政策支持——车路协同行业迎来重大发展
近日,中共中央、国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》中提出,在未来 15 年,通过实现北斗时空信息服务、交通运输感知全覆盖,使我国智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)达到世界先进水平。具体来说,未来我国将推动智能网联汽车与智慧城市协同发展,通过建造城市道路、建筑、公共设施融合感知体系,打造城市动静态数据融为一体的智慧出行平台。同时在细分场景,如物流园区、港口、机场、货运场站,其应用物联网、自动化技术也将得到推广。在智能网联汽车得到发展同时,其包含的车路协同也将受益。从近年来国家不断在车路协同方面推出政策可以推断,中国的车路协同正式迎来了发展的大时代!
一、何为车路协同
车路协同即V2X(vehicle-to-everything),通过车辆与其他车辆,或者是其他可影响车辆的装置进行通讯,以实现汽车与道路之间的信息交互。V2X分为四部分,分别是V2N(车-互联网)、V2V(车-车)、V2I(车-基础设施)、V2P(车-行人)。1992年,美国材料与试验协会(ASTM)最早提出DSRC(专用短距离通信技术),这是单向或双向、短距离至中距离的无线通信信道,是V2X的初步发展形态。在功能上,DSRC可以实现在特定小范围内(通常为数十米)对高速运动中的目标进行识别和双向通信。例如“车-路” 、“车-车”双向通信,通过实时传输图像、语音和数据信息,以此连接车辆和道路。因此,DSRC目前主要应用于不停车收费、出入控制、车队管理、车辆识别、信息服务等领域。另外,DSRC是针对低移动场景的Wi-Fi技术,其测试性能并不稳定,比如在高速场景、高密度场景下有可靠性较差,时延抖动较大的缺点。随着蜂窝移动通信技术发展成熟,V2X又进一步发展为C-V2X(蜂窝车联网)。2015年,3GPP(3rd Generation Partnership Project)正式启动基于C-V2X的技术需求以及标准化研究。经过两年的研究,2017年4月,中国在ISO TC 204 第49次全会上提出的C-V2X标准立项申请获得通过,C-V2X成为ISO ITS系统的候选技术。相较于DSRC,C-V2X借助已存在的LTE网络设施来实现V2V、V2N、V2I的信息交互。因此,C-V2X 直接通信在高密度环境、传输范围、可靠性和性能方面等拥有显著优势,人们也越来越重视C-V2X的发展。在商业应用上,全球各汽车制造商和供应商正计划使用高通9150 C-V2X芯片组解决方案,这将加速C-V2X技术的商用进程。例如去年12月,福特宣布C-V2X将搭载在其新发布的两款国产车型上,并计划将其在2021年的更多国产车型上搭载。
二、车路协同发展前景
目前的自动驾驶发展路径上,存在单车智能与V2X之争。单车智能上,Waymo、特斯拉等科技公司和主机厂是其拥趸者。单车智能是从L2切入,不断收集数据和技术迭代以实现高级自动驾驶。而C-V2X则可通过路侧智能感知设备与智能车辆协同互通,直接实现L4及以上高级自动驾驶。在笔者看来,单车智能与V2X发展相辅相成,共同推动自动驾驶发展。因此,V2X与当前发展如火如荼的单车智能,一样拥有广阔的发展空间,去年12月,美国联邦通讯委员会正式投票将5.9GHz频段划拨给Wi-Fi和C-V2X使用,并完全放弃DSRC,标志着C-V2X成为全球车联网唯一的国际标准。同时,欧美日韩等也正积极推V2X建设。
而中国一直是C-V2X发展的推动者。自 2016 年起,我国就出台了一系列政策支持车联网以及智能网联汽车的发展,尤其是2020年年初,相关部委出台政策十分密集。比如,去年发改委等 11个部委联合发布了《智能汽车创新发展战略》,其中提到“到 2025 年,车用无线通信网络(LTE-V2X)实现区域覆盖,新一代车用无线通信网络(5G-V2X)在部分城市、高速公路逐步开展应用,高精度时空基准服务网络实现全覆盖 ”;23 部委发文,要推动车联网部署应用;工信部也发布关于推动 5G+车联网加速发展的通知。除了政策层面,2019年也有大量车联网先导区(示范区)进行部署落地。
自2020年4月开始工信部授牌的示范区数量就达到了 10 多个。工信部表示未来部署的规模、范围,还有车辆配备的数量都会有进一步的提升。据不完全统计,目前全国已经拥有超过 30 个测试示范区,其中包括16 个国家级示范区。经过多年的发展,车联网示范区已经覆盖了全部的一线和中东部二线城市,部分基础较好的三线城市也已开始建设,这些示范区涵盖了无人驾驶和 V2X 测试场景建设、LTE-V2X/5G 车联网应用、智慧交通技术应用等功能。另外,未来5G的广泛应用也将极大推动V2X发展。V2X大规模应用后,每天需传输巨量数据,而5G解决了数据传输速度和容量问题。在技术上,5G有高速率、超高可靠性和和低时延的优点,可支持3D高精度地图数据以及车辆、行驶环境数据的传输,这将促进V2X大规模落地应用,使得完全无人驾驶的广泛应用成为可能。根据2019年发布的《C-V2X 产业化路径及时间表研究》显示,V2X的发展有三个阶段。
第一阶段:2019-2021 年为 C-V2X 产业化部署导入期。在这一阶段,C-V2X 通信设备、安全保障、数据平台、测试认证方面可基本满足 C-V2X 产业化初期部署需求。同时,在国家互联网示范区、先导区及部分特定园区部署路侧设施,形成示范应用,车企逐步在新车前装 C-V2X 设备,鼓励后装 C-V2X 设备,车、路部署相辅相成,形成良性循环,C-V2X生态环境逐步建立,探索商业化运营模式。
第二阶段:2022-2025 年为 C-V2X 产业化部署发展期。根据前期示范区、先导区建设经验,形成可推广的商业化运营模式,在全国典型城市和道路进行推广部署,并开展应用。
第三阶段:2025 年以后为 C-V2X 产业高速发展期。逐步实现 C-V2X 全国覆盖,建成全国范围内的多级数据平台,跨行业数据实现互联互通,提供多元化出行服务。
而2月24日发布的《国家综合立体交通网规划纲要》,更是在国家政策上推动了 C-V2X的发展。
三、车路协同领域发展的阻力有哪些
虽然C-V2X发展前景广阔,但目前仍然处于初期,还有大量难题需要攻克。
在C-V2X的发展上,3GPP 采取了循序渐进的发展策略:
第一阶段,着力发展 LTE-V2X (R14)和 LTE-eV2X (R15),提升 V2X 的安全性;
第二阶段,进阶发展 NR-V2X (R16 及其演进版本), 该阶段将专注于自动驾驶场景。
首先,NR-V2X 标准化进展一再延迟。尽管5G R16 标准于去年年中冻结,但还有一些遗留的问题没有达成一致,需要进一步讨论研究形成最终的结论;另一方面,相比起 R14 和 R15,NR-V2X 的标准设计非常复杂,进而加大标准化工作推进的难度。其原因在于,NR-V2X是面向未来增强的一些应用,会引入了更加复杂的交互过程。
NR-V2X 对通信方式提出了更高的要求。 除了原来的广播,也需要支持单播或者主播,同时还要增加反馈的过程,尤其是在车辆编队、传感共享、高级自动驾驶、远程驾驶这些典型的场景。
其次,V2X传输信道的可靠性难以保证。
尽管5G能为V2X提供大带宽、超高可靠低时延、广连接的通信环境,但无线信道质量往往受遮挡、散射、多径衰落等因素的影响较大,导致时延、丢包率等掣肘路侧消息传输可靠性的指标难以保证。
同时,目前基础设施建设不完善,道路系统能够跟随5G标准落地、实现硬件对自动驾驶的支持尚不明确。
第三,用户对于车路协同认知不够,需求不强烈。
由于车路协同仍处于发展初期,公众对车路协同效果了解不足,用户需求不强烈,还未形成从消费端、政府端、商用端之间的正向良性闭环,这也是制约V2X行业扩展的重要因素之一。
第四,车路协同的商业模式阻碍了其规模化应用。
高通技术标准高级总监李俨表示,就现阶段而言,基础设施的改造基本上由政府主导;如果民间灵活地介入基础设施改造,可能会加速技术的发展和推广,但这同时又涉及到投资回报率。
另一方面,目前,车路协同发展涉及到的管理单位太多,各个城市的标准也不一样,李俨认为,这是车路协同规模无法扩散的原因之一。据他透露,目前,各方正在花大量的精力来协调不同部门之间的关系,开发统一的标准。比如,先把 RSU 相关的规范整理出来,再发送到相关部门,帮助各部门之间的标准打通。
企业虽在短期内可依靠软硬件、解决方案盈利,但长期盈利模式仍不成熟和清晰,将影响行业大规模应用落地。
四、车路协同发展是长期机会,短期想挣快钱的可以绕道了
我们都知道,任何一个行业在发展初期都会遇到各种各样的阻力。这些阻力无外乎标准的制定、市场需求的曲线、短期过重的投入和较低的产出、不同细分领域技术进步的周期无法共振导致下游应用无法跟上以及细分赛道的选择等。这些因素既是机会也是风险,重要的是通过对行业整体背景和发展趋势做研判,通过对行业整体产业链环节的层层梳理,选出目前最优质的细分赛道。
下一期我们将重点拆解目前行业背景下V2X产业中的好公司,敬请期待!