5G+ 车联网发展机遇与挑战并存
我国数字经济发展当前正呈现快速增长态势，2020 年数字经济核心产业增加值占经济比重已达 7.8%。5G 网络对推动数字经济发展，特别是在疫情防控期间保持经济持续稳定增长方面发挥了基础性、赋能性作用。根据工信部最新数据，截至 2021 年 6 月，我国已建成 5G 基站 96.1 万个，5G 网络已覆盖全国所有地级城市、95% 以上的县域地区、35% 的乡镇地区。在 5G 应用方面，超高清视频、AR、VR 等消费互联网应用不断提升用户体验，工业互联网、车联网、智慧医疗等产业互联网应用持续深化，5G+ 行业应用的新模式、新业态逐步显现，驱动经济发展新旧动能转换迈向新阶段。
5G 是产业互联网发展的核心，对经济的拉动作用最为明显。其中，5G+ 车联网在整车制造、交通运输、信息通信、交通管理等多个行业持续渗透，是 5G 探索行业应用的关键战场。现阶段，5G+ 车联网在政策支持、标准制定、先导区建设、应用推广等多个方面取得可喜进展，成为 5G 探索行业应用的先锋领域。
5G+ 车联网不可或缺，
与单车智能协同发展互为补充
5G+ 车联网的概念与作用
车联网的通信模式 V2X（Vehicle to Everything，车与一切的连接）是基于 3GPP全球统一标准的无线通信技术，包括基于LTE 移动通信技术演进形成的LTE-V2X、LTE-eV2X 技术以及基于 5G NR（New Radio，新空口）平滑演进形成的NR-V2X技术。5G+ 车联网将“ 人 - 车 - 路 - 云” 等关键要素连接起来，构建交通运输领域数据的互联互通，基于数据形成智能决策， 推动相关应用落地。具体来看，主要分为 4 种模式：V2V（Vehicle to Vehicle，车-车），解决车与车之间的通信问题；V2P（Vehicle to Pedestrian，车-人），解决车与行人之间的通信问题；V2I（Vehicle to Infrastructure，车-路侧设施），解决车与路侧基础设施之间通信的问题；V2N（Vehicle to Network，车-云），解决车与云端网络之间的通信问题。
5G+ 车联网与单车智能的关系
自动驾驶等车联网应用需要通过车辆的环境感知、智能决策、控制执行 3 个方面实现，目前存在单车智能和车联网（网联化） 两种技术路径。单车智能即利用车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达等传感器对车辆行驶路况等信息进行收集，通过分析收集的信息形成驾驶行为决策，从而对车辆的油门、刹车等执行器进行控制，优化驾驶行为。然而， 单车智能目前存在车载传感器成本高、环境感知准确度不足等问题，极大限制着智能化应用的实现。例如，特斯拉的车载摄像头曾在强烈阳光照射的情况下，未能识别出白色卡车的车身，导致车辆与卡车相撞，司机当场死亡。为了解决单车智能存在的成本与技术瓶颈问题，采用基于 5G 的 NR-V2X 技术， 一方面可解决阴天、沙尘暴等恶劣天气下的识别问题，提升环境感知的准确度；另一方面可完成非视距的路况查询，扩展单车智能的感知范围，弥补单车智能存在的不足。通过 5G 车联网构建的“人-车-路-云”全要素信息体系，将与单车智能的机器视觉、雷达测距等技术能力协同发展，产生城市交通智能化指挥、远程自动驾驶等高级别应用。
多元因素利好，
5G+ 车联网健康有序发展
政策频出，5G+ 车联网发展基调高昂
我国积极支持车联网产业发展，相关扶持政策不断出台，在《车联网（智能网联汽车） 创新发展战略》和《智能汽车创新发展战略》等顶层规划文件的基础上，进一步增加了5G+ 车联网融合应用的政策支持力度。例如，我国“十四五”规划纲要明确提出积极稳妥发展车联网，构建基于 5G 的应用场景和产业生态，在智能交通等重点领域开展试点示范。2021 年 7 月 5 日，工业和信息化部等十部门发布《5G 应用“扬帆”行动计划（2021-2023 年）》，提出行业融合应用深化行动：建立5G 与车联网测试评估体系、推动车联网基础设施与 5G 网络协同规划建设、加快 5G+ 车联网部署。2021 年 8 月 31 日，交通运输部印发《交通运输领域新型基础设施建设行动方案（2021—2025 年）》，提出开展 5G 等技术在重要交通基础设施的融合应用研究，推广车联网、船联网技术应用。2021 年年初， 国家制造强国建设领导小组车联网产业发展专委会召开第四次全体会议，提出要牢牢把握 5G 发展的历史机遇，加强交通基础设施与信息基础设施统筹布局、协同建设，推动车联网加快发展。
这一系列政策的出台，表明国家层面对5G+ 车联网产业发展的高度支持，为新时期5G 在车联网领域的应用奠定了坚实的政策基础，指出了明确的发展方向。
标准迭代，助力 5G+ 车联网规模化发展
5G 在车联网领域的标准制定是加快 5G 技术产业化发展，推动跨行业、跨地域互联互通的基础。2021 年 2 月，交通运输部会同工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合印发《国家车联网产业标准体系建设指南（智能交通相关）》，提出要建立支撑车联网应用和产业发展的智能交通相关标准体系， NR-V2X 的标准制定是该技术体系建设的组成部分，也是 5G 在车联网领域实现技术产业化规模发展的关键基础工作。
国际标准组织 3GPP 定义了基于 LTE 移动通信技术演进形成的 NR-V2X 标准化技术。2020 年 7 月，3GPP 宣布 R16 NR-V2X版本冻结，引入单播与组播、NR-V2X 与LTE-V2X 共存等新技术特征，支持高阶调制和空间复用并优化了资源选择机制，基本完成标准版本，但频率规划与分配等还没有达成共识，预计将于 2022 年 6 月完成完整的标准版本。
先导区引领，5G+ 车联网应用示范效应显现
先导区作为车联网产业的试验田、先行地，为进一步探索车联网的建设运营模式， 落地 5G+ 车联网起到了带动示范作用。目前， 工业和信息化部先后批复江苏无锡、天津西青、湖南长沙、重庆两江新区四地创建国家级车联网先导区，并支持京沪高速（G2）全路段进行车联网改造升级。
作为全国首个车联网先导区，江苏无锡车联网先导区已完成包含主城区、太湖新城区的 482 个路口的路侧设施数字化升级改造，覆盖面积达 300 余平方公里。在5G 应用方面，无锡推出 5G+ 智慧急救车，充分运用 5G、物联网、车联网等技术打造智慧急救新模式， 实现实时追踪救护车地理位置，基于信号灯的优先通行，同时通过救护车上的智慧网擎设备推送患者信息至救治医院，实现“人未到信息先到”，为抢救生命赢得时间。
天津西青车联网先导区、湖南长沙车联网先导区、重庆两江新区车联网先导区都进行了 5G 基站、C-V2X 网络、MEC 等新基建的顶层规划与建设，针对智慧出行、智慧物流、智慧环卫等领域需求，积极开展车联网示范场景合作，打造车联网商业化运营的全国示范。
应用落地，5G+ 车联网场景聚焦展成效
5G 的行业应用需充分利用 5G 网络的大带宽、高可靠、低时延的性能优势，实现应用需要与网络性能相匹配，避免“杀鸡用牛刀” 的现象。而针对 5G+ 车联网应用场景，在发挥 5G 网络性能优势的同时，也要充分考虑应用落地的建设成本、技术的成熟度、安全性及意外发生时的责任划分问题。因此，现阶段 5G+ 车联网以限定区域、低速驾驶为主，港口、矿山、物流园区等封闭场景率先成为 5G+ 车联网应用落地的主战场。通过试点示范，为后续 5G+ 车联网在更广领域落地夯实应用基础。
港口
集装箱堆场的应用场景，具备典型的限定区域、限定速度的应用特征，同时对驾驶安全性、操作精确度有较高要求，是 5G+ 车联网聚焦的应用场景。重卡依靠自身的视觉激光感知系统，结合高精地图、地面增强定位， 与轮胎吊、桥吊通过 NR-V2X 技术交互，最终实现精确定位、精准停车，提升单点装卸作业效率。
上汽集团、上港集团和中国移动联合打造全球首次“5G+L4 级智能驾驶重卡”示范运营，三者合力打造的上海洋山深水港智能重卡示范运营项目成功实现集装箱的智能转运。由上汽集团自主研发的智能重卡，融合了 5G、V2X、AI 等先进技术，已顺利实现在港区特定场景下的 L4 级自动驾驶等，为港口运输客户提供更智能、更安全、更高效的集装箱转运方案。
矿山
从需求侧看，矿山的工作环境风险高， 安全事故频发，矿车司机招聘困难，矿区的管理成本居高不下，对使用 5G 降低开采、运输、管理各环节的人员参与度进而实现无人化有强烈需求。从适用性看，矿区内矿卡的行驶路线相对固定、行驶速度有明确限制、对行驶的安全性要求高，与 5G+ 车联网在限定区域使用限定速度的应用安全性、技术成熟度高度吻合，是现阶段 5G+ 车联网重点打造的应用场景之一。
矿山应用场景采用“云-管-端”技术架构，矿卡端在安装摄像头、毫米波雷达、激光雷达等单车智能的基础上，需要支持NR-V2X，满足矿卡的网络通信需求；在路侧，矿区需安装 5G 基站、NR-V2X 路侧单元、MEC 平台等；在云侧，需部署 5G+ 车联网云控平台，提供高精度地图下载、车辆精准定位、故障监测、智能调度等服务。
华为公司在阳煤集团新元煤炭有限责任公司成功部署“5G+ 辅助运输”车联网系统，首批井下煤矿 5G 基站进行组网应用，实现了矿井主巷道、运输巷道的 5G 覆盖。利用 5G 技术打造车联网，提升煤矿安全管控能力，建设智能化矿山，提高煤矿生产经营能力。
物流园区
京东物流建成了国内首个 5G 智能物流示范园区，实现智能车辆的匹配、人脸识别管理、全域信息监控，园内还接入了自动驾驶技术，无人重卡、无人轻型货车、无人巡检机器人可以调度行驶，并且依托着 5G 定位技术实现了车辆入园路径自动计算和最优车位匹配， 让园区内的车辆更加高效有序。
性能要求苛刻，
5G+ 边缘计算成为现阶段最佳解决方案
5G 的通信距离覆盖 1km，最高相对车速支持 500km/h，最大带宽达 1G，时延降低到 3ms，通信可靠性达 99.99%。5G+ 边缘计算是最接近车联网场景需求的技术解决方案， 这一点体现为以下四个方面。
一是数据业务带宽需求大。车联网应用需要借助高精度地图下载、OTA 升级等数据业务支撑，对带宽的需求较大，是自动驾驶等相关业务落地的基础。
二是移动性管理要求高。车联网的应用场景集中在车辆行驶过程中，对网络的移动性管理要求苛刻，且车辆基本长期处于在线状态。车联网 80% 的情况是行驶的准备，所以对移动性管理要求高，通信只有在使用的时候才占用信道，但是车辆基本长期处于在线状态。
三是网络时延极度敏感。远程驾驶、自动驾驶要求端到端时延不超过 5ms，可靠性要求 99.999%。对于时延比较敏感的车联网应用，比如 L5 级别的自动驾驶（自动驾驶分为 5 级，L5 是级别最高的完全自动驾驶）， 需要将计算能力下沉到边缘云，尽量靠近应用场景，利用边缘计算进一步降低时延，提升自动驾驶的安全性。
四是安全隔离是发展方向。5G+ 车联网的应用涉及到人、财、物等关键要素，对安全性能要求极高，需要借助 5G 网络切片、边缘计算技术打通核心网、传输承载网、接入网、车端，实现端到端安全隔离专网。
应用落地面临诸多挑战，
5G+ 车联网亟需解决实际问题
建设阶段，多重因素制约 5G+ 车联网规模化发展
部署成本居高不下。5G+ 车联网的应用落地需要建设大量 5G 基站，实现区域内 5G 网络的全面、深度覆盖，使得车辆在行驶过程中全程处于 5G 网络的覆盖中。同时，对于时延敏感，安全性要求高的场景，还需要在区域内部署路侧单元、MEC 等设备。对于车辆自身来说，车端需要在单车智能的基础上支持 NR-V2X。上述各环节导致 5G+ 车联网应用落地成本较高。
5G+ 车联网的专用频段不足。对于车联网这样安全性要求极高的应用场景，为了不与公众网上的时隙配置冲突，采用 5G 专用频段，构建 5G+ 车联网专网是十分必要的。目前，工信部规划 5905 ～ 5925MHz 频段作为基于LTE-V2X 技术的车联网（智能网联汽车）直连通信的工作频段，由于只有 20MHz 频段被规划为车联网专用频段，在未来车联网渗透率不断增加的情况下，频段资源恐难以满足实际应用需求。
特定场景暂无技术标准。面向车联网在矿山、港口等行业场景的落地需要强化网络时延和可靠性要求，需要开展 5G 网络切片、MEC 等相关行业标准的制定。目前，相关标准尚在制定。
使用阶段，诸多环节影响 5G+ 车联网使用体验
5G+ 车联网的渗透率不足。在 5G 网络全面深度覆盖的基础上，只有大部分车端支持 NR-V2X 通信及 5G 网络切片才能实现区域内“人-车-路-云”车联网体系交互的及时畅通，NR-V2X 渗透率不足，不能发挥网络化优势，车与车之间通信受阻，将成为“单机游戏”。
跨运营商互通时延大。当车辆使用不同通信运营商的 5G 网络时，需要借助互联网骨干直联点进行跨运营商的互通。在没有互联网骨干直联点的省份，需要跨省绕转到其他省份进行互通，增大业务响应的时延，存在安全隐患。
5G 传输信道可靠性难保障。车联网需要 5G 网络提供大带宽、超高可靠、低时延、广连接的通信环境，但无线信道质量往往受遮挡、散射、多径衰落等因素的影响，产生的时延、丢包率会降低路侧消息传输的可靠性， 影响驾驶的安全性。
5G+ 车联网发展建议
加大政策支持力度
支持车企进行 NR-V2X 车载前装，制定针对性的补贴政策，进一步提升车联网车载终端渗透率。支持在特定区域内部署路侧单元、MEC 及进行相应的基础设施升级改造，不断完善 5G+ 车联网基础设施建设。对特定场景的 5G+ 车联网应用设立标杆应用奖励办法，推动创新应用模式在更广范围内落地实施。
加快技术标准制定
支持 5G+ 车联网行业应用类标准制定， 设立相关国家标准项目。支持商用的系统要求应用标准制定，推动 5G+ 车联网行业标准向汽车商用方向延伸。支持整车企业、软硬件企业、芯片 / 模组企业进行 NR-V2X 通信安全标准制定，推动 5G+ 车联网产业安全、有序发展。
鼓励运营模式探索
鼓励地方针对 5G+ 车联网应用场景探索创新运营模式，树立 5G+ 行业应用商业运营模式标杆，创造 5G+ 车联网良性发展新模式。鼓励社会资本参与 5G+ 车联网商业运营，开展车联网相关创新业务。