01 什么是V2X?
车用无线通信技术(Vehicle to Everything, V2X)是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术,其中V代表车辆,X代表任何与车交互信息的对象,当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络。
V2X交互的信息模式包括:车与车之间(Vehicle to Vehicle,V2V)、车与路之间(Vehicle to Infrastructure,V2I)、车与人之间(Vehicle to Pedestrian, V2P)、车与网络之间(Vehicle to Network, V2N)的交互。
02 为什么需要V2X?
随着C-V2X及5G技术发展,与之而来的更大数据吞吐量、更低时延、更高安全性和更海量连接等特性,极大地促进了智能驾驶和智慧交通发展。通过“车-路-云”协同,一方面推动智能网联汽车快速发展,提供更安全、更智能的出行方式;另一方面赋能智能路况综合感知、动态协同交通控制等功能,为智能交通发展奠定基础。
智能化+网联化成为广泛认可的发展趋势
03 V2X接口分类
C-V2X可支持的工作场景既包括有蜂窝网络覆盖的场景,也包括没有蜂窝网络部署的场景。落实到具体的通信技术而言,C-V2X可提供两种通信接口,分别称为Uu接口(蜂窝通信接口)和PC5接口(直连通信接口)。
其中OBU是车载终端,安装在车里,而RSU则安装在路侧,通过OBU和RSU相互之间的通信来实现车和路的信息交互,下图是海康的OBU和RSU。
04 V2X的整体架构
V2X的整体架构包括了“端-边-云”的整个结构,通过3者协同提高交通安全和交通效率。
05 V2X典型场景及应用
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,并将逐步向支持实现自动驾驶的协同服务类应用演进。
·提升行驶安全
·提高交通效率
·提供出行信息服务
·支持实现自动驾驶
提升行驶安全
提升行驶安全是 C-V2X 最重要的意义。通过 C-V2X 车载终端设备及智能路侧设备的多源感知融合,对道路环境实时状况进行感知、分析和决策,在可能发生危险或碰撞的情况下,智能网联汽车进行提前告警,为车辆出行提供更可靠、安全、实时的环境信息获取。
典型的 C-V2X 交通安全类应用有交叉路口来车提醒、前方事故预警、盲区监测、道路突发危险情况提醒等。
提高交通效率
提高交通效率是 C-V2X 的重要作用。通过 C-V2X 增强交通感知能力,实现交通系统网联化、智能化,构建智慧交通体系,通过动态调配路网资源,实现拥堵提醒、优化路线诱导,为城市大运量公共运输工具及特殊车辆提供优先通行权限,提升城市交通运行效率,进一步提高交通管理效率,特别是区域化协同管控的能力。
典型的 C-V2X 交通效率类应用包括前方拥堵提醒、红绿灯信号播报和车速诱导、特殊车辆路口优先通行等。
提供出行信息服务
提供出行服务是 C-V2X 应用的重要组成部分,是全面提升政府监管、企业运营、人民出行水平的手段。C-V2X 信息服务类典型应用包括突发恶劣天气预警、车内电子标牌等。
支持实现自动驾驶
车路协同是支撑自动驾驶落地的重要手段,通过本地信息收集、分析和决策,为智能网联汽车提供碰撞预警、驾驶辅助、信息提醒等服务,为自动驾驶提供辅助决策能力,提升自动驾驶的安全性,并降低车辆适应各种特殊道路条件的成本,加速自动驾驶汽车落地。
自动驾驶典型应用场景包括车辆编队行驶、远程遥控驾驶、自主泊车等。
下面分别对基础业务场景和增强业务场景做一些介绍。主要分为3个层次:安全,效率和信息服务。
06 C-V2X基础业务场景
07 C-V2X增强业务场景
08 C-V2X产业链
V2X的整个产业链相对比较长,从上游的芯片制造,一直到下游的信息服务,整个产业链涉及的企业也非常多。
V2X产业链企业
09 差距分析
目前,国内的 C-V2X 车载终端实现产业化目标仍存在如下差距:
1. C-V2X 路侧设施部署率低、服务覆盖范围小,只有少数示范区内才部署了路侧设施,而且支持的应用场景较少,C-V2X 技术带来的效果并不明显,车企无主动安装车载C-V2X 设备的动力。
2. 车辆自动驾驶技术目前主要依靠自车传感设备进行感知和决策,C-V2X 与感知信息融合仍在研发过程中,需解决功能安全等问题。
实现路径(车载终端)
提高车辆前装率
·商用搭载。以在售车型为基础,按照首先在少量前装车进行商用示范,到在中、高端车型上正式商用,到全面前装搭载的步骤,分步推进 C-V2X 的前装。推动前装车搭载具备蜂窝通信接口(4G/5G)和V2X 直连通信接口的多模车载终端。
·标准研制。完善 C-V2X 应用和安全标准,制定 C-V2X 功能安全标准。
·鼓励政策。出台鼓励性政策,鼓励城市公交、出租、网络约车、“两客一危”、环卫、物流配送等安装车载终端。
·加快研发进度。推动 C-V2X 信息与车辆传感器感知信息融合,加快研发网联协同决策与控制能力,以C-V2X 加快推动自动驾驶的落地。
提高车辆后装率
·以在售车型为基础,通过在智能后视镜、车载 PAD 等形态产品上开发 V2X 应用,实现红绿灯信息推送、车速引导、限速预警、道路事件提醒、道路危险状况提示和紧急车辆优先通行等 V2I、V2N 应用,为驾驶员提供驾驶辅助信息。
差距分析(路侧设施)
目前,国内的 C-V2X 路侧设施实现产业化目标仍存在如下差距:
·缺乏 C-V2X 路侧设施部署的总体规划。
·交通设施信息化和智能化不足。
·相关标准有待完善。
·商业模式尚不清晰。
实现路径(路侧设施)
·加快智能路侧设备研发与测试。
·推进智能化道路基础设施建设。
·制定标准体系。
·选取有条件城市、道路开展试点工作。
·探索车联网运营模式,推动车联网生态发展。
10 方案分析
方案分析(百度)
百度借鉴了“聪明的车+智慧的路”的概念。
下图是百度车路系统的整体架构
提供的功能
涉及的硬件包括边缘计算平台和传感器模组。
边缘计算单元
传感器模组
方案分析(阿里)
阿里在2018年就提出了车路协同。
AliOS联合阿里云、达摩院、高德、支付宝、千寻位置、斑马网络等共同完成,皆在探索未来二十年的路。
阿里的感知基站
方案分析(腾讯)
腾讯主要侧重点还是在5G网络和提供的服务这块,底层的传感器和边缘计算都没有涉及。
下图是腾讯的微服务开源框架Tars上测试的5G网络时延。单位应该是10毫秒?
方案分析(华为)
华为是目前车路协同方案中布局最广泛的,包括通讯芯片、模组、设备单元、计算平台,推出了新一代的安防设备,云服务等,可以说只是在软件方案和互联网企业有差距,其它方面完全碾压。
整体数据流程
11 总结
·狭义的V2X仅仅代表通信,而广义的V2X包括车、路、网、云,每一项都需要实现智能化。
·V2X的落地依赖政府、主机厂、研究机构和生态合作伙伴,目前没有运营主体,商业模式上还无法讲通,短期依赖政府示范区,两客一危的先行示范,长期会出现应用井喷期。
·V2X目前的功能还只是停留在书面研究阶段,具体的实施和落地还需要根据应用场景进行调整。