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车联网、智能网联车及无人驾驶发展趋势分析[图]

    车联网可以实现车与人/车/路/服务平台的全方位网络连接,弥补了单车智能无法对外通讯的缺陷,二者融合可以提升自动驾驶的可靠性,并降低成本,是产业发展趋势。车联网应用场景主要分为安全类、信息类和交通效率类。信息类的应用场景主要包括紧急呼叫业务等提高车主驾车体验的应用;交通效率类的应用场景包含红绿灯车速引导、交通事故提醒、潮汐车道提醒、交通拥堵提醒、限速提醒、紧急车辆通行提醒等应用;安全类的应用主要有人车避撞提醒、电单车出没提醒、紧急制动提醒、交叉路口避撞提醒、前向碰撞预警等。可以说,有了车联网,出行会更加智能。

    车联网(V2X)是新一代信息通信技术,可以实现车与车之间(VehicletoVehicle,V2V)、车与基础设施之间(VehicletoInfrastructure,V2I)、车与人之间(VehicletoPedestrian,V2P)、车与网络之间(VehicletoNetwork,V2N)的全方位连接和高效信息交互,提升汽车智能化水平和自动驾驶能力,从而提供信息服务、交通安全应用服务及交通效率应用服务。V2V可以使车辆间进行信息交互和提醒,最典型的应用是用于车辆间防碰撞安全系统;通过V2I,车辆可以与道路、交通灯、路障等基础设施进行通信,获取交通灯信号时序等道路管理信息;V2N是目前应用最广泛的车联网形式,其主要功能是使车辆通过移动网络,连接到云服务器,使用云服务器提供的导航、娱乐、防盗等应用功能;V2P则是用做给道路上行人或非机动车安全警告。所以,车联网是自动驾驶的必备条件,它可以弥补单车智能的局限,两者融合可以提升自动驾驶的可靠性,并降低成本。车联网和单车智能融合是大趋势,两者共同提供自动驾驶能力成为产业共识。

    全球自动驾驶直接经济效益可达万亿元/年,中国约占全球市场的50%。根据调查数据预计,2030年全球自动驾驶车辆将达到2300万辆。根据调查数据,中国自动驾驶汽车总销售额2030年会达到约1.3万亿元,2040年达到约2.5万亿元;中国自动驾驶出行服务订单金额2030年达到约1.6万亿元,2040年达到约6.4万亿元。

    DSRC(DedicatedShortRangeCommunications)技术由物理层标准IEEE802.11P和网络层标准IEEE1609构成,V2V是其主要应用方式。DSRC包含了车载装置(OBU)和路侧装置(RSU),OBU和RSU提供信息的双向传输,RSU再将交通信息传送至后端平台,该技术类似于在道路边装上WIFI,车辆通过WIFI进行通信,我们常见的ETC便是这种技术的直观体现。但是这种技术专用于短程通信,如果距离过长,可靠性等方面会产生问题。

    C-V2X是基于4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术,包含LTE-V2X和5G-V2X。2016年9月,3GPP就在R14版本里完成了对LTE-V2X标准的制定。C-V2X支持全部4类V2X应用,V2I/V/P均可通过C-V2X的公众网络通信(Uu)及直连通信(PC5)两种方式实现。蜂窝移动通信也就是我们使用的手机通信,具有通信距离长的优势。

车联网主要包括两类技术

数据来源:公开资料整理

    C-V2X技术从应用场景、技术性能上均优于DSRC。C-V2X相比DSRC提供了更高带宽、更高的传输速率和更大的覆盖范围;可支持授权频段及非授权频段的信息传输;依托现有基站,无需投入新的路边设施建设,成本更低;技术标准可演进,可平滑发展到5G;借助蜂窝网络生态,应用更丰富。而DSRC只工作在5.9GHz专用非授权频段,支持广播通信、支持低时延,但在密集场景下时延无保障。

    C-V2X技术更适合中国车联网发展。推动车联网商业正循环是产业未来成功的关键,而C-V2X是当前车联网技术最现和可靠的选择,只有从国际产业竞争中胜出,才能进一步实现产业引领。DSRC技术专利美日韩主导,中国占比很小,而LTE-V2X专利,全球各区域分布均匀。中国C-V2X技术自主可控,专利布局合理,产业更安全。中国企业在3GPP中主导了部分C-V2X标准的制定及后续演进技术的研究,且C-V2X中国自主知识产权占优,国产C-V2X芯片与国际同步,拥有一颗“中国芯”。

DSRC技术专利美日韩主导,中国占比很小

数据来源:公开资料整理

LTE-V2X专利,全球各区域分布均匀

数据来源:公开资料整理

    目前应用的C-V2X技术主要是LTE-V2X,该技术有一个很大的问题,就是时延不够短。众所周知,在自动驾驶中时延决定生死,现在高速公路的时速是120Km/h,也就是33m/s,就算刹车只晚1秒,也会有40米以上的制动距离,对于严格的时延要求,LTE-V2X做不到,但是5G-V2X可以做到。与4G主要侧重人与人之间的通信不同,5G形成了端到端的生态系统,具有超高速率、超大连接、超高可靠和超低时延的特点。5G-V2X相比LTE-V2X将在时延、可靠度、速率、数据包大小等方面大幅提高,LTE-V2X可支持辅助驾驶业务,而5G-V2X可以支持自动驾驶业务。其中辅助驾驶的应用场景包括红绿灯车速引导、交通事故提醒、限速提醒、交叉路口避撞提醒、紧急制动提醒、盲区检测、人车避撞提醒和远程诊断等。而自动驾驶的应用场景包括车辆编队行驶、自动驾驶、远程控制和传感器信息共享等。

    C-V2X通信技术的演进实质是公众网络(Uu)和直连通信(PC5)的演进,LTE-V2X会向5G-V2X逐步演进。Uu接口跟随大网演进路线,先期采用LTEUu,并向5GNR演进;PC5接口先期采用LTEPC5,后续向5GNRPC5演进。由于公众网络发展先于直连通信,因此可有多种技术组合,未来终端可能存在多模需求。LTE-V2X与5G-V2X是相辅相成,相互补充的,最终向5G-V2X演进。

    预计到2020年每辆无人驾驶汽车每秒须传输0.75GB的数据,而当前以4G为代表的网络通信技术尚有较大差距。随着5G时代到来,5G在高速率低时延方面的优异表现将为车联通信水平带来巨大提升。

2020-2025中国5G市场规模及增速预测(亿元)

数据来源:公开资料整理

    随着产业变革提速,智能网联汽车渗透率提升将打开千亿级市场空间。随着技术进步与市场成熟,2019年智能网联汽车即将进入市场规模迅速扩容的窗口期,率先受益的包括车联网、ADAS、高精度地图等核心环节的供应商。

全球无人驾驶市场快速增长(亿美元)

数据来源:公开资料整理

国内外智能网联车市场快速增长(亿美元)

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    汽车销量与电气化比重齐升,汽车电子前景好。高价车占比上升进一步推动汽车电子市场。

各段汽车销量占比

数据来源:公开资料整理

    电动汽车相比传统汽车在动力源和驱动方式上发生了巨大的变化,其动力系统几乎都为电子产品,因此在电动车中汽车电子的成本高达65%,可见电动车的普及将进一步带动汽车电子的需求。

2008-2017年电动汽车产量及增速

数据来源:公开资料整理

    目前汽车的机械性能已趋于完美,人们对汽车功能的追求已从传统机械性能转向安全、娱乐、互联、高级驾驶辅助等。这些功能的实现无一不需要汽车电子的支持,因此汽车电子占汽车成本的比重逐年上升。

    随着汽车电子占比的提升,电动车销售放量,单车电子零组件价值将持续上升。计到2019年全球汽车电子市场规模将达到2800亿美元,2022年达3800亿美元,呈加速增长态势。

全球汽车电子市场飞速增长,万亿市场开启

数据来源:公开资料整理

    预计真正无人驾驶将于2025-2030年间实现。而2019-2020年起,自动驾驶产业将进入爆发式增长阶段,配备ADAS等自动驾驶核心模块的车机产品前装渗透率逐步提高,成为新车标配。
未来两年的发展规划中,L2级量产规模将进一步加大,同时加速L3/L4级自动驾驶车辆的推出和量产。到2020年,L1、L2级自动驾驶渗透率将达40%。2025年,20%以上量产汽车有望实现不同级别的智能驾驶。至2040年,所有新车都将配备自动驾驶功能,其中L4、L5级自动驾驶渗透率将达50%。

    到2018年全球无人驾驶汽车市场规模达到了48.2亿美元,到2021年,预计全球无人驾驶汽车市场规模将达70.3亿美元。到2035年,预计全球无人驾驶汽车销量将达2100万辆。

2016-2021年全球无人驾驶市场规模预测

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    车辆的自动化驾驶的流程主要为:感知、认知、决策、控制、执行。同时汽车必须通过V2X联网,通过网络即时更新数据、路况、地图才能真正实现无人驾驶,依靠单车本身无法真正的实现无人驾驶。

    随着人工智能尤其是深度学习技术的成熟,算法开始能够识别物体属性,并做出类人的合理决策,促进无人驾驶落地。

    汽车实现无人驾驶除了车辆本身的智能化以外,汽车必须通过V2X与其他主体互联,V2X目前发展方向主要由LTE-V演进到5G。5G在实现无人驾驶上作用具体,体现在高精度地图的实时传导,高速状态下反馈信息的及时送达等。

    高精度地图(High-Definitionmaps)是智能汽车的“眼睛”,可以使汽车预先感知路面复杂信息,如坡度、曲率、航向等,精度可达20厘米。高精度地图对于无人驾驶的巨大价值受到国内外高科技企业和汽车厂商的广泛关注。高精度地图是实现自动驾驶的关键技术。

    高精度地图产业具有较高的市场准入壁垒、技术壁垒以及资金壁垒。中国政府规定只有具备导航电子地图制作资质的企业才能合法制作导航电子地图,对从事导航电子地图生产的企业提出了注册资金、技术、设备、人员等多方面的要求,目前国内仅有13家企事业单位具备导航电子地图甲级资质。

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国无人驾驶行业发展现状分析及市场前景预测报告

本文采编:CY337
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2024-2030年中国车联网行业市场运行格局及发展策略分析报告
2024-2030年中国车联网行业市场运行格局及发展策略分析报告

《2024-2030年中国车联网行业市场运行格局及发展策略分析报告》共十二章,包含车联网行业投资潜力及风险分析,车联网产业投资运作模式分析,车联网产业发展前景及趋势分析等内容。

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