车联网白皮书（2021.12）中国信息通信研究院

Posted 2022-09-02 爱是与世界平行

内容整理自：车联网白皮书（2021年12月）中国信息通信研究院

1 城市道路环境下车联网应用

1.1 场景概述

城市路网复杂、交通对象多元、出行需求庞大，交通效率提升、 交通安全保障、新型交通服务是车联网在城市场景应用中的主要价 值目标，而针对交通运行数据的挖掘运用亦成为当下热门方向之一。

当前，信息服务类应用基本普及，且在网联技术赋能下实现创新发 展。定位导航、车载娱乐等应用已较为成熟，红绿灯状态提醒、绿 波通行等应用逐步验证，车载软件 OTA 升级、AR 导航等应用不断 涌现。

智能驾驶类应用加速渗透，且与网联系统逐步耦合。我国 ADAS 新车前装率日益提升，2021 年 1-8 月份国内新车累计渗透率 接近 10%。1同时，我国自动驾驶测试里程数也不断攀升，以北京市 为例，自动驾驶车辆道路测试安全行驶总里程突破 300 万公里2（截 至 2021 年 5 月）。

部分企业开展了融合 LTE-V2X 的智能驾驶应用 验证。例如，奥迪在无锡先导区开展协作自适应巡航控制、基于信 号灯的车速控制等融合应用的验证与推广；轻舟智航在苏州部署网 联式自动驾驶公交示范运行。

智慧交通类应用不断深化。面向管理 部门的交通治理、行业企业的运输效率优化等应用不断深化，且在 新型技术支撑下催生出新型场景。例如，长沙车联网先导区开展的 基于 LTE-V2X 的公交车辆优先通行应用，有效缩短了高峰期公交 运行周期；襄阳开展的基于路侧感知数据的信号灯配时策略优化应 用，提升了路口通行效率。

1.2 功能视图

面向交通主管部门，车联网通过信号灯配时优化、绿波通行等 应用场景，有效提高城市交通效率；通过超速预警、闯红灯预警、盲区预警等应用场景，提升交通安全；通过事故识别、异常行为上 报、特殊车辆优先通行等应用场景，提升交通管理精度。

面向交通 规划部门，车联网汇聚的道路运行数据、车辆轨迹数据等数据资源， 能为城市交通规划决策提供大数据支撑，进而科学地开展道路改扩 建、车道管理、新建道路规划。

面向城市公交运输企业，车联网通 过信号灯配时策略建议，实现公交优先，提升公交车的运行效率； 通过共享感知、盲区预警等提升公交车运行安全性；通过平台优化， 精准调度公交车辆，动态优化调整发车频率甚至运行路线，实现交 通运输资源的灵活配臵，打造精准公交、定制公交。

面向个人用户， 车联网通过信号灯信息下发、路径建议等应用场景，支撑绿波通行、 自适应巡航控制等功能；通过感知信息共享、盲区预警等应用场景， 支撑碰撞预警、自动紧急制动等功能；通过高精度定位、高精地图 下发等应用场景，支撑自动驾驶等功能；通过近场支付等场景应用， 支撑停车无感支付等功能。

城市道路场景下的车联网应用功能视图 如图 2。

1.3 价值链条

在商业模式方面，城市道路环境下的车联网生态包括供应端、 运营端和用户端，价值链条顺次展开。

其中，供应端方面，企业围 绕城市车联网建设，提供路侧设施、云控平台、高精定位、高清地 图、车载终端等设备和服务，获取商业回报。

运营端方面，城市车 联网基础设施运营主体，为各类用户提供多形态服务，获取服务回 报；停车场等关联主体通过平台引流，获取收益。

用户端方面，主 机厂通过车联网功能获取车辆溢价；公交企业通过提升运行效率， 提升服务水平。

1.4 典型案例

各车联网先导区、示范区在面向行业企业、政府部门、个人用 户等多种需求的应用验证与推广方面均取得了显著进展。

长沙车联 网先导区打造了基于 LTE-V2X 的智慧公交应用，在智慧公交 315 号、3 号、9 号线上实现了商用运营，日均服务乘客约 3 万人，实现 了公交信号优先、交通灯穿透等多项功能。在优先通行功能中，公 交车主动向路侧设备发送包含车辆位臵、速度、乘客数、准点状态 等数据，路侧计算设备据此生成公交信号优先策略，通过红灯缩短、 绿灯延长等方式实现公交优先通行；在交通灯透传功能中，公交可 将与路侧设备通信得到的交通灯信息通过车尾标识牌显示出来，以 避免对后车的遮挡。

经统计，315 号线平均行程时间优化 12.6%， 平均行程车速提升 14%。无锡车联网先导区大力推广智慧出行服务，在 600 余个点位上建设了车联网路侧基础设施，打造车联网大数据 应用服务平台，实现车联网用户位臵、交通信号灯状态、交通事件 等信息在平台汇聚，并开发了面向个人用户的“智行无锡”App。

既可通过终端 App 为用户提供车内标牌、绿波车速引导等服务，同 时也与图商等第三方合作为用户提供智慧出行服务。

2 高速公路环境下车联网应用推广

2.1 场景概述

以提升通行效率、降低事故发生率为价值导向，安全预警及交 通管控成为当前车联网在高速公路环境下的主要应用目标，而数据 价值互通将助力构建信息服务应用新业态。

在高速公路环境下，新 型信息服务类应用或比城市道路更快推广。由于高速公路有更为明 确的建设运营主体，且匝道口、隧道等场景下应用需求强烈，新型 信息服务推广速度或快于城市。

例如，京沪高速智能化改造等工程 重点部署了匝道分合流安全预警及诱导、准全天候辅助通行等应用。 智能驾驶类应用需求或比城市道路更为明确。高速公路场景下行驶 速度快，安全风险更高，AEB、LKA 等 ADAS 功能效益更为明显。 同时高速场景下，网联技术也可以提升车辆在匝道口实现异常车辆 提醒、自适应汇入汇出等应用效果。

智慧交通类应用比城市道路更 容易形成全路网协同。高速公路运营管理单位可以基于全路网的动 态感知信息，通过部署车道级精准管控、区域级网联云控等业务， 实现整体交通流量的动态联动调控，提升整体通行效率。

2.2 功能视图

面向政府部门，一方面通过全线感知信息整合，支撑交通态势 分析预测以及跨区域事件精准调度，提升调度效率；另一方面通过 服务平台，实现用户侧终端统一发行认证和监管，保障安全运行。

面向高速公路运营企业，一方面，通过车道级精准管控、准全天候 辅助通行、区域级网联云控等应用，并通过与图商平台等交换交通 数据，扩大触及范围，实现整体交通流量的动态联动调控，提升运 营收益；另一方面通过安全信息提示、道路实时养护、应急救援等 应用，服务安全运营。

面向个人用户，除享受安全与效率服务外， 还可通过不同通行时段动态费率等应用，降低出行成本。高速公路 环境下的车联网应用功能视图详见图 4。

2.3 价值链条

在高速公路环境下，面向个人用户，业主单位一方面通过减少 交通事故、优化通行效率，提升面向乘用车的整体运营效益；另一 方面探索通过与其他商业模式、主体的结合，扩展增值服务，包括 与图商平台合作将实时交通信息推送给终端用户，提供更精准的导 航服务，以及将高速周边旅游服务生态与通行服务结合，向车主提 供综合信息服务以及动态计价的商业模式。

面向运输企业用户，业 主单位通过将车、路、云融合的大数据信息服务提供给道路运输企 业，服务于车队智能化管理以及未来的编队自动驾驶，获得商业回 报。

高速公路环境下的车联网应用价值链条详见图 5。

2.4 典型案例

智慧高速车联网应用推广加速，逐步呈现出规模化应用态势。

重庆 G5021 石渝高速涪丰段所处区域地质、气象条件复杂，包含隧 道群、特大桥、急弯、急下坡、多雾等多种影响交通安全的不利因 素，其中桥隧比高达 47%以上，交通场景复杂。该路段通过智慧高 速建设，基于路侧融合感知和计算实现道路动态风险的快速发现； 基于 LTE-V2X 车路通信实现了公路异常感知；基于空口同步和定 位实现了隧道定位不丢失，进而实现了重点车辆全程监控。

粤港澳 大湾区智慧高速云控项目通过开展区域级高速公路网联云控，实现 区域高速公路网的信息融合共享、智能决策、协同管控，协同跨珠 江通道和湾区两岸区域高速网，实时监测跨珠江通道等运行状况， 通过上游信息牌等方式，动态诱导车辆跨珠江路径选择，保障各跨 江通道流量合理分布；协同多条平行深圳机场通道路网，基于平行 大通道运行状态实时在线监测仿真，动态诱导车辆通道选择，保障 平行通道高效运行，保障各跨江通道流量合理分布。

3 特定区域工况环境下规模商用

3.1 场景概述

在特定区域道路环境下，车联网主要服务于智能驾驶，或将比 城市、高速更早成熟。矿区、港口等工况环境相对封闭，且存在明 确的机器换人需求，商业模式清晰。自动驾驶在此类环境下落地发 展较快。例如，天津港的自动驾驶车辆已经接近 80 辆规模3。其中，基于网联的车辆集群智能调度、远程监控等应用较为成熟，遥控驾 驶等应用也不断得到验证。

3.2 功能视角

在矿山工况环境下，单车智能与调度平台的路径规划、监控应 用深度融合。通过在矿卡车辆上搭载 5G/V2X 终端、传感器、高精 度定位等设备，结合平台端的统一规划及管理，完成无人矿卡的装 载、运输、卸载的协同作业等功能，在保障矿卡车辆最优工作状态 的同时，降低人员成本并降低安全事故的发生。

在港口环境下，车联网应用主要包括自动驾驶集卡的协作式运 输以及港机设备的远程控制。就自动驾驶集卡而言，车端完成数据 的采集、传输及决策等功能，通过与港区设备、平台之间的信息交 互，实现自动化运输，并在调度系统的路径规划之下，实现在狭窄、 直弯的港区道路中的运输路径最优化，进一步实现作业效率的提升 和能源消耗的降低。就港机设备的远程控制而言，5G 网络成为控制 中心平台与港机终端之间信息回传与指令下发的重要支撑手段之一。

3.3 价值链条

特定区域工况环境涉及主体包括矿区/港口运营主体、解决方案 集成商以及其他设备商、零部件厂商等。目前主要存在两种商业模 式，一是由矿区/港口业主单位负责项目的整体规划，并获得“车-路-云”资产的归属权，解决方案集成商需要根据业主单位需求完成基础设施建设和车辆改装工作；二是矿区/港口业主单位“轻资产” 管理，解决方案商与运输服务商合作，提供自动驾驶车端改造、网 络环境建设、平台搭建等整体方案，以运输服务的形式提供给业主 单位。

特定区域工况环境下的车联网应用价值链条详见图 6。

3.4 典型案例

无论是矿区还是港口，车联网应用普及速度不断加快，并逐步 实现商用。国家能源集团宝日希勒露天煤矿自动驾驶矿卡应用，基 于与中心平台的调度交互，实现了矿区内自动驾驶循环作业应用。 矿卡、挖掘设备、云平台通过 5G 网络沟通明确整个装载协作流程， 矿卡根据云平台路径规划和对周围环境的感知，自动行驶至装载区， 同时将自车的实时状态信息和任务信息实时发送至装载设备，装载 设备也将自身的位臵、朝向等信息同步发送至矿卡，实现多车协同作业。

目前，该矿区自动驾驶系统可动率大于 96.7%，截至 2021 年 8 月已累计编组运行 5 万余千米，土方运输量达 60 余万立方米，运 输综合效率不低于有人驾驶。

天津港自动驾驶集卡应用打通了集卡 与生产作业系统（TOS）、岸桥、轨道桥、智能解锁站间的“信息通 道”，集卡与中控端进行 TOS 作业任务或者场端其他系统进行交互， 完成作业任务及其他命令需求。同时，集卡结合港内作业实际情况， 基于车队调度管理系统，采用智能化的任务调度和路径规划方法， 提高作业效率，减小能源消耗。

目前天津港已投入使用近 80 台自动 驾驶车辆，实现了规模化运营。