“不被關(guān)注”的V2X,卻是未來車聯(lián)網(wǎng)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)???
在全世界之中,每年約有130萬人死于道路交通事故。而隨著車輛保有量每年的快速增加,我們面臨交通威脅的風(fēng)險(xiǎn)還在逐年上升,而另一方面隨著科技水平的日新月異,已經(jīng)有越來越多的技術(shù)被用于車輛、道路之中?,F(xiàn)在,駕駛員、行人和車輛之間的溝通被提升到一個(gè)更高的水平,以此保證道路的安全。在這之中,V2X(Vehicle to X)就是一個(gè)構(gòu)想美好的車輛道路通信技術(shù),其主要目的就是提高行車安全、節(jié)省能源以及改善道路通行效率。如果有熟悉該領(lǐng)域的讀者朋友也許會(huì)知道,V2X技術(shù)已經(jīng)被提出了許久,這么有實(shí)際好處的技術(shù),早在2006年V2X技術(shù)就被凱迪拉克在一輛展示汽車上所應(yīng)用,經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展,至今還沒有做到大規(guī)模普及,是什么因素影響了它的發(fā)展,問題又出在哪里呢?
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202404/457849.htm
首先,我們先為不了解V2X的讀者簡(jiǎn)單解釋一下,何為Vehicle to X(V2X)。
我們先望文生義,這里的Vehicle當(dāng)然就是指車輛,而“X”則是代表未知,或者說是Everything,代表任何與車輛交互信息的對(duì)象,當(dāng)前主要包括車、人、交通路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)。具體一點(diǎn)來講,這里面的“X”主要包含:V2I(車輛到基礎(chǔ)設(shè)施)、V2V(車輛到車輛)、V2N(車輛到網(wǎng)絡(luò))和V2P(車輛到行人)。
V2I(車輛到基礎(chǔ)設(shè)施)通信:使得車輛能夠與道路沿線的各類交通管理設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這些設(shè)施包括RFID讀取器、攝像頭、交通信號(hào)燈等,它們?yōu)檐囕v提供了豐富的路況信息。這些信息對(duì)于高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛汽車來說至關(guān)重要,它們可以據(jù)此做出更明智的導(dǎo)航?jīng)Q策,從而提高了駕駛的安全性和效率。
V2V(車輛到車輛)通信:使得車輛之間能夠?qū)崟r(shí)交換速度、位置和方向等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換增強(qiáng)了車輛對(duì)周圍環(huán)境的感知能力,有助于預(yù)防交通事故的發(fā)生。此外,V2V通信還能優(yōu)化交通流量,減少擁堵現(xiàn)象,進(jìn)一步提高了道路的使用效率。
V2N(車輛到網(wǎng)絡(luò))通信:將車輛與更廣泛的通信網(wǎng)絡(luò)連接起來,使車輛能夠訪問各種實(shí)時(shí)信息,如交通狀況、天氣更新等。這種連接不僅提高了車輛的信息獲取能力,還為制造商提供了遠(yuǎn)程診斷和空中更新的可能,進(jìn)一步提升了車輛的安全性和可靠性。
V2P(車輛到行人)通信:使得車輛能夠感知并識(shí)別附近的行人,包括騎自行車的人、使用嬰兒車和輪椅的人等。通過與行人攜帶的設(shè)備進(jìn)行通信,車輛可以獲取行人的位置和移動(dòng)數(shù)據(jù),從而避免潛在的碰撞事故,提高了道路使用的安全性。
那么簡(jiǎn)單了解了一下V2X通信技術(shù),讓我們回到開篇的問題,為什么至今還沒有做到大規(guī)模普及?
如果您一直持續(xù)關(guān)注車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息,就會(huì)知道V2X沒有被“普及”是一個(gè)偽命題。根據(jù)《財(cái)富》商業(yè)洞察力發(fā)布的一份報(bào)告,預(yù)計(jì)2029年全球汽車V2X市場(chǎng)的總價(jià)值將達(dá)到110億美元,2022年至2029年的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到45.2%。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一些最成功行業(yè)的增長(zhǎng)率,這些行業(yè)的年復(fù)合增長(zhǎng)率通常在10%到25%之間。那為什么目前的公眾對(duì)于V2X技術(shù)普遍沒有什么關(guān)注度呢?筆者認(rèn)為原因有二:一是目前新聞媒體的主流注意力還是在新能源汽車或是更加“高大上”一些的自動(dòng)駕駛之中,這使得V2X的公開信息非常有限,盡管其市場(chǎng)在幕后快速增長(zhǎng);二是V2X本身在目前部署上也確實(shí)有需要面對(duì)的一些問題。我們著重來談一談后者。
首先需要明確的是,V2X在技術(shù)本身上,已經(jīng)做好了大規(guī)模部署的準(zhǔn)備。截至2023年,該技術(shù)的有效性和可靠性已在跨行業(yè)互操作性測(cè)試中反復(fù)驗(yàn)證。亞洲、歐洲和北美的許多C-ITS試驗(yàn)臺(tái)現(xiàn)在都配備了RSU,許多原始設(shè)備制造商也在生產(chǎn)過程中為其車輛配備OBU。此外,后裝RSU和OBU也可廣泛用于改裝。
但是有一個(gè)重要的問題還依舊被業(yè)界所爭(zhēng)論,這便是通信標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)。在許多的新興領(lǐng)域之中,“標(biāo)準(zhǔn)化”的重要性總是十分得高,V2X自然也不能免俗。為了將車輛連接到其他實(shí)體并交換數(shù)據(jù),V2X使用了專用短程通信(DSRC)和蜂窩V2X(C-V2X)兩種不同的技術(shù)。然而,現(xiàn)實(shí)世界總是眾口難調(diào)的,一些人更喜歡使用基于WLAN的DSRC(專用短程通信),而其他人更喜歡使用LTE和基于5G的蜂窩V2X(C-V2X)。每個(gè)OEM和道路基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商都有自己的立場(chǎng)和偏好,導(dǎo)致這兩種技術(shù)之間的持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)。
DSRC和C-V2X發(fā)展時(shí)間表
而針對(duì)這個(gè)問題,目前的解決方案也十分簡(jiǎn)單“粗暴”,既然大家都難以取舍,那么就只能:我全都要!沒錯(cuò),許多V2X硬件制造商、軟件供應(yīng)商和網(wǎng)絡(luò)安全提供商已經(jīng)開發(fā)出與DSRC和C-V2X兩種協(xié)議兼容的解決方案。雖然這種混合方法需要更復(fù)雜的硬件和額外的開發(fā)工作,但它為行業(yè)參與者提供了繼續(xù)部署V2X而不必?fù)?dān)心兼容性的可能。
就比如,Qorvo的V2X聯(lián)網(wǎng)汽車產(chǎn)品組合是一套與芯片組無關(guān)的解決方案,涵蓋V2V、V2I、V2P和V2N通信,實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)汽車的下一代自主和實(shí)時(shí)監(jiān)控。
該產(chǎn)品套件為V2X通信提供現(xiàn)成的解決方案,包括頻段47/Wi-Fi 體聲波(BAW)濾波器,可實(shí)現(xiàn)Wi-Fi與V2X 5.9GHz頻段共存。這種能力對(duì)在車輛與其周圍地區(qū)之間建立可靠聯(lián)系至關(guān)重要。它還包括兩個(gè)支持C-V2X 和DSRC系統(tǒng)的集成前端模塊(FEM)、一個(gè)數(shù)字步進(jìn)衰減器、一個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)和一個(gè)低噪聲放大器。
其中,Qorvo QPF1002Q車用前端模塊在單個(gè)單元中集成了5GHz功率放大器(PA)、Tx/Rx天線開關(guān)和可旁路低噪聲放大器(LNA)。該器件的頻率范圍為5.77GHz至5.925GHz,Tx增益為28dB,Rx增益為13dB,噪聲系數(shù)低至2.6dB。
器件的性能經(jīng)過優(yōu)化,設(shè)有功率放大器,可在5V電壓下工作,功耗低,并能保持高線性輸出功率和領(lǐng)先的吞吐量;Qorvo QPQ2200Q 5855-5925MHz RF BAW濾波器是一款高性能、大功率、BAW帶通濾波器,具有極陡的裙邊。該器件在C-V2X頻段(B47)和高抗帶外(OOB)頻段具有低損耗,可與Wi-Fi和LTE系統(tǒng)共存。
但是,筆者認(rèn)為,長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)的逐步成熟,預(yù)計(jì)這兩個(gè)協(xié)議中的一個(gè)將最終成為主流,結(jié)束混合時(shí)代。
當(dāng)“解決”了通信標(biāo)準(zhǔn)的問題,還有一個(gè)問題也同意值得關(guān)注,為了確保數(shù)百輛車和基礎(chǔ)設(shè)施點(diǎn)之間在任何時(shí)候都保持一致的速度和零延遲,必須有足夠的帶寬來服務(wù)于大量的數(shù)據(jù)傳輸。那么在瞬息萬變的道路之上,如何保證V2X的速度和可靠性呢?目前,各國(guó)給出的答案是:專用頻段。
例如,美國(guó)將5.850-5.895 GHz(45 MHz)的頻率范圍專用于DSRC,將5.895-5.925 GHz(30 MHz)的頻率范圍專用于C-V2X。歐盟專用5.875-5.915 GHz(40 MHz),專門用于與安全相關(guān)的V2X道路應(yīng)用。中國(guó)為C-V2X PC5接口專用5.905-5.925 GHz(20 MHz),前10 MHz專用于V2V通信,后10 MHz專用于V2I通信。
歐盟V2X應(yīng)用的專用頻率范圍
V2X作為近些年來一直車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域,雖然在自動(dòng)駕駛、ADAS等等熱門領(lǐng)域的襯托之下,其顯得沒有那么被大眾關(guān)注。但是,其未來的發(fā)展?jié)摿薮?,根?jù)Fortune Business Insights的數(shù)據(jù),得益于聯(lián)網(wǎng)汽車普及率的提升、城市化與工業(yè)化的快速發(fā)展,以及一系列創(chuàng)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)。汽車V2X市場(chǎng)將從2021年的6.289億美元增長(zhǎng)到2028年的73.519億美元,2021-2028年的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為42.1%。
而根據(jù)Precedence Research預(yù)計(jì),2022年全球汽車V2X市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到24億美元,到2032年將達(dá)到662.6億美元,在2023年至2032年的預(yù)測(cè)期內(nèi)以39.4%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。
今日不同于往昔,咱們拋開數(shù)據(jù)回到現(xiàn)實(shí)之中,如今的V2X已經(jīng)不像2006年的凱迪拉克一般只存在與論證和實(shí)驗(yàn)室之中?,F(xiàn)如今,已經(jīng)有采用V2X技術(shù)的消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品開始出現(xiàn)與市場(chǎng)之上。例如,在合資品牌之中,江鈴福特全順T8就配備了5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及行業(yè)首搭的V2X功能。這種配置使得車輛能夠與各個(gè)外部對(duì)象之間實(shí)現(xiàn)信息交互,從而提前識(shí)別風(fēng)險(xiǎn),避免或減少交通事故,守護(hù)行車安全。
江鈴福特全順T8
而在國(guó)內(nèi)的“新勢(shì)力”之中,蔚來ET7也搭載了5G-V2X系統(tǒng)。5G-V2X是5G通信的V2X標(biāo)準(zhǔn),由于4G-LTE技術(shù)設(shè)計(jì)之初并未充分考慮車聯(lián)網(wǎng)技術(shù),隨著智能汽車的發(fā)展,4G-LTE技術(shù)顯得不夠用。因此,5G通信在設(shè)計(jì)之初就將智能汽車的需求考慮進(jìn)去,V2X將是5G網(wǎng)絡(luò)的一部分。蔚來ET7上的5G-V2X系統(tǒng)融合了LTE-V2X及DSRC(車輛短程通信專用技術(shù)),為汽車提供更安全、更高效的運(yùn)行能力。
蔚來ET7 2024款
目前,業(yè)界已經(jīng)逐步形成了一種共識(shí):V2X是減少道路死亡人數(shù)的關(guān)鍵發(fā)展,也是邁向全自動(dòng)駕駛汽車的技術(shù)里程碑,其前進(jìn)的腳步雖然緩慢但并沒有停歇。
評(píng)論