù)三大類別,十一個(gè)典型車
-路(I2V)應(yīng)用場景。
表3ETC車路協(xié)同應(yīng)用場景
序號類別應(yīng)用名稱
1弱勢交通參與者碰撞預(yù)警
2惡劣交通環(huán)境感知預(yù)警
安全類
3前方事故預(yù)警
4匝道分合流預(yù)警
5前方擁堵提醒
效率類
6特殊車輛提醒及優(yōu)先通行
23
車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)路徑分析
7紅綠燈信息播報(bào)
8車輛調(diào)度與管理
9車內(nèi)標(biāo)牌
10信息服務(wù)類收費(fèi)路段提醒
11智慧場站指引
2)ETC車路協(xié)同應(yīng)用情況
從設(shè)施建設(shè)進(jìn)程來看,目前全國擁有2.66萬套ETC門架系統(tǒng),6.8萬條ETC
車道(含混合車道)。從用戶規(guī)模和交易量來看,目前全國ETC用戶達(dá)2.26億,
全網(wǎng)日均超過3000萬的交易額。如何保障交易安全性、實(shí)時(shí)性、完整性、準(zhǔn)確
性,后續(xù)也需要對收費(fèi)系統(tǒng)持續(xù)升級。從支付這一高價(jià)值應(yīng)用場景,到作為電子
標(biāo)識進(jìn)入車輛管控場景,再延伸到集感知、服務(wù)、管控為一體的路車通訊,基于
這三個(gè)核心功能,ETC的應(yīng)用場景將不斷擴(kuò)展,持續(xù)賦能行業(yè)全面發(fā)展。
在ETC車路協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用上,最具代表性的企業(yè)是來自深圳的金溢科技,
其研發(fā)的ETC-X系統(tǒng),即是以已有的ETC網(wǎng)絡(luò)和門架系統(tǒng)為基礎(chǔ),通過適度的技
術(shù)升級,以最小代價(jià)和最快速度實(shí)現(xiàn)對于安全和效率至關(guān)重要的
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