车联网行业发展研究

陈浩然，冯 毅，夏 禹（.重庆邮电大学，重庆 400065；.中国联通网络技术研究院，北京 00048；.中国联通网络技术研究院，广东深圳 58048）

0 前言

中国是人口大国，也是汽车消费大国。车联网产业是汽车、电子、信息通信、道路交通运输等多个行业深度融合的新型产业，是全球创新热点和未来发展的制高点。为全面实施“中国制造2025”，深入推进“互联网+”，推动相关产业转型升级，大力培育新动能，国家已经将发展车联网作为“互联网+”和人工智能在实体经济中应用的重要方面，各参与方积极进行技术与业务创新，为下一个行业浪潮的到来积极做准备。本文从车联网概念入手，对国内外车联网的发展现状进行了分析，让大家对车联网行业能够有一个初步而全面的认识。

1 车联网发展概述

1.1 车联网的定义

车联网概念引申自物联网（IoT），全称为汽车移动互联网，是以车内网、车际网和车云网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车与车、路、行人及互联网等之间，进行通信和信息交换的信息物理融合系统，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，是物联网与智能汽车的深度集成和应用，是信息化与工业化深度融合的重要领域。

1.2 车联网的作用

a）更安全。据公安部交管局数据统计，我国汽车事故死亡率高达7.95%，远高于发达国家，每年交通事故致死6 万人，占各类事故死亡人数78.8%。通过车联网的实时监控手段，售后服务中心、保险公司、交通管理部门等都可以通过网络实时得知车辆的方位以及状况。

b）更高效。中国上班族每天路上花费时间全球第一，拥堵产生的时间、燃油和环境污染等损失已经达到城镇居民人均可支配收入的20%。车联网技术能够将车辆的位置信息反馈给云控制中心，系统进行分配疏导，自动为客户修正驾驶路线。

c）更智能。智能汽车领域最重要的在于“信息交互”。它可以与人、设备、车厂及服务中心、第三方机构（购物中心、餐厅等）以及其他车辆进行信息交互，为车主的生活和出行提供便利。

1.3 车联网的产业链

车联网软件提供商是车联网产业的基础，主要为车联网产业链中的硬件厂商提供软件支持。

a）车载终端设备提供商向整车厂商、4S店或车主直接供货。当前已有部分车载终端设备提供商拥有完整的软件研发能力，在地图资源方面亦有布局，这其中具有代表性的企业是凯立德。

b）移动智能终端提供商。目前领先的移动智能终端提供商已经开始涉水车联网，模式也不尽相同。苹果CarPlay 主要与整车厂商进行合作，其平台可与iOS 设备联动。而小米则与凯立德开展合作，小米移动智能终端与凯立德车载设备结合亦是其未来的发展方向。

c）汽车远程服务提供商（TSP——Telematics Service Provider）。其在整个产业链中处于核心地位，集合了位置服务、Gis 服务和通信服务等现代计算机技术，为车主和个人提供强大的服务。中国TSP 目前发展较为薄弱，但其市场潜力较大，消费者的需求也较为强烈，收益较高，是产业链中众多企业争取的对象。

图1给出了车联网产业链上下游参与方。

2 国外车联网行业发展现状

2.1 日本车联网发展状况

日本政府对车联网行业高度重视：1996 年，日本政府提出《ITS 总体构想》，开始研究道路交通情报通信系统（VICS——Vehicle Information and Communication System）。截至2008 年，VICS 系统已覆盖日本80%地区，所有高速公路及主干道均能收到VICS 信息。VICS 系统在日本的广泛应用，带来了可观的经济效益和巨大的社会效益。

2014 年，日本发布了《战略性创新创造项目（SIP）》，将自动驾驶作为十大战略领域之一。日本政府在2016 年明确了将于2020 年在部分地区实现自动驾驶功能。日本的内务和通信部（MIC）也在积极组建研究组来推进车联网的发展，并提出要在2020年前完成V2X 研发与市场化，完成交通信息开放数据共享架构和应用，为2020年东京奥运会提供运行方案。

图1 车联网产业链上下游参与方

本田、丰田等汽车厂商在车联网的发展初期就积极推进，其初衷是提升汽车用户的体验和增强用户的黏性。随着高速移动通信4G 的普及和汽车大数据的自动化采集，日立、Docomo 和NEC 等日本IT 巨头也纷纷进军车联网领域。

图2给出了VICS系统商业运作模式。

2.2 美国车联网发展状况

图2 VICS系统商业运作模式

近年来，美国政府把车联网放在了国家战略的高度，全方位推进车联网的发展。2003 年，美国交通部发布了VII 车路协同系统项目。2009 年，美国交通部将VII 项目拓展了研究范围后更名为“IntelliDrive”。2010 年，继而发布了“智能交通战略研究计划（2010—2014）”，对美国车联网技术进行了详细规划部署。2014 年8 月，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）公布了车车通信预立法草案，并于2016 年启动了NPRM 过程。2015 年，美国交通部门发布了“智能交通战略研究计划（2015—2019）”，将研究集中于“互联汽车”和“自动驾驶”等领域。

除政府外，美国两大通信巨头以及汽车厂商也在发力车联网。美国电信公司Verizon 开展了“Verizon车辆”计划；第二大无线通信运营商AT&T 则与产业链上下游众多实力强大的企业开展了广泛和深入的合作，共同打造AT&T Drive 平台。2008 年，福特联合微软推出了福特SYNC 系统（Synchronization），最新的SYNC 则集成了交通监测、导航与讯息功能，为驾驶者连通一切驾驶途中所需要的信息；通用汽车计划于2020年前推出首款无人驾驶汽车凯迪拉克SRX。

2.3 欧洲车联网发展状况

1986 年，欧洲开始了民间主导的PROMETHEUS计划，1988 年开启了DRIVE 计划。2003 年，欧洲汽车制造商成立了车车通信联盟（Car-to-Car Communication Consortium，2C-CC），整合各国资源，共同规划发展。2004 年，欧洲开启了ITS 整体体系研究（FRAME计划），对各国的体系框架进行统一。

在顶层设计方面，欧盟委员会在2011 年出台了《欧盟一体化交通白皮书》，提出重点发展车辆智能安全、信息化以及交通安全管理；2013 年和2015 年分别出台了相关政策以推进自动驾驶的应用。

欧洲各大汽车厂商也在积极开展车联网的应用。宝马的“intelligent-Drive system”是多种资讯和驾驶辅助功能的集合体，第3代的宝马i-Driver系统已经相当于车辆本身的“代言人”。奔驰COMAND 系统（Cockpit Management and Navigation Device）将车载互联与车辆高度集成，具有查看车辆信息和实施人工呼叫等功能。

2.4 小结

随着自动驾驶、物联网技术的快速发展，车联网成为国内外新一轮科技创新和产业发展的必争之地，美国在网联化技术、智能控制技术、芯片技术等方面处于优势地位，产业的上中下游实力均衡；欧洲则拥有强大的汽车整车及零部件企业；日本则在智能安全技术应用方面较为领先。

如今，车联网已然进入产业爆发前的战略机遇期，正在催生大量新技术、新产品、新服务。

3 中国车联网行业发展现状

与国外相比较而言，我国车联网产业起步较晚。2015 年，政府相继发布了《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，车联网产业成为国家发展战略的重要内容。2018 年，工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同组织制定了《国家车联网产业标准体系建设指南》系列文件，从智能网联汽车、信息通信、电子产品与服务等方面提出了车联网产业的整体标准体系结构、建设内容，通过充分发挥标准的引领和协调作用，为打造自主可控、具有核心技术、开发协同的车联网产业提供支撑。

3.1 智能网联汽车

智能网联汽车的目标就是要实现完全自动驾驶。《中国制造2025》对智能网联汽车的定义中，自动驾驶可分为DA、PA、HA以及FA 4个阶段（见表1）。

表1 自动驾驶的4个阶段

目前国外自动驾驶技术普遍处于L1-L2 阶段，而国内则处于DA（L0-L1）阶段。现阶段主要的市场应用集中于高级驾驶辅助系统（ADAS），ADAS 技术在发达国家渗透率较高，而国内应用则不及国外广泛。

关键技术的进口替代。传感器市场与地图导航市场是无人驾驶的关键。传感器方案分为雷达和摄像头。雷达可分为超声波雷达、微米波雷达、毫米波雷达以及激光雷达。摄像头传感器有单目、双目和三目之分。

定位方面。现有的定位装置有多模卫星导航定位（GNSS），惯性导航（INS）等。除了卫星本身，地面差分站也很重要。

芯片、算法行业集中度高，各大整车厂家已经逐渐形成了分别以Mobileye 和NVIDIA 为核心的联盟。由于缺乏汽车半导体厂商，国内厂商整体较为落后。

车载操作系统分为云服务和自动驾驶两大类，其中云服务主要基于车载操作系统的多样化APP 应用，而自动驾驶将融合传感器、图像技术、通信技术和人工智能技术做出分析决策。目前，底层操作系统仍以QNX、Embedded Windows 和Linux 为主。应用平台的迅速发展使得应用的开发越来越独立于底层操作系统。

3.2 信息通信

全球主要的车联网通信技术标准有2 种：专用短程通信技术（DSRC——Dedicated Short Range Communications）和C-V2X（C 指蜂窝网Cellular）。DSRC 的优点是芯片和设备厂商都有较为成熟的产品和解决方案，但在容量、抗干扰等方面不足；而C-V2X 技术在容量、抗干扰以及快速调度等方面具有优势，缺点是缺乏大规模应用。

如果中国采用通用的DSRC，实施速度快且成本较低，但毫无疑问将再次受制于人。而我国拥有全球最大的LTE 网络，具备LTE-V 演进的技术优势，因此我国明确了要着力研究LTE-V2X、5G 等新技术在车联网中的应用。

在频谱划定方面。2018 年，工业和信息化部颁布了相关文件，规划了5 905～5 925 MHz 频段作为基于LTE-V2X 技术的车联网（智能网联汽车）直连通信的工作频段。

在通信芯片及模组方面，国内企业能够提供基于LTE-V2X 的测试芯片模组。在终端与设备方面，国内大唐和华为等企业能够提供支持LTE-V2X 的OBU 和RSU通信终端产品。

在通信基础设施方面，华为在2018 年发布了LTE-V2X 芯片，并在6 月份发布了首款商用C-2X 解决方案RSU，推出了测试用LTE-V2X 基站，并在2019年提供完整的核心网设备升级方案。

在运营服务方面，国内三大电信运营企业均大力推进车联网项目。中国移动借助品牌优势，开放OneNET 平台，整合车载终端开发、内容引入以及车联网专网能力；中国联通则主张“多模通信+人车路协同+车云同步”的云网协同一体化网络，实现多场景融合的应用解决方案；中国电信则将重点关注与公交优先及停车导引应用，发布了“基于车联网的无人驾驶行动计划”。

3.3 网络与信息安全

车联网信息安全需求的安全级别要求更高，安全事件危害程度更大。2017 年，中国信息通信研究院正式发布《车联网网络安全白皮书（2017）》，指出车联网的网络安全应重点放在智能网联汽车安全、移动智能终端安全、车联网服务平台安全、通信安全，同时数据安全和隐私保护要贯穿于车联网的各个环节。

目前，整车厂商已开始车联网网络安全工作部署，不断加强车联网全生命周期各环节的网络安全管理。而安全企业在安全防护技术研发和产品创新方面也取得初步成效，除了提供软硬件产品外，还提供渗透测试、安全评测服务。

在车载信息安全方面，国内主要是IT 行业的公司在做，主要方法也是借鉴IT 行业的方法；而国外的几个汽车电子巨头，把算法集成到了安全芯片内，本质上是从软硬件同时发挥作用，大大提高了安全性能，其性价比也比较高。

3.4 小结

当前，我国车联网产业正处于起步阶段，技术创新愈加活跃，新型应用蓬勃发展，产业规模不断扩大。在国家车联网政策以及规划的带动下，各省市地区也不断出台车联网发展政策，以带动地区车联网的发展，推动我国车联网行业向前迈进。

4 中国车联网发展建议

我国车联网的发展与国外还有一定差距，车联网的发展带来了汽车产业以及芯片集成电路、人工智能等领域的重构和市场格局的变化。本文认为，可从以下几方面加快我国车联网行业的发展：

a）加快推进跨行业的合作机制和标准化体系。充分发挥国家车联网产业发展专项委员会的作用，通过部门间协同，推动车联网产业发展，形成国家车联网研发及产业化体系的整体效应。同时，建立完善的车联网产业标准体系，以技术和应用带动产业，在重点标准领域实现突破。

b）加大对车联网企业的扶持力度，加快专业人才培养。政府通过财政补贴、示范应用和产业化推进等方式，加大相关领域的关键技术开发与产业化。车联网是新的一轮技术革命，必须加大汽车与相关产业的交流融合，培养复合型专业人才，在高等院校开设相关专业课程，完善人才储备。

c）加快5G 产业发展，为车联网提供更高效更可靠的网络基础。基于5G 的LTE-V2X 在覆盖距离、网络延时方面都优于DSRC。在我国5G 先发优势明显的背景，要加快我国的基于5G 的车联网产业链的发展，将基于5G的V2X的技术优势转化为产业优势。

d）重视车联网信息安全保护和个人隐私保护。重新定义车联网的信息安全，构建主动安全控制与信息安全协同的安全防护体系，从立法层面来加强数据安全和用户个人信息保护管理，规范数据有序开放共享。