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    陈山枝:分阶段、分场景,推进C-V2X车路云一体化

    2024.12.02 | 编辑 | 4次围观 山城日报网

      在成都市大力推进智能网联汽车“车路云一体化”应用试点城市建设的关键时期,2024成都智能网联汽车“车路云一体化”产业发展大会暨新政策新产品发布仪式于11月27日在成都举行。

      近年来,我国汽车产业在电动化、智能化、网联化、共享化的“新四化”浪潮中加速转型,智能网联汽车已从初步测试阶段迈入技术飞跃与生态构建的新纪元。其中,C-V2X车联网技术以其独特优势,成为推动车路云协同、引领智能网联汽车与新能源汽车创新发展的核心路径。

      

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      作为C-V2X技术的原创策源及领航者,移动通信及车联网国家工程研究中心主任陈山枝博士早在2013年便前瞻性地提出了LTE-V2X,奠定了C-V2X的技术体系与发展方向。大会现场,陈山枝围绕“C-V2X车联网赋能车路云一体化及智能网联汽车发展”的主题,深入探讨了C-V2X车联网、车路云一体化、智能网联汽车等多个维度的前沿思考。

      陈山枝指出,C-V2X旨在实现车路云的智能协同,通过协同感知、决策与控制,逐步迈向更高级的协同控制阶段。当前,我们正处于协同感知的初期阶段,未来前景广阔。

      针对C-V2X车路云一体化的推进,陈山枝提出了分阶段、分场景的策略。他强调,C-V2X与雷达、视觉技术的融合,能够提供更精确、丰富的道路信息,扩大驾驶的安全范围。一是在辅助驾驶(L2+)阶段,车辆可实时获取周边车辆与路侧设施信息,实现碰撞预警、绿波通行等功能,提升驾驶安全与交通效率,促进节能减排。二是在特定场景下的低速无人驾驶(L4)应用中,结合单车智能,可支持封闭或半封闭区域的无人驾驶,如园区、港口、Robotaxi及自动泊车等。三是在开放道路的全天候无人驾驶(L5)领域,是远期目标,C-V2X将助力在城市道路、高速公路等全场景下实现无人驾驶,引领未来出行的新纪元。

      以下为陈山枝演讲精华版:

      一、C-V2X车联网概况及应用场景

      谈及车联网,每个人的构想或许不尽相同。它主要由三大板块构成:首先是车内网,这是汽车内部的网络架构,包含了诸如CAN总线等关键组件,负责车辆内部信息的流畅传递;其次是车云网(Telematics),这一技术近年来已广泛应用于商业领域,它利用3G/4G等无线通信技术,使车辆能够与互联网无缝连接,实现地图下载、远程诊断、车辆调度等多种远程信息服务;最后是车际网(V2X),这是一种面向未来的无线通信技术,它能够实现车辆与车辆、车辆与道路基础设施,以及车辆与人之间的实时且高度可靠的通信,为智能交通的发展奠定了坚实基础。

      车云网与车际网的融合,被统称为车联网,亦被称为车联网2.0时代。随着蜂窝车联网(C-V2X)技术的提出,车云网与车际网的功能均可通过C-V2X技术得以实现。车联网1.0时代,主要依托3G、4G,乃至当前的5G技术,提供了诸如导航、车载娱乐、远程管理、道路救援等基础车载信息服务,标志着车载信息服务的初步发展阶段。

      而今,我们正迈入车联网2.0的新阶段,这一阶段聚焦于L2+智能驾驶辅助及L4级别的自动驾驶技术。其核心在于解决行驶安全问题,涵盖了自动驾驶、特定场景下的无人驾驶,以及新能源汽车向智能网联汽车转型过程中的产业变革。

      C-V2X车联网技术推动了车、路、云的深度协同与网联智能的实现。在车路云一体化的框架下,我们常提及“聪明的车”“智慧的路”与“协同的云”。聪明的车,意味着车辆本身需具备高度智能化;智慧的路,则是通过在路侧部署感知与计算设备,使道路变得智慧化;而协同的云,则依托V2X服务器与地图服务,为车路云一体化提供强大支撑。

      车路云一体化实际上涵盖了两种主要应用场景:一是近程信息交互,旨在确保行驶安全,通过车辆间(V2V)、车辆与道路基础设施间(V2I),以及车辆与人之间(V2P)的实时信息交互来实现;二是远程信息服务,即车辆与云端(V2N)之间的大带宽、大范围通信,这不仅涵盖了信息娱乐,特别是与智能座舱紧密相关的功能,还确保了行驶安全。

      在车路云一体化的背景下,单车智能与网联智能相结合,通过端、边、云的协同工作,实现了协同感知、协同决策与协同控制。然而,单车智能仍面临诸多挑战。首先,单车感知存在难题,无论是雷达还是视频,都可能在强光、亮度突变、恶劣天气等条件下出现感知问题,如视距受限、强逆光干扰等。其次,长尾挑战、成本及算力挑战同样不容忽视。我们期待通过车路协同来提升单车智能的感知能力,实时感知各类事件,并降低车端成本。此外,传感器成本高、芯片算力升级等问题也亟待解决。最后,决策意图难辨是单车智能的另一大局限。单车智能往往基于个体博弈,难以实现全局优化。而全局优化则需要通过协同决策来实现,特别是在处理复杂路口、高优先权特种车辆让行等场景时,单车智能往往力不从心。

      C-V2X车路协同技术的引入,正是为了提升单车智能感知能力、降低车端成本及算力需求,从而实现交通全局的优化。以下四个场景,生动展现了C-V2X技术的典型应用。

      第一,网联式智驾解决路口交通事故。在车联网的推进中,网联智能展现出比单车智能更强大的潜力。例如,“鬼探头”事故,即因遮挡导致行人突然闯入视线,这是单车智能难以解决的难题。但网联智能通过路口感知设备,能提前告知车辆潜在风险,实测效果显著,有望突破这一安全瓶颈。

      第二,网联式智驾预防高速公路二次事故。高速公路连环撞车事故频发,尤其在正常天气下,前车故障易引发连锁反应。C-V2X通过车车通信(V2V),实现“透视”前车状态,大幅提升车辆感知与安全性,有效规避二次事故,保障行驶安全。

      第三,网联智能驾驶提升路口通过率。红绿灯识别复杂且成本高,尤其在复杂环境下易出错。C-V2X实时传递信号灯信息至车辆,提升识别率与通行效率,同时降低单车视觉感知的局限性。在合肥、北京、重庆等地,红绿灯识别已达100%,网联智驾不仅安全高效,更注重乘客舒适性,通过新技术赋能,实现低成本高效控车。

      第四,赋能限定区域无人驾驶(L4)落地。在园区、机场、矿区、港口等特定场景,网联智能为无人驾驶提供强大支持,提高安全性与交通效率。面对复杂路况,如车流量大、双向多车道、十字路口等,车路协同显著提升通行安全性与效率。相比单车智能,网联智驾在保持有人驾驶行驶效率的同时,更提升了行驶安全,为无人驾驶的广泛应用奠定坚实基础。

      二、C-V2X车联网全球发展情况

      C-V2X车联网技术的全球发展势头强劲。早在2013年,中国信科陈山枝团队便率先提出了这一概念,并从2015年起与业界伙伴共同制定标准。经过几年的努力,C-V2X已成为全球主流的国际标准,并得到了中国政 府的坚定支持。自2020年起,中国工信部及相关部委明确表态支持车联网技术的发展,使我国在C-V2X产业生态方面取得了全球领先地位,形成了多厂家参与的供应链体系,其中宸芯、华为、高通等企业在芯片领域发挥着关键作用。

      尤为值得一提的是,C-V2X已成为全球唯一的国际标准。2018年,中国工信部率先在全球范围内为C-V2X分配了频谱资源;2020年,美国FCC也撤销了原先分配给DSRC的频段,转而将部分带宽分配给C-V2X。这一转变标志着C-V2X得到了包括中国和美国在内的两大汽车与交通大国的广泛认可。

      今年8月,美国交通运输部正式发布《网联拯救生命》报告,加速推进C-V2X在全国范围内的部署计划,计划从2024年至2036年,在高速公路、城市等区域全面部署C-V2X技术,并计划在20个车型上实现C-V2X前装。此外,韩国、加拿大也已明确支持C-V2X技术,而欧洲和日本也在积极推进相关进程。

      在中国,今年1月发布的《C-NCAP管理规则(2024年版)》更是将V2X纳入主动安全测试项,成为全球首个实施此类测试的国家。中国C-NCAP路线图引入了3个V2X测试场景,并计划于2024年7月实施。同时,中外车企也在积极进行C-V2X的测试认证及前装量产工作,已有十多家车企的20多个车型完成了C-V2X的加装工作,包括奥迪、宝马等跨国公司。

      此外,中国还秉持着合作开放的态度,积极推动应用层标准的制定工作。随着通信标准的完善,汽车和交通领域的应用层标准也在逐步推进中。同时,为了推动C-V2X技术的落地应用,中国五部委还印发了《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作的通知》,明确提出,实现试点区域5G通信网络全覆盖。部署LTE-V2X直连通信路侧单元(RSU)等在内的C-V2X基础设施。试点运行车辆100%安装C-V2X车载终端和车辆数字身份证书体系。公共领域存量车进行C-V2X车载终端搭载改造,新车车载终端搭载率达50%。鼓励试点城市内新销售具备L2级及以上自动驾驶功能的量产车辆搭载C-V2X车载终端。

      三、思考与建议

      观点一,单车智能是基础、网联是增强。单车智能是基础,车联网(网联)是增强,是赋能关系,解决长尾问题。我一直在讲单车智能是基础,并且单车智能做得越强越好。今天我讲车联网,并不是说单车智能不重要,刚才说到单车智能的问题,但实际上单车智能是基础。我经常向车企阐述这样一个观点:单车智能能够高效、低成本完成的任务,网联技术通常不会介入。然而,对于单车智能难以胜任或成本高昂的任务,如红绿灯的精准识别,网联技术则能发挥其独特优势。更为复杂的是,有些场景单车智能根本无法应对,如连环撞车、鬼探头等突发情况,这些都需要依赖车路协同的解决方案。此外,网联技术还能通过协同感知来降低单车智能的成本,实现系统优化。

      观点二:C-V2X网联赋能智驾端到端大模型。当前,智能驾驶领域的端到端大模型备受瞩目。然而,现有的端到端大模型主要依赖于单个车企的车辆周边信息,尚未充分利用路测传感器数据以及其他车型的数据。若能从端到端大模型的角度出发,C-V2X网联技术将发挥关键作用。一方面,它能够从感知层面增强单车的感知能力,实现数据层面的增强;另一方面,车路云协同计算代表了未来的发展方向,C-V2X网联技术将促进这一愿景的实现,为智能驾驶带来更为全面和精准的数据支持。

      建议一:分阶段、分场景,推进C-V2X车路云一体化。车路云一体化是一个长期且复杂的过程,无法一蹴而就。正如辅助驾驶向特定场景无人驾驶的演进,未来我们将迎来全天候、全场景的无人驾驶时代。

      成都在这方面具备良好基础,其环形交通结构为连片实施提供了高性价比的选择。具体来看,路侧基础良好,锦江区、高新区、龙泉驿区车联网已具备一定规模。道路结构成环,典型环状交通结构,实现连片体验成网成本较低。C-V2X终端推广基础好,市级财政支持,已推广5000台C-V2X终端,数量逐年持续增长。汽车保有量全国第一,成都机动车保有量近700万,基础设施服务群体基数大,应用场景丰富。

      未来,我们希望继续提升复杂场景的解决能力,加强与交通系统的融合,如公交专用道的优化以及智慧出行的推广。通过分类推进、低成本广覆盖的方式,实现智能网联的规模化应用,并打造一批具有“成都特色”的应用场景。

      车路云一体化将带来显著的经济效益和社会效益,包括降低事故率、减少恶性事故、提升公交效率、优化道路资源、降低物流成本和减少拥堵时间等。数据显示,交叉口碰撞事故可降低13-18%,干线物流每公里成本可节省5%,末端配送综合单价可下降5-15%,而1%的网联车受控即可降低14%的拥堵时间。

      建议二:有为政 府、有效市场,战略导向、有机衔接。有为政 府,单城打透。为了加快C-V2X技术的应用和发展,政 府应在特定城市内全面推广,实现路侧设施的全域覆盖。同时,通过提供政策优惠,如停车场费用减免、共享专用公交车道等措施,提高车辆终端的渗透率,鼓励更多用户采用C-V2X技术。有效市场,全市统一服务。C-V2X车路云一体化和智能网联汽车的发展不仅具备商业模式上的可行性,同时也带来了显著的社会效益。然而,在初期阶段,由于路侧设施建设需要一定的时间周期,车辆普及也需要时间,因此必须依靠政 府的积极引导和支持。

      有为政 府与有效市场的紧密结合,共同推动成都C-V2X及5G技术的全面覆盖。只有当C-V2X前端设备广泛搭载于车辆之上,我们才能真正迎来一个活跃且有效的市场。

      在这个过程中,政 府的有形之手与市场的无形之手需要相互协作、紧密衔接,以实现技术的快速普及与应用。为此,我们提出一个具体建议:加速提升C-V2X路测的覆盖率和车辆前端的装载率。政 府可以通过提供多样化的车队补贴和量产支持,来激励更多车辆安装C-V2X设备。

      成都在智能网联汽车和路测覆盖方面已经取得了显著成就,我们有理由相信,随着更多智能网联汽车在成都进行测试和运营,这里将积累大量宝贵数据,进而形成一个繁荣的产业生态。这不仅将进一步提升路测的覆盖率和车队的渗透率,还将有力推动新业态的创新发展。因此,我们应充分利用成都的先发优势,加速推动C-V2X技术的普及与应用,为智能网联汽车产业的蓬勃发展贡献力量。


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