01

為什麼需要智慧網聯？

未來的車越來越聰明。單車智慧主要包括決策層、高精度地圖和定位、感測器、處理器等核心元件。L4/L5自動駕駛決策層主要依靠AI演算法、深度學習等技術，為車輛提供駕駛行為決策判斷；高精度地圖和定位是實現自動駕駛的關鍵能力之一，是對自動駕駛感測器的有效補充；感測器是自動駕駛的眼睛，主要包括攝像頭、毫米波雷達、鐳射雷達和超聲波雷達等，例如超聲波雷達探測距離5米，鐳射雷達100米，攝像頭150米，毫米波雷達200米的融合感知組合；處理器是汽車的大腦，車載計算平臺包括晶片、顯示卡、硬碟、記憶體等，一般L2需要計算力<10TOPS，L3需要計算力30~60TOPS，L4需要計算力>100TOPS。

未來的汽車不僅是資料傳送和接收方，還是計算節點，更是資料分享節點。但是聰明的車僅僅依靠單車智慧存在如下三個方面的問題：

①實現自動駕駛L4/L5，存在單車智慧無法解決的場景，比如前方大車遮擋住紅綠燈、大車遮擋鬼探頭、前方几公里外交通事故預知等。這些場景，依靠車聯網的上帝視角可以較好解決。

②還存在一些場景，僅僅依靠單車智慧雖然能夠較好解決，但依然存在長尾效應。所謂長尾效應，是指99%力量用於解決1%的問題。比如依靠單車視覺識別交叉路口紅綠燈資訊，由於存在樹木遮擋、強光效應、極端天氣等因素，無法做到100%準確。對於這類存在自動駕駛長尾效應的場景，可以利用車聯網的車路協同技術輔助解決。

③還有一方面，自動駕駛如果僅僅依靠單車智慧，需要依託於多感測器融合，包括視覺、毫米波雷達、鐳射雷達，和高精度地圖和定位等技術。而採用車聯網技術將有效降低實現L4/L5自動駕駛的汽車端成本壓力。可以省掉鐳射雷達或者大幅度降低鐳射雷達規格，以及高精地圖採集成本。

以上三方面因素導致聰明的車不僅僅是車本身聰明，而且車還需要能和外界實現聯網互動，聰明的車=單車智慧+智慧網聯。L1階段主要依靠攝像頭和演算法晶片，L2階段主要依靠攝像頭、毫米波雷達和控制執行端，L3和L4階段引入鐳射雷達、高精地圖和智慧網聯。

02

智慧網聯車載終端產品形態演進

1. 傳統智慧網聯車載終端

包括T-BOX、Tracker、OBD、UBI、智慧後視鏡、行車記錄儀、ETC、汽車電子標識等。

①T-BOX（Telematic BOX），前裝智慧車載終端，整合2G、3G或4G無線模組，直接與汽車CAN匯流排通訊，獲取車身狀態、車況資訊等，並且將這些引數上傳到雲平臺，同時可以接收雲平臺下發的指令並回傳執行結果，具有自檢、遠端查詢、遠端引數設定和遠端升級等功能。

前裝裝置滿足車規級。通常來說車規級要求高於工規級，工規級要求高於商業級。比如溫度要求，一般來說，商業級（0℃-70℃）、工規級（-40℃-85℃）、車規級（-40℃-120℃）、軍工級（-55℃-150℃）。車規級需要滿足一系列國際/國家標準：（i）國際汽車電子協會（Automotive Electronics Council，簡稱AEC）制定的AEC-Q100（有源積體電路IC）、AEC-Q101（離散元件）、AEC-Q102（離散光電LED）、AEC-Q104（多晶片元件）、AEC-Q200（無源元件）的系列可靠性驗證標準。比如AEC-Q100定義了溫度要求，發動機周邊-40℃-150℃，乘客艙-40℃-85℃。（ii）IATF16949是IATF（International Automotive Task Force）國際汽車工作組釋出的品質管理體系，其前身是ISO/TS16949。汽車零部件的要求通常用PPM（百萬分之一缺陷率）來描述；（iii）ISO26262是基於IEC61508電氣/電子（E/E）系統的通用功能安全標準，提供汽車安全生命週期（管理、開發、生產、執行、服務、停運）的技術與管理要求，並定義了汽車安全完整性等級（ASIL），共分為ASIL-A，ASIL-B，ASIL-C，ASIL-D四個等級，其中D級為最高安全關鍵流程，測試規範最為嚴格。

②Tracker，能實現定位管理，知道車輛的實時位置資訊。Tracker根據配置不同，功能也不同，實現的也不再僅僅是一個定位功能。比如4G Tracker可以做到4G通訊、車輛定位、車輛狀態檢測、異常提醒、4G WIFI、藍芽4.0/3.0數傳、駕駛行為分析、行駛里程統計、遠端設定及維護等功能。

③OBD（On-Board Diagnostics），後裝裝置，能在車輛執行過程中實時監測發動機電控系統及車輛的其它功能模組工作狀況，如有發現工況異常，則根據特定的演算法判斷出具體的故障。OBD介面的位置一般在方向盤下面的內飾板中，靠近駕駛員膝蓋附近的地方，採用OBD-II介面標準，梯形16針DLC形式接外掛，讀取車輛CAN匯流排資訊。有了OBD上報的各類資料，通過搭建車隊管理平臺，可以實現車隊的量化考核（統計排名等），安全用車（駕駛評分、車輛健康評估、安全告警等），效率提升（評估車輛和司機工作量等），成本透明（里程油耗監控等）。

④UBI（Usage-Based Insurance/User-Behavior Insurance），一般整合六軸陀螺儀演算法和碰撞識別技術。三軸陀螺儀分別感應Roll（左右傾斜）、Pitch（前後傾斜）、Yaw（左右搖擺）全方位動態資訊，六軸陀螺儀是指三軸加速器（三軸加速器就是感應XYZ立體空間三個方向，前後左右上下軸向的加速）和三軸陀螺儀合在一起的稱呼。有了UBI裝置，保險公司可以實現針對不同客戶的精準定價，還可以實現無需人員現場出勤的索賠管理等業務。同時，車企還能夠利用UBI資料進行產品優化，消費者可以利用UBI資料進行駕駛行為分析等。

⑤ETC OBU，有源裝置，一般安裝在後視鏡座底部附近的擋風玻璃後面，工作在5.8GHz頻段。與安裝在收費車道上的路側單元（簡稱RSU）按照國標GB/T20851-2007標準的專用短程通訊（Dsrc）協議進行無線通訊。帶IC卡的ETC OBU稱為雙片式，不帶IC卡的稱為單片式。

⑥汽車電子標識OBU，無源裝置，安裝在汽車前擋風玻璃上，工作在920-925MHz頻段。ETC OBU因為需要電池提供電力，使用壽命一般為5年，而汽車電子標識OBU不需要額外電力，使用壽命可伴隨車輛終身。車輛速度支援方面，ETC系統空中交易一次200ms左右，一般支援車速在60km/h，汽車電子標識空中識讀一次20ms左右，可支援車速達到240km/h。

2. C-V2X車載終端

①OBU基本功能

C-V2X OBU（On Board Unit）是一種安裝在車輛上用於實現 V2X 通訊的硬體裝置，可實現和其他車輛OBU（PC5）、路側RSU（PC5）、行人（PC5）和V2X平臺（Uu）之間通訊。OBU上需要整合通訊網路，包括4G/5G Uu通訊晶片和模組，LTE-V2X/5G NR-V2X通訊晶片和模組。OBU基本功能包括業務功能、管理功能和安全功能。業務功能主要包括資料收發、協議轉換、讀取CAN匯流排資料、定位、時鐘同步等。

互動的資料主要包括上報類資訊BSM（Basic Safety Message，車輛安全訊息），傳送頻率10Hz；下發類資訊SPAT（Signal Phase And Timing Message，訊號燈訊息），傳送頻率2Hz；下發類資訊MAP（Map，地圖訊息），傳送頻率2Hz；下發類訊息RSI（Road Side Information，路側單元訊息），傳送頻率1Hz；下發類訊息RSM（Road Side Message，路側安全訊息），傳送頻率1Hz。

②OBU產品形態

目前的LTE-V2X OBU主要做訊息展示與提醒，對應前裝和後裝有不同的產品形態。即當前的LTE-V2X OBU能提供的僅僅是L0級給人類使用的資訊展示和提醒，未來隨著C-V2X標準演進，和自動駕駛車輛結合，將逐步助力L1/L2/L3，甚至實現L4/L5。

前裝方面，除了C-V2X功能整合到T-BOX外，訊息顯示與提醒可以放到液晶儀表盤或者中控顯示屏。典型C-V2X+T-BOX前裝裝置的主要硬體包括LTE-V2X模組、GNNS、LTE、MCU、CAN控制器、車載乙太網、電源管理、LTE-V2X雙天線（TX/RX,RX）/LTE天線/GNSS天線等。裝置可考慮安裝在C柱後排座椅下方，天線部署在鯊魚鰭內。主要效能包括髮送功率-10dBm~+23 dBm，工作電壓+9V~+36V，工作溫度-40℃-85℃，LTE-V2X工作頻率5905MHz-5925MHz，通訊距離600~800米，時延20ms，傳輸頻寬大於300kbps，以及前文介紹的T-BOX各項功能。

福特在2019年9月6日新聞宣佈計劃於2020年上半年推出基於C-V2X的部分預商用功能，即基於中國道路交通法規與實際路況，結合駕駛者意圖、速度、距離等資訊對演算法模型進行優化，為車主準確、適時、智慧地推送道路交通訊息與最佳駕駛方案，避免不必要的資訊干擾；作為國內首家進行V2X交通訊號燈資訊演示的車企奧迪，也在無錫展示了城市交通環境下的全新自動駕駛功能。

後裝方面，在國家第一個車聯網先導區無錫，移動釋出了YJ801智慧後視鏡C-V2X試商用版本，能夠實現紅綠燈訊號推送、導航、定位等功能；在美國懷俄明州交通局（WYDOT）Dsrc專案中使用Onboard HMI裝置，可以看到嚴重告警資訊（例如極端大霧天氣、道路施工等）、普通告警資訊（例如雨雪天氣等）、限速資訊、前向碰撞預警、車輛速度資訊等；在美國佛羅里達州Tampa，由坦帕-希爾斯堡高速公路管理局（THEA）牽頭的Dsrc專案中部署智慧後視鏡HMI裝置，可顯示前車緊急剎車資訊、限速資訊、車輛速度資訊等等。

3. 未來融合產品形態

①5G融合

隨著5G商用時代到來，支援5G的車載終端會陸續推出。5G、LTE、LTE-V2X、Wi-Fi 6、藍芽、GNSS、北斗等，可能需要多達18根天線提供相關業務，鯊魚鰭複合天線及分佈在車輛周圍的各種其它天線已經無法滿足需求，支援多頻通訊、具有遠端資料處理功能的智慧天線將應運而生。

②ETC、汽車電子標識融合

ETC和汽車電子標識產品，將與C-V2X功能融合。例如半前裝ETC OBU可以連線C-V2X+T-BOX裝置，與CAN匯流排隔離，實現不停車收費。汽車電子標識OBU可以連線C-V2X+T-BOX裝置，提供車輛資訊互動的“身份根”資訊。

03

OBU的部署節奏

根據公安部統計資料，2018年全國新註冊登記機動車3172萬輛，機動車保有量已達3.27億輛，其中汽車2.4億輛，小型載客汽車首次突破2億輛，私家車達1.89億輛，載貨汽車保有量達2570萬輛。新能源汽車方面，2018年全國新能源汽車保有量達261萬輛，佔汽車總量的1%，其中純電動汽車保有量 211萬輛，佔新能源汽車總量的81%。

2018年1月，發改委在《智慧汽車創新發展戰略》中提出，到2020年，智慧汽車新車佔比達到50%，中高級別智慧汽車實現市場化應用，重點區域示範執行取得成效。智慧道路交通系統建設取得積極進展，大城市、高速公路的車用無線通訊網路（LTE-V2X）覆蓋率達到90%，北斗高精度時空服務實現全覆蓋。到2025年，新車基本實現智慧化，高級別智慧汽車實現規模化應用。“人–車–路–雲”實現高度協同，新一代車用無線通訊網路（5G-V2X）基本滿足智慧汽車發展需要。到2035年，中國標準智慧汽車享譽全球，率先建成智慧汽車強國，全民共享“安全、高效、綠色、文明”的智慧汽車社會。

2018年12月，工信部在《車聯網（智慧網聯汽車）產業發展行動計劃》明確提出，到2020年，車聯網使用者滲透率達到30%以上，新車駕駛輔助系統（L2）搭載率達到30%以上，聯網車載資訊服務終端的新車裝配率達到60%以上。

中國汽車工程學會預測，2025年、2030年中國銷售新車聯網比率將分別達到80%、100%，聯網汽車銷售規模將分別達到2800萬輛、3800萬輛。預測到2025年L1/L2聯網汽車佔比55%，L3聯網汽車佔比20%，L4/L5聯網汽車佔比5%。儘管中國汽車產業面臨產銷量下滑挑戰，智慧網聯汽車依然將迎來快速發展期。

微信公眾號“5G行業應用”《5G車聯網十大產業化趨勢》文章中，詳細介紹了5G車聯網的十大產業化趨勢，其中C-V2X車聯網車載終端滲透率提升存在如下典型趨勢：

1. 商用車先行，乘用車上量

在商用車型，如計程車、公車、物流卡車、礦卡、港口車輛等，會優先於乘用車部署C-V2X車載終端。因為這些型別的商用車型，相對來說具有較為清晰的商業模式。

以物流行業為例，2018年物流總費用接近13萬億元，包括1400萬輛中遠途運輸以及城際運輸貨運卡車，和3000萬輛城市內運輸和快遞麵包車、三輪車、兩輪摩托車、電動車。4400萬輛交通工具背後，是數字更為龐大的司機數量（大中型卡車一般一車配多名駕駛員）。總額高昂的人力成本，為物流行業引入自動駕駛和車聯網提供了最基本的驅動力。

比如干線物流重卡實現車輛編隊行駛，編隊中後車通過車-車實時連線，根據頭車操作而變化駕駛策略，整個車隊以幾米甚至幾十釐米車距編隊行駛。頭車做出剎車指令後，通過V2V實現前後車之間瞬時反應，後車甚至可以在前車開始減速前就自動啟動制動，從而實現後車跟隨式自動駕駛。

2. 後裝先行，前裝上量

2019年4月15日，、、東風、長安、、北汽、江淮、長城、東南、眾泰、江鈴集團新能源、比亞迪、宇通13家車企共同宣佈支援C-V2X商用路標，並規劃於2020年下半年到2021年上半年實現C-V2X技術支援汽車的規模化量產。這次13家企業共同發聲，體現出C-V2X價值得到車企的廣泛認同，也標誌著智慧交通從單點突破走向系統和生態合作協同創新的新階段。

在迎來量產C-V2X前裝車型前，C-V2X將先以後裝形式發展，比如整合C-V2X功能的智慧後視鏡產品、行車記錄儀等。

3. 路側“覆蓋率”帶動車載“滲透率”

車聯網C-V2X場景包括V2V（車-車），V2I（車-基礎設施），V2P（車-人），V2N（車-網）。除了“車”必須具備聯網能力外（即車的“滲透率”）；路上是否部署了“網”也是車聯網發展的關鍵要素（即網的“覆蓋率”）。車的“滲透率”和網的“覆蓋率”決定了車聯網的商用速度。對整體商用節奏預測：

（i）首先在商用車型，如計程車、公車、物流重卡、礦卡、港口車輛等，和部分乘用車型，部署C-V2X車載終端，實現V2V（車-車）業務場景，如前向碰撞預警、盲區預警/變道輔助、車輛編隊行駛等；

（ii）其次在高速路側和城市路側部署C-V2X和5G網路，實現V2I（車-基礎設施）業務場景，如闖紅燈預警、綠波車速引導等；

（iii）隨著網的覆蓋率達到一定程度，將帶動車載終端安裝滲透率提升；

（iv）而當車載安裝滲透率達到30%臨界值的時候，又會進一步拉動網的部署。車的“滲透率”和網的“覆蓋率”二者相輔相成，推動車聯網商用。（來自 智車科技）