01
概述
隨著汽車保有量的增加，道路安全、城市擁堵等問題日益嚴重，政府管理部門、交通行業、汽車行業一直在探索解決之道。車聯網技術融合了信息通信技術、人工智能技術、車輛控制技術，是多學科交叉的產物。美、歐、亞等國家和地區高度重視車聯網產業發展，均將車聯網產業作為戰略制高點，通過制定國家政策或通過立法推動產業發展。
車聯網（V2X）是實現車輛與周圍的車、人、交通基礎設施和網絡等全方位連接和通信的新一代信息通信技術。涵蓋了車與車之間（V2V）、車與路之間（V2I）、車與人之間（V2P）、車與網絡之間（V2N）等的通信，具有低延時、高可靠的特點。通過V2X將“人、車、路、云”等交通參與要素有機地聯系在一起，一方面能夠獲取更為豐富的感知信息，促進自動駕駛技術發展；另一方面通過構建智慧交通系統，提升交通效率、提高駕駛安全、降低事故發生率、改善交通、減少污染等。
目前我國已將車聯網產業上升到國家戰略高度，產業政策持續利好。車聯網技術標準體系已經從國家標準層面完成頂層設計。我國車聯網產業化進程逐步加快，圍繞LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模組、終端設備、整車制造、運營服務、測試認證、高精度定位及地圖服務等較為完整的產業鏈生態。為推動C-V2X產業盡快落地，包括工業和信息化部、交通運輸部、公安部等積極與地方政府合作，在全國各地先后支持建設16個智能網聯汽車測試示范區。
C-V2X應用可分為近期和中遠期兩大階段。近期通過車車協同、車路協同實現輔助駕駛，提高駕駛安全，提升交通效率；以及特定場景的中低速無人駕駛，提高生產效率，降低成本。中長期將結合人工智能、大數據等新技術，融合雷達、視頻感知等技術，通過車聯網實現從單車智能到網聯智能，最終實現完全自動駕駛。
02
全球車聯網發展態勢
美國政府高度重視智能交通和智能網聯汽車產業發展，目前已明確將汽車智能化、網聯化作為兩大核心戰略。美國目前有將近50個DSRC車聯網示范項目，各個示范項目的道路長度從幾英里到幾百英里不等，主要選取典型的V2V、V2I、V2P用例進行示范應用。美國約有35萬個交叉路口，部署約5315套RSU，分布在26個州，覆蓋超過美國50%的州。車載終端方面，部署了大約18000套車載終端OBU（前裝+后裝）。
歐盟委員會通過建立合作式智能交通系統平臺（C-ITS platform）推進歐盟國家的車聯網部署，共同制定和分享技術規范，并進行跨站點的互操作測試驗證。歐洲車聯網產業推進起步較早，在不同國家和城市開展實際道路的部署和驗證項目。
日本政府重視自動駕駛汽車和車聯網的發展，于2016年發布高速公路自動駕駛的實施路線報告書，明確期望于2020年在部分地區實現自動駕駛功能。日本工業界積極推進車聯網產業進展，在技術評估、測試等方面已經形成跨行業合作的態勢。
韓國制定長期車聯網發展規劃，其目標是在全國范圍內實現智能道路交通系統，通過連接車、路和人，實現高度自動化和交通資源利用最大化，至2040年實現零交通事故。
新加坡制定2022“新城”計劃，規劃在2022年在全國范圍內進行自動駕駛的部署，成為全球第一個實現自動駕駛的國家。
在C-V2X快速發展的形勢下，5GAA在2019年組織了兩次C-V2X相關的互操作測試，即多廠商互聯互通測試（2019年4月，德國；2019年12月，西班牙）。
5G汽車聯盟（5GAA）于2016年9月成立，由歐美主流車企、全球主流電信運營商及通信芯片廠商發起，致力于推動C-V2X技術在全球的產業化落地（現階段為LTE-V2X）。
該聯盟成員覆蓋全球主要車企、電信運營商、芯片供應商、汽車電子企業、電信設備商及信息服務企業等，目前已達130余家。
全球車聯網產業布局
隨著車聯網產業化推進，產業鏈上下游企業紛紛進入該領域，呈現出北美信息技術引領、初創企業眾多，歐洲技術實力突出、企業加速轉型，中國企業異軍突起，亞洲市場優勢明顯，發展潛力巨大的全球車聯網產業布局態勢，全球范圍已經形成較為完整的車聯網產業鏈。
03
中國車聯網發展現狀
我國在車聯網相關的政策規劃、標準制定、技術研發、產業落地方面均已進行全方位布局和推進，并取得階段性成果。
中國政府已將車聯網提升到國家戰略高度，國務院及相關部委對車聯網產業升級和業務創新進行了頂層設計、戰略布局和發展規劃，并形成系統的組織保障和工作體系。
C-V2X應用涉及到汽車、交通、通信、信息服務等多個行業領域，相關標準組織和產業聯盟已經形成，如：中國通信標準化協會（CCSA）、全國智能運輸系統標準化技術委員會（TC/ITS）、全國道路交通管理標準化技術委員會、中國智能交通產業聯盟（C-ITS）、車載信息服務產業應用聯盟（TIAA）、中國智能網聯汽車產業創新聯盟（CAICV）、IMT-2020（5G）推進組、C-V2X工作組…
C-V2X產業鏈從狹義上來說主要包括通信芯片、通信模組、終端與設備、整車制造、測試認證以及運營服務等環節。
C-V2X產業鏈
目前，我國車聯網產業化進程逐步加快，產業鏈上下游企業已經圍繞LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模組、終端設備、整車制造、運營服務、測試認證、高精度定位及地圖服務等為主導的完整產業鏈生態。
C-V2X產業地圖
在產業化方面，中國LTE-V2X產業走在了世界前列，2018年、2019年、2020年舉辦的“三跨”、“四跨”和“新四跨”三次大型車聯網互聯互通測試活動，表明了我國具備了實現LTE-V2X相關技術商業化的基礎。
“新四跨”規模測試示意圖
“新四跨”在跨整車、跨通信終端、跨芯片模組、跨安全平臺互聯互通應用示范的基礎上，部署了更貼近實際、更面向商業化應用的連續場景，并增加高精度地圖和高精度定位。本次活動重點驗證了車聯網C-V2X規模化運行能力，充分驗證了C-V2X技術在真實環境下的通信性能；同時，針對車聯網應用中安全機制、地理坐標使用等進行了探索，并進行了多廠家的綜合測試，為后續規模商用提供了重要的技術依據。
中國正在走出一條與發達國家不一樣的發展智能交通和自動駕駛的發展模式，即基于C-V2X的“聰明的車+智慧的路”的車路協同發展模式，支撐我國汽車產業和交通行業的變革，并將培育智慧路網運營商、出行服務提供商等新業態、新商業模式。
不同于電子消費類產品，汽車工業對技術和產品的可靠性、產業鏈穩定性有著極高的要求，因此有著自身獨有的產品更新速度和更長生命周期。對于車聯網產業也是如此，其服務于汽車工業和交通行業，不能拿IT技術的迭代速度來進行比較，車路協同的車聯網技術，涉及到人命關天的大事，產業界需要經過長期有規模的測試和驗證，才能確定規模商用的可行性。
中國C-V2X車聯網產業將經歷三大發展階段：
第一階段是在城市道路和高速公路，針對乘用車和營運車輛，實現輔助駕駛安全、提高交通效率，由LTE-V2X和4G蜂窩支持。
第二階段是在封閉/半封閉的特定區域、特定場景，針對商用車的中低速自動駕駛，例如用于機場、工廠、碼頭、停車場的無人物流車、無人清掃車、無人擺渡車以及用于城市特定道路的Robot Taxi，由LTE-V2X和5GeMBB支持。
第三階段是全天候、全場景的無人駕駛及高速公路車輛編隊行駛，需要NR-V2X和5G eMBB的支持才能實現。這一階段面臨著需要與有人駕駛車輛、行人等并存以及應對中國的特殊交通環境等挑戰。因此，更高級的自動駕駛還將需要我國的政策法規、交通管理和產業監督等方面的變革才能實現，需要長時間的跨界磨合、聯合測試，達成共識。
可見，車聯網是一個跨界工程應用，即跨汽車、交通、公安、通信等行業，在推進過程中存在一定困難。
04
技術與產業態勢
技術發展態勢
態勢一：C-V2X具有清晰的演進路線，NR-V2X標準已經完成階段性工作
C-V2X作為基于蜂窩移動通信系統，雖然最初由LTE系統發展而來，但從技術根源上仍具有清晰的平滑演進路線。C-V2X的第一階段LTE-V2X支持基本道路安全業務及更高級的V2X業務（如半自動駕駛），而基于新空口的NR-V2X則通過更先進的技術支持自動駕駛及未來車聯網需求。C-V2X兩個階段的技術互為補充，長期并存，共同支持豐富的車聯網業務應用。
態勢二：移動邊緣計算（MEC）等新的技術將與車聯網應用緊密結合，更好支持未來出行體驗
車聯網業務中有關駕駛安全類業務的主要特征是低時延、高可靠。在時延需求上，輔助駕駛要求20-100ms，而自動駕駛要求時延低至3ms。MEC是在現有移動網絡中實現低時延業務的使能技術之一，可以提供對C-V2X基礎通信能力的支持，實現數據融合和業務協同，降低時延，減少網絡擁塞。
MEC還可以對C-V2X的其他前瞻性應用場景提供支持。例如交叉路口信號燈控制參數優化、車輛擁堵場景的分析與識別、區域內高精度地圖的實時加載、區域內自動駕駛車輛的調度、交通流合流場景、突發惡劣環境預警、優先車輛通行、大范圍協調調度、車輛違章預警、危險駕駛提醒、高速服務區、大車“See through”等場景。
態勢三：5G網絡新技術，如SDN、NFV、網絡切片等將在車聯網應用中發揮重要作用
未來車輛在進行自動駕駛與車聯網通信的過程中，需要進行海量、實時的數據交互。自動駕駛汽車和車聯網通信的實現還需要網絡實時傳輸汽車導航信息、位置信息以及汽車各個傳感器的數據到云端或其他車輛終端，需要更高的網絡帶寬和更低的網絡延時。相對于4G網絡，5G網絡系統的關鍵能力指標都有很大提升，5G的網絡切片和邊緣計算可以為車聯網業務按需提供計算資源、存儲資源和網絡資源。
態勢四：智能網聯汽車整體技術不斷發展，網聯既服務智能化，也獨立自身發展
網聯技術，一方面發揮在V2N車云通信，通過云端能力，為車輛提供高清地圖、實時路況、OTA升級、共享車輛管理等各種網聯服務，包括在自動駕駛測試階段，都是必不可少的網聯應用場景；另一方面，在車輛駕駛控制領域，D2D、URLLC等網聯技術將不斷發揮感知、意圖協調的作用，以V2V、V2I、V2P、V2N的形式補充并增強車輛的感知能力，為各等級自動駕駛提供支持。
態勢五：車聯網通信發揮的作用，從提升交通效率和輔助駕駛安全，最終發展到自動駕駛
自動駕駛是未來汽車的終極發展目標。但由于技術的發展規律，會經歷不同的發展階段。車聯網通信在這一發展過程中將發揮重要作用，當前單車自動駕駛主要基于現有傳感器技術，如雷達、攝像頭等。現有傳感器仍然存在距離、成本、LOS限制、惡劣天氣等重要缺陷，且成本奇高，而網聯恰好可以在這些方面很好地發揮互補作用，提升駕駛安全。
C-V2X車聯網實現從單車智能到網聯智能
為自動駕駛提供更加穩定、高速、低時延高可靠服務，使得網聯式自動駕駛成為未來重要發展方向。
產業發展態勢
態勢一：LTE-V2X于2020年開始規模商業部署
結合目前LTE-V2X產業發展，可看到車聯網產業鏈的各個環節都在為C-V2X商用部署做積極準備并取得了長足的進展，包括芯片廠商、模組廠商、車廠等。5GAA通過對多家成員調研，形成新的C-V2X規模部署的時間表。
C-V2X商用時間表
可以看到繼2020年C-V2X第一階段LTE-V2X部署應用，未來3-4年是一個發展階段。同時，針對增強安全應用和自動駕駛，業界預計將于2024-2027年開始商用部署。
態勢二：基于蜂窩網絡覆蓋基礎和通信產業的發展基礎，車聯網應用可快速普及
目前全球蜂窩網絡人口覆蓋率已達90%以上，廣泛的移動網絡覆蓋意味著良好的基礎設施建設條件，包括光纖、供電、站址選擇等，在車聯網部署過程中可以最大程度復用基礎設施，可有效減少投資。
態勢三：車和路協同發展，車聯網在實現“聰明的車、智慧的路、智能的云”美好愿景中將起到關鍵使能的作用
車聯網技術與車、路、云的深入結合，將走出“聰明的車、智慧的路、智能的云”融合發展的道路，支撐智能交通和自動駕駛應用的演進。車聯網技術使得車、路、云之間的信息交互更加便捷、高效，從而實現車路協同感知、決策和控制，彌補單車信息感知、分析決策上的不足，提供超視距范圍、面向多種出行場景、全局視角的信息感知、決策配置。車路協同發展，從而實現安全、快捷、高效、節能的出行服務。
從車車協同、車路協同實現路徑角度，基于通信發展規律，通信技術的應用和部署都需要額外重視用戶滲透率的問題。提升RSU覆蓋和OBU滲透率是保證車聯網用戶體驗的重要方面。
態勢四：共享出行成為智能駕駛技術落地的重要驅動力
共享出行將全面推動智能汽車產業和交通出行行業變革，改變消費者的汽車擁有模式，重構汽車產業鏈和價值鏈，讓出行向服務演變。共享出行將為新能源汽車和智能網聯汽車快速普及提供強大動力。
谷歌已于美國鳳凰城區域向公眾開放拿掉安全員的無人駕駛出租車，Uber也已開始讓匹茲堡和舊金山的客戶乘坐自動駕駛沃爾沃專車。美國通用汽車向共享出行公司Lyft投入巨資，聯合研發自動駕駛技術，以及基于該技術的汽車共享服務。Robotaxi 成為自動駕駛應用的重要方向，國內百度、滴滴、文遠知行等公司也開始在多處展開試點運營。
根據相關預測，2030年數字出行服務的市場估值將達2.2萬億美元，全球4-5級自動駕駛汽車將達到8000萬輛左右，中國為3300萬輛左右。
05
結語
天下大勢，浩浩蕩蕩。雖然車聯網從技術到工程落地還存在諸多難題，如：C-V2X車載模塊滲透率低、前期V2X設施建設及改造難、網絡安全形勢嚴峻等，但汽車、交通等行業正在經歷深刻變革，在不久的將來，我們一定會開著聰明的車行駛在智慧的路上。
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