现在加速V2X部署是通过网联拯救生命的关键一步

以下文章来源于5G行业应用 ，作者吴冬升

本文来自2023年10月份美国交通运输部发布的《Saving Lives with Connectivity: A Plan to Accelerate V2X Deployment (DRAFT)》。这是一份备受期待的文件，概述了美国交通运输部确定的关键步骤和关键性能指标，以支持在全国范围内部署全面、互操作的V2X。

国家V2X部署计划描述了现在如何开始部署，并定义了利益相关者群体所需的具体行动。

它还确定了可从美国交通运输部和其他来源获得的支持。该计划为利益相关者提供了重要信息，以加快V2X技术的投资、研究和部署，并帮助利益相关者规划近期和中期优先事项，同时提供市场确定性。

该计划旨在减少所有利益相关者在实现全国性、可互操作的V2X生态系统愿景方面的不确定性。美国交通运输部官员一再鼓励公众对该计划草案进行反馈，并打算在年底前进一步更新该计划。

短期（2024-2026）：20%的国家公路系统已部署V2X技术用于高速公路应用，75个大都市地区中有25%的信号交叉口支持V2X；

中期（2027-2029）：50%的国家公路系统已部署V2X技术用于高速公路应用，75个大都市地区中有50%的信号交叉口支持V2X；

长期（2030-2034）：国家公路系统已完全部署用于高速公路应用，75个大都市地区中有85%的信号交叉口支持V2X。

美交通运输部V2X规划采用C-V2X技术

1 总体介绍

美国交通运输部（USDOT）致力于减少国家道路上的死亡和重伤。随着国家公路安全行动计划的实施，美国交通运输部正在积极推行道路安全战略，采取综合措施将道路死亡人数降至唯一可接受的数字：零。

唯一可以接受的公路死亡人数是零。

实现这一雄心勃勃的长期目标的强大工具是车联网（V2X）技术，它使车辆能够相互通信，与行人、骑自行车的人等其他道路使用者以及路侧基础设施通信。V2X技术的部署已经证明了较小规模的安全效益。然而，要实现V2X技术的全部救生潜力，需要车辆和基础设施安全、可靠地通信，并且不会受到各种设备和平台的有害干扰。

将技术和网联整合到零死亡愿景方法中，要求技术与其他许多设备、用户、车辆和基础设施协同工作。我们称之为“可互操作的网联”，其中各种移动、车载和路侧技术必须能够随时随地高效、安全地进行通信，并保护个人信息。网联V2X技术必须可靠且无缝，以使团体和用户能够有效地跨越边界，满足他们的日常需求。

V2X可以通过启用车辆、路侧基础设施和移动设备之间的无线通信来拯救生命。

V2X通信支持国家道路安全战略采用的安全系统方法。安全系统方法是一种整体和全面的方法，提供了一个指导框架，使人们的生活场所更安全。它通过建立和加强多层保护来实现，首先防止碰撞的发生，并在碰撞发生时尽量减少对相关人员造成的伤害（图1）。

图1 安全系统方法的原则

国家道路安全战略指示美国交通运输部推进V2X和其他技术的使用和部署，以促进更安全的道路。美国国家运输安全委员会同样将V2X网联确定为关键安全“最受欢迎”技术。

在过去十年中，车辆和基础设施的技术进步使道路安全得到了逐步改善，但道路伤亡却朝着错误的方向发展。例如，美国国家公路交通安全管理局估计，2022年发生了42795起机动车死亡事故，比2019年的36355起增加了18%。

NRSS中的安全系统方法定义了一种更广泛的转型方法，包括利用可以预防或减轻碰撞的先进技术。需要大胆的领导力才能确保网联V2X技术融入地面运输系统。V2X技术不仅拯救了生命，还增强了机动性，提高了效率，减少了对环境的负面影响。现在加速部署V2X是拯救生命的关键一步。

2 计划概述

本文档介绍了加速V2X部署的计划草案。计划草案设定了美国交通运输部的愿景、目标和里程碑，并向美国交通运输部、公共机构和私营部门在内的利益相关者发出行动呼吁。

国家V2X部署计划草案描述了如何现在开始部署，并确定了利益相关者群体所需的具体行动。它还确定了美国交通运输部和其他来源提供的支持。该计划为利益相关者提供了重要信息，以加快V2X技术的投资、研究和部署，并帮助利益相关者规划近期和中期优先事项，同时提供市场确定性。

该计划草案有助于建立技术和机构能力，以满足未来的部署需求。该计划草案旨在减少所有利益相关者之间的不确定性，努力实现全国范围内可互操作的V2X生态系统的愿景。

V2X网联是安全工具箱中一个至关重要的救生工具，现在就可以部署。

计划草案将得到一份补充技术文件V2X Deployer Resources的支持，该文件将于2024年初发布。V2X Deployer Resources文件详细讨论了州和地方机构在规划和部署V2X项目时可能会遇到的信息状态。美国交通运输部还将通过点对点交流（例如加速V2X社区）和在线资源（如智能社区资源中心）提供持续的技术援助。

3 美国交通部为加速V2X部署采取的显著行动

美国交通运输部V2X部署计划草案以美国交通运输部传统和当前活动为基础。自2022年8月以来，美国交通运输部采取的重大行动如表1所示.

表1 自2022年8月以来启动的值得注意的USDOT行动

4 国家V2X部署计划草案

愿景：

通过在全国范围内广泛部署可互操作的V2X技术，实现安全、高效、公平和可持续的交通系统。

使命：

通过联邦政府、公共部门和私营行业的合作与协同，使用专用5.9 GHz频谱和其他可用频谱部署可互操作的V2X连接。

目标和指标：

美国交通运输部已经制定了一套短期、中期和长期部署目标和指标，以集中活动并协调利益相关者的行动，以实现这一愿景。这些目标和指标是通过利益相关者的投入和参与、美国交通运输部的研发活动以及行业趋势和发展而得出的。

美国交通运输部已确定了三个时间框架：

短期（2024-2026）：运营中的领先部署商。

中期（2027-2029）：V2X部署者社区增长。

长期（2030-2034）：全国范围内可互操作的V2X部署和运营。

图2总结了国家V2X部署计划路线图草案的关键要素。

表2、3和4列出了短期、中期和长期目标以及相应的指标，并按照基础设施部署、车辆、频谱、互操作性以及效益/技术援助等战略领域，列出了负责的利益相关者小组。

为各种时间框架设定目标将有助于利益相关者专注于根据当前知识和技术状态可以采取的行动。长期结果可能受到外部因素和持续的技术和制度发展的影响。由于固有的不确定性，需要定期监测和调整这些目标和指标。

图2 国家V2X部署计划路线图草案的关键要素

表2 按战略重点领域划分的国家V2X部署计划草案（短期，2024-2026）

*每个区域/走廊部署至少跨越300英里的道路（公路和地面街道的组合）和/或300个交叉口/立交。

表3 按战略重点领域划分的国家V2X部署计划草案（中期，2027-2029）

表4 按战略重点领域划分的国家V2X部署计划草案（长期，2030-2034）

5 利益和挑战

国家V2X部署计划草案是在可能影响部署的某些假设的基础上制定的，这些高级假设在下面进行了强调。

利益：

V2X技术的好处已被广泛记录。可以在以下网址中找到好处汇编（https://www.itskrs.its.dot.gov/benefits），示例包括：

◼ 美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）已注意仅实施两个V2X安全应用，即十字路口移动辅助（IMA）和左转弯辅助（LTA），将防止439,000至615,000起碰撞事故，占总数的13%至18%，并挽救987至1366人的生命。这些碰撞事故减少带来的节省将达到550亿至740亿美元。

◼ V2X可将二氧化碳排放量减少 16%，而车队行驶可将排放量减少33%。对于单辆汽车，绿色驾驶应用程序可减少近10%的排放量。

◼ 在佐治亚州富尔顿县的一些校车上初步部署C-V2X，证明由于信号优先级，预计可节省10%以上的燃料。

安全试点模型部署，Connected Vehicle Pilots，以及其他前期的V2X部署已经证明了使用专用短程通信（DSRC）的V2X通信的好处。基于这些结果，大规模部署C-V2X和其他通信技术将在国家层面提供显著的好处。

频谱使用：

无线频谱有限，需求量很大。低延迟、安全相关的应用程序将利用FCC规则保留的5.9 GHz频谱中的30 MHz，而其他应用程序将需要使用其他通信方法，包括利用其他频谱的解决方案。然而，已经部署了各种基于蜂窝通信的方法，这些方法在多个供应商生态系统中是不可互操作的。

跨管辖区协调：

互操作性允许人员和货物无缝跨越边界、管辖范围和系统。V2X连接被设想为一个合作系统，尽管存在各种利益相关者、所有者、运营商和设备，但技术作为一个单一系统运行。实现互操作性需要政府和行业之间的密切协调。美国交通运输部的标准和体系结构包括国家ITS参考体系结构，这是一种为安全、可靠和有效的互操作系统提供框架的资源。随着技术的发展和部署，国家ITS参考体系结构将不断更新。

私营企业参与：

为了部署连接来拯救生命，需要与车辆和基础设施进行协调。原始设备制造商（OEM）将最终决定V2X设备（如车载设备）在新车中的安装程度。原始设备制造商可能对投资V2X技术的商业案例没有统一的看法，但他们可能会受到私营部门其他成员、政府政策和行动以及部署V2X基础设施的公共机构的影响。

与此同时，设备制造商必须确保路侧设备和车载设备的开发符合标准，以确保互操作性，并对其进行测试和认证，以便部署者（原始设备制造商和IOO）能够确定能否成功推进。

公共机构能力和资金：

州交通部门和地方机构等公共机构部署V2X技术的能力各不相同。一些机构缺乏专业知识、机构能力或资金；正在使用传统系统；或者没有将技术和创新作为优先事项。需要考虑这些差异，以支持协作和协调的方法。联邦资金和援助可用于支持符合条件的部署，但最终由州、部落政府和地方政府规划、设计、建造、运营和维护系统和配套基础设施。

隐私和安全：

安全性对于确保V2X技术及其提供的信息可以使用至关重要，并通过标准程序验证信息的正确性。这些信息需要保护个人隐私，同时也允许各方保护推进安全高效交通系统所需的数据。

近期成功案例：

可互操作的连接应用程序将继续在基础技术和部署经验的基础上开发新的用例和创新。然而，在短期内，需要可行的现场可互操作连接部署，以实现效益并指导进一步发展。长期的未来可能性更大，但部分取决于在短期内取得成功，以及最佳实践、行业指导、测试程序和其他支持互操作性的组件的开发。

6 实现可互操作的V2X部署的关键重点领域

图3说明了实现成功的可互操作和网络安全的V2X部署的关键重点领域。更多细节将在即将发布的技术附录中提供。

图3 实现可互操作V2X部署的关键重点领域

7 V2X社区利益相关者和潜在行动

包括汽车原始设备制造商和IOO在内的利益相关者团体共同提出了V2X部署的愿景，如ITS America编制并于2023年4月发布的行动呼吁所示。这些合作对于支持同行实体以及向那些可能不定期与IOO或OEM互动的人展示跨行业视角非常重要。部署者的集体声音在传达他们部署的意愿和愿望方面发挥着重要作用。它还显示出行业应对和创新的市场潜力不断增长。

实现本计划草案中规定的目标取决于与多个利益相关者的合作。本节确定了主要利益相关者群体（见图4）以及澄清期望、鼓励对话和协调活动的角色。该框架并不是一个详尽的列表，但显示了关键角色和责任的示例。鼓励利益相关者公开分享他们的观点、计划和承诺。目标是证明采取集体行动部署V2X连接的必要性。没有一个团体能够独自实现这些目标。

表5 显示主要利益相关者团体的潜在行动

图4 V2X社区利益相关者团体

表5 主要利益相关者团体的潜在行动

8 美国交通运输部未来的行动和支持

为了成功加快这项技术的部署，以拯救生命和推进国家目标，美国需要培养对发展这些系统至关重要的劳动力和技能。提高公共机构专业工作人员的知识和技能至关重要。鼓励各机构评估其内部组织能力、差距和需求，以规划适合其独特社区的部署方法。

美国交通运输部将向公共机构和部落政府提供资源，支持部署V2X技术，以在NRSS和安全系统方法下拯救生命。以下是美国交通运输部将提供的资源和技术援助的非详尽列表，以确保美国利用连接来拯救生命。从研究到部署，美国交通运输部赞助的活动示例见表6。

表6 USDOT赞助的从研究到部署的活动示例

美国交通运输部目前正在开发的V2X部署人员资源文件旨在为部署人员提供关于互操作连接技术方面的方便和信息资源。资源文件还指出了更详细的技术信息来源，以便部署人员能够更容易地找到规划、开发和操作可互操作连接部署所需的内容，并与支持技术工作组接触，分享创新和经验。随着时间的推移，此文档和资源列表将保持最新，智能社区资源中心将定期更新内容。

美国交通运输部还鼓励更广泛的部署社区了解其他活动，这些活动可以为部署规划和实施提供信息，并考虑即将到来的和长期的创新。

9 结论

这份国家V2X部署计划草案概述了部署的愿景和路径，目标是通过网联拯救生命。过去的V2X研究和部署表明了这项技术的前景。我们现在必须抓住这个机会，实现今天的这些好处。

行动的必要性是紧迫的。V2X从根本上说是一种合作技术，其大规模效益总体上比单个系统大。实现和保持互操作性对于在一个车辆和旅行者跨越城市、州、县、联邦和部落土地的国家中充分实现利益是必要的。

美国交通运输部、公共机构、私营部门和运输运营商需要采取大胆行动来塑造未来的方向。美国交通运输部仍然致力于支持和推进V2X技术的部署，实现零死亡或重伤的未来愿景。通过这份计划草案，美国交通运输部致力于实现交通运输的现代化和转型，以适应当前和未来的发展。

V2X技术可以在全国范围内提高安全性，现在是投资的时候了。

V2X连接是一项关键的转型技术，它不仅提高了安全性，还增强了机动性，提高了效率，减少了对环境的负面影响。现在加速V2X部署是通过网联拯救生命的关键一步（见图5）。

图5 关键利益相关者的战略协调行动为可互操作的V2X部署创造了动力