中国的V2X发展之路(上)-为什么是V2X？

2020年，突如其来的疫情一度让原本就处于下滑通道的中国汽车行业雪上加霜。 但这似乎并没有阻止自动驾驶在中国市场蓬勃发展的步伐， 各大城市的自动驾驶汽车的示范运营项目像雨后春笋一样正在全面铺开，与之配套的基于5G通讯的C-V2X 智能交通技术也得到了快速地发展。

中国政府在智能网联产业上的布局可谓是加足了马力， 频频推动并出台各类推进智能网联汽车发展的落地活动和相关文件。 如10月SAECCE 2020（中国汽车工程学会年会暨展览会）期间，“2020智能网联汽车C-V2X‘新四跨’暨大规模先导应用示范活动”在上海成功举行。紧接着，11月11日2020世界智能网联汽车大会上， 《智能网联汽车技术路线图2.0》发布。这份文件被定义为又一份定调未来15年技术路线的顶层设计文件，因为它明确指出，到2025年，我国PA（部分自动驾驶）、CA（有条件自动驾驶）级智能网联汽车销量占当年汽车总销量比例要超过50%，C-V2X（以蜂窝通信为基础的移动车联网）终端新车装配率要达到50%，高度自动驾驶汽车首先要在特定场景和限定区域实现商业化应用，到2035年，各类网联式高度自动驾驶车辆将广泛运行于我国广大地区。这一切似乎都在预示着：在中国智能网联汽车已经进入技术快速演进、产业加速布局的新阶段。

那么中国为什么要大力发展车联网C-V2X技术？本文将通过对政府和车企当前在V2X上的布局和发展进行梳理，来共同探讨 V2X市场的发展前景到底如何？希望能起到抛砖引玉的作用，让大家一起就V2X 展开更多的讨论。  

什么是V2X？

在开始之前， 我们还是有必要先来了解一下什么是V2X，或许从这背后我们能探得一些中国政府为什么如此看好V2X的技术并不遗余力地大力推广的缘由。 

V2X（Vehicle to Everything）车联网指的是车辆之间，或者汽车与行人、骑行者以及基础设施之间的通信系统。借助车-车V2V，车与路测基础设施V2I、车与路人之间的无线通信V2P，实时感知车辆周边状况进行及时预警，同时可以和其他车辆及设施共享实时驾驶状态信息，还可以通过研判算法产生预测信息。

但是目前世界上存在着两种V2X的技术标准：

1. DSRC（Dedicated Short Range Communications专用短距离通讯）:这个标准是由美国推出的。 在2016年12月13日，美国交通部就率先发布了《联邦机动车安全标准——第150号》，它要求所有轻型车辆强制安装 V2V 通讯设备，确保车辆和车辆之间能够发送和接收基本安全信息，而且车辆之间 V2V 选择 了DSRC（专用短距离通信系统）作为车车通信的统一标准。事实上，这一法规极大改善了道路交通安全现状，避免和减轻美国80%以上非酒精或药物所引发的交通事故。这也成为了全球汽车从“被动安全”转变为更多地倚重“主动安全”的里程碑事件。

2. C-V2X (基于蜂窝移动通信的车联网)，这种技术标准因为由中国的大唐与华为主导开发，所以也是中国目前推崇的V2X 的技术路线。 V2X技术能够衍生开发出车载终端OBU、路测单元RSU等一系列产品，这就使得其拥有了广泛的合作伙伴生态圈，可以让通讯运营商、车厂、芯片厂商、零部件厂商、科研院所、智能网联示范区等多方展开合作，共同推进产业发展。 

V2X发展的契机来自于哪里？

1. 自动驾驶算法还不成熟

自动驾驶单车智能的算法不成熟是推动V2X技术发展的重要原因之一。这从近年来频繁发生的自动驾驶车事故可以窥见一斑。如2016年，特斯拉Model S启用Autopilot自动驾驶模式，在高速公路与卡车碰撞，导致发生驾驶员致死车祸。而在2018年，优步自动驾驶汽车在美国公共道路示范运行，由于安全员视线没有注视路面，导致发生撞死行人交通事故。    

由此，这些问题也引导汽车工程师利用车联网的通讯技术来提高自动驾驶汽车的安全性，通过V2X技术，自动驾驶汽车接收将路侧智能设备和其他车辆发射的信号，运用信息融合技术与传感器的数据结合，达到安全驾驶的目的。

2. 令人咋舌的自动驾驶汽车成本

      自动驾驶汽车发展至今已将近20年，可谓发展历程曲折缓慢，离大规模商业化仍然还有很长一段路要走。而制约其发展缓慢的很大一个因素就是令人咋舌的造车成本。 这些自动驾驶汽车成本往往高达数百万元，完全依靠昂贵的传感器来感知周边的环境，其中最贵的系统就是激光雷达LiDAR，早期的一个LiDAR单价就高达10万美元。 实际上目前很多科技背景的企业如Waymo、优步和百度互联网公司仍然坚持以LiDAR为主的依靠单车智能实现自动驾驶的技术路线。

光勺科技创始人姚建博士表示，目前激光雷达的主流技术路线是TOF，主要应用在RoboTaxi自动驾驶出租车上，车企在量产车上普遍放弃使用激光雷达的原因是成本太高。未来下一代激光雷达技术是FMCW，其信噪比指标比TOF高得多，还可以测量速度信息。FMCW激光雷达使用了光通信技术，因此非常容易芯片化，一旦芯片化，一方面可以把成本降低到几百美元，另一方面很容易过车规。目前光勺科技的激光雷达的技术路线就是FMCW。激光雷达的终极技术方案是OPA，但是离商业化的时间预计要3-5年。因此预计到2022年，当激光雷达大规模产业化后，成本会降到2000元以下时，量产汽车也会开始搭载LiDAR。

3.5G快速发展推进V2X的商业化落地。 

目前中国已建成全球最大的5G网络，5G用户已达1.6亿。中国也是5G网络铺设最快的国家。华为于2020年11月在广州举办的世界5G大会上宣布，在过去的一年时间里已经在中国建成了70万5G基站。另外5G作为“新基建”的龙头产业也受到各方面的关注，2020年3月，中国政府提出，加快新型基础设施建设进度。今年5G在中国市场的高速发展，这也加快了C-V2X网络从LTE-V2X到5G-V2X标准的过渡。2020年6月，比亚迪推出了汉新能源汽车，这是全球第一款支持5G的量产汽车。这款新车上市不到半年，月销量就突破1万辆，创造了20万元以上国产车的销量记录。但是汉新能源汽车的5G功能还没有实际开通。目前5G网络尚处于发展期，基站覆盖范围主要局限于一线城市的商业区域。

大陆集团中国区车联网事业部产品负责人蔡敏先生表示，2021开始将有5G车辆在中国落地，到2022年，中国将有近20万的带有5G技术的车辆量产，占全球的15%左右。2025-2026年中国5G车辆的量产数额可接近200万。

中国的5G市场是非常大，非常有潜力的。5G的普及增加了车辆的即时通讯速率以及车对车，车对基础设施，车对行人以及车对路的通讯，可以把一些道路周边的情况，车辆环境的感知直接通讯至车内，能够满足自动驾驶所需要的一些要求，从而提升车辆驾驶的安全性，提高车辆行驶的效率。

更令人欣喜的是，5G的发展解决了困扰V2X行业多年的DSRC和C-V2X标准分歧问题。2020年12月，美国联邦通信委员会（FCC）正式投票决定将5.9 GHz频段（5.850-5.925GHz）划拨给Wi-Fi和C-V2X使用。这标志着美国正式宣布放弃DSRC车联网标准而转向C-V2X。美国转向之后，意味着由我国主推的C-V2X将成为全球范围内广受认可的行业事实标准。

因此，随着5G 和V2X技术在汽车行业逐步开展应用，无疑给自动驾驶汽车多了一种新的交通信息来源，这大大减轻了对自动驾驶汽车传感器硬件配置的压力。与V2X信息相互融合后，帮助提高探测精度，推动L3级自动驾驶汽车加快上路。未来也可以在路侧布置激光雷达代替车载激光雷达，两种方案的测量效果相同，但是在路侧布置激光雷达可以大幅度减少雷达的数量。

总体来讲，V2X是智能网联汽车的发展趋势，它可以大大减少传感器的数量，降低自动驾驶汽车的成本。2020年，第三届进博会首次设立的“智慧出行专区”，丰田、福特、沃尔沃、小马智行等公司展示了其基于V2X的L4级的最新自动驾驶技术，充分展示了单车智能与V2X技术相结合是当前自动驾驶汽车发展的主流方向。

中国政府的V2X行动

目前中国政府组织的V2X活动分为封闭测试区、示范应用城市和全国性的“四跨”通讯测试活动。

早在2016年，国内首个“国家智能网联汽车（上海）试点示范区”封闭测试区在上海安亭投入运营。园区同时安装了基于国际电气电子工程师协会IEEE的DSRC和国际3GPP第三代合作伙伴计划3GPP组织的LTE-V标准的两套V2X通讯设备，包括建设了1个GPS差分基站、2座LTE-V通讯基站、16套DSRC和4套LTE-V路侧单元、6个智能红绿灯和40个各类摄像头，可以为自动驾驶和智能网联汽车提供29种场景的测试验证。

2019年，我国首个车联网先导区在无锡建立，车联网LTE-V2X城市级示范应用项目由无锡智慧城市建设发展有限公司牵头，中国移动、公安部交通管理科学研究所、华为、无锡市公安局交通警察支队、中国信息通信研究院、江苏天安智联等共7家核心单位，联合23家参与单位共同打造。市民通过手机App可以查看无锡市主城区、太湖新城240个路口、1246个信号灯的状态和读秒信息，误差不超过0.5秒。

2020年，智能网联汽车C-V2X“新四跨”暨大规模先导应用示范活动在上海举办，这是第三届全国规模的V2X测试示范活动，主要是组织V2X上下游产业链公司在同一地点测试跨整车、跨通信终端、跨芯片模组、跨安全平台的互联互通应用示范。40 余家国内外整车企业、40 余家终端企业、10 余家芯片模组企业、20 余家信息安全企业、5 家图商及 5 家定位服务提供商等参与活动。

车企V2X的进展缓慢

某头部造车新势力车企专家Jason表示，高居不下的成本制约了自动驾驶汽车的商业化发展。目前中国市场上虽然很多车企都宣布达到L2、L3和L4级自动驾驶水平，但是几乎所有车型都没有搭载V2X终端。

但令人欣喜的是，今年国内上市了三款搭载了V2X配置的新车，实现了很多突破。

第一款车型是今年4月份上市的自主品牌广汽新能源埃安Aion V，它基于广汽传祺第二代纯电平台GEP2.0设计，是中国汽车行业首次搭载5G+V2X智能通讯系统。广汽埃安Aion V实现L3级自动驾驶辅助，最大续航里程可达600公里。华为C-V2X车路协同市场总监徐长青介绍，广汽埃安Aion V的V2X芯片是采购的华为巴龙5000 5G，它支持5G NSA和SA组网方式，能够满足汽车5G通讯需求，给车辆数据互通、车路协同以及未来的自动驾驶提供助力。

第二款自主品牌车型是12月4日上市的红旗E-HS9纯电动SUV，搭载内置高通C-V2X芯片组的移远通信模组，成为首款搭载这一芯片组的量产车型，红旗E-HS9可以在多个LTE-V2X通信场景下实现100%辅助预警验证。同时，高通航位推测及高通高精融合定位技术为红旗E-HS9带来亚米级高精度定位能力。红旗E-HS9在测试过程中进行了前向碰撞预警（FCW）、盲区提醒/变道预警（BSW/LCW）、交叉路口碰撞预警(ICW)的V2X应用场景演示，并实现100%通过率，达到L3级别自动驾驶水平，也验证了C-V2X技术在中国市场的可靠性。

另外一款搭载了V2X配置的合资品牌车型是今年6月上市的长安福特的全新第六代福特探险者，全系标配了L2级福特Co-Pilot 360TM智行驾驶辅助系统，和升级版SYNC+智行信息娱乐系统，具备TSR智能交通标识别系统和APA2一键泊车辅助系统。

福特中国表示在搭载SYNC+车联网的车辆可以通过OTA免费升级到Beta版本，并且已经先后在上海、无锡和长沙实现了C-V2X的验证和预商用。但是官方没有回答车辆是否搭载C-V2X硬件问题。但据Cohda Wireless（一家提供V2X软件开发服务的国际公司）中国区负责人原树宁博士介绍，目前在中国市场，小批量V2X车载设备价格在2-3万元左右，量产后单价也要几千元。目前中国市场几乎没有量产汽车搭载前装V2X设备，因此福特量产车的C-V2X终端应该只能实现少数基本通讯功能，这样V2X的硬件成本不会很高。因为大部分城市都没有智能交通的路侧设备，福特汽车的车载OBU没有用武之地，所以只是少数车主愿意花钱尝鲜而已。

来自不同领域的V2X供应商

目前中国市场上V2X的供应商比较多，例如，参与2020年C-V2X“新四跨”暨大规模互联互通测试示范活动的公司有100余家，主要分为模组、终端、整车和安全四个类别。其中V2X供应商主要来自于三个领域。

第一个领域是汽车一级供应商，他们与车企有长期的合作，在汽车行业有丰富发经验。例如2019年，博世与四川移动和Veniam合作参与中国成都的车联网V2X项目。而拥有20多年的车联网产品开发经验的大陆集团，在2019年宣布获得了混合式V2X 5G的量产项目，预计在2022年左右会进入市场。 混合式V2X 技术 即集成了4G、5G网络接入，专用短距离通讯（DSRC）和蜂窝车联网通讯（C-V2X）等技术，通过运用混合式V2X解决方案，就可利用相同的硬件和软件平台支持任意一套通讯标准，不仅降低了成本，还降低了在全球范围内应用V2X通讯的复杂性。

       第二个领域是通讯行业，例如在美国制裁前，华为曾经是全球最大的5G供应商，早在2017年华为就在无锡推广应用LTE-V2X通信技术及产品，用于实际道路上开展的LTE-V2X车联网实车展示及试点体验。目前华为已经掌握了从芯片到模组和终端的全套V2X技术。

第三个领域是智能交通行业。例如海信网络科技是中国智能交通领域的最大供应商之一，在智能交通领域有22年经验。2020年3月，海信在山东省建成首个企业级的车路协同测试基地，提供前向碰撞预警、道路危险状况提示等八大测试场景，为车路协同相关产品和系统的出厂提供科学、严谨、专业的测试环境。

作者简介：

张翔，汽车分析师、行业研究员、独立咨询顾问、工信部新型工业化能力建设“长风”计划新能源与智能网联汽车产业专家智库成员、中国充电桩网充换电委员会专家、清华学堂汽车讲师、电源网首席汽车专家、中央电视台、浦东电视台和上海电台访谈嘉宾。2004年至今一直在上海汽车行业工作，曾经服务过4家汽车行业上市公司，担任过科技部863课题项目副组长，工作领域涉及乘用车、商用车、物流车、新能源汽车和汽车零部件，研究范围包括智能网联、车联网、V2X、5G通讯、信息安全、自动驾驶、新能源汽车、充电桩、汽车共享等。

点击查看下一篇>>>