2019年车联网行业市场现状与发展趋势分析报告_第1页
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文档简介

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250046 开启汽车网联革命,铺垫智能驾驶未来7 HYPERLINK l _TOC_250045 车联网作为两化融合先锋,汽车大国领先布局7 HYPERLINK l _TOC_250044 “两端一云”构筑车联网通信实体,全面支撑五大应用场景9 HYPERLINK l _TOC_250043 车内通信10 HYPERLINK l _TOC_250042 车与车通信10 HYPERLINK l _TOC_250041 车与互联网通信11 HYPERLINK l _TOC_250040 车联网成为产业发展热点,全球政策加持不断12 HYPERLINK l

2、_TOC_250039 标准先行奠定产业基础,中国抢占发展先机14 HYPERLINK l _TOC_250038 中国 LTE-V2X 横空出世有望后发先至,5G 到来恰逢其时成就车联网标准统一17国外成熟V2X 通信标准:专用短距通信技术(DSRC)17 HYPERLINK l _TOC_250037 国内自主研制全新V2X 通信技术:4G5G 通信技术(LTEV2X)18 HYPERLINK l _TOC_250036 车联网成为 5G 标准重点场景之一22 HYPERLINK l _TOC_250035 5G 技术在车联网应用中机遇与挑战并存25 HYPERLINK l _TOC_25

3、0034 北斗导航助推车联网发展,成就大众应用突破点26 HYPERLINK l _TOC_250033 北斗技术支撑车联网及智能驾驶,获政策支持实现领先应用27 HYPERLINK l _TOC_250032 车联网成为北斗突破GPS 实现大规模应用重点领域28 HYPERLINK l _TOC_250031 车联网市场空间广阔,云管端全面发力31 HYPERLINK l _TOC_250030 我国积极参与市场竞争,中国车联网蓄势待发32 HYPERLINK l _TOC_250029 典型的全球车联网企业及应用分析33 HYPERLINK l _TOC_250028 “云”互联网巨头苹果

4、进军车联网34 HYPERLINK l _TOC_250027 “管”中国移动利用 5G 助力车联网35 HYPERLINK l _TOC_250026 “端”传统福特积极打造智能出行36 HYPERLINK l _TOC_250025 智能网联汽车铺垫智能驾驶未来37 HYPERLINK l _TOC_250024 关键技术全面突破在即,智能驾驶未来驶来39 HYPERLINK l _TOC_250023 环境感知技术:实现ADAS 与自动驾驶的核心技术39 HYPERLINK l _TOC_250022 视觉传感器:Mobileye 垄断ADAS 视觉传感系统39 HYPERLINK l

5、_TOC_250021 激光雷达:小型化、低成本化,从传统激光雷达到新型固态激光雷达40 HYPERLINK l _TOC_250020 毫米波雷达:弥补激光雷达的不足,目前无可替代41 HYPERLINK l _TOC_250019 高精电子地图技术:车联网真正实现的必要保证42 HYPERLINK l _TOC_250018 汽车 TSP 系统:直面用户需求,但爆发性不足43 HYPERLINK l _TOC_250017 车联网与大数据结合:“云”端大有所为44 HYPERLINK l _TOC_250016 UBI 车险45 HYPERLINK l _TOC_250015 现存问题亟待

6、解决,打破坚冰即可快速发展46 HYPERLINK l _TOC_250014 车联网数据安全问题46 HYPERLINK l _TOC_250013 通信容量和速率问题47 HYPERLINK l _TOC_250012 智能交通系统的建设47 HYPERLINK l _TOC_250011 法律和伦理道德问题48 HYPERLINK l _TOC_250010 投资逻辑&推荐标的48 HYPERLINK l _TOC_250009 海格通信48 HYPERLINK l _TOC_250008 高鸿股份49 HYPERLINK l _TOC_250007 盛路通信50 HYPERLINK l

7、 _TOC_250006 高新兴51 HYPERLINK l _TOC_250005 大唐电信52 HYPERLINK l _TOC_250004 移为通信53 HYPERLINK l _TOC_250003 四维图新54 HYPERLINK l _TOC_250002 天泽信息55 HYPERLINK l _TOC_250001 欧菲科技56 HYPERLINK l _TOC_250000 路畅科技57图表 1: 图表 2: 图表 3: 图表 4: 图表 5: 图表 6: 图表 7: 图表 8: 图表 9: 图表 10: 图表 11: 图表 12: 图表 13: 图表 14: 图表 15:

8、图表 16: 图表 17: 图表 18: 图表 19: 图表 20: 图表 21: 图表 22: 图表 23: 图表 24: 图表 25: 图表 26: 图表 27: 图表 28: 图表 29: 图表 30: 图表 31: 图表 32: 图表 33: 图表 34: 图表 35: 图表 36: 图表 37: 图表 38: 图表 39: 图表 40: 图表 41: 图表 42: 图表 43: 图表 44: 图表 45: 图表 46: 图表 47:图表目录联网汽车的前身7美国车联网发展进程8日本 ITS 系统为驾驶员提供的信息8中国积极推进“车联网”9车联网应用场景9车内通信主要应用场景10车与车通

9、信网络10能被 V2V 技术解决的轻型车祸比率11能被 V2V 技术解决的轻型车祸比率11车与应用平台通信网络12车与应用平台主要场景描述122017 年中国车联网主要政策汇总13国际车联网政策及发展战略汇总14智能网联汽车技术逻辑结构15智能网联汽车智能化等级15智能网联汽车产品物理结构16智能网联汽车标准体系框架16智能网联汽车标准体系内容17DSRC 技术与其他无线通信技术的比较17主动安全功能延时要求18C-V2X 技术提高道路交通安全性示意图18C-V2X 技术扩大车辆感知危险范围示意图19DIRECT COMMUNICATION 和NETWORK COMMUNICATION19DI

10、RECT COMMUNICATION 和NETWORK COMMUNICATION20LTE-V2X 构造图20LTE-V 的两种通信方式20LTE-V2X 技术指标21DSRC 技术与 LTE-V 技术构造比较21LTE-V2X 技术标准发展进程225G 通信增强自动驾驶感知能力22C-V2X 技术发展方向235GAA 成员构成23LTE-V 通信单元24搭载 LTE-V 设备的汽车24基于 D2D 模式的 V2V 通信时延分析255G 车联网与当前车联网的比较265G 车联网的安全认证26GPS 车辆管理系统的构成27北斗卫星导航系统示意图27“两客一危”车辆示意图28北斗双向短报文系统2

11、9北斗相较于 GPS 的发展优势总结29智能驾驶对高精度定位要求30海格通信北斗高精度“平台+服务”解决方案30智能驾考系统评判软件结构31拖拉机自动驾驶车载系统示意图31全球联网汽车销售量预测32图表 48: 图表 49: 图表 50: 图表 51: 图表 52: 图表 53: 图表 54: 图表 55: 图表 56: 图表 57: 图表 58: 图表 59: 图表 60: 图表 61: 图表 62: 图表 63: 图表 64: 图表 65: 图表 66: 图表 67: 图表 68: 图表 69: 图表 70: 图表 71: 图表 72: 图表 73: 图表 74: 图表 75: 图表 76

12、: 图表 77: 图表 78: 图表 79: 图表 80: 图表 81: 图表 82: 图表 83: 图表 84: 图表 85: 图表 86: 图表 87: 图表 88: 图表 89: 图表 90:车载信息娱乐服务全球市场收入预测322013-2017 年机动车新注册登记情况332008-2017 年国内汽车保有量走势33车联网产业链示意图34车联网涉及企业示意图34苹果CARPLAY 车载系统示意图35CARPLAY 和ANDROID AUTO 用户量35中国移动“和车队”示意图36SYNC APPLINK 示意图36福特汽车自动驾驶汽车示意图37图表 42:SAE 智能驾驶分级385G V

13、2X 应用场景38汽车生态系统进化38MOBILEYE 视觉传感器系统功能39EYEQ 芯片与智能驾驶40激光雷达与毫米波雷达对比40传统机械式激光雷达外形展示40S3 系列工作原理41车载毫米波雷达功能42全球车载毫米波雷达出货量预测42HD LIVE 地图43ONSTAR 使用界面43安吉星产品服务44大数据针对不同客户可提供的服务45车联网大数据的商业应用45UBI 框架45SNAPSHOT OBD 接头46车联网云端数据被入侵后的危害47SNAPSHOT OBD 接头47车联网生态情况48投资逻辑48高鸿股份 2013-2018Q1 年营收及业绩50DA 智联系统50公司车联网产品52

14、交通监测云行系统52大唐电信 LTE-V 产品53大唐 LTE-V 测试53移为通信客户分布54营业收入地区占比54四维图新动态交通信息服务55天泽信息车载终端&精准农业产品56欧菲科技 360 环视系统56路畅百变系列 ADAS 辅驾模式58开启汽车网联革命,铺垫智能驾驶未来自 1885 年,卡尔本茨制造出世界上第一辆以汽油为动力源的汽车之后,汽车引发了时至今日的交通革命推进人类社会巨大进步。纵观汽车的一个半世纪的发展,汽车在动力、安全性、外观、舒适性等诸多方面都经历了巨大的改善。同样,上世纪 80 年代开启的信息革命至今也极大的加速人类沟通的效率、运算能力的指数级提升以及逐步开启万物互联时

15、代等诸多社会变革,逐渐渗透到社会的生产生活当中,改善大家衣食住行的效率和质量。随着汽车从内燃机向新能源车转化,汽车的控制也开始更多借助信息技术,例如倒车雷达、电子导航、辅助驾驶等功能越来越普及。随着信息技术更多的渗透到传统的汽车行业,信息化和工业化的深度融合开始带来车联网生态建立,也为未来智能驾驶、智能交通铺垫信息化公路。我们回顾汽车的发展史:汽车的第一次电子信息类技术性飞跃是在 1911 年汽车公司开始在车辆上安装电动起动器。之后的 1925 年安装了点烟器,1930 年配备收音机,1956 年设臵动力转向,1970 年加入盒式录音机,1984 年安全气囊出现。在那之后的一年,光盘播放器开始

16、出现在汽车上,这是真正为实现驾驶员便利迈出的第一步。随后, 仪表板诊断程序和GPS 导航系统相继于 1994 年和 1995 年研发成功。随着科技不断更新,20 世纪初,联网汽车的前身出现,即汽车开始使用 USB 端口和蓝牙连接。图表1: 联网汽车的前身车联网作为两化融合先锋,汽车大国领先布局21 世纪以来,随着信息技术的爆炸式发展,信息技术开始越来越多的进驻传统汽车行业,至此汽车不再是单纯的通过燃烧汽油提供运行动力的机器,信息化的改造开始在汽车生态中越来越普遍,在让汽车更加安全舒适的同时提高驾驶乐趣和体验,车联网的雏形快速诞 生。同时,鉴于车联网被认为是物联网体系中最有产业潜力、市场需求最明

17、确的领域之一,是信息化与工业化深度融合的重要方向,具有应用空间广、产业潜力大、社会效益强的特点,对促进汽车和信息通信产业创新发展,构建汽车和交通服务新模式新业态,推动自动驾驶技术创新和应用,提高交通效率和安全水平具有重要意义,因此例如美日等传统汽车工业大国都早早开始将车联网作为重要的未来战略 而重点布局。2003 年,美国交通运输部为解决迫在眉睫的交通安全问题,联合汽车制造商共同开发V2V(Vehicle To Vehicle)的应用程序原型,同年提出了车辆基础设施一体化(VII)的概念。2009 年,启动商用车基础设施一体化工程,并发布智能交通系统战略研究计划,旨在通过电子信息及通信技术,实

18、现车辆、交通基础设施和乘客及驾驶员之间协同交互的交通环境。2011 年到 2012 年间,美国在六个州进行了驾驶员安全驾驶技能测试,用以评估驾驶员对于新的 V2V 安全驾驶技能的接受程度。2012 年到 2013 年,继续深入开展安全驾驶模型的研究工作,以进一步完善车联网技术的安全性和有效性。 2015 年底,美国交通运输部提出2015-2019 ITS 战略计划。该计划表明,美国政府在持续发展过去的车联网技术的同时,也明确了未来四年内车联网的发展主题和开发重点,以满足新的道路交通的安全需求,进一步提高车联网技术的安全性和发展连续性。图表2: 美国车联网发展进程2003 年,日本政府发布日本智

19、能交通系统战略规划,构建了日本智能交通系统短期和中长期发展蓝图。2011 年,日本高速公路系统引进“ITS 站点智能交通系统”,及时向车载系统提供海量的图片和路况、交通提示信息,有效的缓解了交通拥堵、降低了安全事故发生概率并提高了政府部门的服务效率。图表3: 日本 ITS 系统为驾驶员提供的信息2009 年,随着 Telematics 车载信息服务系统的相继推出,中国进入 Telematics 时代。2010 年,我国在 “物联网”研讨会上首次提出“车联网”的概念。10 月底,国务院在863 计划中加入智能车、道路协同关键技术研究以及大城市区域交通协同联动控制关键技术研究。“十二五”期间,工信

20、部从产业规划、技术标准等多方面着手,加大对车载信息服务的支持力度,以推进汽车物联网产业的全面铺开,预期 2020 年实现可控车辆规模达 2 亿。2011 年, “车联网”合作研讨会召开。同年7 月,中国车联网产业发展论坛上首次发起了车联网商业模式的探讨。 12 月,为推进中国汽车信息化领域的协同创新,推动智能交通发展,带动车联网技术的应用,中国车联网产业技术创新战略联盟成立。2015 年,国务院出台中国制造 2025,促进了智能交通系统产品的开发;2017 年 4 月,国家工信部制定汽车行业中长期发展规划,提出驾驶辅助,部分自动驾驶,有条件自动驾驶等方面的发展目标。图表4: 中国积极推进“车联

21、网”“两端一云”构筑车联网通信实体,全面支撑五大应用场景车联网以“两端一云”为主体,路基设施为补充,包括智能网联汽车、移动智能终端、车联网服务平台等对象,涉及车-云通信、车- 车通信、车-人通信、车-路通信、车内通信五个通信场景。图表5: 车联网应用场景通过车联网网络,车辆可获取各种信息并使用车联网应用,以提高用户的行车安全和效率,缓解城市交通压力,并提供用户各种商务和娱乐,使行车过程更舒适。车辆通信类型根据通信对象划分大概可以分为三种类型,即车内通信、车与车通信、车与互联网通信。车内通信车内通信是车载终端与车内的传感器和电子控制装臵之间连接 形成车内通信网络,获取车辆数据并可发送指令对车辆进

22、行控制。车内通信主要应用于车辆检测、车辆系统控制、辅助驾驶等。图表6: 车内通信主要应用场景主要场景描述车载终端与车辆的电子控制装臵和车身传感器连接,获取车辆内部各种参数数通信方式短 距离 有车辆信息获取据(如车辆速度、胎压检测数据等)和车身周围信息(如车尾图像等)并将数据传送到应用平台或呈现给用户,提供车辆检测、辅助驾驶等服务。车载终端根据用户 /应用平台的操作指线/无 线通信短 距离 有车辆控制令,向电子控制装臵发送对应的指令进行车辆的系统控制。线/无 线通信车与车通信车与车通信(V2V)主要是指通过车载终端进行车辆间的通信。车载终端可实时获取周围车辆的车速、车辆位臵、行车情况等信息, 车

23、辆间也可以构成一个互动的平台,实时交换各种文字、图片、音乐和视频等信息等。车与车通信主要应用于减缓和避免交通事故、车辆监督管理、生活娱乐等,同时基于接入/核心网络的车与车通信,还 应用于车辆间的语音、视频通话等。图表7: 车与车通信网络美国国家公路交通安全管理局认为未来几年高速公路安全方面 的最大收益将来自于避免碰撞技术的大规模应用。通过警告驾驶员即将发生碰撞的情况,车与车之间的通信可以尽可能减少机动车辆碰撞的次数和严重程度,从而最大限度地降低由这些碰撞造成的社会成 本。以 V2V 技术为基础来计算潜在车祸的发生情况有助于预估车祸所带来的人身损失,财产损失及社会成本损失的严重性。美国交通部确定

24、了汽车车身损坏、急刹车、紧急制动、同方向车辆转等 37 种能通过事故总评系统(GES)和车辆碰撞数据系统(CDS)预测的车祸。其中,15 种类型的车祸能被汽车与基础设施建筑通信技术预测, 22 种车祸能被 V2V 技术预测,也就是说基于 V2V 技术的计算,可以解决 81的轻型车辆碰撞。图表8: 能被V2V 技术解决的轻型车祸比率V2V 技术还可以通过全方位的信号覆盖,使两辆车在相遇前仅通过传感器就能感知到对方,更不用说探测到对方车辆的方向、速度和操作状况。追尾、改道和十字路口的潜在车祸场景都能通过V2V 技术进行预警。图表9: 能被V2V 技术解决的轻型车祸比率车与互联网通信车载终端可以通过

25、接入/核心网络、卫星通信等与车联网服务平 台通信,传输车辆数据,接受服务平台下达指令,提供车辆导航、车辆远程监控、紧急救援、信息娱乐服务等应用。同时,开放的车联网服务平台也有利于海量数据积累和大数据挖掘,促进业务创新和商业模式创新。图表10:车与应用平台通信网络图表11:车与应用平台主要场景描述主要场景描述通信方式车辆远程管理车辆通过接入/核心网络与应用平台交互车辆信息,应用平台依据车辆上传信息进行车辆监控、 远程诊断、软/固件升级更新、违规/缴费提示等。组播、单播;远距离无线通信交通信息服务车辆安全服务应用平台依据从远程车载终端获取的用户订阅信息、用户请求信息、车辆定位信息等,提供车辆路径诱

26、导及导航、交通状况实时发布、出行信息服务、个性化信息服务等。车辆发生意外/故障时,车载终端即时上传信息到应用平台,应用平台提供紧急救援、故障帮助等服务。广播、组播、单播;远距离无线通信单播;远距离无线通信云计算已经成为车联网的重要组成部分,但在云计算和数据传输的过程中,也面临了各种安全威胁,如通信协议破解、中间人攻击和数据被窃等。攻击者通过伪基站、DNS 劫持等手段劫持T-BOX 会话, 监听通信数据,可窃取汽车敏感数据:汽车标识、用户账户信息等; 通过实现WiFi、蓝牙等认证口令破解,获取汽车内部数据信息或者进 行渗透攻击;数据也可能因访问控制不严、数据存储不当等原因导致被窃;再加上我国存在

27、境外车联网服务商跨界服务隐患,通信数据及车联网数据传往境外,可能泄露国家地理位臵信息,危害国家安全。针对安全威胁,目前主要的防护方向是加强利用成熟的云平台技术以及部署集中管控能力。当前车联网服务平台采用的云计算技术, 大多数是通过现有网络安全防护技术手段进行安全加固,部署有网络防火墙、入侵检测系统、入侵防护系统、Web 防火墙等安全设备,覆盖系统、网络、应用等多个层面。车联网成为产业发展热点,全球政策加持不断我国政府高度重视车联网相关技术及产业发展,国务院以及工业和信息化部、发展改革委、科技部等相关部门都在积极推动车联网相关工作。从政策层面看,国家已经将发展车联网作为“互联网+”和人工智能在实

28、体经济中应用的重要方面,并将智能网联汽车作为汽车产业重点转型方向之一。2015 年 5 月,国务院印发中国制造 2025 ,提出推动智能交通工具等产品研发和产业化;同年 7 月国务院出台国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见,推广船联网、车联网等智能化技 术应用;12 月,工信部发布了工业和信息化部关于贯彻落实的行动计划(20152018 年)。2016 年 8 月,国家发改委发布了推进“互联网+”便捷交通, 促进智能交通发展的实施方案,加快车联网、船联网建设;交通部 通过关于加强道路运输车辆动态监管工作的通知;2017 年 9 月, 成立了“国家制造强国建设领导小组车联网产业发展专项委

29、员会”, 负责组织制定车联网发展规划、政策和措施。2018 年 1 月 5 日国家发展改革委发布了智能汽车创新发展战略(征求意见稿),指出,到 2020 年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、路网设施、法规标准、产品监管和信息安全体系框架基本形成。智能汽车新车占比达到50%,中高级别智能汽车实现市场化应用,重点区域示范运行取得成效。智能道路交通系统建设取得积极进展,大城市、高速公路的车用无线通信网络(LTE-V2X)覆盖率达到90%,北斗高精度时空服务实现全覆盖。到2025 年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、路网设施、法规标准、产品监管和信息安全体系全面形成。新车基本实现智能化,高

30、级别智能汽车实现规模化应用。图表12:2017 年中国车联网主要政策汇总时间相关部门相关政策主要概述2018 年 1 月发改委智能汽车创新发到 2020 年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、路网设施、展战略(征求意见法规标准、产品监管和信息安全体系框架基本形成。稿)2017 年 12 月工信部国家车联网产业贯彻落实中国制造 2025战略部署,促进智能网联汽车技术和标准体系建设指南产业发展,实现工业化和信息化的高度融合,推动汽车技术创新发展和产业转型升级,建立跨行业、跨领域、适应我国技术和产业发展需要的智能网联汽车标准体系。2017 年 9 月国务院成立“国家制造强国负责组织制定车联网发展

31、规划、政策和措施,协调解决车联网发展建设领导小组车联重大问题,督促检查相关工作落实情况,统筹推进产业发展。网产业发展专项委员会”2017 年 4 月国 家 发 改委、工信部、科技部汽车产业中长期加大智能网联汽车关键技术攻关;开展智能网联汽车示范推广;到发展规划2020 年,汽车驾驶辅助、部分自动驾驶、有条件自动驾驶系统新车装配率超过 50%,网联式驾驶辅助系统装配率达到 10%;到 2025年,新车装配率达 80%。2017 年 1 月工信部物联网发展规划推动交通管理和服务智能化应用;开展车联网新技术应用示范,包(2016 年-2020 年)括自动驾驶,安全节能,防碰撞等应用。美日欧等发达国家

32、和地区普遍重视车联网的发展,通过企业与政府的合作,制定从车联网发展战略,严谨的监管体制和有利于车联网技术开发及提高服务质量的政策、法规、标准等。图表13:国际车联网政策及发展战略汇总时间国家相关政策主要概述2015 年美国ITS 战略计划(20152019)明确了智能化和网联化两大主要发展目标,并计划 10 年内投资 40 亿美元支持车联网与自动驾驶领域的相关研究2014 年日本自动驾驶计划短期目标(2014-2016):完成整体部署;中期目标(2017-2020):加速自动驾驶车辆的开发,在 2020年奥运会上投入使用;长期目标:到 2030 年,普及全自动驾驶汽车。2014 年欧盟“地平线

33、 2020”计划2014-2020 期间,交通领域投入预算为 63.39 亿欧元; 投资增长性交通、绿色车辆、与交通相关创新小企业;加快联网汽车的发展。2013 年日本世界最先端 IT 国家创造宣言推动制定了自动驾驶系统研发计划。2010 年美国ITS 战略计划(20102014)利用无线通信建立全国性地面交通系统,形成车辆、道路基础设施、乘客的便携式设备之间互连的交通环境。2008 年欧盟ITS 发展行动计划旨在加速和协调智能交通系统(ITS)在公路运输中的部署;在交通安全领域开展车路协同、主动安全、道路安全系统和交通信息化等工作。2009 年美国IntelliDriveVII 项目的演进。

34、旨在通过建立机动车、道路基础设施及无线设备之間的通讯机制,以增强道路交通安全,提升出行便利并減少环境污染。2003 年美国车辆基础设施一体化(VII)包括智能车辆先导(IVI)计划、车辆安全通信(VSC)计划、增强型数字地图 (EDmap)计划等,并且通过美国通信委员会,为车路通信专门分配了专用短程通信频段,为驾驶员提供安全辅助控制。标准先行奠定产业基础,中国抢占发展先机中国车联网产业标准是以中国制造2025为基础,以促进中国智能网联汽车技术和产业为目的,建立的跨行业、跨领域、适应我国技术和产业发展需要的智能网联汽车标准体系。根据不同阶段我国车联网技术发展状况、产业应用需要及未来发展趋势,制定

35、不同车联网标准体系:到 2020 年,初步建立能够支撑驾驶辅助及低级别自动驾驶的智能网联汽车标准体系;到 2025 年, 形成能够支撑高级别自动驾驶的标准体系。为科学合理的建设智能网联汽车标准体系,技术层面上通过智能化与网联化两条技术路径协同实现“信息”和“控制”功能,由系统进行信息感知、决策预警和智能控制,逐渐替代驾驶员,并最终完全自主执行全部驾驶任务。图表14:智能网联汽车技术逻辑结构在信息方面,根据信息对驾驶行为的影响和相互关系分为“驾驶相关类信息”和“非驾驶相关类信息”;其中,“驾驶相关类信息”包括传感探测类和决策预警类,“非驾驶相关类信息”主要包括车载娱乐服务和车载互联网信息服务。传

36、感探测类根据信息获取方式进一步细分为依靠车辆自身传感器直接探测所获取的信息(自身探测)和车辆通过车载通信装臵从外部其它节点所接受的信息(信息交互)。控制方面,根据车辆和驾驶员在车辆控制方面的作用和职责,区分为“辅助控制类”和“自动控制类”,其中辅助控制类主要指车辆 利用各类电子技术辅助驾驶员进行车辆控制,如横向(方向)控制和纵向(速度)控制及其组合;自动控制类可分为驾驶辅助( DA)和部分自动驾驶(PA);自动控制类则根据车辆自主控制以及替代人进行驾驶的场景和条件进一步细分为有条件自动驾驶(CA)、高度自动驾驶(HA)和完全自动驾驶(FA)。智能化等级等级名称等级定义控制监视失效应对典型工况D

37、A驾驶辅助人监控驾驶环境通过环境信息对方向和加减速中的一项操作提供支援,其他驾驶操作都由人操作。人与系统人人PA部分自动驾驶通过环境信息对方向和加减速中的多项操作提供支援,其他驾驶操作都由人操作。人与系统人人自动驾驶系统(“系统”)监控驾驶环境系统系统人CA车道内正常行驶,高速公路无车道干涉路段,泊车工况。高速公路及市区无车道干涉路段,换道、环岛绕行、拥堵跟车等工况。高速公路正常行驶工况,市区无车道干涉路段。HA有 条 件自 动 驾驶高度自动驾驶FA完全自动驾驶由无人驾驶系统完成所有驾驶操作,根据系统请求,驾驶员需要提供适当的干预。由无人驾驶系统完成所有驾驶操作,特定环境下系统会向驾驶员提出响

38、应请求,驾驶员可以对系统请求不进行响应。无人驾驶系统可以完成驾驶员能够完成的所有道路环境下。操作,不需要驾驶员介入。系统系统系统高速公路全部工况及市区有车道干涉路段。系统系统系统所有行驶工况。图表15:智能网联汽车智能化等级智能网联汽车标准体系在物理产品层面上的构建,是将技术层面的“信息”与“控制”功能落实到物理载体。通过车辆控制系统、车载终端、交通设施、外接设备等按网络通道、软件或平台对采集或接收到的信息进行传输、处理和执行,从而实现不同的功能和应用。图表16:智能网联汽车产品物理结构按照智能网联汽车的构建方法,综合不同的功能要求、产品和技术类型、各子系统间的信息流,将智能网联汽车标准体系框

39、架定义为“基础”、“通用规范”、“产品与技术应用”、“相关标准”四个部分, 同时根据各具体标准在内容范围、技术等级上的共性和区别,对四部分做进一步细分,形成内容完整、结构合理、界限清晰的14 个子类。图表17:智能网联汽车标准体系框架智能网联汽车体系内容包括:基础类标准(100),规定智能网联汽车术语和定义、分类和编码、标识和符号;通用类标准( 200)从整车层面提出全局性的要求和规范;产品与技术应用(300),涵盖信息感知、决策预警、辅助控制、自动控制和信息交互等智能网联汽车核心技术和应用的功能、性能要求及试验方法;相关标准(400),包括车辆信息通信的基础通信协议,涵盖实现车与 X(人、车

40、、路、云端等)智能信息交互的中、短程通信、广域通信等方面的协议规范。图表18:标准项目基础(100)通用规范(200)产品与技术应用(300)相关标准(400)智能网联汽车标准体系内容分类术语和定义(101);分类和编码(102);标识和符号(103)功能评价(201);人机界面(202);功能安全(203);信息安全(204)信息感知(301);决策预警(302);辅助控制(303);自动控制(304);信息交互(305)通信协议(401);界面接口(402)中国 LTE-V2X 横空出世有望后发先至,5G 到来恰逢其时成就车联网标准统一目前车联网中存在多种类型的通信网络,它们使用不同的通信

41、标准和网络协议,增加了数据处理和信息交互间的困难,使得车联网系统的运行效率降低。首先,美国早年间推出专用短距通信技术(DSRC) 经过数十年的测试,已经成为较为成熟的 V2X 通信标准。中国为了解解决通信频段达到 5.9GHz 的 DSRC 在中国潜在干扰问题,推动华为、高通以及汽车供应商共同合作,推出了机遇LTE 的 LTE-V2X 通信技术。目前,V2X 产业分为DSRC 和C-V2X 两个标准和产业阵营。随着将车联网当作重要场景而经行优化设计的 5G 标准的落地, 5G 技术在车联网中的运用可以有效融合多种网络并加速不同实体间的信息交互。5G 技术在车联网中的应用与发展,可以实现数据与信

42、息传输的低时延性与高可靠性,高效利用能源和进一步提升通信质量的目的。国 外 成 熟 V2X 通 信 标 准 : 专 用 短 距 通 信 技 术 (DSRC) DSRC(Dedicated Short Range Communications)即专用短距通信技术,是一种高效的无线通信技术,可以实现在特定小区域内(通常为数十米)对高速运动下的移动目标的识别和双向通信,并保证通信链路的低延时和低干扰。通过DSRC 技术,安装了车载单元(OBU)的车辆可以实现车辆间通信(V2V),以及与路边单元(RSU)的路边基础设施通信(V2I)。DSRC 已被美国交通部定为V2V 标准,经过 10 年的研发与测试

43、, 已经较为成熟。图表19:DSRC 技术与其他无线通信技术的比较与其他无线通信技术相比,DSRC 具有更加理想的低延时特点, 对于实现主动安全功能至关重要。若要实现主动安全功能,最低的延时要求是秒以下,最为苛刻的要求需达到 0.02 秒以下。下图列出了各种主动安全功能对延时的要求,要求最高的是碰撞预警,需达到0.02 秒以下。从下图可看出,与其他无线通信技术相比,DSRC 在低延时方面具有很大优势。图表20:主动安全功能延时要求国内自主研制全新 V2X 通信技术:4G5G 通信技术(LTE V2X)C-V2X(Cellular V2X,即以蜂窝通信技术为基础的V2X 技术)基于 LTE 技术

44、,可以实现车辆之间、车与路之间、车与行人之间以及车与云之间的通信,也是实现智能交通和智能驾驶的关键技术。C-V2X 技术可以提高道路交通安全性,减少交通事故的发生。C-V2X 技术可以实现实时传输车辆传感器收集到的信息,使车辆与周围环境进行直接的实时通信,具有传输速度快、低延时的特点,同时可以实现实时更新周围地图,有利于实现有效利用有限的道路驾驶空间、及时有效的为车辆作出最佳驾驶决策,从而减少车辆碰撞等交通事故的发生和提高出行效率。图表21:C-V2X 技术提高道路交通安全性示意图C-V2X 技术面向高速车辆而设计,可以扩大车辆的感知范围,提高车辆感知危险的能力,如前方发生的事故及不利天气造成

45、的危险路况等,降低因驾驶盲区造成的交通事故发生率。在 C-V2X 技术下,路旁道路指示标志等道路等基础设施可以为道路上的车辆广播危险路 况提示等道路信息,车辆也可以及时通过车辆传感器感知路况,车辆之间也可以随时进行直接通信,从而提高驾驶的安全性。图表22:C-V2X 技术扩大车辆感知危险范围示意图C-V2X 技术相较于基于IEEE 802.11p 的无限技术,可以支持更多的功能和更高的容量,具备更强的可靠性。C-V2X 技术可以通过Direct Communication 和Network Communication 两种互补的传输方式,共同实现驾驶安全和智能交通。Direct Communi

46、cation 不依赖于蜂窝网络的协助,在 5.9GHz 的通信频段下实现V2V、V2I 和 V2P 的直接实时通信。Network Communication 依靠传统蜂窝网络的协助,通过 V2N(Vehicle-to-Network)实现车辆通过蜂窝网络实现与周围道路环境的通信。Direct Communication 相对Network Communication 有成本低、可靠性强、通信过程更简化的优点。图表23:Direct Communication 和 Network CommunicationC-V2X 技术可以兼容 4G 和 5G 蜂窝网络,未来C-V2X 技术可以支持高级驾驶

47、辅助系统(ADAS),使 C-V2X 技术与车辆传感器相互补充,从而实现更高智能化程度的自动驾驶。图表24:Direct Communication 和 Network Communication为了解决通信频段达到 5.9GHz 的 DSRC 技术在中国有潜在干扰的问题,华为与高通两大蜂窝网技术供应商与汽车供应商共同合作, 经过十年多的开发与测试,实现了新的 LTE 技术LTE-V2X 通信技术。图表25:LTE-V2X 构造图LTE-V 包括两种通信方式:集中式( LTE-V-Cell)和分布式(LTE-V-Direct)。集中式也被称为蜂窝式,以基站为控制中心,使车辆以及路侧通信单元通过

48、基站设备作为枢纽进行通信,得益于当前蜂窝技术的普及和应用,集中式通信技术可以快速推进车联网的发展。分布式也被称为直通式,无需以基站作为支撑,使车辆以及路侧通信单元之间直接互相进行通信,具备低延时、安全性强的优势,也可实现车与车之间的直接通信。图表26:LTE-V 的两种通信方式与 DSRC 技术相比,LTE-V 最大的优势在于,其能使用现有的蜂窝式基础建设与频谱,运营商不需要再建造专用的路侧设备以及提供专用频谱,使厂商能在现已广泛应用的 LTE 蜂窝通信技术的基础上加以改动即可应用LTE-V 技术。图表27:LTE-V2X 技术指标移 动 速 度 数据包大小消息发送频率时延安全资源管理通信范围

49、最高绝对速度 160 km/h,最大相对速度 280 km/h典型的周期性数据包 50400 B; 事 件 触 发 数 据 包 最 大 1200 B 110 Hz。1001 000 ms(预碰撞感知场景下为 20ms) 通信设备需要被网络授权才能支持V2X 业务, 要支持用户的匿名性并保护用户隐私。网络覆盖内资源可控,网络覆盖外通过预配臵方式。TTC(Time To Collision)为 4 s 的通信距离。从行业成熟度和发展潜力来看,DSRC 技术相对LTE-V 技术更为成熟,但 DSRC 技术采用的高频段穿透性不如低频信号,其 5.9GHz 的频段使其信号易被固体吸收,很大程度上限制了城

50、市环境下交通信号的传输范围,而 LTE-V 技术提供了更高带宽、更高的传输速度、更大的覆盖范围,分布式LTE-V 技术对DSRC 技术有很大的替代潜力。从优势来看,DSRC 技术在主动安全相结合方面有巨大优势,而 LTE-V技术在云计算、大数据处理及智能交通方面具有天然优势。图表28:DSRC 技术与LTE-V 技术构造比较随着 LTE-V 相关政策的出台,LTE-V2X 标准的制定走向快车道, 加速了LTE-V2X 技术研发和产业化进程。时 间 2015 年初图表29:LTE-V2X 技术标准发展进程发展进程3GPP 正式启动基于 LTE-V2X 技术需求的标准化研究2016 年 3 月 3

51、GPP 完成 LTE-V2X 技术需求研究2016 年 6 月 3GPP 无线技术组完成SI 结项2016 年 9 月 针对车车直连 V2X 标准项目“基于 LTEPC5 接口的V2V”完成标准化2016 年底 3GPP 完成 LTE-V2X 架构研究标准化2017 年 3 月 顺利完成针对车路车人等 V2X 标准项目“基于LTE 的V2X 业务”2017 年 4 月 ISOTC204 第 49 次全会上,中国提出的LTE-V2X 标准立项申请获得通过,确定 LTE-V2X 成为 ISOITS 系统的候选技术结合 LTE-V 技术的优势和我国在政策上的支持,我们认为, LTE-V 技术将成为未

52、来中国的车联网通信标准,其相关产品未来将广泛运用到中国的车联网技术中。车联网成为 5G 标准重点场景之一由于 5G 网络的数据容量大,数据传输快可以使得汽车与汽车(V2V)之间,汽车与交通信号灯和道路上其他基础设施之间实现更好更快的交流。不仅如此,5G 网络下的 V2X 技术可以精确地测算出驾驶员走完相应路程所需的时间、为其规划出最佳的导航路径,甚至可以预测道路拥堵情况等。因此也为无人驾驶技术创造了良好的通信环境与优越的通信条件。5G 通信增强了汽车与周围一切事物的交互式感知,即不仅能探测到车外的环境还能针对不同场景做出反馈。图表30:5G 通信增强自动驾驶感知能力基于 5G 的V2X 技术是

53、C-V2X 的未来必然发展趋势。3GPP 提出的 C-V2X 技术标准在快速走向产业化。2017 年 3 月,3GPP 完成了C-V2X R-14 规范,在 2018 年 6 月即将完成的C-V2X R-15 规范将进一步规范C-V2X 技术。未来,5G 的发展将进一步增强C-V2X 技术在车辆网领域的作用,实现更高的吞吐量、更高的可靠性和更低的延迟性和宽带载波支持。图表31: C-V2X 技术发展方向为帮助定义和发展新一代智能网联汽车和自动驾驶汽车,5G 汽车协会 5GAA (5G Automotive Association)于 2016 年 9 月成立。其成员来自于汽车、技术和电信行业(

54、ICT)的大型国际公司,包括汽车制造商,一级供应商,芯片组/通信系统提供商,移动运营商和基础设施供应商。图表32:5GAA 成员构成在国家对 5G 技术和车联网发展的扶持下,国内领军通信设备企业也高度重视对 5G 技术的研发布局。中兴通过LTE/Pre5G/5G 蜂窝通信基础设施为智能车联网提供大密度大吞吐量数据交互和定制化 的智能车联网弹性管道、按需服务,有效地利用网络资源。2016 年大唐电信集团在北京举办的“智能网联技术高峰论坛”上发布了业内第一款基于 LTE-V 技术芯片级 DTVL3000 系列车联网产品,并凭借这款支持 LTE-V-Cell 和 LTE-V-Direct 双模产品,

55、同时实现了车车、车路、车人、车云之间多层次立体的通信能力,呈现出更为广泛应用场景。图表33:LTE-V 通信单元从 2015 年起,智能网联汽车示范区(基地)便开始在国内落地发芽,至今已有包括北京、上海、杭州、长春、重庆,武汉等在内的多处示范区相继建成。上海国际汽车城作为由工信部批准的国内第一个智能网联汽车试点示范区于 2016 年正式开园,于 2017 年大唐电信集团提供国家智能网联汽车试点示范区(上海)的 LTE-V 路侧设备完成部署运行,共完成无人驾驶、自动驾驶和 V2X 网联汽车等 29 个场景。在红绿灯引导、信息发布等应用场景的V2I 通信演示中表现突出,通过实际场景演示验证了路测单

56、元设备对交通效率提升的作用。图表34:搭载 LTE-V 设备的汽车此外,中国移动等电信运营商也积极布局未来5G 产业。2016 年中国移动成立 5G 联合创新中心,在由 4G 向 5G 演进过程中,联合通信企业、互联网企业及众多知名车企,推动基础通信能力的成熟,促进 5G 创新应用发展,推进跨产业、多企业在LTE-V2X/5G 车联网领域的交流融合,加快 5G 车联网产业商业进程。在 5GAA C-V2X 体验峰会上,华为展示了业界最新LTE-V2X 性能测试方案和结果,从无线链路和场景测试两个方面展示LTE-V2X 的强大优势。测试结果显示,LTE-V2X 直连通信覆盖达到 1 公里以上,能

57、有效提供两车面对面相对时速 500km/h 的卓越性能;高密度拥堵的交通场景下(400 辆车在十字路口)通信时延小于20 毫秒,消息发送成功率超过 90%。2017 年 11 月,在 5GAA 上海会议期间, 5GAA 董事会成员华为公布了 LTE-V2X 近期的测试结果,同期 5GAA 成员大唐电信集团、千方科技展示了相关的路边单元解决方案,体现出车路协同产业生态因此更为完备。大唐电信集团和千方科技也分别展示了 LTE-V2X( 3GPP Rel 14 ) 的相对应产品。其中, 大唐电信集团的 RSU(DTVL3000-RSU)和OBU 产品(DTVL3000-OBU)已经在上海、重庆等示范

58、区部署,LTE-V2X 商用通信模组 DMD31 将于 2018 年一季度进行批量供应,为支持 LTE-V2X 道路设施智能化部署和车辆网联落地打下坚实基础。千方科技还发布了 2018 年 H1 推出预商用 RSU 的产品计划,预计 2018 年下半年用于国家智能汽车与智慧交通(京冀)示范区规模验证测试,并于 2019 年商用。同时千方科技的 RSU 将协同其智能监控设备、ETC、电子车牌、雷达等各类智能路侧感知设备,构筑起网联交通的智慧路网与主动服务体系。5G 技术在车联网应用中机遇与挑战并存5G 相比传统的通信方式,以低延时性、高可靠性、广泛的适用性和较低的能源消耗等自身优势,为车联网技术

59、提供了优越的发展条件,但也在干扰管理、通信安全等方面给车联网带来了重大挑战。车联网对数据的密集使用以及网络间的频繁交互,对实时性要求非常高,而传统通信方式的延时达不到毫秒级,无法有效支撑汽车安全互联的目标。5G 超高密度组网的毫秒级时延是车联网技术的重大突破口。它不仅满足当前信息与数据处理的要求,还能适应随着时代发展而日益增长的信息量和更加多样化的用户需求。在应用于时延 性、可靠性要求严格的车联网V2X 场景时表现尤为突出。图表35:基于D2D 模式的V2V 通信时延分析在基于 5G 通信的 D2D(设备对设备)技术做 V2V 通信时延仿真模拟时,随着车辆不断增加,通信时延均基本保持稳定状态(

60、1 毫秒左右),有效保证了车辆、设备的通信可靠性。并且在不影响通信性能的情况下,5G 基站的大规模天线阵列的部署有着节约能源的作用。5G 车载单元能够及时发现邻近的终端设备,且与之通信的能力也会减少车辆与车辆之间通信的能源消耗。5G 车联网与基于IEEE 802.11p 通信标准的车联网相比较,在通信距离,传输速率和支持高速移动的车辆上更具优越性。5G 车联网V2V 通信的最大距离大约为 1 000 m ,有效解决了传统通信中短暂、不连续的连接问题;为 V2X 通信提供最大传输速率为 1 Gbit/s 的高速链路数据速率,使车与车、车与移动终端之间实现高质量的通信; 支持速度更快的车辆(支持最

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