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5G车路协同还需“驶”过几道坎 | 破局5G新基建关键应用之一
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文 | 赛迪智库电子信息研究所 李雅琪 温晓君
3月4日中共中央政治局常务委员会议指出，加快推进国家规划已明确的重大工程和基础设施建设。“新基建”的实施需围绕车路协同、工业互联网等一系列融合创新应用场景展开。为进一步加快推进落实“新基建”，3月12日，发改委与工信部联合组织实施包括基于5G车路协同车联网在内的一系列创新工程。以车路协同基础设施为切入点，促进车路协同技术产品研发，完善丰富测试验证场景，对于夯实产业基础，实现弯道超车，在后疫情时代找准投资拉动经济增长新的提振点具有重要意义。
一是进一步提升车联网环境感知能力。汽车智能化程度与传感器数量成正比，超声波、雷达等关键传感器数目需达到32个以上才可以真正实现L5级自动驾驶。基于5G的车路协同车联网“新基建”更加注重智能感知处理、智能交互等人工智能技术的应用，进一步推动技术创新融合，为感知技术创新提供核心驱动力。对于提升感知精度、推动车规级传感器国产化、降低企业研发成本、打赢激光雷达价格战具有重要意义。
二是提供高效实时的车载智能计算。集感知、计算、决策、通信、控制为一体的汽车智能计算平台是智能网联汽车的“大脑”，成为决定汽车智能化、网联化发展水平的战略性要素。基于5G的车路协同车联网“新基建”围绕汽车智能计算平台构建高性能决策控制计算和高可信软件产品族和产业生态，加速自主软硬件计算平台的研发进程，填补中国特色智能网联汽车计算平台的空白。
智慧道路是开展智能网联汽车技术研发和应用不可或缺的重要元素。一方面，智能网联汽车在正式推向市场之前，必须要在真实交通环境中进行充分的测试，全面验证自动驾驶功能。
另一方面，实现车与道路、设施及其他交通参与者的全面协同需以兼具各类通讯方式、交通信息采集发布、本地边缘计算能力的智慧道路建设为前提基础。
在“新基建”带动促进下，智慧道路改造和建设顶层设计有望出台，将进一步完善丰富智能网联汽车道路测试场景，满足企业快速积累海量测试数据的迫切需求，进而推动技术产品研发创新，助力实现车路全面协同。
目前，智能网联汽车依旧以单车智能为主，主要依赖车载传感器来感知信息，并辅之以高精度地图和高精度定位技术。然而，随着智能驾驶向更高级别发展，每辆车每秒可产生1GB以上的数据量，若仍仅依赖单车智能，车载计算芯片、传感器难以负荷，无疑将造成安全控制、成本控制、功耗控制等多方面的巨大压力。
以5G为核心的网络基础设施建设将为LTE-V2X向5G-V2X过渡升级提供关键通信网络支撑，加速智能网联汽车由单车智能向车路协同转化。基于5G的车路协同车联网理论时延仅为1毫秒，可实时传输汽车导航信息、位置信息以及汽车各个传感器的数据到云端或其他车辆终端。从整个交通系统网络来看，节点间高效地信息交互大幅提升了单车智能化效能。
目前，海量车联网基础数据信息和公共服务资源仍然下沉在车端，尚未得到有效的利用。业界认为，自动驾驶汽车需要110亿英里的路测数据才可在统计学上证优于人类驾驶20%。若要达到该测试里程数，单纯依靠在测试场路测所很难实现。Waymo作为全球自动驾驶领头羊，自2009年至今测试里程也仅超过2000万英里，远未达到理想测试里程。因此，亟需面向智能网联汽车及其用户、管理人员及服务机构，提供开放的车辆运行、基础设施、交通环境、交通管理等动态基础支撑，进而提高道路测试效率。
5G车路协同车联网“新基建”建设过程中更加重视数据中心的作用以及云数据资源的调配，有利于构建车联网开放数据公共服务平台和云控平台，实现互联互通以及数据开放共享。推动各类创新功能在智能网联汽车与智能交通产业上的应用，提升道路测试效率，加速技术迭代，丰富车路协同的应用服务场景，促进车联网产业的繁荣发展。
一是车载 V2X 终端渗透率不足，当前车载 V2X 终端处于发展初期，整体渗透率较低，制约了相关业务快速普及。
二是道路信息化、智能化水平较低，且道路属地化管理导致道路信息“碎片化”严重，缺少统一的标准。
三是在5G尚未普及应用的情况下，网络延迟导致无法将车路进行有效串联。
“新基建”有效助力车-路-网-云全面协同。“新基建”覆盖车端设备产业化、路端设备研发布局以及网络建设等全产业流程，车端与路端设备方面，“新基建”支持 C-V2X 技术的模组、设备(车载端和路侧端)的产业化研发。网络建设方面，“新基建”推动建设5G基础设施并构建 C-V2X专有协议。
一是测试场地前期建设规划投入大，运营成本高。封闭、开放测试场的建设面临大量的人力、物力和财力投入。单财力方面就需要数十亿元人民币的投资。目前已建成的测试场测试总量有限，单纯依靠道路测试牌照的发放以及提供测试服务来盈利的能力十分有限。
二是测试主体路测成本高，企业运营负担重。据《中国智能网联汽车测试示范区发展调查研究》统计，测试主体申请牌照前的封闭场地测试调试、取得检测报告“考试”的平均费用高达百万元/每车，取得牌照后还须有500万元保额的保单或保函，才可获得上路资格。
“新基建”将有效解决投资的后顾之忧。一方面，基于5G车路协同车联网“新基建”将道路、通信基础设施建设作为重点支持领域，有效降低各地区测试场建设成本，助力扩大测试场测试总量。另一方面，基于5G车路协同车联网“新基建”大力推动开展多场景下的示范应用，有效降低测试主体准入门槛，有利于促进技术成果转化，推动现实可行的商业模式探索。
以搭建通用智能计算平台为抓手，推动汽车智能计算平台硬件实现路径由板级集成逐渐向芯片集成过渡。以新能源汽车充电桩建设为契机，带动以功率半导体(IGBT)、功率MOSFET、继电器、整车控制、电控系统等为代表的汽车电子使用场景逐渐增加。以基于5G车路协同车联网的建设为切入点，激活车载通信模块市场。
攻克高精度地图制作和应用过程中的技术难点，加快推进异源高精度地图数据融合、新型数据采集等前瞻技术研究。推动完成全国高速路、重点城市快速路的高精度地图信息采集，积累包含详细的道路和车道模型，以及用于高精定位的各类地物和设施等要素数据。
以5G基础设施建设为驱动力，加速推动车路协同车联网由LTE-V2X向LTE-eV2X和5G-V2X逐渐演进。积极推动基于5G的车路协同车联网标准化工作，前瞻布局5G-V2X专利，快速掌握核心技术和价值链。鼓励运营商、车企、设备制造商、芯片、汽车零部件等国内企业协同创新，尽快推出基于5G的车路协同整体解决方案。
进一步挖掘我国丰富的潜在应用场景，实现机场、港口、矿区、工业园区和旅游景区等相对封闭区域内的摆渡车、集装箱运输车、重载卡车以及接驳车等各类示范应用先行。结合冬奥会等重大赛事活动，围绕车路信息交互、风险监测及预警、交通流监测分析等典型应用场景，适当开展限定道路、开放道路的推广运营。在应用示范中进一步探索适合我国复杂道路交通情况的特色商业落地模式。
建立技术标准、安全标准，推动形成具有我国特色的自动驾驶标准体系。多方面考虑数据安全，防止数据泄露，建立端到端的纵深防御体系。建立动态安全实施监测机制，及时发现信息安全隐患并处理。加快道路运输、车辆保险等相关法律法规修订工作，保障技术应用和智能网联汽车上路行驶的安全性。
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编辑 / 亮亮