06　基于5G-V2X技术的智慧交通变革

从LTE-V2X到5G-V2X的演进

在智能网联汽车发展过程中，5G技术是主要推动力，C-V2X更是一项关键技术。V2X技术可以将车辆与一切事物连接在一起，其中“V”代表车辆，“X”代表与车辆进行信息交互的对象，包括其他车辆、人、路侧基础设施和网络。C-V2X交互模式主要有四种，具体如图6-1所示。

●V2V（Vehicle to Vehicle，车与车之间的交互），指的是通过车载终端进行车辆间的通信。车载终端可以实时获取车辆的行驶速度、所处位置、行车情况等信息。在车载终端的辅助下，车辆之间可以搭建一个互动平台，对文字、图片、视频等信息进行共享。目前，V2V通信技术主要用于车辆监管、避免或减少交通事故发生等领域。

●V2I（Vehicle to Infrastructure，车与路之间的交互），指的是车载设备与红绿灯、摄像头等路侧基础设施进行通信，路侧基础设施可以实时获取周围车辆的信息，并将各种信息实时发布出来。目前，V2I技术主要用于车辆监管、实时的信息服务与不停车收费系统（Electronic Toll Collection，简称ETC）等领域。

●V2P（Vehicle to Pedestrian，车与人之间的交互），指的是行人与非机动车主利用智能手机等移动通信终端与车载通信设备进行交互，目前主要用于为用户提供信息服务、避免或者减少交通事故等领域。

●V2N（Vehicle to Network，车与网络之间的交互），指的是车载通信设备通过网络与云平台连接，彼此进行数据交互，对数据进行处理与存储，为车辆提供所需的服务。目前，V2N主要用于车辆导航、车辆远程监控、紧急救援、信息娱乐服务等领域。

在上述四项技术的支持下，V2X将人、车、路、云等要素有机地联系在一起，不仅可以让车辆获得更多信息，对自动驾驶技术的创新应用产生积极的推动作用，而且有利于智慧交通体系的创建，催生汽车与交通服务的新模式、新业态，进而提高交通效率，实现节能减排，降低交通事故的发生率，使交通管理得到有效改善。

C-V2X中的C指的是Cellular，也就是蜂窝，是随着3G、4G、5G等蜂窝网通信技术的发展形成的一种车用无线通信技术，涵盖了两种通信接口：一种是车、路、人之间的短距离直接通信接口，一种是可以实现长距离通信的终端与基站之间的通信接口。

一、从LTE-V2X向5G-V2X的技术演进

C-V2X包含两大技术：一是LTE-V2X，二是5G-V2X。从技术演进的角度看，LTE-V2X可以向5G-V2X不断演进。具体来看，C-V2X标准的制定经历了三个阶段，如图6-2所示。

2018年6月，第六届IMT-2020（5G）峰会在深圳顺利召开，IMT-2020（5G）推进组C-V2X工作组对外发布了《C-V2X白皮书》。2018年11月，我国工业和信息化部发布了《车联网（智能网联汽车）直连通信使用5905-5925MHz频段管理规定（暂行）》。工信部发布的这一管理规定与国际主流频段一致，为LTE-V2X技术在智能网联汽车的应用和发展提供了重要支持，同时也为智能网联汽车未来的发展预留了足够的空间。

目前，虽然5G-V2X的相关标准还没有明确，但可以通过5G-V2X了解车联网未来的发展趋势。与美国的DSRC相比，我国现阶段推行的LTE-V2X具有明显优势，它能向5G-V2X升级。

美国的DSRC技术是一种固化的技术，设计者没有考虑后续的升级问题，而且这种技术在高速公路场景下的整体性能要弱于5G-V2X技术。我们可以从具体的数据来体会这种差别：假设配备C-V2X技术和DSRC技术（基于802.11p）的两辆汽车同时以140千米每小时的速度行驶（在国内目前为超速情况）在高速公路上，配备C-V2X技术的汽车，其驾驶员在紧急情况下有9.2秒的时间决定是否刹车，而配备DSRC技术（基于802.11p）的汽车，其驾驶员在紧急情况下只有3.3秒时间决定是否刹车。

不仅如此，配备C-V2X技术的汽车最远可以感应到距离其450米的物体，而配备DSRC技术（基于802.11p）的汽车的感应距离不及前者的一半。因此，与DSRC技术相比，5G-V2X技术更有优势，未来的发展空间也更为广阔。

二、大唐移动：基于5G-V2X技术的智能网联系统

2018年9月13日，大唐移动与厦门公交集团共同发布了国内首个面向5G的城市级智能网联应用。这不仅是国内首个面向商用的C-V2X车联网应用，也是三网融合解决方案的首次商用落地。

厦门具备全国领先的快速公交系统（Bus Rapid Transit，简称BRT）道路场景。而大唐移动采用C-V2X与5G等先进通信技术，为厦门公交构建了BRT智能网联系统，并通过三网融合在BRT运营车辆上实现了超视距防碰撞、实时车路协同、智能车速策略以及安全精准停靠等多个功能，在提高驾驶安全系数、交通效率的同时降低了运营成本，具体功能如图6-3所示。

1.超视距防碰撞

通过V2V、V2I通信，车辆能够提前做出碰撞预判，实时计算安全距离和碰撞时间，根据不同距离采取不同制动策略，避免发生碰撞事故，其优势具体表现在以下几个方面：第一，V2X系统不受天气影响，全面增强感知能力，扩大感知范围，带给乘客更舒适的乘车体验；第二，感知信息更加丰富，可以与智能交通系统深度融合；第三，与单车智能系统相比，实现成本大幅降低；第四，在确保安全的前提下，可以切实提升行驶速度。

2.实时车路协同

可以实时监测路口机动车、非机动车及行人的违章行为，违章信息与V2X车辆之间的信息共享。通过V2I通信，BRT车辆可以主动触发减速及安全避让策略，减少路口拥堵，防止车辆碰撞，提高交通管理效率；实现交通设施与道路的数字云化映射，实时调整红绿灯状态，优先保证BRT车辆通行，提高通勤效率。

大唐移动5G智能网联系统利用路口传感器、路侧单元等基础智能化设备，形成“智能的路+聪明的车”，打造实时车路协同系统，同时结合三网融合方案及边缘计算优势，进一步降低车辆与路口信息交互的时延，提高车路协同的实时性和有效性。

3.安全精准停靠

高精度定位等多项技术融合应用，一方面可以对进站车辆的车速进行平滑控制，另一方面可以将停靠点与站台之间的距离控制在10厘米内，再配合语音提醒辅助，让车辆实现精准停靠，保障乘客上下车安全。

4.智能车速策略

首先，通过车载智能网关，利用高带宽的无线网络实时回传车辆位置信息和相关数据，部署在5G边缘计算平台上的应用可以根据实时的车辆信息不断更新行驶策略；其次，通过5G网络下发给车载智能网关优化动力系统，达到高效、绿色、节能的效果。在整个驾驶过程中，司机不用控制刹车、油门，车辆可以实现智能驾驶。

未来，车联网将成为5G单体规模最大的垂直行业应用之一，我国主推的C-V2X技术已经成为国际标准，而且是全球主流技术，走在世界前列。作为业界最早提出LTE-V2X概念和技术框架的大唐电信集团，正在3GPP[11]积极推进LTE-V2X和NR-V2X国际标准的制定。

与此同时，大唐移动还在积极开发车联网系列产品和解决方案，积极参与工信部5+2智能网联汽车示范区建设，依托传统的4G/5G网络技术优势，结合在C-V2X上的先发优势，继续以开放的心态与更多垂直企业厂商开展多领域合作，促进5G智能网联汽车生态体系建立，持续推动中国乃至全球智能网联汽车行业可持续发展，实现跨界共赢。