智慧公路、车联网与2B自动驾驶

智慧公路、车联网与2B自动驾驶许英博 首席科技产业分析师梁程加 首席通信行业分析师联系人：邓思浩2021年2月7日目录CONTENTS1一、智慧公路：实现车路协同的深层次变革二、高精度时空网络：智能驾驶的基建三、干线物流与封闭场景：智能驾驶主要落地场景四、车联网模组：智能驾驶最基础构件智慧公路、车联网与2B自动驾驶rQoNrPxOpOnNtMsRtMtPpObRaO6MtRmMmOnMlOmMpNiNqQxP8OnPtQxNqMvMxNsRtR2一、智慧公路：实现车路协同的深层次变革3智慧公路：实现车路协同的深层次变革基于美国国家自动化公路系统联盟（NAHSC）的智慧公路框架智慧公路（Intelligent Road，IR）是一种多功能集成的道路基础设施系统, 由自动驾驶车辆、车路通信与协同、智能道路基础设施三部分组成。其目标是通过通信、电子、自动化技术构建车辆-公路一体化系统，提供大量全局、实时和先验的信息，实现在车辆间实时通信环境下最大限度地提高道路通行的能力，辅助智能网联汽车（Intelligent and Connected Vehicle，ICV）提高环境感知和即时通信能力，消除行车安全和交通拥堵隐患，实现车路协同的深层次变革。纵轴代表系统概念，横轴代表功能：随着智能公路信息感知、处理、传输、计算机、融合决策系统的不断完善，智能公路将最终达到数字孪生公路阶段 ， 即 达 到 具 备“物理公路与数字化公路并存，二者实现虚实信息交互，共同完成‘决策-控制-管理’功能”等平行智能特征的高级阶段。资料来源：NAHSC官网，中信证券研究部绘制4智慧公路架构：四大结构层次智慧公路四层次：感知、网络通信、决策处理、服务提供整个智慧公路结构由感知层、网络通信层、决策处理层以及服务提供四个层次构成。智能公路将通过边缘计算设备（汽车终端、路侧设备等）实时感知和收集车辆的行驶状态和道路状况，然后通过泛在网络（主要为5G、RFID、DSRC等）实现智能公路各实体之间的互联互通，接着运用大数据和云平台技术（数据库、大数据分析平台等）对数据进行动态交互，信息挖掘和智能决策等一系列处理，从而为车辆，驾驶员，管理者等参与者提供全面高效的信息服务。资料来源：中国公路学报2019年第8期《智能公路发展现状与关键技术》（徐志刚，李金龙，赵祥模），中信证券研究部绘制5V2X网络通信技术资料来源：中国公路学报2019年第8期《智能公路发展现状与关键技术》（徐志刚、李金龙、赵祥模等），，中信证券研究部绘制车辆队列技术高精度地图技术车辆无线充电技术智慧公路八大关键性技术V2X网络通信技术：实现高度智能的车-路通信与协作的基础，在异构网络融合和频谱资源共享基础上实现无所不在的网络覆盖（例如5G、DSRC、RSRC、WIFI等）。高精度地图技术：通过融合无线定位、惯性导航定位、卫星定位、车辆自主定位、路侧设施辅助定位和高精度地图实现智能公路上大规模车辆的实时精准定位。车辆队列技术：利用距离探测传感器、车-车/车-路通信技术使得多辆汽车之间保持一定的安全距离，从而使得整个车队形成了一个一致性的整体。无线充电技术：将无线充电模块配置在智能道路上，同时太阳能等新能源提供电力，大幅减少电动汽车配备的动力电池容量，节能减排，并降低电动汽车的运行成本6道路智能材料技术资料来源：中国公路学报2019年第8期《智能公路发展现状与关键技术》（徐志刚、李金龙、赵祥模等），，中信证券研究部绘制车路交互技术面向主动安全的道路控制技术结合基础设施的智能决策与规划智慧公路八大关键性技术-续道路智能材料技术：道路智能材料能够自主感知环境，对之进行分析、处理、判断。优异特性使路面具备了能量收集、自诊断、信息交互等智能化功能，提升了道路服务能力。车路交互技术：出行即服务(MaaS)旨在共享交通模式和智能信息技术的基础上建立无缝衔接的网络化交通系统。面向主动安全的道路控制技术：从道路基础设施本身着手，通过实时监控、提前预测、自动感知和自动修复等工作模块提高道路的行车安全性和稳定性。结合基础设施的智能决策与规划：包括单车智能决策行为（换道、超车、汇入车流等）和多车协同运动规划（对多辆汽车的路径或轨迹进行求解的过程）。7全球智慧公路发展：依托新兴技术，政府主导全球智慧公路发展现状以5G、云计算、人工智能等数字技术主导的世界新一轮科技革命方兴未艾，智慧高速作为智能交通领域的新型数字基础设施，已成为世界交通强国争相加快部署的热点。资料来源：公路交通科技第30卷9期，第十五届亚太智能交通论坛等公开资料，中信证券研究部绘制8Smartway系统：以交通安全、环节拥堵、改善环境等为目的，通过ITS技术将人、车、道路用信息连接起来的新一代公路系统。日本在融合道路交通信息通信系统（VICS）和ETC不停车收费系统功能基础上，推出世界首款DSRC大容量双向通信设备ITS Spot，提供拥堵预测及路径规划、特殊车辆运行规律及轨迹追溯、动态费率调整、异常驾驶行为识别等智能出行引导及运营管理服务。发展历程：2004年提出；2009年，向国会提出方案并获得审批，日本政府投资250亿日元（约15亿人民币）沿路建设Smartway设施；2011年建设完毕；2012年开始服务和销售；2016年正式提供ETC2.0服务，全国高速公路累计完成1700个路侧设备部署。技术路径：以DSRC车路交互技术为核心，通过在高速公路上设置路侧热点（ITS-SPOT）实现与具备收费、信息服务、车路交互等功能的综合车载终端的交互服务。效果：逐步实现了对运行车流及车辆的监管、诱导和控制。日本Smartway系统服务支持全球首款DSRC大容量双向通信设备ITS Spot5.1 日本：依托Smartway,推出ETC2.0资料来源：日本《国土交通白皮书2020》，日本《ITS评论》(ITS-Review Japan)9韩国将ITS智能交通系统定义为七大系统，交通管理、公共运输、交通信息服务、电子支付、旅行信息服务、车路智能服务和货运服务。韩国从1990年开始发展ITS，2001-2003进入发展期，开始示范城市项目建设，并开始ETC试点工作。从2004年起ITS快速发展，包括高速公路，国道和城市主干线，同时，各个地方的公交信息系统蓬勃发展，ETC系统建设覆盖整个高速公路。2014年后，侧重于协作式智能交通(C-ITS)的发展。目前韩国智能交通系统建设已经完全覆盖高速公路，在国道上已实现20%的覆盖，覆盖里程约为2607公里，预计在2020年完成45%的覆盖目标。从投资来看，韩国ITS的发展规划为四个阶段，2001-2005年是第一阶段，智能交通投资额9亿美元;2006-2010年是第二阶段，2011-2015年是第三阶段，2016-2020年是第四阶段，每个阶段投资均为13亿美元;20年规划期，智能交通总投资额约为48亿美元。5.2 韩国：ITS智能交通系统韩国自动驾驶测试区域韩国汉口自动驾驶测试基地（投资2亿美元，占地12万平方里）资料来源：第十五届亚太智能交通论坛10Easyway项目：针对全部路网开展网络化管理，根据统一规则进行关键路段的判别；通过跨国数据交换构建同步管理体系，覆