高精度地图与车路协同的“化学反应”

前言

十多年前的美国电影《机械公敌》中，威尔·史密斯驾驶的自动驾驶汽车就可以做到准确甄别周遭交通和前方路况，并且帮助驾驶者做更精准的驾驶决策。同期，“智能交通”概念已逐渐成为各国交通领域的研究主流。 

发展到今天，随着新基建的加速发展，车路协同对智慧交通的支撑作用开始逐步显现。在我国一些先导区已经陆续实现了路侧设备、5G边缘云及自动驾驶汽车高效融合的车路协同应用场景。通过路侧设备对动态信息的实时补充，大大提高了自动驾驶的运行效率和安全。

前不久，我们邀请到四维图新车路协同研究院副院长郭磐石，在线上分享了一些他及团队在地图与车路协同之间工作中的理解，并结合一些近期案例全面表达对车路协同行业的思考，下面就随本期新知一起看看吧！

导读
1.认识车路协同
2.车路协同行业现状
3.高精度地图如何作用于车路协同
4.车路协同应用场景
5.四维图新如何赋能行业？

01 认识车路协同
首先我们来剖析一下车路协同的概念

从根源上来说，车路协同指的是车和路之间的一种专用通讯协议。这个协议主要有两种主流的解读方式：

第一种叫做C-V2X，对于C字行业有不同的理解，通用理解上来说，C-V2X是基于蜂窝网络的一种V2X通讯协议另外一种解读。此外有人会把它称为Collaborate，也就是合作式交通运输的一种协议。

第二种叫做DSRC，也叫短程通讯协议。严格意义上来说，它和我们现在高速公路上的ETC有异曲同工之处。他们用到的都是一种短距离的设备交互能力。可以这么理解，ETC是DSRC在中国高速公路上应用最成功的案例之一，所以现在也有另一种说法叫ETC-V。

C-V2X和DSRC是车路协同里面最核心的两种通讯协议。其中，C-V2X主要是由我们国家所主导，但DSRC是由欧美来主导的。但是从近期的发展来看，欧美也选择了C-V2X作为他们主要的通讯协议，也意味着中国在车路协同领域，所支持的C-V2X已经占据了主导地位。很多人会产生误解，凡事都是车路协同，例如我们现在说智能网联，车联网，V2X，智能车联等等，是否都属于车路协同？实际上虽然叫法不同，但他们的本质相同，都是基于一种通讯协议开展的不同应用。

车路协同都有哪些应用？

从目前国内整个车路协同行业的发展来看，这种应用主要分为三个类型。

1 服务于有人自动驾驶的场景。例如我们看到的智能网联公交车，智能网联物流车，以及一些公务用车，基于智能网联技术，车路协同会产生一些对有人驾驶的辅助作用。

2 服务于智能网联示范区。目前国内各地的智能网联示范区开展地如火如荼，其主要目的是由当地政府成立运营平台公司来投资，通过改造路侧设备，形成具备智能网联通讯能力的特定区域，然后对此区域提供智能网联的服务，以达到自动驾驶更深层次应用的目的。

3 服务于智慧高速公路。目前国内很多地方在重点投资智慧高速公路，也叫智能公路。高速公路作为一个特定典型的有固定商业模式的场景，很快的可以解决掉整个商业闭环的问题。

长沙的智能网联公交，公交车通过V2I(车与基础设施互联)的技术得知前方红绿灯信息，并在后面板上实时显示，帮助后面等待的车辆减少焦虑，提前做好驾驶预判。

车路协同和自动驾驶的关系？

目前来讲，自动驾驶主要有两种实现途径，一种叫单车智能，另一种叫车路协同，也叫智能网联。从本质上来说，车路协同的产生是为了解决单车智能无法解决的问题。典型问题有两个方面：

一个方面就是感知问题，最强的激光雷达距离大概是300米左右，所以无论多智能的车，目前仍然无法实现超视距感知。然而基于路测设备的感知系统，可以成为超视距感知的重要的能力。

另一方面是协作能力，比如编队行驶、物流运输等，这种车与车之间的协同能力是单车智能所不具备的。

上图延崇高速的案例完美展现出为什么我们需要车路协同。行业内有观点认为，车路协同是为了解决自动驾驶10%难以解决问题而产生的，所以是自动驾驶的基本能力。

02 车路协同行业现状

目前我国的车路协同现状，可以总结为以下四个方面：

1 政策好。从目前来看的话，国家层面的政策，包括交通强国建设纲要，智能汽车创新发展战略，以及今年重磅推出的新基建等，都强烈要求实现智能网联汽车的突破。这对智能网联和智慧基础设施，以及整个行业的发展奠定了顶层设计理念。

2 项目多。一些国家重点扶植的示范区，智慧高速等项目越来越多，而且今年的项目已经由省级的省会城市扩展到了地级城市，甚至扩展到一些相对比较偏远的地区。由于整个行业的热度，各地都会把车路协同和智能网联产业作为自己重要的发展领域。

3 需求细。车路协同的行业发展现在已经到3.0版本，1.0的时候大家都在做一些验证测试，2.0的时候，会更多地堆砌一些硬件和软件，实现一些效果的展示。今年行业发展了3.0，3.0的需求就不是由供应商或者集成商提供，而是客户可以主动反馈他们的业务需求，并根据用户场景进行定制，所以需求也会越来越细，越来越精准。

4 标准齐。车路协同是非常跨行业的，跨了交通、通信、汽车、公安、交管等等行业，在每一个行业里面都会有一大堆国标。目前来看，几大部委的标委会之间也都在进行标准的融合和共同的研制，这也是一个趋势。

综合这些趋势，可以看出车路协同行业整体是向上高速发展的。但是其中仍有一些亟待解决的问题：

虽然说车路协同项目很多，但项目需求的深度层次不齐，很多还在一些简单需求上，比如只是一些信息的分发和推送，能达到协同控制的寥寥可数。

从目前来看，大部分车路协同项目的主导方是政府，政府和基建方往往对车厂用户的需求并不是直接利益方，这就意味着，项目在建设时极有可能会忽略车厂的需求，这个是一个很大的短板。

商业模式不固定，很难形成商业闭环，以及后期扩大规模。对车联网行业顶层运营模式仍然模糊，车联网未来会更像实时运行的通讯网落一样提供24小时服务，但运营模式不固定仍是国家必须要考虑的问题。目前多地政府新建了自动驾驶示范区，本身的目的是为了筑巢引凤，为产业吸引更多的企业带动产业发展，但是仍无法避免存在投机的行为。

03 高精度地图如何作用于车路协同

      从上面的介绍可以看出，车路协同其实是汽车企业、交通企业、通信行业等各方面产业的跨界融合，参与方非常多，而在这个行业圈里，图商也是其中至关重要的环节。下面我们就重点讲讲高精度地图和车路协同是如何互助发展的。如下图，左侧是高精度地图在整个车路协同中的功能性发展，右侧云、边、端三者是目前整个车路协同产品的体系框架。 

云指的是整个车路协同云，在云里可以看到，有基础的云控平台，传统的交通管理平台，也有成熟的业主应用平台，同时新增了一个非常重要的体系叫V2XServer也就是车路协同的服务。
车路协同服务，原本意义上与图没有直接关系。但是通过我们的V2X-DMP（车路协同动态地图服务平台），会通过本身就在云上的高精度地图，对整个云上平台产生一个基础的数据输入和数据更新能力。
       边指的是边缘侧，车路协同里很重要的一项能力就在边缘侧，边缘侧的设备要具备感知、计算、存储、分发、决策、分析等边缘计算能力，这些能力对空间融合、空间基准的要求非常之高，拥有了这种高精度地图，才能有效提高边缘计算能力，同时具备空间基准输入的能力。
      端侧我们指的更多的是车端，并非是路端。车端上的话高精度地图本身有一些应用能力，以及接收边缘侧信息的能力，这些信息通过高精度地图，一起给车端进行直接反馈。

在未来，汽车本身会成为一个非常重要的基础数据的采集来源，采集方式有主动的，也有被动的。采集来的数据都会通过管端，也就是V2X专网，5G-V2X等，源源不断地将端侧感知的数据上传到云上来。然后通过云平台，将整个动态感知、静态地图，动态数据，动态路况、动态信息等汇总到云平台上，最终给行业用户提供具体行业管理服务，同时给车企也就是自动驾驶或高级辅助驾驶，提供冗余信息输入和辅助驾驶决策的能力。从而最终服务于人类出行安全。

所以从整个框架上来看的话，高精度地图未来在行业里整个的定位，应该是一个在云平台上的基础设施服务。未来会成为整个车路协同行业必备的基础设施。

04车路协同应用场景

车路协同的两大应用场景是车端和路端。

根据目前国内的现状来看，车厂更多地把车路协同作为自动驾驶车的冗余传感器，就是说通过可以提供智能网联能力的区域时，车内通过预先装配的设备，可以对驾驶的安全、效率产生更好的作用，但在没有智能网联服务能力的地区，可能对车的作用就微乎其微了。所以说对车厂可能更偏向于车路协同在汽车行驶过程中的安全性和功能性方面的加持。

另外一方面是路方，这个路指的是广义的路，也就是基础设施方，其中包括公路方，城建方，通讯方等。车路协同在其中承担了两个很大的职能作用，一个是行业管理的职能，因为目前随着未来智慧城市智慧交通的发展，对于整个行业的管理需要越来越精细。车路协同对管理水平和效率的提升至关重要。此外，通过路方的主动服务，会延伸出更多新的行业形态，这也是路方重视车路协同的主要原因。

 05 四维图新如何赋能行业

从成立之初开始，四维图新完成一步步业务布局，但思路始终是围绕智慧出行。早在17年，我们也开始进入车路协同领域，并和行业伙伴一起展开相关项目研究。这里就把近期比较有代表性的两个案例与大家分享一下，也可以更直观地理解车路协同的具体落地场景。

下图是延崇高速项目的实际运行平台，整个的平台全部是由我们的高精度地图真实还原出来的，其中包括车辆位置，运行状态，动态事件感知等等。

对于车路协同行业，延崇高速项目具有非常深远意义，首先它是国家第一个工业工程落地项目，延崇高速本身的意义，相当于是在工程化落地的时候，国家做的第一个真正意义上的落地项目。通过全程深度参与整个项目，对于四维图新的意义也很非凡，我们能够通过项目快速地在车路协同行业里确定核心产品以及核心能力。目前该项目已在规划第二期，四维图新也在持续全面在跟进。 

2020C-V2X“新四跨”暨大规模先导应用示范活动

今年10月份我们参加了刚刚在上海举行的2020C-V2X“新四跨”暨大规模先导应用示范活动。活动的目的旨在通过不同终端、厂家、模组等相互对接，以实现整个C-V2X商业化落地的关键环节攻克。

在跨整车、跨通信终端、跨芯片模组、跨安全平台的基础上，今年“新四跨”首次加入高精度地图和高精度定位。而且整个活动表现来看，图商之中四维图新高精度地图在所有编队方案中覆盖占比超过70％，成为选用率最高的高精度地图技术方案。

对于整个行业来说，此次活动真正意义上解决了地图在整个车路协同行业里面，最终商业化落地的问题，打通了路侧和车厂平台融合的问题，这也是C-V2X本身的意义所在。

结语

前不久的世界智能网联大会，国家发布了智能网联技术路线图2.0，明确规定在2025年，具备车路通信协议的车要达到一半以上。在行业背景和政策支撑的引领下，车路协同会得到越来越多规模化的应用。

而车路协同本身是一个新兴的业务形态，参与方非常复杂，需要多产业跨行业技术融合才能完成技术演进。高精度地图作为其中校准时空的唯一基准，在整个融合过程中将发挥越来越重要的作用。