基于常熟车联网先导区引发的推广应用思考

王奇峰，杨 雷

(1.常熟国家大学科技园管委会，江苏 常熟 215506)(2.江苏天安智联科技股份有限公司，江苏 无锡 214104)

1 车联网简介

车联网是汽车行业发展的重要方向之一，近年来我国车联网产业发展迅速，顶层设计规划和政策不断完善。先导区是落实国家制造强国和网络强国发展战略，推进车联网关键技术研发、产业发展综合服务构建、车联网创新应用实践的重要平台。

车联网是汽车、电子、通信、软件、交通运输和交通管理等行业深度融合的新型产业形态，是培育新的经济增长点、加快新旧动能接续转换的重要载体，是新型基础设施建设(新基建)的重要方向。车联网既是实现智慧交通的重要抓手，也是构建智慧城市的重要组成部分[1]。车联网通过“人、车、路、网、云、图”之间的互联互通，为智能驾驶和智慧交通应用提供准确、及时的信息服务支撑，从而提升交通运行安全效率、提高车辆智能驾驶水平，同时为用户提供便捷的交通服务，如图1所示。

图1 车联网车路协同应用场景

当前，全球车联网产业正处于加快部署的关键时期，美国、欧盟等国家和地区将车联网产业作为战略制高点，通过制订国家政策或通过立法推动产业发展。美国交通运输部在《ITS战略计划2015—2019》明确了智能交通领域的发展方向，确立了汽车智能化、网联化的核心。在路径上，美国车联网发展重点依托通用、福特等本土整车企业在技术上的驱动，以车路协同应用为主。由于政府采取技术中立政策，发展进度低于预期，并未形成大规模的应用。欧盟借助在汽车制造和零部件配套相关产业方面的核心技术优势，以面向场景应用为主，计划到2022年年底实现所有新车均配备车联网通信设备以支持车路协同模式；到2030年步入以完全自动驾驶为标准的社会[2]。

我国高度重视车联网发展，国家部委及地市积极推进车联网示范区、先导区以及“双智”试点建设[3]，截至2021年12月底，国家部委推进建设的智能网联汽车测试及应用示范区21个、国家级车联网先导区4个、“双智”试点城市16个。我国车联网建设逐步从先行先试走向规模化应用[4]。

基于此，常熟市大力推进“一城、二区、三基地、四示范应用”建设工作，以国家经开区、国家高新区为产业集聚区，打造常熟市城区道路环境、高速道路环境、乡村道路环境下的智能网联测试基地，以城市公共出行、市政清洁、“工业 4.0”、景区游览为重点的示范应用，以示范应用带动智能网联产业园区，大力推进新兴产业发展，加大科技创新投入，全面推进 5G-V2X 车联网基础设施建设，抢占汽车产业未来发展战略的制高点，加快培育智能网联汽车产业，推动汽车产业转型升级，进一步丰富和完善常熟汽车产业内涵，将常熟打造成全国领先的智能网联汽车产业应用高地。

2 车联网技术内容

2.1 基础设施

车联网道路基础设施主要包括基础类、通讯类、感知类、计算类、交互类等5大类，其中基础类设施包括交通信号灯、信号机、传统标牌标线等；通讯类设施包括C-V2X路侧通信单元(同时支持直连工作模式PC5和网络工作模式UU)和光纤通信网等，实现端到端以及端到云的通信；感知类设施包括交通事件检测摄像头、毫米波雷达、激光雷达、雷视一体机等，实现对路况交通流、交通事件等信息的采集；计算类设施包括中心及边缘云计算设备；交互类设施包括智能斑马线、智能锥桶、主动发光标牌、V2X导航地图、APP等，车联网基础设施类型及路侧部署如图2所示。

图2 车联网基础设施类型

在车联网项目实施中，为支撑车联网应用和业务场景实现，结合道路情况和实际需要，通过灵活部署相关感知和计算设备，夯实路侧数据的全息采集能力和交通事件识别能力，为车路协同赋能智能驾驶和智慧交通应用打下坚实基础[5]。

2.2 应用方向

2.2.1智能驾驶应用

车联网通过信息交互、协同感知与决策控制实现车路协同，从而极大地拓展单车的感知范围、提升感知能力，在数据、算力、算法等方面拥有更高维数据，能够让智能驾驶行车更安全、行车范围更广阔、落地更经济，加速自动驾驶从单体智能向群体智能转变[6]，从本质上解决单车智能自动驾驶遇到的技术瓶颈。

2.2.2智慧交通应用方向

车联网基于交通分析研判工具和模型，结合全息路口、全息路段等技术驱动城市[7]，对城市路网运行、交通事故、交通违法、交通车辆、车道行为、路口、交通运输等进行全方位分析，根据分析数据梳理，结合城市交通特色，通过智能网联技术、城市交通数据底座及交通大脑，融合交警、车联网先导区感知采集数据，对多元数据的融合分析和深度挖掘，实现对城市交通运行态势的评价分析[8]。

3 常熟车联网先导区建设实践

常熟拥有丰田汽车研发中心、奇瑞捷豹路虎智能化工厂等传统优势产业集群，适合将智能网联汽车与车联网协同发展作为重点建设方向打造。随着国家工业和信息化部与江苏省政府公布建设车联网(智能网联汽车)先导区的战略部署，常熟顺势而为，于2019年启动智能网联汽车测试基地项目建设，助力苏州获批首个省级车联网先导区(三区一走廊格局)，明确了常熟的车联网基础设施建设内容(即路端覆盖)和重点应用发展方向(即车端渗透和云端互通)。

路端覆盖：通过对道路基础设施的智能化和网联化改造，灵活部署通讯、感知、计算、交互类设备，做厚路侧感知层，以满足深度应用场景需求。

车端渗透：针对后装市场以及重点行业用户，坚持以场景需求为导向，围绕提升公众参与和感知，快速部署推广支持UU(网络模式)+PC5(直连模式)智能车载后视镜终端上车，实现短期内车辆联网渗透率的迅速提升。

云端互通：构建统一开放服务平台，结合实际应用需求，实现交警、物流、图商等第三方业务平台数据共享，在满足智慧交通和智能驾驶业务需求的同时，为多元生态服务提供服务支撑。

截至2021年底，常熟车联网先导区路端已完成了核心示范区共计19个交通路口以及14.5 km道路的智能化、信息化升级改造，建成了16类智能网联测试场景。在二期项目规划中，将结合智能网联汽车测试和示范场景应用需求，进一步拓展路端智能化建设规模，推动区域覆盖；加强多元融合的深度感知建设，构建更为完善的道路测试场景，满足智能网联汽车测试需求。二期的规划建设目标如图3所示。

图3 常熟车联网先导区建设内容——路端及场景

常熟车联网先导区已实现的示范应用场景主要包括交通管理服务、百姓出行服务、车联网及驾驶服务三大类[9]。

3.1 百姓出行服务

1)智慧公交改造。目前传统公交车数量众多，车路协同的基础设施建设也刚起步。对于传统公交进行网联化改造，既经济，又实用。常熟选取一条公交线路，对公交车及其沿途道路基础设施进行智能化和网联化改造，创新设置车载交通诱导屏、车尾灯态情报板，配合车载前置摄像头，实现弱势交通参与者(主要是行人和非机动车)闯入提示和车尾信息发布等多种功能，提高公交运营安全和效率，如图4所示。

图4 常熟公交车定制共享尾屏

2)车载智能终端。由于车规级车载终端研发和验证周期长，不利于快速进行市场和场景验证，无法解决规模庞大的存量市场需求。因此通过后装车载智能后视镜(图5)，将路口行人过街、右转场景、交通信号灯态、绿波通行情况、部分公共平台交通及社会信息提醒下发至车端，解决当前情况下智能网联与车内通信的实用性问题，有利于后续的验证、推广和发展。

图5 后装智能后视镜产品

3)C-V2X(蜂窝车联网)城市环境的车端导航引擎优化。通过和图商合作，根据车联网建设获知的路口交通拥堵、车流等信息，通过算法，确保导航路径优化结果实时更新。

3.2 车联网及驾驶服务

1)智慧物流无人车。基于安全考虑，车联网服务于低速自动驾驶是当前技术条件下的明智选择[10]。常熟通过与京东物流合作，让京东物流智能发展研究院落地常熟，发展低速无人物流配送车[11]。先导区在建设规划之初，通过与京东物流研发和运营团队的沟通，明确其在重点场景下对车联网信息支撑的需求，率先通过车联网直接向无人车提供路口红绿灯态，解决无人车视频识别红绿灯受恶劣天气影响可能出现误差等问题，大幅提升通行效率，同时在慢车道交通治理、复杂路况车路协同辅助支持方向进行进一步的技术探索。目前常熟已有几十辆京东无人物流车提供城市内配送，实现了C-V2X(蜂窝车联网)环境下低速无人驾驶的全球首个商业化应用场景，常熟街头稳步行进的京东无人物流配送车，已成为常熟街头一道亮丽的风景，如图6所示。

图6 京东无人物流配送车

2)车联网标准化场景库[12]。目前针对车路协同产业，尚无标准化、规范化的路侧感知、计算系统的部署设计与部署方案。各地路侧基础设施部署方案各异，效果差别较大，需要通过标准化的场景设计实现规模化建设(图7)，后续可以用相关指标评估场景建设的有效性。

图7 应用场景库标准化

3.3 交通管理服务

1)交警数据交互系统。通过与交警平台数据对接，实现部分数据交互，并将交通事件信息与V2X(车对外界的信息交换)平台对接后，提供相关应用。由此实现与交警平台部分非敏感数据的复用与互通，提高公共交通数据管理效率[13]。后续将进一步尝试将交警路侧设备结构化数据复用，以及将车联网路侧数据共享给交警平台。

2)高精地图展示及运维服务平台。通过建设城市级道路高精地图，打造新型运维服务平台，将全息路口及部分路侧应用在高精地图上以所见即所得的方式进行展示，同时将路侧设备在三维地图中全部数字化孪生，实现所有设备的图形化运维管理，如图8所示。

图8 高精地图展示及运维服务平台

4 车联网推广应用思考

基于现阶段车联网发展现状，结合常熟车联网先导区建设实施经验，可知当前车联网建设应遵循“运营指导建设、场景穿透应用”的原则，围绕运营需求，规模化建设部署基础设施，提升“覆盖率”和“渗透率”；通过做深做透场景，确保车联网有用、能用和好用，提升百姓的“获得感”和地方政府的“成就感”。

4.1 运营指导建设

车联网建设，需要做好顶层规划设计。当前阶段，车联网建设项目还不是一个简单的交付型项目，在设计时，需要考虑长期运营的可行性和实用性，明确由运营指导建设。主要体现在以下几个方面：

1)先路侧，后车载。道路智能化是C-V2X(蜂窝车联网)的基础，智能化路侧设施安装到位，并保证路侧设施、平台的稳定可靠，是C-V2X体系能成功运行的基础。

2)先后装，后前装。鉴于汽车行业前、后装的研发验证周期，先进行规模化后装设备的推广，以此进行场景和市场验证，避免路侧设施的投资浪费。

3)先V2I(车辆对基础设施)/V2N(车对网络)，后V2V(车对车)。优先实现向交通参与者精准推送相关的交通信息，引导信息消费，在中短期支持智慧交通升级，然后逐步完善V2V安全应用，并随着智能网联汽车前装覆盖率提升，从而在中长期成为智能驾驶不可或缺的组成部分。

4)先UU(网络模式)，后PC5(直连模式)。PC5直连模式需要增加车载硬件成本，V2V应用场景的实现、研发、验证周期较长。因此，可优先通过UU网络模式，实现V2I场景应用。目前市场上福特率先推出的量产C-V2X车型，可按此原则进行推广。

4.2 场景穿透应用

车联网场景穿透应用坚持“以提升交通安全水平、优化道路通行能力、丰富网联驾乘体验”为目标，关注民生出行需求，重点围绕智能驾驶、智慧交通两个方向拓展车联网应用。

智能驾驶应用方面，应围绕智能驾驶拓展应用建设，打造高级别辅助驾驶及无人驾驶落地运行场景，特别是以车路协同为特色的L2+驾驶自动化应用产品；同时，构建以无人物流配送、无人环卫清扫为代表的L4级智能驾驶整体应用解决方案，打造更多的无人驾驶应用落地场景。

智慧交通应用方面，应全面提升交通管理智能水平，切实提升居民出行安全及城市通行效能。在非红绿灯路口实现行人横穿预警、匝道汇入汇出预警等应用；打造基于车联网的新一代智慧导航产品，向非网联用户提供实时车联网信息服务，全面提升用户感知；构建车联网赋能的交通大数据决策支撑平台，实现多层次的智慧交通数据应用，为管理部门提供决策支持服务。

5 结束语

目前，车联网发展已进入“应用为先、持续深耕”的新阶段。国家提出的智慧城市+智能网联“双智”试点的发展探索，是对车联网发展的进一步支持。车联网作为一项综合性技术，赋能智能驾驶和智慧交通应用，在经历了前期的测试示范应用后，已逐步向深度应用阶段发展。“运营指导建设、场景穿透应用”的思路，既是当下车联网建设行之有效的思路，也吻合未来“双智”城市发展要求，将贯穿和引领后续国内的车联网建设。