杨森元 王浩 侯玮 董江林

关键词：网联化;车联网;交通智能化;C-V2X技术

一、车联网的背景及意义

文献u-提出关于交通系统的科学化、现代化、智能化，一直是人们不断追寻的目标。早期的交通信号控制系统装置采用了电子、传感、传输等技术来实现交通道路中的科学管理。但是，伴随着科学技术的发展，交通监视和诱导系统、信息采集系统等在智能交通领域中扮演着极为重要的角色，人类对于车联网V2X技术在自动驾驶中应用的探索从未停止，并在车联网V2X研究中掀起了新的浪潮。

但是汽车领域的不断发展，但来的绝不仅仅只有福音，接踵而来的还有一系列例如交通堵塞、能源消耗和环境污染等社会问题。而车联网旨在借助现代化科学技术改当前城市交通状况，从而促进智能交通城市的发展。幸运的是，5G网络化信息时代的到来，使车联网的发展达到了新的高潮。

车联网的发展颠覆了现有的传统交通模式，使汽车不再是一个独立的个体，而是庞大城市智能交通网络系统有机体中的一员，一旦车联网技术成熟，可能将避免堵车和交通事故的发生。从而达到最大挖掘路网潜力的目的，从而实现人、车、路一体化综合智能发展的目标。推动车联网技术的发展，已经逐渐成为全球发展的必然趋势，智能交通行业的安全化、畅通化和高效化凭借着车联网的发展逐步走向成熟。

其中V2X（Vehicle to Everything）技术是车联网发展的灵魂核心。它借助新一代信息通信技术将车与一切事物相连接，从而实现车辆与一切可能影响车辆的实体全方位连接与信息交互。

二、目前车联网的研究现状

车联网V2X技术早期主要是基于美国研发的DSRC（dedicatedshort range communication）技术及专用短距离通信技术，而后期随着蜂窝移动通信技术的逐渐发展，才出现了C-V2x（Cellular Vehicle to Everything）技术。

随着科学技术的发展，DSRC技术迎来了最大的对手——LTEV2X。LTE V2X是由3GPP基于LTE技术研究而成，LTE V2X技术包括直接通信（LTE-V-Direct）和蜂窝通信（LTE-V-Cell）两种工作模式，前者作为自组织网络在小范围内进行V2X通信，后者利用现有的频谱和基站进行蜂窝通信。LTE-V2X得到电信运营商的大力支持，华为、爱立信、高通、奥迪等多家厂商成立了5GAA联盟。LTE-V2X优点在于无需投入新的路边设施、成本更低、网络覆盖的距离更长。

从当前研究现状来看，绝大多数厂商及科研机构研发的自动驾驶车辆仍处于单车智能的状态，在没有5G网络车联网的支撑下，想要达到L5级别的全场景自动驾驶几乎是不可能的，更遑论未来城市智能交通网络的实现。然而5G网络的商用发展趋势必将为城市智能交通领域的发展提供更加强大的契机，我们必将见证汽车交通领域的历史性变革。

为什么5G时代的出现，会导致汽车与交通行业的历史性变革呢？工信部部长苗圩在鳌亚洲论坛2019年年会上表示，在5G应用方面，最大的一个市场可能就是车联网。基于4G的LTE-V2X技术在过去十年根本无法满足车联网迅速发展的需求，而5G网络商用给LTE-V2X发展提供了更大的可能与契机。众所周知，文献[6]提出4G主要侧重人与人之间的相互通信，而5G则形成了端到端的生态系统。因此5G-V2X可以支持更多面向高度自动驾驶的车联网业务，但是5G-V2X想要成熟的应用于智能交通系统，还要经过更长时间的测试和验证。

无可置疑，中国作为全球第一大汽车市场，车联网的标准制定势在必行。从我国拥有全球最大的LTE网络现状和C V2X演进的技术优势来看，C-V2X应该是目前国内V2X技术标准的首选。

从基础设施发展看，目前我国主推发展的5G NR和LTE-V，都将车联网系统作为重要的应用领域，其特点是将传统蜂窝网络以“中心+基站”为核心的技术，拓展增加“分布式+自组织”功能，这能够很好的支撑车辆之间的信息交换。但是目前我国在国际C-V2X整体推进情况形势较为严峻：一是国际社会在V2X项层设计、标准体系和频谱规划方面已完成布局;二是其他国家802.11p由于标准化完成相对较早，占据时间窗口优势，已开展大量测试和应用示范，并有相对较成熟产品和方案。

但是在国家政策的大力支持下，各汽车相关领域企业、科技巨头、传统车企、BAT等涉足汽车领域互联网新贵纷纷入场，促进了车联网的飞速发展。

联通的5G车联网业务，将构建核心云、边缘云及车端、路端多级网络构架，打造车路云三重平行交通体系，创建基于“多模通信+车路协同+车云同步”的云网一体化智能交通系统，并提供全方位多样化的新型车联网服务;华为制造的双模C-V2X路侧设备RSU，配合香港应用科技研究院（应科院）C-V2X软件系统和演算法，利用C-V2X U、PC5通信道把信号灯，交通状态等广播资讯，传递到一汽、奥迪、东风、长安、上汽等汽车上。实现了（车、行人、路、网）之间低时延、高可靠感知资讯交换。中国联通以及阿里巴巴基于此也纷纷出台相关政策。

三、车联网研究中的问题

如果车联网C-V2X技术真的完全成熟，无人驾驶城市智能交通网络真的形成，那么一切关于城市交通问题真的能得到完美解决吗？

麻省理工学院主任Carlo Ratti的研究表明：车联网V2X技术应用于城市交通领域，最终导致的后果可能是“超现实的交通拥堵”。而由此带来的问题依旧严峻，不仅如此，车联网技术本身也存在着很多问题：

1、车联网V2X技术的最大难题就是在对周围物体的识别上。车联网V2X需要采集大量图片信息，对车辆进行“训练”，使其在绝大多数情景下都能准确识别周围的环境信息。车联网发展至今已经能实现绝大多数的物体识别，但在汽车高速行驶过程中依旧存在着不少“意外”。

2、从智能组网和传输角度看，车联网V2X对于移动网络有着极大的依赖性。车联网V2X技术在实现信息交互时，要求移动网络有着足够的可靠性和稳定性，以支撑高性能、大容量的车联网系统应用。5G时代的到来，使车联网V2X技术便有了新的可能。

3、汽车大规模联网后，另一关键问题就是路由问题。泛洪广播是路由的前身，广播不能是漫无目的广播，而是为了能够更好的找寻到目标车辆，真正实用的车联网通信方式一定是智能路由传输。想要实现这一目标，需要设计低时延，高可靠的路由协议。然而高动态网络拓扑对路由的稳定性，可靠性都提出了极大的挑战，如何才能长时间的维持稳定的通信链路并保障路由下一跳节点的选择是最优的？这就需要引入人工智能和深度学习来进一步保障。而现如今人工智能和深度学习技术尽管已经取得了一定成果，但未彻底成熟，依旧在不断探索之中。

4、最后面临着技术成熟度的问题，智能网联是一个复杂的系统工程，从面对复杂交通环境下的感知技术、决策技术到车辆的运动控制技术、信息交互技术，均存在很多需要进一步研究解决的问题。例如：1、配套基础设施发展的问题，智能网联汽车的发展需要更加智能化的道路、更加先进的通信保障;2、法律法规、社会接受度等方面的挑战，目前的法律法规尚不允许没有人类驾驶员（或安全员）的自动驾驶车辆上路，自动驾驶车辆出现交通事故的责任划分等问题。

四、感想与总结

顺应科学技术发展的浪潮，在5G时代的大力推动下，车联网的发展趨势势不可挡。车联网的发展必将给智慧交通城市生活带来新的活力，促进城市智能交通的发展。但是任何事物的发展过程中必然面临着众多挑战，尽管车联网存在许多难以攻克及技术难题和法律问题，但是我相信随着时间的演进，科学技术的发展，必将带来新的奇迹！