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5G车联网十大产业化趋势

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作者:吴冬升

5G行业应用(公众号:about5G)

车载网络(Intelligent Networking)是汽车工业,信息产业和交通运输业的交汇点,是智能旅游业未来发展的核心。车联网V2X技术在三个方面为消费者提供高质量的服务:安全,高效和便利。车辆互联网产业的发展受到政策导向,工业诉求和技术演示的共同推动。随着5G时代的到来,车联网是一个重要的新兴产业。在加速发展趋势下,有哪些具体的工业化趋势?

▲趋势一:车联网商用蓄势待发

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车辆互联网V2X有两种标准类型。美国主要推广DSRC(专用短程通信),中国主要推动C-V2X(Cellular V2X)。欧洲是中国和美国推动这一标准的市场。

C-V2X符合3GPP标准,已完成R14版本的LTE-V2X和R15版本的LTE-eV2X相关标准化工作,包括业务需求,系统架构,空中接口技术和安全研究。

LTE-eV2X是一种支持V2X高级服务方案的增强技术。它为总共五类增强型V2X服务要求定义了25个用例,包括车辆排队,高级驾驶和扩展传感器。传感器),远程驾驶等。

在LTE-eV2X场景(TR38.913)的需求分析中,最苛刻的自动驾驶仪和扩展传感器场景被延迟,延迟要求至少为3ms;具有最大带宽要求的扩展传感器方案,带宽要求高达1Gbps。全球道路状况分析场景要求服务平台的计算能力准确地分析和处理感知内容,例如视频和雷达信号。

5G NR-V2X版本将在R16中定义。随着标准的有序推进,车联网商用进程处于蓄势待发状态。

预测基于LTE-V2X的车辆网络商业流程:2018年进行规模试验,2019年进行预商用测试,2020年正式迈入车联网(LTE-V2X)商用元年。

预测5G基于NR的车辆网络商业流程:2019年进行5G NR Uu技术试验,2020年进行5G NR PC5技术试验,2021年进行预商用测试,2022年正式迈入5G NR-V2X商用元年。

▲趋势二:5G和车联网相互促进增速爆发

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5G产业的发展面临诸多挑战。减速和减费将不允许运营商2C业务获得足够的资金,2B业务的商业模式不完全清楚(参见微信公众号“5G行业应用”《5G发展的五大动力和四大挑战》)。 5G行业必须积极探索行业应用市场,其中汽车网络是最清晰,最清晰的5G行业应用场景。

另一方面,广义车辆网络已经从最早的Telematic(车辆信息服务)概念提出,并且已经经历了多年,但市场发展并未如预期的那样。 5G商业时代的到来为汽车互联网产业的发展提供了良好的机遇。

例如,在未来,无人驾驶汽车需要通过网络实时地将汽车导航信息,位置信息和来自汽车的各种传感器的数据传输到云或其他车辆终端。每辆车每秒可以达到1GB的数据,因此可以实时掌握车辆的运行状态。现有的4G网络无法满足这种要求,需要5G网络支持。

例如,平均人在制动器上的反应时间约为0.4秒,并且5G场景中无人驾驶车辆的反应速度预计小于1毫秒。对于无人驾驶,假设车速为60 km/h,制动距离为1 m,60 ms延迟,制动距离为17 cm,10 ms延迟,5 G延迟为1 ms,制动距离仅限17毫米这意味着在5G时代,可以实现基于车辆网络控制的无人驾驶。

总的来说,5G产业发展需要车联网应用,车联网产业发展需要5G技术支撑,5G产业和车联网产业将相互促进增速爆发。

▲趋势三:车联网示范带动规模

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车辆网络关闭和开放环境测试是商业用途的唯一途径。为了满足智能网络车辆的多场景和多环境测试需求,中国加快了智能网络示范区的建设。该国目前的不完整统计数据超过30个,包括上海。 10个国家示范区,包括京冀,重庆,无锡(试验区),杭州 - 桐乡,武汉,长春,广州,长沙和成都。测试场景也从单一的道路测试环境变为多种应用场景和多种测试环境,从示范场地和示范区的建设到综合和城市级汽车网络试验区的建设。

2019年5月,工业和信息化部批准江苏(无锡)车辆网络试验区实现C-V2X网络和路边机组的规模部署,并组装一定规模的车载终端,完成转型重点区域的交通设施和核心系统容量。丰富车辆网络应用场景,以实现良好的规模应用结果。积极贯彻相关标准法规和管理法规,探索,构建开放式集成,创新发展的产业生态系统,形成可以复制和推广的实证实践。无锡汽车网络将从240个交叉口扩展到400个交叉口,面积从170平方公里到260平方公里。基于LTE-V2X的无锡太会展览中心周边将规划一个6平方公里的核心应用区域,辅助驾驶增强现场创新,并实施一些基于5G的自动驾驶仪应用场景。与此同时,我们可以看到全国许多其他城市也在积极申请第二批试点区。

除此之外,高速公路是车联网最有可能先行商用落地的场景。 2018年2月,交通部发布了《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》,重点关注公路路边系统的智能升级,北京,河北,广东等运营车辆与道路的融合,探索路边智能基站系统的应用,选择代表性的。高速公路以及北京冬奥会和雄安新区项目,开展车辆信息交互,风险监测和预警,交通流量监测和分析。在江苏和浙江,我们将研究和推动建设一个封闭的试验区和一个开放的试验区,用于城市公共交通和复杂交通环境的技术援助,如安全辅助驾驶和道路协调,形成新一代的国家交通管制网络实体原型系统和应用示范基地。这些示范包括严冲高速公路,京雄高速公路,北京新机场高速公路,虎门二桥和杭绍宇高速公路。

城市级车联网示范和先导区建设,以及智慧高速车路协同示范建设,都将起到带动车联网规模效应的作用

▲趋势四:车联网路侧带动车载

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智能联网车辆包括自动驾驶模块(决策层,高精度地图和定位,毫米波雷达,激光雷达,视觉传感器等),车辆终端和通信网络(前置T-BOX和后置OBD)等待)。

汽车网络C-V2X场景包括V2V(车辆 - 车辆),V2I(车辆 - 基础设施),V2P(车辆 - 人),V2N(车辆 - 网络)。除了“汽车”必须具备联网能力(即汽车的“渗透率”);网络是否部署在路上也是汽车网络发展的关键要素(即网络的“覆盖范围”)。

车的“渗透率”和网的“覆盖率”决定了车联网的商用速度。整体商业节奏预测:1首先,在商用车上部署商用C-V2X车载终端,如出租车,公交车,物流重卡,矿卡,港口车辆等,以及部分乘用车实现V2V(车辆 - 车辆)业务。场景,例如前方碰撞警告,盲区警告/改变车道辅助,车辆编队驾驶等; 2,在高速公路一侧和城市道路一侧部署C-V2X和5G网络,实现V2I(车辆基础设施)业务场景,如闯红灯警告,绿波速度引导等; 3,在一定程度上覆盖网络,将带动车载终端的安装渗透率; 4当车辆安装渗透率达到30%的阈值时,它将进一步拉动网络部署。车的“渗透率”和网的“覆盖率”二者相辅相成,推动车联网商用。

▲趋势五:车联网商用车先行,乘用车上量

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在商用车型,如出租车、公交车、物流卡车、矿卡、港口车辆等,会优先于乘用车部署C-V2X车载终端。因为这些类型的商用车具有相对清晰的商业模式。

以物流业为例,中国的物流成本占GDP的14.5%,年物流成本为12万亿,其中道路运输占76%。它包括1400万辆主要从事中长途运输和城际运输的货车,以及近3000万辆货车,三轮车和两轮电动车和摩托车,主要从事城市交通,快递和快递。

在4400万辆汽车的背后,有更多的司机(物流业通常会阻止人员,特别是有多个司机的中型和大型卡车)。高总劳动力成本为物流行业引入自动驾驶和汽车网络提供了最基本的动力。

例如,典型的卡车形成由具有平视车的卡车驱动,随后与卡车组进行V2V实时连接,并且根据第一车辆的操作改变驾驶策略。整个团队都在很短的距离内旅行。在第一辆汽车发出制动命令后,V2V实现了前后车之间的瞬间反应。后车甚至可以在前车开始减速前自动启动制动器。这种瞬态反应意味着卡车可以在很短的距离内安全地跟随。

▲趋势六:车载设备后装先行,前装上量

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2019年4月15日,包括广汽,上汽,东风,长安,一汽,北汽,江淮,长城,东南,众泰,江铃集团新能源,比亚迪,宇通在内的13家汽车公司联合宣布支持C-V2X商用道路标志和规划从2020年下半年到2021年上半年,C-V2X技术将支持汽车的大规模生产。 13家公司共同表达了C-V2X的价值得到了汽车公司的广泛认可,也标志着智能交通从单一突破到系统与生态合作协调创新的新阶段。

在生产C-V2X前置式模型之前,预测C-V2X将先以后装形式发展,比如集成C-V2X功能的智能后视镜产品、行车记录仪、OBD等

▲趋势七:RSU、路侧智能设施和MEC是车联网路侧建设重点

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汽车网络的路边建设重点包括RSU(路边单元),路边智能设施(包括摄像头,毫米波雷达,少量激光雷达,环境感应设备,智能交通信号灯,智能标牌等),MEC (多址)边缘计算/移动边缘计算)设备。以RSU为例,全国范围内保守预测的投入需要超过3000亿的投资,包括超过400万公里的道路+ 14万公里的高速+超过50万的城市交叉口。

从部署的节奏,预测未来2-3年将以LTE-V2X(PC5)+5G NR(Uu)这样的网络部署为主。也就是说,LTE-V2X支持点对点(V2I),5GNR或现有LTE 4G蜂窝网络支持蜂窝(V2N)。

MEC将与C-V2X深度融合,车辆网络移动边缘计算设备是MEC已经在许多行业中商业化的场景。

根据是否需要路边协调和车辆协调,MEC和C-V2X集成场景分为“循环和MEC互动”,“与MEC和路边智能设施一起循环”,“多车辆和MEC协作互动”,“多辆汽车与MEC和路边智能设施相互作用。不需要路边协调的C-V2X应用可以直接通过MEC平台为车辆或行人提供低延迟,高性能的服务;可以连接到MEC平台的路边雷达,摄像头,智能交通信号灯和智能标志部署在路边。在识别诸如此类的智能设施时,相应的C-V2X应用程序可以通过路边感知或收集的数据为车辆或行人提供更全面的信息服务。在没有车辆协调的情况下,单个车辆可以直接从MEC平台上部署的相应C-V2X应用程序获得服务;当多辆车同时进入MEC平台时,相应的C-V2X应用可以基于多辆车的状态信息。提供智能和协作的信息服务。

▲趋势八:车联网共性技术亟待突破

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自动驾驶已经从依靠智能汽车本身发展到在路上自动驾驶。这是因为自行车智能本身具有无法解决的场景,例如交通信号灯阻挡了车前的交通信号灯,阻挡了车内的幽灵探测器,并预测了前方几公里处的交通事故。

这些问题可以通过依赖车辆提供的上帝观点来解决。同时,车辆道路协调将有效降低L4/L5自动驾驶的车辆成本。它可以节省激光雷达或大大降低激光雷达的规格,以及高精度的地图采集成本。

并且未来车联网不仅只是实现车路协同,而将实现“人-车-路-网-云”多维高度协同。在人性方面,以MaaS为核心,为消费者提供一站式的旅游服务,让消费者成为自由人;在车辆方面,未来的汽车不仅是数据传输和接收器,还是计算节点,也是数据共享节点。汽车将变得越来越聪明;该道路将具有各种通信模式(LTE,5G,LTE-V2X,5G NR-V2X等),具有集成的路边交通信息收集和发布以及本地边缘计算功能。通过路边设施多维整合,打造智能化道路;网络,5G网络两大核心能力,网络切片和移动边缘计算将构建强大的网络;云,将构建一个集成的开放数据公共服务平台和云控制平台,同时,通过云端协作(云计算和移动边缘计算协作)形成灵活的云,它将提供感知和地图信息,而不是盲目的未来中国道路上的景点,高可靠性和高精度定位服务,以及实时交通管理信息。无人驾驶车辆,无论是否使用道路网络设施,都将进入云控制平台接收运输部门的调度和公安部门的监督。

打造自由的人、聪明的车、智慧的路、强大的网、灵活的云,需要依托于车联网共性技术的突破,包括智能网络汽车信息物理系统,驾驶环境融合感知,智能网络连接决策与控制,自动驾驶系统安全,多模式数据(高精度地图数据,道路交通数据,驾驶数据等)各类常用技术。

▲趋势九:车联网业务快速迭代发展

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汽车网络业务开始提供信息和娱乐服务,后来开发了共享旅行服务,基于用户行为的车辆保险(UBI)服务和B侧车队管理服务。

目前,它将回归旅行需求,以解决消费者的安全和效率问题。

安全旅行业务涵盖信息告警:前方碰撞警告(V2V),行人行人警告(I2V),紧急制动警告(V2V),反向超车警告(V2V),车辆失控警告(V2V),天气警告(I2V) ,异常车辆提醒(I2V),道路危险状态提醒/道路事件情况提醒(行人,拥堵,道路状况,收费站)(I2V)等;防碰撞:交叉口防撞(V2V/I2V),斜坡车辆水槽入口警告(I2V),转向辅助(V2V)等;浮动车:车辆动态信息报告(V2I),交通违规信息捕获和报告(V2I)等。

交通效率业务涵盖静态信息通知:车载标牌(I2V),限速警告(I2V),可变车道(I2V)等;动态信息通知:信号信息推送(I2V),高优先级车辆通过(V2V)),绿波速度推送(I2V),特殊信息推送(I2V)等。

未来,车辆互联网将实现自动驾驶,实现协同自动驾驶:汽车关节形成(V2V),协调车道变换(I2V),协调收敛(I2V),协调借用(I2V),协调超车(I2V),等等。0x9A9A]:紧急制动(V2V),道路危险警告/道路事件提醒(行人,拥堵,道路状况,收费站)(I2V),动态限速(I2V),自动交通灯(I2V)等。

单车自动驾驶

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▲趋势十:5G将极大丰富车联网业务。在信息服务业务中,基于eMBB场景,它可以提供车载AR/VR视频通话等; mMTC场景可以提供汽车分时等; uRLLC场景可以提供AR导航。

在安全服务业务中,基于eMBB场景,可以提供实时驾驶实时检测; mMTC情景可以提供车辆防盗;并且uRLLC场景可以提供行人防撞。

在交通效率业务中,基于eMBB场景,可以提供全景合成; mMTC场景可以提供停车位共享;并且uRLLC情景可以提供编队旅行。

我们仍以卡车的形成为例。如果需要80 km/h的速度,则车辆处理时间需要10 ms,制动感应需要30 ms。网络延迟必须小于5毫秒。即(5ms + 10ms + 30ms)* 80km/h=1米。这意味着只有5G时代的网络才能提供相应的支持。

随着车辆互联网的产业化进程,未来将产生大量微观数据和宏观数据,例如微型个人驾驶行为数据和宏观交通数据。基于这些数据,将为OEM,第1层,运营商,行业客户,政府经理和一般消费者生成大量增值服务。汽车网络行业将实现爆炸式增长。当然,我们也应该理性地看到,汽车互联网产业的发展在政策,技术,安全,产业合作和商业模式方面仍然存在一系列挑战。

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