C-V2X车联网概念图
当前,我国尚处于“车路云一体化”初级阶段,仍以单车智能为主,未形成商业闭环,但“车路云一体化”发展路径已经成为行业共识。
■中国工业报记者 祁晓玲
作为智慧交通和智能驾驶的关键技术,C-V2X(车联网技术)正大力赋能“车路云一体化”建设,推动智能网联汽车、智慧交通、智慧城市更快发展,实现安全、高效、绿色的智慧出行。
今年7月初,工业和信息化部等五部门公布了智能网联汽车“车路云一体化”应用试点城市名单,北京、上海、重庆、无锡等20个城市(联合体)成为首批智能网联汽车“车路云一体化”应用试点城市。
“随着大算力、大数据、大模型等快速发展,高级自动驾驶技术有望实现新的重大突破,智能网联汽车也将进入全新的发展阶段。”在今年10月的2024世界智能网联汽车大会开幕式上,工业和信息化部部长金壮龙说。
C-V2X车联网即蜂窝车联网技术,是我国继3G/4G后在移动通信领域的又一重大科技创新。它依托目前4G/5G蜂窝网络规模部署资源,实现协同部署,既支持车云间远程信息服务,又支持车车、车路、车人间近程信息交互,可以将“聪明的车+智慧的路+协同的云”结合起来,是“车路云一体化”中国方案的核心技术。
目前,由中国主导的C-V2X车联网技术,已成为全球车联网唯一事实标准,正在获得美国等越来越多的国家和地区支持,并得到快速推广应用,迎来全球规模化落地的重要阶段。
中国信科集团是C-V2X车联网原创技术策源地。2013年,中国信科陈山枝博士在世界电信日活动上首次提出了LTE-V2X车联网,由此确立了蜂窝车联网C-V2X的技术路线。
中信科智联作为中国信科集团旗下发展车联网业务的骨干单位,是LTE-V2X标准的主要发起者、NR-V2X标准的主要贡献者。
中信科智联已推出了首款C-V2X车规级模组、首款RSU和OBU(车载终端)、首台(套)测试仪表、首款网联式高级驾驶辅助系统域控制器等,并且能够提供完整的车路协同解决方案,助力智能驾驶、智慧交通等落地应用。
近两年,中信科智联先后被评为“专精特新”、“高新技术企业”。此外,中信科智联还获得了国资委“国有企业十大数字技术典型成果”和中央企业熠星创新创意大赛创新奖二等奖,先后赢得了中国公路学会科学技术奖特等奖,中国汽车工程学会科学技术奖特等奖,中国通信学会“科学技术奖技术发明一等奖、科技奖二等奖(两项)”,中国智能交通协会“科学技术奖二等奖”,中国通信标准化协会“科学技术奖”等多项省部级重磅奖项。
随着自身技术的持续积淀和独特的市场优势,中信科智联正积极响应国家发展战略,加大技术创新,推动我国车联网技术的升级与迭代,与各行业共同实现智慧升级与不断发展。
原始创新全面引领
为突破技术局限性,2013年,陈山枝博士提出,将蜂窝通信和短距直通通信相结合的车联网技术路线——LTE-V2X概念与关键技术,确立了C-V2X的系统架构和技术路线。
近年来,随着全球汽车数量的持续增长和交通的快速发展,各种交通和环境问题也随之加剧。
目前,全球每年约有130万人死于交通事故。同时,交通拥堵不仅对各国经济产生了巨大的负面影响,也让环境陷入更严峻的形势:温室气体排放增加10%。
新一代车联网技术,如C-V2X车联网(包括LIE-V2X及NR-V2X)可提高车辆视距范围之外的感知能力,减少交通安全事故;同时,加强协同作用、减少驾驶时间,提升通行效率;此外,还能减少低速行驶频次,减少燃料消耗以及污染物排放。
由此,不仅能从总体上节约成本,还能产生巨大的经济效益和社会效益。
就汽车行业而言,伴随全球汽车行业向电动化、智能化、网联化逐步迈进,智能网联汽车也已成为汽车产业下半场竞争的关键。
当前,我国正在大力推进新能源汽车向智能网联新能源汽车过渡,这也是产业重大的变革,兼具社会效益与经济价值。
所谓“聪明的车、智慧的路、协同的云”,就是基于车联网的车路云协同。聪明的车,车要智能起来。智慧的路,路侧通过部署感知设备、信控信号数字化,变成智慧的路。协同的云,包含交通管理、地图导航服务等。
2011年,陈山枝博士发现,占据主流的DSRC技术通信性能、部署成本和业务场景多样性方面存在诸多弊端。
为突破技术局限性,2013年,陈山枝博士提出,将蜂窝通信和短距直通通信相结合的车联网技术路线——LTE-V2X概念与关键技术,确立了C-V2X的系统架构和技术路线。C-V2X与直通通信有机结合的创新技术思路,成功解决了车辆高速运动下无线传播环境复杂、通信对象随机突发、高频度群发群收等工程约束的高可靠、低时延通信等难题。
而全球也在加速部署C-V2X,多个国家和地区都在积极推动相关技术的发展和应用,以期通过车联网技术提升交通安全和效率。美国时间11月21日,美国FCC(联邦通信委员会)正式发布支持蜂窝车联网(C-V2X)技术的频谱管理规定,表明美国正式支持在5.9GHz的智能交通系统(ITS)专用频段,支持车载设备和路侧设备运行C-V2X技术。
韩国正式宣布放弃DSRC技术,采用LTE-V2X作为唯一的车联网通信技术;加拿大明确支持C-V2X技术路线,分配频谱;欧洲主要车企宣布选择C-V2X技术;日本已经启动C-V2X技术研究以支持下一代ITS。
目前,C-V2X已得到中国、美国两个交通大国的认可,成为全球车联网的唯一标准。
助力智能网联深度融合
未来车联网技术的发展将聚焦于智能化与网联化的深度融合,实现“车路云一体化”的提醒预警、C-ADAS(网联辅助驾驶)和C-ADS(网联自动驾驶)。
当前,我国尚处于“车路云一体化”初级阶段,仍以单车智能为主,未形成商业闭环,但“车路云一体化”发展路径已经成为行业共识。
陈山枝博士认为:“车联网技术与汽车产业的结合发展将经历近期和中远期两个阶段。”
在近期发展阶段,通过C-V2X车车协同、车路协同支持辅助驾驶,实现车车、车路信息实时共享与交互,降低事故率,提高交通效率。同时,赋能特定区域、特定场景下的中低速自动驾驶,提高生产效率,降低运营成本。
在中远期发展阶段,将结合人工智能、大数据、融合雷达等技术,通过C-V2X车联网实现从单车智能到网联智能的升级,最终实现全天候、全场景的自动驾驶。
陈山枝博士认为,未来车联网技术的发展将聚焦于智能化与网联化的深度融合,实现“车路云一体化”的提醒预警、C-ADAS(网联辅助驾驶)和C-ADS(网联自动驾驶)。
此外,陈山枝博士建议,业界应加强跨行业生态合作,推动产业链上下游的协同创新,深化C-V2X与交通管理、交通运输、智慧城市等平台的数据融合,加速车路协同、车云协同和智能驾驶的落地,并构建完善的网络安全体系和数据治理框架。
例如,在安全层面,C-V2X车联网突破了传统单车智能系统的局限,提供了跨车辆、跨路侧设施、跨云端的协同网络。车路云的网络协同能够提供信息的实时共享与智能决策能力,有效解决“鬼探头”、十字路口盲区碰撞预警等问题,避免交通事故。
在交通效率层面,车联网技术通过智能化的交通管理和资源分配,显著提升了道路的使用效率。
例如,在高速公路上,C-V2X将有效减少追尾和撞击前方事故车辆的发生,通过完善前向碰撞预警、异常车辆提醒等功能,实现C-V2X即时通信技术的规模化应用,提前预警潜在危险。
在城市场景中,C-V2X将专注于高精度感知和智能决策,重点保障行人和非机动车的出行安全。通过车联网技术优化交通流量监控、信号控制以及信息发布,推动绿波车速引导、拥堵提醒等应用,提升城市交通效率。
商业应用多方落地
中信科智联已在100多个不同的项目中完成落地应用,在7个国家级车联网先导区,C-V2X设备出货量位居全国第一,在“车路云一体化”建设中发挥着重要作用。
目前,中信科智联基于自研芯片的车规级模组、车载终端(OBU)、路侧设备(RSU)、路侧多传感器融合感知站等硬件产品,以及基于自研模组的多种数据平台、开发工具包、协议栈等软件产品和方案,已初步在市场得到广泛应用。
其中,基于自研车规级通信模组已量产,与十几家车厂、Tier1完成POC(ProofofConcept是一种概念验证,通常用于企业进行产品选型或外部实施项目前的技术测试验证步骤。其目的是通过一系列测试来验证产品或供应商的能力是否满足企业的需求)。验证并进行前装量产合作;自主研发的智能驾驶、智能网联、智能座舱整体解决方案已广泛服务于多家主流整车企业。
同时,中信科智联已在100多个不同的项目中完成落地应用,在7个国家级车联网先导区,C-V2X设备出货量位居全国第一,在“车路云一体化”建设中发挥着重要作用:
在智慧高速领域,中信科智联深度参与了建设全国十多条智慧高速的车路协同改造,里程数超过2000公里,与合作伙伴一起在多个领域实现了技术攻关和创新。
在智慧城市交通领域,中信科智联积极支持北京市高级别自动驾驶示范区1.0-2.0阶段建设,先后实现感知设备、边缘计算单元、C-V2X设备、云平台的全面互联互通及C-V2X设备全覆盖,并于近期中标北京市3.0扩区建设项目,持续助力北京市“车路云一体化”规模化落地。
在重庆,中信科智联与合作伙伴共同实现西部(重庆)科学城“车路云一体化”智能基础设施体系完整落地与网联示范应用生态建设,促进“车路云一体化”中国方案首次应用落地,为促进重庆市智能网联产业发展贡献力量。
在智能网联汽车领域,2024年,中信科智联通过A-SPICECL3认证,在车载软件工程领域达到业界先进水平,为智能网联汽车提供高品质的C-V2X协议栈及应用软件产品。
与此同时,中信科智联已推出首款车规级C-V2X射频功率放大模组DRA系列和新一代车规级C-V2X模组DMD5x系列,进一步丰富了全栈式车载前装解决方案。
中信科智联还发布了业界首款基于C-V2X技术开发的智能网关型车载通信终端,可用于各种卡车、客车、特种车等大型车辆。
在乘用车应用方面,中信科智联已成功实现蔚来、零跑、金龙等车企主流平台及车型量产定点,并完成多个POC项目,覆盖多家车企。
在智能驾驶领域,中信科智联进一步完善业内首个单板集成网联式智能驾驶域控方案,完成基于国产AI芯片地平线J5的C-ADUPro高算力智驾域控制器解决方案,并进行实车演示;同时,向低速L4自动驾驶生态推广域控、CICOS基础软件,展示中信科智联技术能力,拓展泊车算法合作企业和主机厂客户关系,引领汽车产业智能化与网联化融合演进。
在低速无人驾驶领域,中信科智联联合合作伙伴打造广州白云国际机场C-V2X车路协同系统建设方案和车-路-云协同方案,实现C-V2X+自动驾驶货运车辆商用案例落地;在新疆天池南某矿区,对多种车型的矿卡车辆进行智能网联化改造,基于C-V2X技术实现了“车-路-云-位-图”五位一体的协同智能,实现矿区无人化协作运输,对提升矿区车辆运输效率、降低事故具有显著效果。
加快推进C-V2X规模部署
整体而言,未来车联网技术将集中于智能网联融合,通过提升协同感知、决策和控制能力,促进智能驾驶和智慧交通的全面发展。
2024年11月7日,IEEETechnicalCommitteeonHyper-In-teligence(HITC)宣布,授予中国信科集团副总经理、总工程师、科技委主任陈山枝博士2024年度唯一的产业影响力奖,以表彰其在C-V2X蜂窝车联网赋能智能网联汽车领域的技术创新、产业推动等方面的长期突出贡献及业界影响力。
据悉,该奖项旨在表彰在某一领域做出杰出、有影响力且长期贡献的个人或公司,以促进超智能技术发展。
无独有偶,11月12日,在陈山枝博士领衔下,“C-V2X网联智能驾驶系统关键技术及应用”成功荣获2024年度中国汽车工程学会科技进步奖特等奖,这也是唯一的科技进步奖特等奖。
作为面向全国汽车产业的科学技术奖,中国汽车工程学会科学技术奖已经成为我国汽车产业最具影响力的权威科技奖,这表明C-V2X车联网技术在赋能汽车产业融合发展方面,具有重要意义和应用价值。
作为C-V2X车联网原创技术的奠基人,陈山枝博士不仅带领团队联合业界友商推动了C-V2X国际标准的制定,这些年还在持续推动C-V2X技术的落地和应用。
在近期一次采访中,陈山枝博士坦言,虽然我国车联网技术处于全球领先地位,但在部署上仍然存在两方面问题:一方面,C-V2X路侧覆盖率和车载渗透率不高,迫切需要在路侧覆盖,实现单城打透,同时多措并举提升车端渗透率;另一方面,国内存在“重建设轻运营”的问题,亟需建立统一运营主体,打通应用层标准,探索新模式、新业态,快速落地高价值应用场景。
当前,汽车产业“内卷”加剧,车企“价格战”仍在持续,而车联网的规模推进需要加装C-V2X车载终端,就会增加车辆成本。虽然已有大量车企认同C-V2X方案,但碍于当前激烈的市场竞争,许多车企依然望而却步。
对于如何破解这一难题,陈山枝博士给出了三大举措建议:
第一,将C-V2X纳入C-NCAP的主动安全测试中,这将有利于提升车企加装C-V2X车载终端的积极性。从2024年7月1日起,我国正式实施《C-NCAP管理规则(2024年版)》,C-V2X被整合到主动安全的评估板块中,这使得在某些测试场景下,使用C-V2X技术的车辆比依赖传统车载传感器的车辆更容易获得高分。车企为了获得更高的主动安全评分,将积极加装C-V2X车载终端。
第二,出于提升交通安全水平的考量,将V2V纳入国家强制标准中。V2V是C-V2X技术的一个重要应用部分,可实现车辆之间直接的信息交换和通信。当前方车辆出现事故或遇到灾害时,能够将信息传递给后方多个车辆,有助于车辆提前预警,避免连环交通事故(如“梅大高速路面塌方”)的发生。如果V2V被纳入国家强制标准,C-V2X将实现前装上车。
第三,鼓励地方政府出台C-V2X前装上车补贴政策。目前,我国政府正在加速推进“车路云一体化”,已确定20个城市(联合体)为首批“车路云一体化”试点城市。在推进“车路云一体化”中,有些地方政府已发布补贴C-V2X前装上车的政策,这将大幅提升C-V2X车载终端的搭载率,有利于C-V2X的规模部署,更大程度赋能智慧交通、智慧城市。
“整体而言,未来车联网技术将集中于智能网联融合,通过提升协同感知、决策和控制能力,促进智能驾驶和智慧交通的全面发展。”陈山枝博士表示。
延伸阅读
2017年,国家制造强国建设领导小组召开车联网产业发展专委会第一次会议,提出发展LTE-V2X。
2018-2019年,工信部、公安部、交通运输部印发《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)通知;《车联网直接通信使用5905~5925MHz的管理规定》发布国家标准;国家制造强国建设领导小组召开车联网产业发展专项委员会第二次会议,提出加快LTE-V2X部署。
2020年,国家发改委、工信部等11部门发布《智能汽车创新发展战略》,支持智能汽车产业发展征求意见;国务院《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》提出加快C-V2X标准制定和技术升级,推动汽车智能网联化。
2021年,工信部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》,提出到2025年,重点高速公路、城市道路实现蜂窝车联网(C-V2X)规模覆盖。“条块结合”推进高速公路车联网升级改造和国家级车联网先导区建设;工信部等十部委《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》,提出加快提升C-V2X通信模块的车载渗透率和路侧部署。
2022年,工信部发布《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)》,明确提出制定和规范无线通信技术在车辆上应用,且优先发展LTE-V2X。
2024年,工信部、交通运输部等五部委发布《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点的通知》;试点区域部署C-V2X基础设施,交通信号机和交通标志标识联网率90%以上;运行车辆100%C-V2X车载终端,鼓励公共领域存量车C-V2X改造,新车搭载率50%。
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