3月28日,在中国电动汽车百人会组织的车路云一体化发展论坛上,中国信息通信科技集团有限公司副总经理、总工程师,移动通信及车联网国家工程研究中心主任,IEEE Fellow陈山枝博士围绕“推进C-V2X产业发展,落地高价值应用场景”发表了主旨演讲。
陈山枝博士主要观点如下:
1、依托C-V2X(蜂窝车联网)和5G等通信技术,正在助力车路云部署,实现”聪明的车、智慧的路、协同的云”,支持智能网联汽车和智慧交通的发展。
2、单车智能是基础,C-V2X网联是赋能,促进智能网联汽车产业创新发展。C-V2X车联网能够解决单车智能感知难题,应对长尾挑战和算力压力,降低系统成本,提升智能驾驶水平和优化全局交通。
3、当前基于车联网1.0的端到端大模型,通过车云协同(离线协同),不断迭代快速提升单车智能能力,目标是能接近人类老司机的行驶安全水平。而基于车联网2.0的车路云协同和网联智能,可以提供路侧设备和其他品牌车辆的交互数据,一方面提升端到端大模型的训练效果,另一方面提升实车推理执行时的智驾水平,目标是比人类老司机的行驶安全高一个量级以上。
4、C-V2X车车协同、车路协同的高价值应用场景,包括网联式AEB(C-AEB)、隔车感知、施工时圆锥筒信息实时推送、交通信号灯实时上车,可提升城市NOA和高速NOA智驾水平;以及限定区域无人驾驶落地、车辆编队自动驾驶,可提升安全性和效率,降低成本。由移动通信及车联网国家工程研究中心牵头,32家单位联合编制的《车路云一体化系统下C-V2X车车/车路协同典型应用场景及实施参考》,已于2024年10月正式发布。
5、C-V2X车联网已经成为全球事实性标准,得到美国、韩国、加拿大等国家积极部署,部署进程提速,美国已经发布在全美部署C-V2X车联网的规划,加速路侧全面部署和车端前装。
6、建议:①分阶段、分场景推进C-V2X车路云协同。当前助力辅助驾驶安全水平提升,及特定场景自动驾驶技术落地,未来向推动全无人驾驶实现发力;②优先推动车企普及C-V2X前装,发挥V2V价值,尤其是针对营运车辆强制前装C-V2X功能,实现车车协同,降低重特大交通事故率。
以下为演讲实录(略有删减):
大家好,我今天的演讲题目是《推进C-V2X产业发展,落地高价值应用场景》,主要从四个方面展开,包括:1.C-V2X车联网概况;2.C-V2X车车/车路高价值应用场景;3.C-V2X车联网全球发展情况;4.相关思考与建议。
一、C-V2X车联网概况
当前汽车和交通行业应用对车联网的性能要求各自不同,存在不同挑战。交通行业发展目标是提升道路运输安全、交通效率,实现绿色节能;汽车行业则试图进一步通过科技手段提升智能辅助驾驶并逐步升级至自动驾驶时代。其中涉及信息娱乐和交通效率方面对时延不敏感,需要大带宽通信;而关乎道路安全及智能驾驶,则对时延和可靠性提出了更高要求,要求时延在ms级,可靠性90%以上。
车联网应用与演进有两类。多数人谈论的车联网指的是车云通信,即车辆通过3G/4G/5G基站等实现与互联网的无线连接,包括地图下载、远程诊断、车辆调度、行驶数据上传等服务,定义为车联网的1.0阶段。车际网主要实现的是车车、车路、车人之间实时高可靠通信,它发生在一定时空交集场景下,约1km范围,时延在ms级。C-V2X提出后,车联网进入2.0阶段,车云网和车际网都可以通过C-V2X实现。
本人在2013年最早在国际上提出LTE-V2X概念及关键技术,确立了C-V2X车联网系统架构和技术路线。自2015年开始,中国信科团队开始联合LG、华为等企业在3GPP制定国际标准。当前,依托C-V2X车联网和5G等通信技术,正在助力车路云部署,实现聪明的车、智慧的路、协同的云全面协同发展,C-V2X车联网已成为全球主流国际标准。
二、C-V2X车车/车路高价值应用场景
(一)单车智能是基础,C-V2X车联网赋能,促进智能网联汽车产业发展
当前单车智能发展面临瓶颈,特别是感知的时效性和准确性存在挑战,视距感知、强逆光、亮度突变和恶劣天气等问题影响难以突破,导致单车智能识别困扰,发生匝道合流区碰撞、高速弯道突发事故、红绿灯难以分辨、大车遮挡及超车事故等。
其次,单车智能始终存在长尾挑战,且耗费大额成本仍难以解决,芯片算力需要不断迭代升级,对算力与功耗提出挑战。
此外,单车智能在交通全局优化方面也面临一定难题,如遇到复杂路口处理能力差、遇到高优先特权车辆让行难等。C-V2X车联网恰恰能起到赋能作用,二者协同部署能够提升智能驾驶能力,实现交通全局优化。
(二)C-V2X车联网典型应用价值
1、网联智能驾驶赋能解决路口交通事故
当一辆公交车行驶在路上,由于受到右侧车辆遮挡,导致横穿行人被撞,这就是俗称“鬼探头”的城市典型交通事故场景。通过C-V2X车车、车路协同能够解决上述问题,通过网联AEB(C-AEB),提升通行安全性,提升城市NOA智驾水平。
2、V2V隔车感知通信,解决高速/快速路追尾事故
高速公路连环撞车时有发生,且后果十分严重。在单车智能情况下,只有前后车辆的感知能力,如果处于高速行驶时很难刹停。通过C-V2X车车通信,前车和后方多个车辆能够实时交互信息,可避免高速公路连环追尾事故发生,提升高速公路NOA智驾水平。
3、施工时智能圆锥筒及时信息推送,帮助高速运行车辆提前接收信息进行避障
国内道路施工情况时有发生,一排圆锥筒摆在路上,高速行驶时,人类驾驶员尚且反应不及,智能辅助驾驶车辆同样如此,很多智能车企反馈,在高速公路NOA状态下,很难规避。而通过智能圆锥筒安装C-V2X功能,能够实时发送信号给路上一定范围的车辆,则能够解决此类问题,提升高速公路NOA智驾水平。
4、实时播报交通信号灯信号,提高路口通行率和行驶舒适性
另一个典型场景是红绿灯识别问题。智能驾驶的需求是做到全天候全场景准确无误,但单车智能在红绿灯识别存在极大挑战。通过C-V2X RSU可直接向车辆播报交通信号,这样可极大提升路口通过率,创造安全而舒适的驾驶体验,提升城市NOA智驾水平。
5、C-V2X赋能限定区域无人驾驶(L4)落地
针对特定场景无人驾驶,C-V2X车联网正在助力矿区、港口等场景自动驾驶应用落地。例如在矿区场景,由于车辆体积大、工作环境复杂等影响,在自动驾驶作业中,容易形成盲区,且因车辆与车辆之间的意图难以明确,导致车辆工作效率降低。C-V2X车联网恰恰能够解决该问题,实现车车间的协同作业,在交叉路口快速通行、实时路径规划,有人无人混行作业等。
6、赋能自动驾驶车辆编队行驶,实现安全高效行驶,大幅节省成本
在干线物流场景中,一名司机驾驶领航车,与多辆L4级无人驾驶车实现编队行驶,通过C-V2X的V2V实时通信与交互,可实现自动组队、解散、换道。通过协同定位、协同感知、协同决策,应对积雪结冰等危险路段、社会车辆等复杂场景;还能高效通过收费站及红绿灯路口,大幅提升安全和效率,节省成本支出。
去年,我们联合业界多家单位发布了《车路云一体化系统下C-V2X车车/车路协同典型应用场景及实施参考》,选取14个典型应用场景进行分析并提出实施参考,包括交通信号灯上车、闯红灯预警、前方有遮挡异常车辆、有遮挡的十字路口交叉碰撞、超视距弱势交通参与者、圆锥筒信息推送、公交车道共享、紧急车辆优先通行、前方车辆突发紧急状况(“数字三角牌”)、网联AEB(C-AEB)、网联ACC(C-ACC)、车辆智能编队行驶、智慧港口V2V防碰撞、矿区车挖协同装载作业等。
总体而言,C-V2X车联网正在赋能智能网联汽车创新发展,社会效益与经济效益显著。
三、C-V2X车联网全球发展情况
1、C-V2X得到中国政策明确支持
2018年我国工信部率先为C-V2X颁布频谱,为我国C-V2X技术与产业推进奠定了良好的基础。我国《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》指出:积极稳妥发展车联网。近些年,为推进C-V2X车联网技术发展与产业落地,我国相关部委陆续发布了多项政策。2024年,在我国五部委大力组织下,车路云一体化试点工作稳步开展。
2、中国确定了依托C-V2X发展车路云协同的智能网联汽车方案
针对智能网联汽车发展,我国确立了依托C-V2X发展车路云一体化融合的智能网联汽车方案。C-V2X已经被引入C-NCAP,实现主动安全预警,将引领全球NCAP体系发展。
3、C-V2X车联网产业生态完善,多厂家供应环境形成
我国依托C-V2X车联网技术,已经形成了包括芯片、模组、终端设备、测试仪表、整车制造、运营服务、测试认证、高精地位及地图服务、安全等完整的产业链条,已经形成多厂家的供货环境。
4、C-V2X车联网得到全球广泛认可和部署
放眼全球市场,C-V2X车联网已经成为全球主流标准。美国发布了《网联拯救生命》规划,计划在全美部署C-V2X,实现路侧全面部署和前装上车,并计划2年内淘汰DSRC;韩国已经将LTE-V2X确认为唯一通信方式部署新一代智能交通系统;加拿大明确支持C-V2X技术路线,实现频谱分配;日本已经启动了C-V2X通信技术研究。欧洲虽频谱分配中立,但主要车企宣布选择C-V2X技术。
5、车企实践:
目前,大众、奥迪、宝马、长安汽车、东风悦享等国内外车企在C-V2X领域已经开展了一系列部署。
四、三点思考与两点建议
(一)美国是单车智能路线吗?
美国政府明确推动车路协同技术,特别关注网联拯救生命安全,强调有人驾驶和无人驾驶都要装C-V2X。我国C-V2X车联网发展不仅关注交通安全,还兼顾了智能网联汽车转型升级的产业需求。
(二)当前智能驾驶端到端大模型的进步与局限性
AI+的端到端大模型对汽车产业发展产生了重要推动作用,智能驾驶能力不断提升,但只采用车联网1.0(即车云通信),仍然存在一定局限性,一方面车云协同数据来源单一,只有单个车企数据;另一方面依然无法解决视距感知、鬼探头、突发事件等问题。
(三)单车智能驾驶大规模使用的安全风险
虽然单车智能驾驶的平均接管里程数不断提升,但一旦规模运营,出现需要接管的次数将大幅提升,但如果车主来不及接管,极易造成交通事故,且事故危害性很大。此外,信任差距一旦出现,即驾驶人对车辆智能化水平过度信任,但一次意外就可能是致命事故。
对于车辆而言,安全是1,其他所有功能、性能都是后面的0(安全是前提和基础,没有安全其他都失去意义)。
观点:未来的智能驾驶定向C-V2X车路云协同演进
车联网2.0阶段,将依托网联智能实现车路云协同发展,实现协同感知、协同决策以及协同控制。C-V2X车路云协同帮助车辆获取其它车辆数据和路侧数据,拓展端到端大模型训练数据集(数据的质量、类型与规模),提升训练效果;且在实车推理执行,通过车车、车路间的协同实时感知,解决单车感知的范围和时效等局限性,提升智能驾驶水平。
建议一:分阶段、分场景,推进C-V2X车路云协同。
当前推进智能辅助驾驶(L2/L2+)行驶安全和交通效率;以及赋能特定场景无人驾驶(L3、L4),包括港口、机场、码头、Robotaxi等。未来,赋能开放道路的全天候全场景无人驾驶(L5)。
建议二:车企普及C-V2X前装,大力发展V2V
面对梅大高速此类事故,通过C-V2X的车车间实时通信能够避免此类事故发生。建议营运车辆强制前装C-V2X终端,即使路侧部署不完善,V2V渗透率达到一定程度,即能发挥巨大价值,降低特大事故率。
总体意义上,C-V2X车联网对于有人驾驶,通过信息提醒,能够减少重大交通事故发生;对于L2+辅助驾驶,通过C-V2X信息与智驾融合,提升行驶安全和交通效率,增强驾乘人员舒适性;对于L3以上自动驾驶,通过C-V2X信息与智驾融合,持续赋能自动驾驶应用,逐渐超越人类司机,提升工作效率,降低成本。
展望:C-V2X发展智能网联汽车
关于未来展望,我认为:基于5G和C-V2X的“聪明的车+智慧的路+协同的云”的车路云协同发展模式,将支撑我国汽车产业和交通行业的变革,并将培育智慧路网运营商、出行服务提供商业等新业态、新商业模式,打造数字经济和智慧城市新优势。
最后,我本人及团队已编写出版全球首本C-V2X中文和英文专著,其中中文第二版近期已经发布,得到通信界邬贺铨院士、自动驾驶领域的郑南宁院士、汽车界李骏院士和李克强院士等各位专家的支持,并作序。