精品课第9讲 || 何宁:车路协同产业发展现状与展望 | 中国汽车报

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从多项智慧交通政策的出台 , 到《智能汽车创新发展战略》明确道路对智能汽车的支撑能力 , 再到今年国家明确实施“新基建”战略 , 车路协同产业正式进入了不断加速发展的新时期 。 “5G通信、人工智能等多项技术的应用和推广正在形成合力 , 智能车路协同应运而生 。 ”
8月7日 , 在《中国汽车报》与广州智能网联汽车示范区运营中心联合推出的“2020智能网联汽车精品课”第9讲中 , 深圳市金溢科技股份有限公司副总裁、首席技术官、首席科学家何宁发表题为“车路协同产业发展现状与展望”的演讲:智能车路协同以新一代通信及信息技术为基础 , 实现感知、决策、交互各环节的全面打通和有机联动 , 为构建数字孪生交通系统提供海量全面的数据支撑 , 是建设数字交通的核心关键系统 , 将为实现国家智能汽车创新发展战略、交通强国战略和网络强国战略提供强力支撑 。
从实际应用谈车路协同的必要性
根据NHTSA(美国高速公路安全管理局)的评估 , 当V2X车路协同设备安装率达到100%时 , 每年仅交叉路口碰撞和左转两种预警即可减少40万~60万次的交通事故 , 19万~27万的人身伤害和780~1080例死亡 。
“这些数字说明 , 车路协同应用实施效果值得期待 。 ”据何宁介绍 , 从物理系统架构来看 , 车路协同可分为车、路、云三部分 , 车载系统主要综合实现高精度定位、车辆状态采集、车辆通信与信息发布、智能辅助驾驶应用等功能;智能路侧设备将综合实现交通信息采集与汇聚、边缘计算(可外接边缘计算服务器进行算力拓展)、信息上传(I2N)与下发(I2V);云平台则实现全局交通网络的数据汇聚和处理 , 设备设施的状态监控 , 全局交通信息的决策和优化控制 。
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何宁指出 , 从核心应用场景来看 , 车路协同可分为V2V(车间通信)、V2I(车路通信)、V2N(车与基础设施通信)以及V2P(车与行人通信) 。 目前国内大力推进的车路协同工作主要是前两个 , 最后一个基本还处于空白状态 。 基于此 , 何宁分别以V2V和V2I的应用场景为例 , 分析了车路协同技术应用的必要性和重要性 。
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首先是V2V应用场景中的典型案例——左转辅助 。 在这一场景中 , 左转车辆将通过获取直行车辆的各项数据 , 例如位置、速度和加速度等 , 通过计算轨迹和运动态势 , 确定是否会发生碰撞 , 再把信息处理结果上报给驾驶员 , 避免交通事故的发生 。 “这种场景比较简单 , 也可以通过车上的雷达和摄像头实现 。 ”但何宁指出 , 摄像头和雷达的特点是“可见才可得” , 如果存在障碍物或行驶于有视线盲区的弯道 , 车上的感知系统就不能发挥作用 , 与之相反 , 车间通信就可以解决这一问题 。
第二个是V2I中的典型应用场景——急弯提醒 。 在现实生活中的急弯提醒有多种措施 , 传统的包括普通的标志标线、高亮或闪烁的指示牌等 。 当然 , 也可以在急弯处设置雷达 , 在感应到车辆时 , 通过可变信息交通标来提醒驾驶员注意 。 但何宁表示 , 如果采用车路协同系统的话 , 急弯的信息将及时发送给车辆 , 车辆又能结合自身情况 , 例如空载还是满载、高度多少等具体情况 , 综合判断出在当前的路段行驶的适合速度 , 最终实现精细化、定制化和个性化的急弯提醒 。
“值得一提的是 , 车路协同并不等于自动驾驶 , 目前阶段的技术应用面向的主要还是有人驾驶的车辆 , 当然 , 未来随着自动驾驶技术的产业化落地 , 车路协同也能对自动驾驶形成更加直接和有效的支撑 。 ”何宁表示 。
2021年首批C-V2X车型有望落地
智能网联车路协同 , 既是智慧公路建设的重要组成部分 , 也是“新基建”中“信息基础设施”和“融合基础设施”投入的重点 。 因此 , 由于智慧公路成为了“十四五”期间公路建设投入的重点 , 加上“新基建”战略实施带来的机遇 , 可以说 , 智能网联车路协同已经驶上“快车道” 。
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智能网联车路协同的快速发展来自多方面的支撑和帮助:在科研导向上 , 近几年 , 国家重点研发计划设置了多个与自动驾驶、车路协同相关的专项课题 , 为我国智慧交通的主要研发及应用实施方向做出了指引;在标准跟进方面 , 包括智能网联汽车标准、车联网产业标准等多项标准在研 , 体系日渐完善;在产业协同领域 , 包括吉利、福特等在内的多家中外车企均制定了V2X的量产时间表;在制度规范方面 , 各地纷纷出台相关测试规范;在示范应用领域 , 国内智能网联汽车测试场全国建设数量超过40个 , 各地纷纷出台智能网联测试规范指导具体业务执行 , 测试场/示范区/先导区的建设进入新一轮热潮 。 尤其值得强调的是 , 随着3GPPR16标准在今年7月初冻结 , 这为C-V2X的技术升级奠定了基础 。 “当然 , 距离商用落地还有一定的时间 。 ”何宁直言 , 在未来的两三年内 , LTE-V2X直连通信还将是智能网联车路协同基础设施建设重点 , 并将在频谱上与5G-V2X形成区分 。
发展如此之快 , 那我们距离C-V2X的商业化落地还远吗?何宁认为 , 虽然业内人士对具体的落地时间意见不一 , 但基本可以断定的是 , 2021年将成为一个重要的时间节点 , 首批的C-V2X车型有望在这一年实现落地 。
车路协同的初级形态——“ETC-X”
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在谈到推动车路协同发展遭遇的最大挑战时 , 何宁的回答是“商业闭环的构建” 。 诚然 , 在产业发展的初期阶段 , 国家会从政策和资金等多方面予以帮助 , 但只有最终实现了大规模的落地 , 车路协同产业才能走上健康、良性的发展之路 。 基于此 , 何宁提供了一个目前较为可行的探索方案——升级ETC体系 。
在技术上 , ETC使用的底层5.8GDRSC通信技术 , 能够支持车与路之间的低速率小数据量信息传输 , 前装ETC推行及多形态后装OBU的发行为车路协同功能实现奠定基础 , 少量技术开发即可实现部分重要应用;在产业上 , 国内ETC已具备大规模用户和产业生态 , 以很低的用户成本 , 即可以对车路协同的功能和商业模式进行先行探索 。 因此 , 何宁认为 , 基于ETC可以进一步实现车路协同的诸多功能 , 进入全新ETC-X(V/I/N)时代 。
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何宁提出 , 通过ETC-X , 可实现V2X应用标准中定义的几乎所有V2I应用 , 包括安全类、效率类和管理服务类 , 与此同时 , 借助于ETC的车辆身份识别和金融支付能力 , 除了简单的收费功能 , 未来还可以在交通调度指挥、交通管制、智慧服务区等多个应用场景发挥作用 。 此外 , C-V2X与ETC-X系统架构基本一致 , 可共享道路传感设备、云边计算基础设施、配套机电设施(如龙门架、光纤、供电等) , 仅在车路信息交互环节有所区别 , 系统可复用性很高 。
“因此 , 我们可以利用ETC网络及生态基础 , 对车路协同应用场景、商业模式等进行先行探索 。 ”何宁表示 , ETC-X有望和C-V2X一起 , 在将来共同构建车路协同的发展之路 。
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