美日欧车联网V2X技术领先,国内蓄势待发

  • 2020-10-10
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摘要:V2X技术是未来智能交通、自动驾驶汽车的重要技术之一。随着ADAS及5G技术的发展,V2X技术需求进一步增强,全球部分国家和地区不断完善V2X相关标准,加快车联网V2X测试。本文重点分析国内外车联网V2X技术现状及发展。

V2X(vehicle-to-everything),即实现车与外界百分百的互联,车辆与可能影响车辆的实体进行信息交互,从而减少交通事故,减缓交通拥堵,是未来智能汽车、智能交通系统的关键技术之一。V2X包含vehicle-to-network (V2N)、vehicle-to-vehicle (V2V),vehicle-to-infrastructure (V2I)以及vehicle-to-pedestrian (V2P)。

(资料来源:公开资料整理)

欧美、日本等发达国家的车联网V2X技术研究处于领先地位

车联网V2X技术可以实现追尾警告、超车碰撞警告、堵车排队警示、十字路口盲点提醒、弯道减速提醒等功能,还可以实现巡航控制、行驶队形控制、自适应通信顺序协调和智能车队控制等车间协作功能。V2X技术主要有DSRC技术和C-V2X技术,DSRC基于短程无线通信标准,以IEEE802.11p为基础,主要应用方式有V2V,C-V2X基于LTE以及未来5G技术,是DSRC技术的进一步补充,通过LTE-V-D和LTE-V-Cell技术实现V2V、V2I、V2P等信息交互应用。

美国的V2X被称为互连汽车技术(connected vehicle technologies),2016年,美国完成了基于DSRC的V2X的标准体系制定,2017年,通用汽车在美国量产了支持DSRC技术的车,截至2020年1月,美国公路上有超过18000辆支持后装V2X的车辆,25个州有超过1000个路端设备。从标准体系建立、量产进度以及频段划分等角度看,美国领先于全球其他国家和地区。2019年12月,美国联邦通信委员会(FCC)提出将原本分配给DSRC的5.850-5.925 GHz频段重新分配:5.850-5.895GHz频段分配给Wi-Fi设备,5.895GHz-5.905GHz分配给DSRC或者C-V2X,5.905GHz-5.925GHz分配给C-V2X设备。DSRC享有的75Mhz频段现在仅剩10Mhz,加上2020年新冠病毒在美国肆虐,导致美国的V2X发展受到极大阻碍。

欧洲的V2X被称为协作C-ITS(Cooperative-ITS),V2X技术有两个技术方向:ETSI-ITS-G5(基于IEEE 802.11p / DSRC)和蜂窝V2X(基于4G和5G)。欧洲的ISO、ETSI、CEN等标准技术委员会以及汽车通信联盟(C2C-CC:Car to Car Communications Consortium)、阿姆斯特丹集团(Amsterdam Group)等行业联盟不断推动V2X的发展。2019年,欧盟委员会以“立法”的形式大力推动和强力引领C-ITS服务的大规模落地,并决定用基于802.11p的ITS-G5技术处理“安全关键服务/安全相关服务”(后续可能会集成其他技术),蜂窝V2X技术则侧重于其他互联汽车服务。欧盟委员会的法案优先考虑“802.11p”、“ITS-G5”,在一定程度上忽略了技术创新。

日本汽车工业发达、基础雄厚,车联网技术研究和应用起步较早,车辆信息与通信系统(VICS)是全球最成功的道路交通信息提供系统,2003年已进行全国推广,可以缓解道路堵塞、提高交通效率。美日欧地区典型V2X项目整理分析见表1。

表1  美日欧地区典型V2X项目整理分析

(资料来源:博大信息安全、金智创新行业研究中心综合整理)

我国V2X技术起步晚于美日欧,但是发展迅速并取得一定成绩

我国V2X被称为智能连接汽车和智能交通系统(intelligent connected vehicle and intelligent transportation systems)。中央政府、基础设施供应商以及汽车制造商等大力支持并推动LTE技术以及DSRC技术的发展,智能连接车辆(ICV:intelligent connected vehicles) 是中央政府制定的“中国制造2025”和“互联网+”国家战略计划的重要内容之一。

我国从2018年开始加速V2X标准制定及示范区运营的进程,2019年年底完成了V2X标准体系的制定,预计到2021年能够量产支持V2X技术的车辆,从标准制定及线下量产来看,我国仍落后于美国3~4年的时间,但是国内V2X技术发展迅速,从路端和车端的部署来看,我国车联网示范区建设业绩辉煌,加上美国在V2X领域的暂停,截至目前,中国在V2X领域已经捷足先登,取得了良好的成绩。此外,国内的车联网示范区在探索C-V2X技术上融入了诸多新的服务,比如基于多接入边缘计算(MEC)的传感器共享、车队管理、政务服务等。在我国的政策推动下,C-V2X技术将来会成为我国智能汽车领域的关键技术之一。

5G和LTE-V技术的结合很可能成为车联网V2X技术的主流发展方向

车联网运用场景丰富,当下已经广泛运用到道路交通中,保证道路交通安全,同时为车主提供诸多便利。随着智能交通和5G技术的飞跃发展,V2X车联网技术和5G的结合,将会给汽车行业带来一次巨大的变革。5G具有干扰低、传输效率高、共享用户多等优势,基于大数据量实时传输能力,低成本、高效率实现车联网信息交互,从而改变整个V2X技术的格局。从V2X两大技术路线来看,相比于DSRC技术,5G和LTE-V技术的结合带来的颠覆性更大,很可能成为车联网V2X技术的主流发展方向。 

结语

车联网V2X技术具有防碰撞预警、车间协作等诸多功能,是未来智能汽车、智能交通系统的关键技术之一。美国、欧洲、日本等发达国家的车联网V2X技术研究起步较早,处于领先地位,当下发展势头减缓。相比之下,国内起步较晚,但是发展迅速并取得一定成绩。在5G技术的飞跃发展趋势下,5G和LTE-V技术的结合有望成为车联网V2X技术的主流发展方向。


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