车联网权威指南:标准、技术及应用
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1.4 国内外车联网的发展现状

1.4.1 美国车联网的发展状况

美国作为车联网领域的先行国家,很早就开始了对车间通信标准的制定工作。1999年,美国联邦通信委员会将以5.9GHz为中心的75MHz的带宽分配给了DSRC作为车间通信专用频带。2001年,ASTM的17.51标准委员会选定IEEE 802.11a作为DSRC的底层无线技术,相应的标准于2002年发布。2004年,IEEE开展了对802.11p的修订工作,以及基于ASTM标准的车载环境的无线接入标准的制定工作[9]

2002~2004年,美国开始执行车辆安全计划。该计划同时测试多种无线通信技术,评估它们是否能满足这些行车安全应用的通信需求。这些通信技术包括DSRC、2.5G/3G数字蜂窝系统、蓝牙、数字广播电视、IEEE 802.11等。结果显示:基于802.11a的通信技术能够支持VSC选择的大多数行车安全应用。但是在以下方面存在挑战:低时延通信、无线信道的高可用性以及与信道容量相关的问题。同时于2003年,美国提出了车辆基础设施一体化的设想,VII是美国交通部(U.S.Department of Transportation, USDOT)制定的一个五年战略规划,它希望将美国生产的所有车辆上装备通信设备以及GPS模块,从而能与全国性的道路网进行数据交换。该计划是由美国联邦公路局、各州运输部、汽车工业联盟、ITS America等组成的特殊联合机构,通过信息与通信技术实现汽车与道路设施的集成,并以道路设施为基础,于2005年推出并可以实施的产品。各州将采用统一的实施模式,使用Probe Vehicle(试验车)获取实时交通数据信息,支持动态的路径规划与诱导,提高安全和效率。VII计划主要包括智能车辆先导(Intelligent Vehicle Initiative,IVI)计划、车辆安全通信计划、增强型数字地图计划等,并且还通过美国通信委员会,为车路通信专门分配了专用短程通信频段,为驾驶员提供安全辅助控制。

2009年,为了更加强调交通安全的重要性,美国交通部将Vll更名为IntelliDrive,这就是新的五年战略规划——《智能交通系统战略计划:2010—2014》,它为未来五年美国的智能交通系统研究项目提供战略引导。战略研究计划的目标是利用无线通信建立一个全国性的、多模式的地面交通系统,形成一个车辆、道路基础设施、乘客的便携式设备之间相互连接的交通环境,最大限度地保障交通运输的安全性、灵活性和对环境的友好性。IntelliDrive计划是在VII的基础上深化研究车路协同控制,强调用人、车、路一体化方法来解决现代交通所存在的严重问题,其研究重点为车路/车车通信与协同控制。IntelliDrive通过在车-车、车-路、车-X之间的无线通信技术,让驾驶员全面感知车辆周围360°范围内的危险信息,提高车辆行驶的安全性能;应用多种信息技术,向出行者和运输管理者提供多种实时交通信息,使交通运输的机动性能增强;通过提供实时交通拥堵和其他信息,既帮助交通管理者管理和调整交通策略,也辅助出行者选择合适的路线,以有效地减少交通对环境的影响。

为了给DSRC的强制安装提供合理的评估,由美国交通部和9个知名整车厂商组成的CAMP-VSC3(Crash Avoidance Metrics Partnership-Vehicle Safety Communications 3)联盟联合,由Intelligent Transportation Systems(ITS)Joint Program Office(ITS联合项目办公室)和Research and Innovative Technology Administration(研究创新技术管理处)主导于2011年8月起开展了“V2V Driver Acceptance Clinics”项目,该项目测试了在不同地理位置、不同环境下基于DSRC通信技术的V2V安全系统的性能和可靠性,以及驾驶员对主动安全系统的认可程度。该项目共计6处实验场所,668位汽车驾驶员参与。其中6处实验场所分别对应6种行车安全应用:应急电子刹车灯(Emergency Electronic Brake Lights, EEBL)、前向碰撞预警(Forward Collision Warning,FCW)、盲点预警(Blind Spot Warning,BSW)、变道预警(Lane Change Warning, LCW)、左转辅助(Left Turn Assist,LTA)、交叉路口驾驶辅助(Intersection Movement Assist, IMA)和禁止通行警告(Do Not Pass Warning, DNPW),测试结果表明大多数驾驶员愿意在车上使用V2V系统,而IMA行车应用是驾驶员心目中最希望拥有的V2V安全应用。

随后,于2012年8月至2013年8月在密西根安娜堡开展了“Safety Pilot Model Deployment”(美国安全驾驶模型)项目。此项目是“V2V Driver Acceptance Clinics”的延续,它基于V2X系统(包括V2V和V2I),采用车辆通信技术DSRC解决车辆碰撞和道路安全问题。项目中所设计的安全驾驶模型用来决定这些安全应用在降低碰撞时的有效性。总共有超过2836辆小轿车、商用卡车以及搬运车辆采用了4种不同的车载设备参与测试,这4种车载设备分别是:车辆感知设备(Vehicle Awareness Devices, VAD),该设备只发送基本的安全信息,不发送警报;后装安全设备(Aftermarket Safety Devices, ASD),该设备用于发送和接收安全信息,有一个显示器可发送视听警报给驾驶员;一体化的设备(Integrated Devices),该设备与车载系统集成在一起;改良的安全设备(Retrofit Safety Devices, RSD),该设备与ASD类似,但是与车辆的数据总线连接,可以提供汽车内部传感器信息。在73km长的公路上安装了29个路侧设备,其中的21个安装在主要的十字路口、3个在环路上以及5个在高速公路上。试验内容包含:前方告警、电子紧急告警灯、交叉口辅助驾驶、盲区告警、禁止通行告警、左转交叉通行、右转前方告警、弯道速度告警和行人检测。该测试形成的报告已经用于启动在轻型车上强制安装DSRC立法的讨论。该模型部署的目标主要有6个:①产生经验数据,用于支持2014立法决定;②展示真实环境下V2V和V2I应用的能力。③检验驾驶员的可接受程度。④对后装和改良的车载设备进行评估。⑤测试DSRC 技术性能。⑥为了以后行业发展需要,收集和存档数据。此外,还检查了网络安全性,审核了设备认证过程。

2013年美国启动了智能网联汽车试点计划(Connected Vehicle Pilot Program),投资了4500万美元分别在怀俄明州南部、纽约和坦帕(Tampa)进行智能网联汽车的设计、建造和测试工作。2016年9月,美国交通部宣布该项目的第一阶段顺利完成并开始启动第二阶段。在第一阶段中,三个测试点均完成了网联汽车高效快速通信的部署工作。第二阶段将持续20个月,用于设计、建造和测试复杂情况下的车辆、移动设备和路边设备的无线通信。怀俄明州的网联汽车试点部署的主要目的是减少与天气有关的事故发生,相关的路侧设备被部署在647千米场的高海拔公路I-80上,该公路特别容易遭遇极端天气事件,例如路面被冰雪覆盖,能见度差,有雪和大风,经常导致卡车吹翻。纽约试点的主要目的是通过V2X技术来提高旅客和行人的安全性,评估拥有密集交叉路口的典型城市交通系统情况下V2X安全功能的实际有效性,相关路边设备被安装在高事故率的曼哈顿和布鲁克林区主干道上,有超过10000车辆安装了车载设备。佛罗里达州试点由坦帕晓峰高速公路管理局领导,在坦帕市中心的高速公路上部署了多种DSRC技术,部署区域还包含了公交和电车服务、高密度行人以及特殊事件的检测触发器,用于分析一天中高度可变的交通需求,主要目的是缓解早晨通勤时间的交通拥堵情况。

2014年,美国交通部提出了ITS新的五年(2015-2019)战略规划[10],战略重点放在实现汽车互联技术和推进车辆自动化上。通过发展更优的风险管理、驾驶监控系统,打造更加安全的车辆及道路。通过建立起系统构架和标准,应用先进的无线通信技术实现汽车与各种基础设施、便携式设备的数据交互,促进信息共享。

2016年12月13日,美国交通部发布《联邦机动车安全标准——第150号》(FMVSS No.150),要求所有轻型新车安装V2V通信设备,确保车辆和车辆之间能够发送和接收“基本安全信息”,V2V选择DSRC(5.85~9.925GHz)作为车间通信统一标准。与此同时,美国交通部也将该项FMVSS强制标准纳入《联邦机动车安全法案》(修正案草案),向立法机构正式提出。预计经历90天公众评议期和《联邦公报》全文刊登之后,正式编入联邦法律第49章节(49 CFR Part 571)。美国交通部V2V强制立法的初衷源于两个层面,一是改善道路交通安全现状,避免和减轻美国80%以上非酒精或药物所引发的交通事故;二是美国汽车行业监管机构——交通部道路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration,NHTSA)对汽车安全技术标准采用的方向性转变,即从“耐撞”转变为“防撞”,从被动安全转为主动安全。

该立法的核心内容包括三个方面:

一是在所有轻型新车上强制安装V2V通信设备。总体上看,该阶段的立法尚属于“实验”性质,强制安装的范围暂划为轻型新车。条文阐明,交通部保留“未来可能将V2V强制安装范围扩大到中型和重型车辆,以及已经上路的轻型车辆”的立法权力。

二是V2V通信标准采用DSRC(5.85~9.925GHz)专用短程通信。将DSRC写入立法,是联邦通信委员会与交通部、商务部三方共同协商的结果,后续将由FCC再行负责美国标准与欧盟、北美自由贸易区(North American Free Trade Area,NAFTA)、亚太等地区的标准协调事宜。

三是最大程度保障车辆的数据安全,防止黑客攻击。V2V强制安装会将传统的网络安全、数据安全和车辆安全威胁叠加放大,法律将车辆大规模联网之后的安全职责交给了汽车制造商,要求其树立严格网络安全意识,成立网络安全部门,对网络安全的警惕从“事前预防”调整为“事中应对”和“事后恢复”。即将大规模V2V联网车辆的网络攻击视为常态化,启动程序性应对机制。

主导V2V强制立法的美国交通部、联邦通信委员会和商务部一致认为,V2V将成为改善美国机动车安全性能的一项“革命性”工具,未来30年的正面收益极为可观。

1.4.2 欧盟车联网的发展状况

欧洲车联网发展较早,主要是依托在全欧洲建立ITS网络的基础上进行智能网联汽车标准的制定。早在20世纪80年代,欧洲即在政府主导下开始了超越国界的研究开发工作,在1986年开始了民间主导的PROMETHEUS计划,以实现车辆的智能化,在1988年开启的DRIVE计划,则以开发智能交通基础设施为目的。

2003年,欧洲汽车制造商发起成立了车车通信联盟(Car-to-Car Communication Consortium,2C-CC),首要任务是制定泛欧通用车载通信标准,由此整合各国资源、共同规划发展的工作才得以正式展开。

2004年欧洲进行了ITS整体体系框架的研究(FRAME计划),对各国的体系框架进行统一。欧洲在智能车联网上形成了三纵四横的发展战略,如图1-16所示,三纵为研究内容和方向,主要包括C-ITS(协同式智能交通系统)、自动化、社会经济与人为因素;四横为面临的难题,包括安全、易受伤害道路使用者(VRU)、移动性和效率、物流。欧盟据此推行了eSafety和CVIS等大型项目。

图1-16 欧盟车联网三纵四横发展战略

2003年,欧洲智能交通协会(ERTICO)提出eSafety(又称ComeSafety)的概念,在欧盟的第六框架中启动77项与eSafety相关的研究开发项目,推荐了28项行动计划,可以分为基础设施建设、车辆保护系统与事故分析三类。eSafety的主要内容是应用通信技术研发安全系统与应用,解决道路交通中的安全问题。eSafety项目有几个重点子项目,包括PreVENT项目、I-way项目和Car2Car项目。ComeSafety由欧盟委员会资助,主旨提高安全,以车路协同为重点,重视体系框架和标准、交通通信标准化、综合运输协同等技术的研究,推动综合交通运输系统与安全技术的实用化。

协作性车辆基础设施一体化系统研发计划是欧盟所支持的大型ITS研究与发展项目。项目中包含三个子方向,分别研究核心技术、相关应用、测试站。从这三个子方向出发,设计、开发和测试为了实现车辆之间通信以及车辆与附近的路边基础设施之间通信所需的技术。其主要目标是:开发标准化的网络终端以实现车-车、车-基础设施之间的通信;利用伽利略和其他一些先进技术,开发获取增强车辆位置信息和动态地图信息的新技术;采用车载和路侧设备来检测事故、监控路网运行,强化基础设施与交通流的合作;开发用于辅助驾驶、交通管理、移动信息服务、商务及货运管理的协作性应用系统。CVIS项目分别在核心技术与应用功能两个层面开展具体的研究工作,期间共有60多个政府、大学及企业的研究机构参与了项目工作。CVIS项目采用的是多种通信技术结合的方式,包括2.5G/3G、DSRC、WiFi。

2009年9月在瑞典斯德哥尔摩举行的第16届ITS世界大会期间,CVIS进行了场内演示以及实际路况演示,介绍了CVIS研发完成的部分成果。2010年荷兰阿姆斯特丹协同移动性展示了21项应用,包括3个 SAFESPOT 应用(基于V2V和V2I通信的采用IEEE 802.11a/p的道路安全设计协作系统应用)以及 4个COOPERS 应用(道路监测设备网络信息相关应用)。

2011年起欧盟开始开展DRIVE C2X项目(2011.1.1-2014.6.30),该项目主要聚焦V2V和V2I的通信,通过在欧洲不同地方展开外场测试,对协作系统进行综合评价。欧盟在这之前的项目,比如PReVENT、CVIS、SAFESPOT、COOPERS和PRE-DRIVE C2X已经证明了基于V2X通信实现主动安全应用的可行性,此项目希望进一步评测ComeSafety定义的智能交通通信架构(Cooperative ITS)下的七个主动安全应用:绿灯优化速度建议、车辆标识(In-Vehicle Signage,IVS)、天气预警、交通堵塞预报、道路施工警告、摩托车接近指示和紧急电子刹车灯。

2013年的6月,荷兰、德国和奥地利三国签署了欧洲联合ITS走廊(Cooperative ITS Corridor)部署协议,打算建立一条以荷兰的鹿特丹为起点,途经德国慕尼黑、法兰克福,最终达到奥地利维也纳的智能交通走廊,如图1-17所示。这是世界上第一个由三个国家共同合作进行部署的智能交通项目,该项目并非测试项目,而是将要投入实际使用。欧洲多国表示,在这条长廊建成之后,他们会将各自国内已经建成的智能道路与长廊连接。在计划中,2015年为研究、招标与原型设计阶段,2016年进行了相关测试与实现,2017年进入服务的实际操作阶段。

图1-17 Cooperative ITS Corridor规划图

此外,欧盟也提出了对未来智能交通的规划。2011年,欧盟委员会发布的白皮书《一体化欧盟交通发展路线——竞争能力强、资源高效的交通系统》中提出目标:2020年交通事故数量减少一半,2050年实现“零死亡”,并从建设高效与集成化交通系统、推动未来交通技术创新、推动新型智能化交通设施建设等三个方面推进具体的工作。2012年,欧盟委员会提出了《欧盟未来交通研究与创新计划》。该计划定义了交通领域包括清洁、节能、安全、低噪声和智能化道路汽车等10个关键技术和创新点,优化了相关研究和创新。奔驰、奥迪、沃尔沃等企业也纷纷推出自动驾驶测试车辆,预计2025年左右量产。

1.4.3 日本车联网的发展状况

1996年,日本政府提出《ITS总体构想》,并开始研究道路交通情报通信系统(Vehicle Information and Communication System, VICS)。VICS是日本在智能交通(ITS)领域的一套应用产品,该系统通过GPS导航设备、无线数据传输和FM广播系统,将实时路况信息和交通诱导信息即时传达给交通出行者,从而使得交通更为高效便捷。该系统也是当今世界上最成功的ITS系统之一,截至2008年日本已销售VICS车载系统2381万套,覆盖日本80%的地区,所有高速公路及主干道均能收到VICS信息。

2001年,日本发布了车-基础设施通信的标准,并称其为“专用短程通信系统”(也称为DSRC),该系统基于时分多址(Time Division Multiple Address, TDMA),工作在5.8GHz频段,传输距离为30m。该标准最初的用途是电子收费,但经推广后也能支持其他多种服务,比如弯道车速预警。一开始主要用于ETC能够在车载单元和路侧单元之间实现双向通信的DSRC系统以及基于红外的车辆-基础设施通信得到成功应用后,研究工作者对车辆-基础设施以及车-车通信进行了论证和进一步的提升。在先进车辆安全活动(Advanced Vehicle Safety Initiative)项目中建议利用基于扩展的ARIB STD T-75的载波监听多路访问(Carrier SenseMutiple Acess, CSMA)来解决车-车的通信问题。与安全驾驶支持系统(Driving Safety Support System, DSSS)一样,先进导航辅助公路系统基于5.8GHz的DSRC,并使用红外技术进行车-路通信,该智能公路系统侧重于ITS服务以及提供建立在已有网络上的公共服务平台。日本以往的车车、车路通信方式主要是基于红外和微波的通信方式,但在新一代的系统中这些通信方式已无法满足当前车路协同系统的要求,所以相关ITS项目也在积极推进基于802.11p的车路协同通信系统。日本MLIT和总务省(MIC)已经提供较低的特高频(Ultra High Frequency, UHF)760MHz来推动类似于DSRC/WAVE通信系统的发展。由此可见日本的DSRC发展脉络,是在ETC的基础上采取实用化的路线稳步推进,合理规划,与美国和欧盟并不一样。

随着导航系统、VICS和ETC的快速普及,2006年,日本启动了下一代道路服务系统,包括车载信息系统和路侧集成系统的开发与试验,该项目名称为“智能道路计划”(SmartWay),它标志着日本进入ITS的第二个阶段。SmartWay的发展重点是整合日本各项ITS的功能,包括先进的VICS、ETC、DSRC、自动高速公路系统(Automated Highway System, AHS),并建立车载单元的共同平台。该计划在全国主要的高速公路上安装了大约1600个路侧设备,在高速公路服务区安装了大约 50个路侧设备。SmartWay提供三类服务:(1)信息和辅助驾驶;(2)互联网连接服务;(3)免现金支付服务,包括收费站、停车场、加油站、便利店等。SmartWay在VICS 上进行了重大创新,尤其是以声音形式和可视形式同时提供更具体的交通路况信息。也就是说,该系统能把道路上车辆位置信息和交通流信息结合起来,通过声音指令警告司机,如“前方弯道,堵塞,立即减速”。

SmartWay在2007年已初步完成在东京首都高速公路(Tokyo Metropolitan Expressway)部分路段的试验计划, 自 2009年起于日本三大都会区进行试验,其示范系统展示了六个方面的信息服务、包括辅助安全驾驶信息服务、静止图像信息服务、浮动车信息采集服务、道路汇集援助服务、停车场电子付费服务,以及宽带互联网连接服务。之后日本又制定了SmartWay 2012计划,其核心目的为整合日本各项ITS功能,建立车载集成平台,将道路与车辆连接为一个整体,形成车路协同感知整体环境。相较之前的计划,SmartWay 2012更注重加强利用无线通信技术的车车/车路间协调系统实用化技术的研发,构筑人、车、路一体化的高度机密的信息网络,研发交通对象协同式安全控制技术以及关注能源、环境效率,包括CO2、NOX、PM排放。

2013年,日本提出《世界领先IT国家创造宣言》,启动战略性创新推进计划(Strategic Innovation Promotion Program,SIP)。该计划提出了日本自动驾驶汽车商用化时间表,以及ITS 2014-2030技术发展路线图,其中包括预计在2020年前完成第二阶段的市场部署,让日本交通事故死亡人数降到2500人/年,完成驾驶安全支持系统、V2X研发与市场化,建成世界上最安全及最畅通的道路,在2030年完成自动驾驶系统第三、四阶段的系统研发及市场应用,让日本正式进入汽车网联化、自动驾驶的发展阶段。而SIP-adus(Automated Driving Systems for Universal Service 为大众服务的自动驾驶系统)也是SIP的11个项目之一,目前成立了HMI和地图架构两个特别工作组,以及系统应用、下一代城市交通、国际合作三个工作组,研发内容覆盖自动驾驶领域各主题共20~30个项目,主要研究内容如下。

(1)动态地图

动态地图实现自动驾驶系统所必须的数字基础设施,对其他领域的影响范围非常大,图1-18是核心技术之一的以时间段分层的数字地图分层结构。

图1-18 数字地图分层结构

(2)HMI

HMI(人机交互接口)是为了让人和系统融为一体,确保安全的自动驾驶系统,为了正确定义驾驶者和自动驾驶系统之间的关系,为了让大众理解而进行人机交互界面相关的调查和开发工作。如图1-19所示。

图1-19 HMI示意图

(3)信息安全

通过车与车、路与车、行人与车之间的通信,让车辆、行人、汽车检测系统和动态地图中心功能实用化,实现前提是需要探讨和开发外部网络攻击和安全威胁防御对策,降低汽车联网时代的威胁和风险。

(4)降低行人事故相关技术

构建实现车、人、基础设施三位一体的交通事故对策,形成相应技术基础及实行体制,进行驾驶辅助系统及自动驾驶系统的开发和实用化、普及和促进,同时解析交通事故死者数据,提高模拟技术,开发安全措施效果预测和检验验证技术。

(5)下一代城市交通

提高地区交通管理,进行有助于国际未来发展的下一代城市交通系统——先进高速交通(Advanced Rapid Transit, ART)的实用化开发,针对移动出行困难者提供相应解决对策,确保所有人安全、安心、顺利地移动出行。

SIP-adus将从2017年9月开始进行大规模道路环境研究项目(FOT),在高速公路、主干道及模拟测试场地进行包含以下五大主题研究方向的测试:

● 动态地图,例如检测SIP-adus提供的动态地图的准确性和实用性。

● 人机交互,例如监测长途驾驶情况下司机状态。

● 下一代城市交通,例如先进快速交通ART技术。

● 信息安全,例如来自车辆外部的黑盒攻击测试。

行人交通事故防范,例如V2P交互终端的使用。

1.4.4 国内车联网的发展状况

近年来,我国在物联网技术研发和标准研制方面取得了一定的突破。在芯片、通信协议、网络管理、协同处理、智能计算等领域开展了多年技术攻关,已取得许多成果。在传感器网络接口、标识、安全、传感器网络与通信网融合、物联网体系架构等方面相关技术标准的研究取得进展,成为国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)传感器网络标准工作组(WG7)的主导国之一。这些物联网方面的技术成果将成为车联网技术发展的重要基础。

2010年,科技部现代交通技术领域发布了与车联网相关的主题项目:智能车路协同关键技术研究,旨在建立智能车路协同技术体系框架,攻克智能车载系统、智能路测系统、车车/车路协同信息交互与控制等关键技术,形成我国道路交通主动安全保障的核心技术体系。

2011年,在“十二五”国家科技计划交通领域中,车联网技术作为汽车共性技术得到继续支持。该项目按照工程化的架构设计实现了真正意义的广义网联汽车原型,开发完成了协同式的智能驾驶应用,对于在我国自主汽车智能化网联化发展方面迈出一大步。在这两个主题“863计划”及上汽科委专项的资助下,同济大学开发了智能网联汽车应用示范与测试系统,成功进行了多次演示与体验,包括:2014年5月亚太经合组织(Asia-Pacific Economic Cooperation, APEC)车联网技术及其全球应用合作论坛暨展示活动、2015年10月在上海汽车博览公园的中国汽车工程学会年会暨展览活动、2015年11月荷兰太阳能家用电动车Stella Lux中国创新之旅活动、2016年6月在上海智能网联汽车综合测试区(F封闭区)的开园仪式,以及G20峰会期间在杭州与上汽、华为开展的基于LTE-V智能网联汽车体验活动。

1. 我国发展车联网的意义

我国发展智能网联汽车的意义重大。其一,交通事故、交通拥堵和环境污染等问题日益突出。其二,中国拥有全球第一大汽车市场和较为强大的通信和互联网产业优势,智能网联汽车的发展基础条件非常好。而汽车作为潜在的第二大移动市场,其高速增长的通信需求和有特殊要求的通信场景已引起业界的高度关注,华为、大唐和中兴争相发展各自技术标准,力求占领行业制高点。目前在车联网通信标准上存在两种声音,一种是DSRC方案,这也是目前企业普遍在采用的通信标准,包括深圳金溢、清华和东软都已经开发出了DSRC样机;第二种是LTE-V(即LTE V2X)方案,相对于主机厂和电子零部件供应商推崇DSRC,华为、大唐等国内大部分电信领域厂家更加支持LTE V2X。国内的通信标准化协会、中国智能交通产业联盟、车载信息服务产业应用联盟(TIAA)等多个标准组织与产业联盟也启动了V2X方面的通信标准研发。CCSA TC3多个工作组同时开展架构、频谱、空口等方面的研究,基本与3GPP标准化进程保持一致;C-ITS、TIAA分别开展了合作式ITS车用通信系统应用层及应用数据交互标准、V2X信息安全及频谱方面的研究。

2. 我国车联网的发展历程

中国车联网的发展历程,主要事件包括:

1)在标准化方面,自2014年起,大唐、华为等联合牵头完成“基于TD-LTE的车辆安全短程通信技术研究”、“基于LTE车联网无线通信技术总体技术要求”行标制订、“智能交通车车-车路主动安全应用的频率需求和相关干扰共存研究”、无线接入网“基于LTE的V2X可行性研究”。

2)在应用示范方面,2015年4月,在南京的第十四届亚太智能交通论坛上,华为携手上海汽车集团(SAIC)、同济大学展示首个基站参与的LTE-V车联网应用,清华大学联合大唐、长安等演示了没有基站参与的LTE-V车联网应用;2015年6月,华为携手沃达丰(Vodafone),与捷豹路虎在英国盖登共同进行LTE-V路测演示;在G20峰会期间华为联合浙江移动、阿里巴巴、上汽、同济大学等产业链合作伙伴在美丽的西子湖畔打造面向5G的LTE-V实验孵化基地。

3)在测试场建设方面,2016年6月7日,中国首个“国家智能网联汽车(上海)试点示范区”封闭测试区在上海嘉定正式开园,目前可为自动驾驶和V2X网联汽车提供近30种场景的测试验证。上海由此成为中国首个智能网联和无人驾驶试点城市。同样在2016年,由中国信息通信研究院牵头的《我国车联网创新发展行动计划》和工信部委托中国汽车工程学会牵头编制“智能网联汽车技术发展路线图”已经出台。

2015年5月8日,国务院公布了《中国制造2025》,作为中国版的“工业4.0计划”,《中国制造2025》中多次提到智能汽车的发展目标。工信部在详细解读《中国制造2025》时表示,到2020年,要掌握智能辅助驾驶总体技术及各项关键技术,初步建立智能网联汽车自主研发体系及生产配套体系。到2025年,要掌握自动驾驶总体技术及各项关键技术,建立较完善的智能网联汽车自主研发体系、生产配套体系及产业群,基本完成汽车产业转型升级。这是从国家战略层面要求将智能网联汽车作为国家优先发展的方向。

在2015年中国车联网大会上,工信部科技司副巡视员代晓慧提出了车联网的近期目标和中期目标。其中近期目标为:在2015年到2017年大幅提升车载信息服务平台的服务能力和水平;完成汽车与交通安全及能效相关应用的关键技术与系统研发。从具体的指标上看,一是车载信息服务终端市场渗透率要达到17%;二是针对LTE-V标准制订原型系统开发和频率规划,这是我国作为主要参与单位起草的国际标准;三是5G,构建国家级测试验证平台和市场试验外场。中期目标为:从2018年到2020年全面构建车联网综合信息服务新生态;实现网联部分自动驾驶的技术示范和大规模道路实验。大幅提升车联网对汽车制造的支撑服务能力,全面形成车联网支撑汽车设计、开发、供应与远程运维的服务体系。测试区网联车辆的碰撞率要降低50%,燃油效率提升10%,排放降低10%,车载信息服务终端市场渗透率要达到35%。

在2017年6月12日,在工信部指导下,汽车、通信等多个行业98家单位联合成立了中国智能网联汽车产业创新联盟。工信部表示,将建立部际协调机制,制定智能网联汽车发展的战略规划,起草并出台产业发展整体指导意见。工信部部长苗圩表示,对中国而言,智能网联汽车是抢占汽车产业未来战略的制高点,是中国汽车产业转型升级、由大变强的重要突破口,是关联众多重点领域协同创新、构建新型交通运输体系的重要载体。未来将从国家战略的高度,集中资源、加大力度、加快推进智能网联汽车发展。智能网联汽车产业已经确立了起步期、发展期、成熟期三个阶段的发展目标。第一个阶段是到2020年的起步期,汽车DA(驾驶辅助)、PA(部分自动驾驶)、CA(有条件自动驾驶)系统新车装配率超过50%,网联式驾驶辅助系统装配率达到10%,满足智慧交通城市建设需求;同时,交通效率提升10%,油耗降低5%。第二个阶段是到2025年的发展期,汽车DA、PA、CA新车装配率达80%,其中PA、CA级新车装配率达25%,高度和完全自动驾驶汽车开始进入市场。第三个阶段是到2030年的成熟期,汽车DA及以上级别的智能驾驶系统成为新车标配,汽车联网率接近100%,HA/FA(高度/完全自动驾驶)级自动驾驶新车装配率达到10%。部分区域初步形成“零伤亡、零拥堵”的智能交通体系。与此相对应,中国在发展LTE-V2X技术方面已经勾画出行业发展新蓝图,国家发改委在2018年8月16日新闻发布会上明确指出:到2020年,智能道路交通系统(ITS)建设取得积极进展,大城市、高速公路的车用无线通信网络(LTE-V2X)覆盖率达到90%,北斗高精度时空服务实现全覆盖。到2025年,“人-车-路-云”实现高度协同,新一代车用无线通信网络(5G-V2X)基本满足智能汽车发展需要。到2035年,中国标准智能汽车享誉全球,率先建成智能汽车强国,全民共享“安全、高效、绿色、文明”的智能汽车社会。