何宁：数字交通下的车路协同发展与实践

 2019年10月31日，2019’第十四届中国智能交通年会在青岛隆重召开，本次大会由科技部高新技术发展及产业化司、科技部高技术研究发展中心指导，中国智能交通协会主办。大会包含开幕式、高层论坛、全体大会及16个专题论坛，31日的高层论坛上，深圳市金溢科技股份有限公司副总裁、首席技术官何宁博士做《数字交通下的车路协同发展与实践》，本文根据速记整理未经演讲者本人确认，感谢何宁博士的精彩演讲。

何宁：大家好！我来自金溢科技，金溢科技在ETC以及智慧交通行业做了很多的探索和实践。今天我与大家分享数字交通下的车路协同发展与实践，这也是金溢科技在智能交通领域进行的一些新探索。

前面三个部分会简单介绍一下车路协同目前的应用、发展与思考，最后再针对现有的ETC系统与未来车路协同系统如何结合的一系列思考进行汇报。

政策背景与技术发展

近年来，国家出台了多项政策推动智能交通的发展，从2016年《交通运输信息化“十三五”发展规划》，到2019年《数字交通发展规划纲要》、《交通强国建设纲要》。其中，《数字交通发展规划纲要》提出要加快交通运输信息化向数字化、网络化、智能化发展,，《交通强国建设纲要》强调要建设安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通体系。

技术的进步也在推动智能交通的发展。比如5G通信，我们知道5G有三大应用场景：低时延高可靠(URLLC)、增强移动宽带(eMBB)以及海量大连接(mMTC)。这在智能交通方面有着非常重要的应用，如V2X车路协同、远程驾驶、车载VR、AR等等。此外，AI也在智能识别、智能决策方面有着广泛的应用。

除了5G、人工智能外，还有很多信息和通信新技术在智能交通的发展中起到非常重要的作用，如云计算、大数据、物联网、区块链、边缘计算等等。而车路协同正好以新一代通信和信息技术为基础，连接车、路、云三端，实现感知、决策、交互等各个环节的全面打通和有机联动，也能支撑智能网联战略、网络强国战略、交通强国战略的有机联动。

车路协同的应用

目前，多个地区都在开展车路协同示范区（先导区）建设。车路协同系统的基本技术物理框架主要由智能路侧系统、智能车载系统和通讯平台三个部分组成。实现的应用主要是辆与车辆之间的通信（V2V）；车辆与路边基础设施的通信（V2I）；车辆与行人的通信（V2P）；车辆与蜂窝网络的通信（V2N）。总的来说，就是把车辆位置、方向、速度等信息与周围车辆共享，其他车辆接收到信息后，可以重构运行轨迹和状态。

V2V的应用场景包括前向碰撞预警、左转辅助预警等。例如前向碰撞预警，摄像头、雷达只能在视距范围内进行感知，如果中间有遮挡物，就很有可能感知不到被遮挡区域的情况。而V2V在此类环境下可提供雷达所不具备的能力，不受环境影响通过车间通信接收到状态信息，从而判断运行状态，是否有前向碰撞危险。金溢科技也和奇瑞、北汽、东风等车厂建立了合作关系，推动V2V的应用发展。

另一个V2V典型应用场景是卡车队列行驶，卡车在行驶过程中保持比较近的距离，或在短时间内形成队列，可在大幅度降低油耗的同时提高公路运行效率。2019年5月份，金溢科技与中国重汽进行合作，在天津参与了全国首次大规模商用车列队跟驰标准公开验证试验。

V2I应用就是通过感知网络去感知周边环境的变化，将有可能危害车辆运行安全的信息及时推送给来往车辆。比如突发恶劣天气预报，就需要通过雷达、摄像头、传感器等路侧感知系统感知路面是不是存在结冰、积水、团雾等对车辆运行造成危害的情况。金溢科技曾参与了虎门二桥试点示范案例，将路侧系统和传感器结合起来，把桥上的天气情况及时通报给即将驶入大桥的车辆。

另外一个V2I典型应用场景是绿波通行，通过交通信号控制机对信号灯进行控制，获得绿波通行的机会。近期运行的深圳国际会展中心快速智慧公交，是我国首条全程车路协同智慧公交路线，可实现全路段绿波通行。

V2N可以将车辆和云平台之间联动起来，通过云平台对车辆运行以及交通路网状况提供一些辅助信息。

V2P目前在国内做的应用实践非常少，就不做详细的介绍了。

这两年兴起的车路协同浪潮，今年达到了新高度，各地方政府纷纷出台智能网联汽车标准规范，各网联汽车企业也在如火如荼地进行网联测试。

同时，国家也在积极推动5G战略，车路协同作为5G垂直领域的落地典范，也获得了众多关注。未来实现5G车路协同的两个底层技术，一个是5G技术中的URLLC，通过蜂窝基站实现车辆间的通信互联，再利用边缘计算技术在本地进行消息的转发，以及云端控制联动。另一个是基于4G发展起来的LTE-V2X，当然，目前还没有确定URLLC标准。目前，大部分5G示范区项目中提到的5G车路协同采用的技术方案基本都是5G的EMBB加上LTE-V2X，这也是目前国内比较广泛采用的一个示范的方案。未来，随着5G、V2X的落地，也会实现真正的的车路协同。

车路协同落地的挑战

车路协同技术的落地，商业模式是核心，OBU渗透率是关键，要推广落地依然面临很多挑战，我总结了六个方面。

第一，商业模式未完善。虽然国家引导资金可以在产业前期起到推动作用，但大规模应用落地仍然需要完备的商业模式支撑。

第二，用户需求还不强烈。公众对车路协同效果了解不足，更不会有强烈的需求，就导致车厂、公路运营方不会有非常强有力的推动。

第三，场景挖掘有待于深入。目前大部分的应用还停留在初级阶段，示范区建设同质化现象严重，对交通场景的挖掘不够深入，很多应用场景质量还未达到商用水平。

第四，营运管理主体及模式未定。营运管理主体、模式，证书、秘钥体系建设与维护，系统评测体系等都还未建立，离规模化商用还有不少距离。

第五，大规模验证尚未完成。

第六，可能存在过度炒作问题。感觉今年有一个趋势，把车路协同开始逐渐神话，感觉无所不能，但任何技术都不是全能技术，不可能满足所有的需求和目的，所以一定要理性看待。

虽然车路协同面临着这些挑战，但是我们相信在未来的2-3年内，车路协同技术会把这些问题逐步解决，发展的前景非常可观。

基于ETC技术的车路协同

金溢科技从2010年开始一直在车路协同领域投入研发，2013年第一代车路协同产品面世，现在迭代到了第三代第四代。ETC作为我国最大的智能交通系统，是否可以在车路协同中发挥作用？尤其是随着省界收费站的取消，ETC用户达到了前所未有的数量，目前已有1.5亿的用户量，预计到2020年数量会突破2亿。2019年5月28日，发改委、交通部印发《加快推进高速公路电子不停车快捷收费应用服务实施方案》，提到ETC不光用于高速公路收费，还要向停车、加油、城市各种应用场景拓展。

ETC的本质是一种低速率、低功耗的通信技术，实际上也是一种车路协同，只是协同的目的是为了收费，但这个技术远远不止用于收费方面。因此，基于目前ETC网络稳定性、安全性、准确性得到充分验证的基础上，出现了ETC+DVR行车记录仪、智能后视镜等，金溢科技也将于明年推出ETC前端产品。这些产品的出现，使得ETC的OBU具备视频、音频的连接功能。

1、核心应用场景

车路协同V2X应用里面划分了17种场景，除了V2V应用场景没有办法通过ETC实现，其他基本上都可以基于目前ETC系统经过一定的软件升级加以实现。比如道路危险状况预警、限速预警、绿波车速引导、停车场支付等等。另外，结合ETC具有的汽车身份识别和金融支付能力，还可以在交通调度指挥、交通管制等方面发挥作用，例如在隧道内布设各种传感器，采集隧道内的各种异常事件，及时将信息通报发送给布设在隧道口的ETC天线，天线将信息推送给装有OBU设备的车辆，减速进入或者是禁止进入隧道，避免交通事故的发生。这是面向安全类的应用场景。

其次是效率类的应用场景，通过ETC技术可以做到特殊车辆优先通行，还可以实现交通调度管理，OBU里面包含很多车辆信息，通过读取车辆信息实现点对点通信，让每一辆车可以接受不同的调度指令，交通调度管理有了很多拓展的空间。

最后是服务类应用场景，比如说服务区内实现不停车加油、支付等，这些是ETC本身功能的延伸，就不再一一展开描述了。

2、技术体系支撑

总体来说，基于ETC的车路协同应用的技术支撑体系已经比较完善了，不需要任何底层技术的改变，只需对应用层进行新的数据格式编码，就可以实现大量的应用场景。目前，由金溢科技牵头的《基于ETC专用短程通信的车路协同--应用集及应用数据交互需求》、《基于ETC专用短程通信的车路协同--应用层数据互动格式》标准正在研制当中，可以把未来V2X应用和数据格式统一起来，形成一个子集，将基于ETC的车路协同和V2X车路协同进行有机的开发和研制。

小结

从用于高速公路联网收费的ETC 1.0，以ETC为基础的车联网服务体系即ETC 2.0，到未来基于5G的V2X，实际是一条非常平滑的演进路径，尤其是ETC 2.0，以最小代价和最快速度提升交通安全和效率，也为未来5G-V2X应用落地提供场景支撑，发挥桥梁作用。