自动化驾驶系统中车联网的发展现状分析

孙鸽 赵家琦

摘 要：近几年汽车的智能化发展迅速，汽车车机系统的功能正在逐渐变得丰富。车联网在这一过程中逐渐走入行业发展的热门领域。信息技术的不断迭代也给车联网技术带来了不同的发展方向。车联网的发展正在融合最新的通信技术，同时在智能驾驶中扮演更加重要的角色。

关键词：车联网;智能驾驶;自动驾驶

中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）09-0075-02

0 引言

汽车发展已有百年历史。随着科学技术不断更新迭代，每个阶段的策划发展都有其时代的特征。随着新世纪的到来，汽车技术的发展更是飞速向前，从相对基础简单的机械阶段，过渡到全车电子化。随着移动互联网的飞速发展，汽车的车机系统也在向着联网化智能化的方向迈进着。但是随着信息技术的发展，汽车系统的智能化正逐渐摆脱娱乐系统的绑定，更深入的影响改变着车辆中各个功能。近几年智能辅助驾驶的发展和普及，汽车实现更高层次的自动驾驶已成定局。那么在智能驾驶的发展进程中，车联网是实现智能驾驶以及自动驾驶的关键前提。

1 车联网的定义

车联网一般是指以车内执行器网络、车际互联网以及车载移动互联网为基础，各部分按照规定的通信协议以及数据交互标，在“车toX”（X主要涵盖行人、车、路、互联网）间通讯和信息交互的网络[1]。车辆通过卫星导航定位系统、车载雷达、传感器、摄像头图像处理等环境感知设备完成自身环境、姿态和状态信息的采集辨别，同时通过移动互联网技术，车辆可以将自身的数据上传，并通过移动互联网获得更多的信息辅助自身进行状态的判别。进而实现通过车联网获得超过自身信息处理能力的信息以及信息处理结果。

同时，车联网也是信息化与工业智能化深度融合的重要体现与应用，是5G技术优点应用落地的重点方向。车联网的产业发展对于带动汽车行业、交通行业、通信行业以及电子信息行业的产业转型升级、系统创新和融合发展起到的重要的促进作用。

2 国内外的发展现状

从专利数量来看，截至目前，美国、中国、日本、韩国是车联网专利申请数量最多的三大国家或地区。根据中国通信学会提供的数据，目前在车联网专利全球地域分布中，美国占比30%，中国占比25%，日韩共占比24%;同时中国的专利增长速度远高于平均水平，由此可见，各国或经济体均在车联网领域积极布局。

由于各个方面原因，我们在过去的几次工业革命所带来的产业升级中并没有抓住机会。导致目前国内汽车在品牌、技术实力以及综合影响力上均与世界其他几大经济体有较大差距。汽车产业作为产业经济的皇冠，关联了庞大的上下游产业，进而带来了可观的产业价值[2]。

在政策上，各国纷纷推出相应的发展规划以及推进试点部署的方案。我国也加紧在车联网领域的政策引导。2010年，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的研究。在“十二五”发展规划期间，工信部从产业规划、技术标准等多方面着手着力扶持相关产业。

2018年6月，工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合组织发布《国家车联网产业标准体系建设指南》（以下简称《建设指南》）。《建设指南》建立了更为规范的智能网联汽车标准体系、相关电子产品与服务标准体系、车辆智能管理标准体系、信息通信标准体系和智能交通标准体系，全面推动车联网产业技术研发和标准指定。我国自上而下的通过加强产业顶层的设计，规范发展标准，推进产业健康发展，由此可见我国对于车联网产业发展的重视程度。

3 车联网技术发展现状

车联网通过信息通信与移动互联网技术，实现了车内设备、车与人、车与车、车与路、车与云端服务平台五种应用场景的网络连接。同时，以路基設施为补充，实现以上五个通信场景。进而构建汽车和交通服务的升级，进一步优化了交通治理水平，提高了交通效率，改善了驾驶体验。

为了统一表述这五种通信场景，用V2X来表示这一技术。中V代表车辆，X代表任何与车交互信息的对象。V2X包括 V2V（车与车）、V2I（车与路）、V2P（车与人）、V2N（车与网络）之间的通信功能。如表1所示。

目前全球存在两大可用于车联网通信技术标准流派，即DSRC（专用短程通信技术）以及C-V2X（基于蜂窝技术的车联网通信）。其中，DSRC标准由IEEE（美国电气电子工程师学会）于2004年基于WIFI制定。该方案主要基于 IEEE 802.11p，IEEE 1609，SAEJ2735 & SAE J2945三套工业标准，这三套标准分别从物理标准、网络架构和流程以及报文规范进行标准的描述。

C-V2X由3GPP（移动通信伙伴联盟）通过拓展通信的LTE标准制定，包含LTE-V2X和5G-V2X。从技术演进角度讲，LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演进，涵盖了业务需求、系统架构、安全研究和空口技术4个方面。C-V2X标准化工作主要分为3个阶段：第一阶段基于LTE技术满足LTE-V2X基本业务需求，即LTERel-14标准版本;第二阶段基于LTE技术升级以满足部分5G-V2X增强业务需求（LTE-eV2X），即LTERel-15标准版本;第三阶段基于5G技术实现全部或大部分5G-V2X增强业务需求。

DSRC系统由车载单元（OnBoardUnit，OBU）和路侧单元（RoadSiteUnit，RSU）两部分构成，OBU提供了车间设备的数据传输，同时OBU与RSU提供车路间信息的双向传输，RSU再透过光纤或其他网络将交通信息传送至服务器端的运输系统平台（ITS）。

C-V2X中C代表的是蜂窝移动通信技术，即C-V2X是基于目前3G、4G以及将来的5G通信技术整合而来的移动网络应用技术[3]。具体包含了两种通信接口：一种是短距离直接通信接口（PC5）主要用来车、人、路之间短距离的通信需要;另一种为终端与基站之间的通信接口（Uu），该接口实现远距离大范围的通信。C-V2X标准中的LTE-V技术包含（LTE-V-Cell以及LTE-V-Direct）两种工作模式，针对不同应用场景和需求灵活组合。LTE-V-Cell需要基站作为控制中心，实现大带宽、大覆盖通信，具有较好的非视距通信功能，LTE-V-Direct可无需基站作为支撑，可直接实现车辆与车辆，更适用于车辆与周边环境节点通信，可以实现低时延、高可靠通信。