1、V2X是什麼?
英文全稱為Vehicle to Everything,就是車輛和萬物互聯,包括V2V(車車通訊)、V2I(車和路邊基礎設施通訊)、V2P(車和行人通訊)、V2N(車和網通訊)等。一個聽起來有點高大上的名詞,但是如果說車聯網,大家都聽的明白,只不過車聯網這個詞已經被用爛了,傳統意義上的車聯網通常單指V2N這一部分。現在還有所謂的車路協同、智慧網聯等時髦詞彙,其實說的都差不多是同一個東西。
上圖中的V2V、V2I、V2P用的是裝置到裝置的直連通訊方式,V2N是裝置連線基站,走的蜂窩網形式。
V2X有什麼用呢?在我看來最重要的一個用處是「安全」,當車能夠實時的和周邊其他車輛或者路側裝置互動資訊時,就可以大大的提高安全性。比如在下面的這個場景,
山區盤山公路拐角處,司機是看不到對面有沒有來車的,如果對向車不提前按喇叭,在拐角處還是比較危險的。我有一次坐大巴車出去玩,中途就幾次差一點在這種路口發生碰撞事故。
如果有了V2X,司機就可以提前知道對向有沒有車過來,提前做好防範措施。具體又可以有兩種實現方式,一種是V2V,對向的車輛裝有車載通訊裝置,它會高頻率的廣播自己的位置、速度、航向等資訊,自車接收後會判斷是否和自己有碰撞風險,做出預警。另外一種方式是V2I,對向車輛如果沒有通訊裝置,可藉助道路側的感測器(雷達、攝像頭)來檢測,然後將識別後的資訊透過路邊的通訊裝置發給車端,車輛再做判斷預警。
還有一次出門,車輛行駛在高速公路上,大霧、能見度非常低,突然遇到一輛側翻在路中央的貨車,差一點沒反應過來就撞上了,那時我就想如果有V2X,就可以提前幾百米發出預警,減少事故發生可能性。還有類似高速上臨時施工區的提醒,對行車安全也非常有意義。
除了剛才說的兩種場景,還有很多安全相關的應用場景:
看到這裡可能有朋友會問:車上裝上感測器(攝像頭、毫米波雷達、鐳射雷達),不就能識別出危險狀況了嗎?能這麼問說明你已經深入思考了一步,但是你如果仔細看上述場景的話,這些感測器都沒法比V2X更遠距離、更提前的檢測到潛在的衝突,因為會受到遮擋、天氣、自身檢測誤差等影響,而V2X恰好可以對這些問題做到補充。
有種說法,V2X也是起源於21世紀初發生在美國的一起特大交通事故,該交通事故是一輛卡車和一輛校車在十字路口相撞,導致車內的學生全部死亡。事故發生後美國國家運輸安全委員會(National Transportation Safety Board)對事故進行了調查並提交了一份報告給美國公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration,簡稱NHTSA)。報告中描述了事故發生經過,認為如果事故發生時車輛上有能與其他汽車進行通訊的系統,那麼該事故就能夠被避免,並建議NHTSA開始進行V2V的授權工作,並希望汽車製造商們能夠在所有新車上安裝此係統。
還有種說法是如果把無人駕駛汽車比喻為一個人的話,攝像頭和雷達是眼睛,而V2X就是嘴巴和耳朵,不僅可以說(不斷說出自己的位置、速度、航向等資訊)還可以聽(接收其他車輛的資訊),這個說法我覺得還是很有道理的。人開車雖然主要靠眼睛,但是也會透過喇叭或者車燈來和其他車輛互動,從這個角度來說我覺得V2X還是很有用的。
除了安全,V2X還有兩大作用:「通行效率」和「資訊服務」。效率類應用包括車速引導、車內標牌等場景,資訊服務包括汽車近場支付等。這兩個有用嗎?有用,但是我覺得都不如安全的重要性大。
標準裡定義了17個典型的V2X應用,
2、行業發展
V2X和「汽車」、「交通」、「通訊」三大行業密切相關,可以看作是一個新興的交叉領域,國內最近幾年呈現蓬勃發展的勢頭,一大原因和5G有關,5G是民族驕傲,但是迫切需要為它找到應用落腳點,而5G的三大應用場景eMBB(enhanced Mobile Broadband,增強型移動寬頻)、mMTC(massive Machine Type Communications,海量機器類通訊)、URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications,超可靠、低時延通訊),其中的mMTC和URLLC都是為物聯網服務的,而車聯網是個超級大的、可以集中統管的垂直應用領域。
什麼?不是在說V2X嗎,怎麼扯上5G了?這又得嘮叨一會,經常有人鬧不明白。
最初國外V2X用的是一種叫做802.11p的技術,它是在802.11a也就是WIFI基礎上改進的一種技術,通訊方面的具體差異咱就不說了,因為我沒法說的很清楚,但是比較容易理解的是,WIFI顯然是沒法直接用在車車通訊上的,因為連線的過程需要花費很長時間,這對車輛安全應用顯然是無法接受的,因為WIFI還沒連線上,車輛搞不好就撞到一起了。所以802.11p主要是減少了通訊時間、提高了通訊準確率。
國外有802.11p,通常也叫DSRC,國內出了一個LTE-V,此標準是以大唐電信和華為為代表提出來的,對應在3GPP標準組織下。
LTE-V裡包含兩種通訊方式,一種是直連通訊,不依賴於基站,一般叫PC5(ProSe Communication 5)介面,一種是蜂窩通訊,需要基站參與,一般叫Uu(U表示使用者網路介面:User to Network interface,u表示通用:Universal)口。
國內V2X走的是C-V2X(Celluar V2X)這條路線,LTE-V也在不斷演進,後面會升級到5G-V2X或者NR-V2X,變化是速率很快、延遲更低。再加上5G的蜂窩通訊,這時V2X就和5G有關聯了。
V2X在國內目前依舊處於示範階段,只不過規模越來越大,從早先幾年的封閉測試區、示範開放道路,到現在的城市先導區建設。
最近也有部分車企在新發布的車型裡前裝了V2X,包括上汽通用2021款別克GL8 Avenir艾維亞(可選裝V2X智慧交通技術,售價10,000元),紅旗品牌全尺寸智慧純電SUV紅旗E-HS9(搭載了移遠的C-V2X模組AG15和LTE模組AG35)等。車企前裝V2X對這個行業是個好事情。
當然還有相當多的問題在探討中,包括路側裝置由誰來建設、誰來運營、如何盈利?普通消費者是否有意願後裝車載裝置(真正能帶來哪些價值)?等等..
3、晶片、模組、裝置、企業
現有晶片包括只支援LTE-V的,同時支援LTE-V和4G 蜂窩通訊的,以及同時支援LTE-V和5G蜂窩通訊的這三種,模組也是同樣的情況。
注意雖然5G晶片、模組及手機早就有了,但是5G-V2X晶片目前還沒有。
目前能做LTE-V晶片的企業不多,就華為、高通、大唐、Autotalks這幾家。同時做LTE-V+蜂窩通訊二合一晶片的目前只有華為和高通。
模組方面,華為和大唐是自己做,高通的模組商比較多,有移遠、高新興、SIMCOM等,用的最多的是移遠,Autotalks模組商有村田等。
國內做OBU、RSU裝置的企業主要有4大類, 第一類是傳統的通訊行業企業,華為和大唐,他們是既做晶片、又做模組、還做裝置的公司;第二類是傳統的交通行業企業,包括華錄易雲、金溢、萬集、千方、高新興等公司;第三類是傳統的汽車行業企業,包括均勝、東軟等公司;第四類是創業公司,包括星雲互聯、華勵智行、CIDI等公司。國外有Codha Wireless、Savari公司。
各公司營收目前主要還都是靠拿示範專案,誰能在未來商用時代佔領市場還得需要時間驗證。
看起來這麼有前景的行業,自然少不了BAT的參與,這裡面發力最猛的當屬百度,阿里和騰訊也有不同程度的參與。
產品方面,RSU(Road Side Unit)用在戶外,24h不間斷工作,在我看來裝置的穩定可靠工作是關鍵。
RSU通常掛在路杆上,和OBU之間的通訊距離在空曠情況下可以達到1km以上。
OBU(On Board Unit)用在車內,是否達到車規級要求和低成本是關鍵,另外前裝和後裝考慮的點也有所不同。現在各家做的基本上都長這樣:
兩者的內部架構通常如下:
主控處理器絕大部分用的都是NXP的I.MX系列,其中LTE-V模組和4G模組是分立的兩個模組或者一個模組。
除了OBU、RSU本身,和V2X相關的還包括車端應用提醒(聲音、畫面)、路端的邊緣計算、感知,雲端的雲控平臺等。
在我看來只有V2X能真正的為使用者帶去價值,得到使用者的真正認可,才能夠真正的落地,這個價值還需要不斷的探索。
由於篇幅所限,各個方面寫的都不是很深入,後續再深入展開,感興趣的可以保持關注。