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专题
2020/10/21 17:47

5G+车路协同产业发展加速

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车路协同发展趋势已定,道路智慧化升级成必须

无人驾驶离不开车和路两类基本载体,通过在车上部署各类高精度传感器,结合人工智能和高集成度计算,能够实现对车辆周围环境的感知,实现在某些特定场景下的驾驶行为决策和执行。然而仅仅依赖于单车智能,车辆的感知范围受到传感器的限制,感知成本也因为高精度传感器、高算力的部署大幅增加,使其量产带来很大影响,限制了其规模化发展。因此,道路的网联化和协同成为无人驾驶发展必需。

道路如何来协同呢?"聪明的车"一定要跑在"智慧的路"上,因此,道路需要进行智慧化升级,充分发挥5G、移动边缘计算、C-V2X等先进的技术,在路侧部署感知、通信、发布系统,将道路的交通状态等信息与车辆进行实时互通,为车辆提供更多的决策依据。道路侧的感知能力增强,相当于给车辆装上了千里眼,能够看得更远;另一方面,也可以降低车辆感知成本,让量产成为可能。

自动驾驶经过多年的发展,车-路必须技术融合,协同发展,这已然成为产业的共识。

借力新基建,国家政策大力支持

车联网发展已上升至国家战略层面,政策持续加码。国务院、发改委、工信部、交通运输部等部门近两年陆续发布多份文件,从标准体系、通信频段、智能汽车、交通强国等不同方面给予支持:

2020年3月,国家提出大力发展包括5G在内的新基建,为经济发展提供新动力。借力5G建设东风,C-V2X路网建设将成为交通新基建的主题。此外,北京、上海、湖南、湖北、江苏等地方也纷纷出台关于车联网发展和交通强国试点建设的行动方案,明确了从初期某特定区域到全开放路段的分阶段规划思路。应该说,从国家到地方,在政策层面上已经为交通基础设施智慧化升级铺垫了非常好的基础。

5G和C-V2X标准发布,产业化进程加速

5G和C-V2X是车路协同发展的核心通信技术。C-V2X技术演进分为三个阶段,技术标准成熟,已具备商用基础:

  • 阶段1:R14 LTE-V2X,2017年3月发布,支持基本的道路安全业务。
  • 阶段2:R15 LTE-eV2X,2018年6月发布,支持更高级的V2X业务,如半自动驾驶等。
  • 阶段3:R16 NR-V2X,2020年7月发布,支持车辆编队、远程驾驶、高级驾驶、扩展传感器等功能。

车联网是5G典型的业务应用,按照国内运营商发布的规划,截至2020年底,中国移动将建成约30万5G基站中国电信和联通也将建成约25万基站,5G网络建设持续加速,今年将覆盖国内主要城市区域。5G的大带宽、低时延、高可靠性,结合C-V2X技术,将从安全、效率等方面提供更多新型的车路协同业务,并丰富人们在车上的内容。比如说车队之间的传感器信息共享,只需要车队中的一辆车配备高精度传感设备,借助于5G的大带宽、低时延通道,为车队中其他车辆提供共享传感器数据,这样可大幅降低车辆的智能化装配成本。

技术标准确定后,中国信科华为高通等企业陆续发布5G和C-V2X芯片,模组、终端、平台、应用等产业各环节积极跟进。当前产业更多关注路侧基础设施建设和示范应用类的政府项目,因此,C-V2X模组、路侧终端、MEC平台等车路协同产品和解决方案成为产业发展重点。

大唐移动全面开展5G+车路协同布局

车联网是业界公认的5G典型行业应用之一,能更好地发挥5G网络大带宽、低时延、高可靠的特性,因此,作为中国信科集团旗下无线移动通信产业的核心主导企业,大唐移动5G标准制定初期就将车联网作为公司重点发展方向。

2013年,中国信科(大唐)牵头提出车联网直连通信技术LTE-V2X,并作为联合报告人之一,推动其纳入国际标准3GPP R14。在技术标准领先的基础上,大唐移动同时关注产品和应用布局,并结合5G提出了"车-路-网-平台-应用"分层的5G+车路协同系统架构,将5G与人、车和路紧密结合,在MEC边缘计算平台上部署对于时延较敏感的车联网业务策略,增强路侧环境感知和协同决策能力,从而降低智能驾驶车端的压力,加速车联网的发展进程。

图:大唐移动"5G+车路协同"系统架构

大唐移动是业界可以提供5G+车联网融合网关产品、边缘计算平台、安全认证平台及5G系统设备的核心厂家之一,重点开展如下三方面的布局:

1、5G融合网关产品

2018年,大唐移动即推出支持3GPP R14的车联网终端产品:5G车载融合网关(ICDC5002)和路侧融合网关(RDC5002),当前两款产品已在厦门、杭州、天津等多地规模商用。2019年,车载融合网关ICDC5002与长城汽车、辰芯科技组队,参加了在上海举办的C-V2X"四跨"互联互通应用示范,成功保障了"四跨"各类场景的演示。

ICDC5002、RDC5002采用高性能的处理器方案、成熟硬件架构和芯片级安全加密,具备超高算力,集成丰富的网络接口、多媒体接口及扩展接口,可满足实时5G智能网联业务应用需求。其核心特征如下:支持5G、4G-LTE、C-V2X、IPV4/IPV6等通信协议;支持芯片级安全加密,算法支持国密SM1、SM2、SM3、SM4,以及国际通用加密算法等;支持厘米级实时动态定位;具备高性能边缘计算能力,支持视频实时硬解码。

图:车载融合网关-ICDC5002

图:路侧融合网关-RDC5002

2、路侧边缘计算平台

道路侧的智慧化升级是车联网发展的重要环节,通过在城市交叉路口、高速公路出入口、匝道口、事故多发地、桥梁、隧道等关键节点,部署高清摄像机、毫米波雷达激光雷达等多种传感设备,采集道路交通信息,并在边缘计算平台部署融合检测算法,将检测结果实时发布给即将通过的车辆。由于初期C-V2X终端渗透率不足,因此大唐移动同时支持两种发布方式:对于支持网联的车辆,直接通过V2I方式,将道路信息广播通知给车辆;同时支持将融合检测后的道路信息通过路侧可变情报板、警示灯等方式呈现出来,为不支持网联的社会车辆提供路侧协同服务。

大唐移动在路侧边缘计算平台方面有深度布局,通过部署自研的视频分析、多感融合、路况预测等算法,可对行人、非机动车、机动车等障碍物的类型、位置、速度、方向角等进行分析和预测,并将道路合流点动态环境分析结果实时发布出来,帮助车辆理解路口交通状况,提前做出行驶决策。后续在城市级导航场景中,边缘计算平台还规划根据区域车辆密度、道路拥堵严重程度、拥堵节点位置以及车辆目标位置等信息,利用路径优化的算法对车辆开展导航调度,避免拥堵进一步恶化。

3、安全认证平台

安全认证是车联网的关键环节,"人-车-路-云"通信过程中,需要建立通信安全身份认证机制,赋予车辆、路侧设备、信息服务平台等基础设施以可信的"数字身份",抵御非法主体的伪造、篡改等安全攻击,保障车联网系统安全可靠运行。

大唐移动在车联网安全认证方向持续投入,深入研究车联网安全架构、车联网安全证书管理体系建设等方向,并在国内和国际标准化组织推动安全标准化工作,在中国通信标准协会牵头制定《基于LTE的车联网无线通信技术 安全总体要求》、《基于LTE的车联网无线通信技术 安全认证技术要求》等行业标准,并积极参与国际上5GAA和3GPP中车联网安全相关的标准化工作。在全力支持2019年C-V2X"四跨"互联互通活动的C-V2X通信安全机制验证基础上,今年大唐移动持续研究,积极参与《基于LTE的车联网通信技术 安全证书管理系统技术要求》标准制定,规范了C-V2X安全证书管理系统架构和安全证书交互流程等技术要求。目前已与陆续接入的各设备厂家完成互联互通测试

做强自身在网关产品、边缘计算平台、安全认证平台的同时,在中国信科集团的统筹下,大唐移动还整合集团内宸芯科技、大唐微电子和大唐信通的芯片和安全等产业资源,布局5G车路协同市场,形成面向应用的端到端5G+车联网解决方案,包括智慧公交、智慧高速、智慧物流、智慧路口、智慧站台等多个综合解决方案,目前已在厦门、杭州、重庆等多地规模应用。

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