【汽车与环境】中国信息通信研究院主任工程师

  【汽车与环境】中国信息通信研究院主任工程师葛雨明:C-V2X技术与产业发展讨论

  2018年12月7日-8日,以“创新驱动、技术引领”为主题的2018第六届“汽车与环境”创新论坛在上海·安亭正式举办。本次论坛完整覆盖汽车行业技术领域的研讨,旨在进一步促进整车企业与零部件企业之间对技术发展趋势的探讨、加强汽车行业专家之间的交流互动、增强整车与零部件企业的交流、搭建合作平台,通过活动促进汽车零部件产业创新转型升级、打造更具竞争力的整零协同创新关系,助力实现向汽车强国的转变。以下是中国信息通信研究院主任工程师葛雨明在本次论坛上的发言:

  各位领导,各位嘉宾大家上午好。非常高兴有这样一个机会在这里阐述一下什么是C-V2X,以及介绍一下C-V2X的发展阶段。目前,国内各个示范区都在积极推进车联网和智能网联汽车的应用示范和测试验证,其中一个非常重要的技术点就是V2X。那么今天我的报告主题就是“C-V2X技术与产业的发展探讨”。

  V2X能够借助于现在新一代的信息通信技术,把我们的车辆与所有的交通参与要素很好的结合在一起,包括车辆、人、路、云服务平台等,通过这样一个网络的连接和信息交互,把人、车、路、云所有的参与要素有机的联系在一起,可以为我们构建一个协同式的交通发展体系。出行无论是汽车还是公共交通服务,最主要是服务于用户的出行和交通管理手段的提升。C-V2X当中的C是基于蜂窝网的V2X的含义,当然也可以理解成C是协同式的V2X的一个通信技术。C-V2X包括两个技术接入方式,一个是靠Uu基站转发的通信方式,另一个是靠PC5接口的D2D直连方式。借助于Uu和P5两个通信路径,为我们构建协同式服务提供一个基础支撑。

  当提到V2X时,很多人会问是不是现在才有了这样一个技术,其实从我们有了通信技术,有了汽车的发展,通信和汽车就很好的耦合在一起。随着通信技术的发展,2G、3G为车内已经提供到信息类的服务,一种是下载式的,提供一些地图的下载更新,或者音乐娱乐、APP下载等服务。另外一个是基于我们的上行通信的链路,搜集到车辆的状况信息,我们现在也创新了新的服务类型,比如说共享车行、车辆保险,我们有了很多在线的车辆数据信息,以及很多驾驶员的驾驶行为信息,这些都是我们通信能够支持实现汽车、交通的应用服务升级。当前,大家讨论最多的是安全与效率类出行的应用服务。这一阶段主要靠我们现在提到的LTE-V2X技术来支撑,实现低时延、高可靠的安全预警、交通效率类提升和部分自动驾驶业务,通过提供增强的行车环境感知能力,避免碰撞事故。在未来协同服务阶段,基于5G-V2X等技术,构建“人车路云”高度协同的互连环境,实现车路协同控制、车车协同编队、远程操作等高级/完全自动驾驶业务,最终支撑实现完全自动驾驶。

  不论OEM还是信息服务的提供者都会意识到一个问题,单车的自动驾驶并不能提供所有完备的环境,一定是协同在一起的,车车、车路之间协同构建起一个完整的体系。有时候我们会说V2X是自主式感知的补充和延伸,能够解决在感知距离上或者说传输距离上的一个增强,或者弥补了我们在一些恶劣天气条件下极端的一些处理。但是另外一方面,V2X更重要的是提供了协同的能力,车车、车路能够很好的协同在一起,以及云端的管理和处理,未来车辆如果是纯自主式自动驾驶,要处理极端的一些情况,比如我们进入了车辆无法自救的情况下,需要一个远程驾驶的能力把这个车辆从困境当中解脱出来。另外一个随着车内处理器、接口的开放,我们知道未来车辆面临很重要的信息安全问题,我们需要有一些集中的管理手段或者说一些应急的处理方式,能够对于某一些车辆在极端情况下做一些必要的管理和处理。需要我们以后未来有一个云端的平台,通过V2X网联的方式对自动驾驶车辆相结合去做管理。比如2018年4月份加州出了一个新的规定,如果一个车辆具备了远程遥控驾驶的能力,不需要驾驶安全员接管的进行自动驾驶运行。

  V2X技术从ICT的角度看更侧重“端管云”的概念体系,梳理下来主要有七大部分。第一个是联网车内,有两块,一个是我们的以太网,未来我们处理单元要联网有非常大的数据量要传输,需要在车内有足够的承载;第二个是怎么去做多源信息融合,与我们的雷达、摄像头各类感知信息进行融合服务于决策。第三个也是我们今天讲的重点V2X网联。第四个是V2X server,也就是MEC把计算能力从云端拿到我们基站的接入侧更好的跟自动驾驶耦合在一起。第五个,无论是OEM还是TSP还是一些交通管理的平台相互之间之间需要互通,就需要我们定义共同的API,或者定义一些统一的数据集。此外,在车内部需要把众多传感器的数据收集在一起,也需要定义车内的API和车内的数据集。第六个还有未来车辆的安全非常重要,无论是信息安全还是功能安全都是以后车辆非常关心的。最后是管理和运营。

  3GPP C-V2X的标准化分为3个阶段:支持LTE-V2X的3GPP R14版本标准已在2017年3月正式发布;支持LTE-V2X增强(LTE-eV2X)的3GPP R15版本标准于2018年6月正式完成;支持5G-V2X的3GPP R16+版本标准宣布于2018年6月启动研究,将与LTE-V2X/LTE-eV2X形成互补关系。将来5G标准将是一个协议簇的概念,包含了三个核心的应用场景,EMBB、URLLC和eMTC。当然在雄安、上海,也有很多厂商用已有的5G Uu在试验开展远程遥控驾驶等车联网应用。在通信当中,会根据不同业务的不同需求,选择不同的方式来满足用户通信本身的需求。到了车内也一样,LTE-V2X目前比较成熟,并且可以满足V2I红绿灯等信息发放,支持V2V碰撞预警的要求,就可以先期成熟应用。到了5G-V2X满足自动驾驶的需求,可以满足更高级别的自动驾驶的需求。标准体系来讲LTE-V2X是非常好的基础,为我们的产业提供一个非常好的协同合作的平台。

  人和人通信只要通信底层互通就可以,人和人之间是可以理解的。但是到了车不一样,不只是把通信底层互通,更多的还需要从语义层面能够理解,车和车之间理解基本想传达的信息,需要有网络层、应用层的互联互通相关标准支持,这块从国内来讲已经构建起了一个比较完整的LTE-V2X标准体系。支持我们开展V2I、V2V的应用。此外,今年11月在雄安召开了车联网专项委员会第二次全体会议,汽车、智能交通、通信和交通管理四个全国标准化技术委员会签订关于加强C-V2X标准合作的框架协议。对于整个产业来讲是非常有意义的事情。

  在标准完备的基础上,通信需要进行充足的测试验证,先是实验室的验证,再到外场功能验证,再到后来的大规模实验阶段。国内完成了第一、第二个阶段,第三阶段已经在筹备开展一定车辆规模条件下的性能测试和端到端应用验证,促进实现产业化成熟。在实验室环境下,高通、华为、大唐分别通过了互操作的试验,中国信通院构建了网络层和应用层互操作及一致性测试验证的新能力,对国内外9家终端厂商的设备开展了互操作和一致性测试验证。外场环境在上海、重庆分别开展了一些典型应用功能的验证,也对小规模的性能进行了测试, LTE-V2X是满足3GPP的性能要求的。刚刚提到大规模测试验证非常重要,我们也进行了很多前期的准备工作,一个是在无锡构建了首个城市级LTE-V2X开放样板,现在无锡是240个红绿灯路口已经能够把我们的交通信息释放出来为更多的OEM厂商提供验证的整体环境。此外,就是在上海组织开展了三跨互联互通应用展示,验证LTE-V2X标准全协议站的有效性,端到端的互联互通,另外也促使跨行业的厂商之间很好的协同在一起,这些都为我们后续开展大规模的测试验证提供了很好的支撑和保障。

  刚刚提到华为、大唐、高通3家通信企业已经发布了各自的芯片或通信模组,星云互联、金溢、万集、东软、中国移动等用成熟的芯片已经做了终端设备产品,上汽、北汽、长安、吉利等汽车厂商也进行了V2X应用场景的开发,此外运营服务的主体和互联网公司也逐渐都在这个领域,做了很多的布局,包括阿里和百度都是从阿波罗的开源以及车路体系构建上做了很多工作,C-V2X是一个ICT和汽车相互融合新型产业生态体系,正在逐步形成。

  下面探讨一下为了支持产业发展还需要解决那些关键问题。第一个就是运营,当前车联网路侧基础设施、服务平台的运营主体还尚未清晰,电信运营商、互联网公司、基础设施建设主体、传统交通信息服务提供商都希望在未来车联网运营服务当中扮演更重要的角色。第二个是测试认证体系的建设,这个问题不是国内或者国外谁做的好谁做的领先的问题,大家有一个共同的认识就是当前要探索如何构建一个跨行业认同的V2X测试认证体系,服务于整个产业生态体系的成熟,明确从通信模组、终端设备到整车厂商各个环节的测试认证主体、被测单元、测试项目和对应的测试标准,目前中国信通院和汽车行业的各方已经协同在一起在推进相关工作。第三个,汽车厂商非常关心以后LTE-V2X安全是怎么来解决的,安全也是我们关心联网的一个最重要的部分。第四个,是MEC怎么把我们计算能力从云端到我们的接入端,更好的去支持我们的自动驾驶的一些服务。

  很多事情我们都在做,刚刚提到的四个重点也在IMT-2020 C-V2X工作组来共同探讨,C-V2X工作组作为一个跨行业的合作平台已经汇聚了汽车、信息通信、交通等跨行业企业106家,共同推进C-V2X技术研究、测试验证和应用推广等工作,并与国内外的汽车、交通领域的行业组织共同搭建C-V2X产业生态体系。我的报告就到这里,谢谢大家。

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