2023 年 V2X 部部署进展及 2024 年后路线图

车辆到车辆的一切： 当前状态和未来前景 2023年V2X部署进展展望及2024年后路线图 TABLEOFCONTENTS 2. V2X，革新道路运输的技术 3. V2X技术是否已准备好进行大规模部署？ 4. 业界如何克服V2X部署的挑战 8. V2X部署进度和预期 10. 2024年以后可以期待什么？ 11. 关于AUTOCRYPT 免责声明：本文件仅供参考。信息本质上是一般性的，不打算也不应被依赖或解释为关于任何特定问题或事实情况的法律意见或法律建议。信息可能不包含最新信息。该文档的读者应与各自的解决方案提供商联系，以获取最新信息，以获取有关解决方案应用的建议。基于本文件内容已采取或未采取的行动的所有责任在此明确声明。本文档中的内容是“按原样”提供的；没有表示内容是无差错的。 V2X，使公路运输革命的技术 全球汽车V2X市场预计在2022年至2029年之间的复合年增长率为45.2%。 车辆到一切(V2X)通信技术被业内专家广泛认为是改善道路安全和缓解交通拥堵的有前途的解决方案。通过实现车辆（V2V） ，基础设施点（V2I）和行人（V2P）之间的实时数据共享，V2X允许车辆透视障碍物并从一公里以上的半径获取有关实时交通的信息。 V2X经常与高级驾驶辅助系统（ADAS）进行比较，因为这两种技术都旨在通过降低碰撞的可能性和平滑交通流来提高道路安全和交通效率。然而，这两种技术使用不同的方法来实现它们的目标。ADAS基于使用摄像头，雷达和激光雷达改善车辆对周围环境的感知，而 V2X基于通过具有改善车辆对周围环境的了解。车载单 元(OBU)and路边装置(RSU)实时交换消息。 尽管这两种技术有许多重叠的好处，但只有V2X才能提供许多独特的功能，例如车辆基础设施合作自动驾驶(VICAD)此外，他们方法的差异意味着，当V2X 添加到ADAS上时，它可以显着提高自动驾驶的可靠性。 根据《财富商业洞察》发布的一份报告，预计到2029 年，全球汽车V2X市场的总价值将达到110亿美元 ，并在2022年至2029年间实现45.2%的复合年增长率。这远远超出了一些最成功的行业的增长率，这些行业的复合年增长率通常在10%至25%之间。[1] 1.财富商业洞察力。（2022年4月）汽车V2X市场规模、份额和COVID-19影响分析。 然而，最近关于V2X发展的更新在很大程度上被媒体围绕电动汽车和ADAS支持的“自动驾驶”的炒作所掩盖，尽管市场在幕后快速增长，但V2X的公开信息非常有限。 本白皮书旨在通过提供V2X的详细概述来填补这一信息空白，其中包括一些常见问题的答案，例如： 1)V2X技术是否为大规模商业部署做好了准备？ 2)该行业如何克服V2X中的技术、实践和安全挑战？ 3)哪些挑战尚未解决？ 4)在未来的5年、10年和15年可以期待什么？ V2X技术是否已准备好进行大规模的商业部署？ 截至2023年，V2X技术已准备就绪，可以部署和实施用于商业用途。该技术的有效性和可靠性已在跨行业互操作性测试中得到反复验证，AUTOCRYPT是消息安全领域的主要贡献者。亚洲，欧洲和北美的许多C-ITS测试平台现在都配备了RSU，许多OEM在生产过程中也为其车辆配备了OBU。此外，售后市场RSU和OBU也可广泛用于改装。 大规模部署V2X的能力是一项重要成就，因为该行业十多年来一直致力于克服各种障碍和挑战。下一节将探讨该行业必须克服的一些挑战，为V2X部署铺平道路。 行业如何克服V2X部署的挑战？ 挑战1：DSRC和C-V2X之间的鸿沟 阻碍V2X部署的最大障碍之一是行业参与者之间缺乏使用哪种通信协议的协议。有些人更喜欢使用基于WLAN的DSRC（专用短程通信），而其他人则更喜欢使用基于LTE和5G的C-V2X(蜂窝V2X)每个OEM和道路基础设施运营商都有自己的立场和偏好，导致两种技术之间的持续竞争。 尽管DSRC和C-V2X的数据传输方法有所不同，但它们在相同的机制下运行并提供相同的好处。这可以与Internet进行比较，无论Internet是通过Wi-Fi还是蜂窝数据连接，Internet的工作方式都相同。 然而，有一个关键的区别：由于C-V2X使用与现有蜂窝网络相同的通信协议，它允许V2X连接和互联网/云连接的集成。这样,C-V2X通信可以进一步分解为两种模式:PC5模式和U模式。PC5接口允许直接V2V消息传递，就像DSRC一样，而U接口允许通过蜂窝网络间接V2V消息传递，如两个手机之间的即时消息传递。 考虑到基于订阅的商业模式的潜力，移动网络运营商肯定会支持C-V2X。更重要的是，许多在后期开始采用V2X的汽车OEM和道路基础设施运营商决定使用C-V2X，因为它能够支持云连接和OTA更新。其中包括奥迪，宝马，戴姆勒，福特，特斯拉和丰田。另一方面,许多在早期阶段已经部署基于DSRC的V2X单元的OEM发现为了集成而切换到C-V2X是不合理的,因为云连接可以与现有网关一起支持。在引入C-V2X之前，已经测试和部署DSRC多年的道路运营商也是如此。 截至2023年，北美和中国大多同意使用C-V2X作为事实上的V2X通信协议，逐步淘汰DSRC。然而，欧洲在这两者之间仍然存在很大分歧。 IEEE开始研究基于WLAN 3GPP开始标准化蜂窝 3GPP发布的首个C- 的车辆无线接入 2004 V2X(C-V2X) 2014 V2X标准“LTE-V2X” 2017 2010 2016 2018 第一个V2X标准“DSRC(IEEE802.11p)” 释放 丰田推出的首款配备V2X 的车辆 3GPP发布的“5G-V2X” 首次完成C-V2X 互操作性演示 DSRC和C-V2X的发展时间表 解决方案：混合动力 幸运的是，这两种技术之间的分歧不再是V2X部署的障碍。鉴于欧洲市场不太可能很快达成共识，许多V2X硬件制造商，软件供应商和AUTOCRYPT等网络安全提供商已经开发出与这两种协议兼容的解决方案，以便行业参与者可以继续部署V2X，而不必担心兼容性。 然而,由于DSRC和C-V2X并不意味着在基本接入层可互操作,因此需要更复杂的硬件和额外的开发努力来实现双兼容性。因此，尽管这种混合方法可以帮助行业克服其直接的互操作性问题，但从长远来看，它绝不是最佳解决方案。许多专家预测，这两种协议之一最终将消失，从而结束混合时代。 挑战2：速度和可靠性 与DSRC不同，C-V2X通信的可靠性取决于是否可以以超高速一致地传输消息。为了在任何时候确保数百辆车辆和基础设施点之间的一致速度和零延迟，必须有足够的带宽来服务于大量的数据传输。许多行业专家建议V2X通信的最佳信道带宽为30至50MHz，包括安全关键型应用的20MHz范围。 解决方案：专用频率范围 为了确保C-V2X消息可以无延迟传输，全球监管机构已专门为V2X应用保留5.9GHz频段。美国将5.850-5.895GHz（45MHz）频率范围专用于DSRC，将5.895-5.925GHz（30MHz）专用于C-V2X。欧盟专用5.875-5.915GHz（40MHz），专门用于与安全相关的V2X道路应用。中国为C-V2XPC5接口专用5.905-5.925GHz（20MHz），前10MHz专用于V2V通信，后10MHz专用于V2I通信。 非安全道路ITS安全道路ITS安全铁路ITS 5.8555.8655.8755.8555.8955.9055.9155.9255.935 适用于欧盟V2X应用的专用频率范围 挑战3：安全性 由于V2X参与者根据收到的消息做出决策，因此这些消息的准确性对道路安全至关重要。如果恶意行为者有意撰写误导性消息或篡改其他两方之间发送的消息，他们将能够影响接收者的决策和后续操作，从而可能导致碰撞。 必须满足三个条件才能保证消息的准确性；消息必须1）来自受信任的参与者，2）真实，3）在传输过程中不得更改。此外，与金融和医疗保健等其他敏感行业的数据传输不同，V2V通信是直接在最终用户之间进行的，这意味着用户必须能够在不透露自己身份的情况下验证彼此的可信度。 为了满足这些条件，该行业需要建立一个端到端、分散和匿名的身份验证过程，而不是任何其他现有的身份验证系统。 AUTOCRYPT在V2X安全中的作用 AUTOCRYPT的主要专业领域之一是V2X消息安全。在前端，它将其安全模块嵌入到V2XOBU和RSU中，通过其安全协议和算法实现消息签名和验证。在后端，它建立了一个完整的PKI架构，以便在可信环境中发布、分发和撤销证书，符合所有主要的V2XPKI标准，包括SCMS、CCMS和C-SCMS。 要了解有关AUTOCRYPT的V2X安全解决方案的更多信息，请联系global@autocrypt.io 。 解决方案：基于PKI的消息安全 道路运输监管机构已将公钥基础设施（PKI）的使用标准化，以在V2X环境中进行双向身份验证。这种标准化的V2XPKI体系结构被定义为美国的安全凭证管理系统（SCMS）和欧盟的C-ITS凭证管理系统（CCMS），允许所有道路用户在不暴露其身份的情况下签名和验证消息。V2X生态系统中使用的证书由多层认证的第三方机构颁发，形成了强大且分散的认证体系。 与金融业中使用的传统身份证明通常具有一到三年的有效期不同 ，颁发给车辆的假名证书的有效期仅为一周，甚至为贵宾注册的车辆的时间为几小时。如此短的有效期是为了防止车辆的位置被追踪。 AUTOCRYPTV2X安全解决方案的组成部分 挑战4：传统车辆的向后兼容性 一些人认为，即使所有新车都配备了V2X连接，在传统车辆完全淘汰之前，仍需要长达十年或二十年的时间。因此，交通协调和合作自动驾驶的好处不会很快出现。为了解决这一挑战，该行业需要致力于向后兼容性，并允许传统车辆轻松注册到V2X生态系统中。 解决方案:改装 到今天为止,有许多方法将V2XOBU集成到车辆中。除了在生产过程中被工厂制造到车辆中之外，还有各种各样的售后OBU可用于传统车辆。这些单元可以单独购买，并通过USB或蓝牙连接集成到现有的车头单元。OEM还可以在车辆维护期间为客户提供改装选项，使传统车辆的驾驶员可以轻松升级，而购买新车的成本仅为一小部分。这些选项将大大提高V2X在大众市场的可用性和可访问性。 挑战5：激励和货币化 V2X部署中的最后一个挑战更多地与经济有关。汽车原始设备制造商在采用V2X方面进展缓慢，主要原因有两个：缺乏早期采用的激励措施，以及难以预测市场需求。 在大多数传统市场中，先行者通常会获得竞争优势，因为客户和消费者倾向于将新想法或技术与品牌联系起来，就像特斯拉与电动汽车和优步的概念密切相关一样。然而，这种先发优势在V2X市场上并不普遍，因为随着越来越多的道路运营商和原始设备制造商的部署，V2X的好处是在一个渐进的过程中实现的。因此，没有一个玩家会被视为“游戏改变者”。 解决方案：法规变更 尽管监管V2X的想法仍在争论中。但是在政府和几个行业协会的共同努力下，越来越多的激励措施开始浮出水面。 欧洲的新车评估计划EroNCAP在其2025年路线图中宣布，从2024年开始的所有新车都必须配备V2X连接才能获得五星级安全评级。此举将有效激励原始设备制造商在其车辆中大规模部署V2X。EroNCAP解释说，这一时机的原因是它预计所有技术不确定性都将在2024年得到解决。[1]. 1.EuroNCAP。2025年路线图-追求愿景零。https://www.fortunebusinessinsights.com/automotive-v2x-market-103320 V2X部署进展和预期 对V2X的普遍批评是，除非道路上的所有车辆都支持V2X，否则该技术不会带来多少有意义的好处。这是由于对技术缺乏了解而产生的误解。重要的是要理解V2X并不等同于自动驾驶。有多种V2I、V2V和V2P用例不需要完全覆盖V2X。事实上 ，大多数早期和中期V2X