车网的本质是道路―网―车―云四要素的全面演变,其目标是通过车道合作实现更高效、更安全、更智能的交通组织,是交通旅游未来变革的终极答案。 无锡是全国首个获得认可的国家级车网络领导区,由中国移动、华为、公安部交通管理科学研究所等机构共同实施建设,建立了全国车网模式。 经过两年磨练,无锡实现了世界首个都市级、全场面车―路―云―网的全面合作车网络平台。 具体地说
一、道路。 路边交通基础设施的更新改造了信号灯、影像检测器、行人检测照相机、边缘计算装置、RSU设备、RFID读写器等相关设备,使基础设施具有访问平台的能力,将道路的数字化动态信息传递给平台。 路旁交通基础设施升级,提高了交叉口的感知处理能力,为平台和车辆提供了准确实时的道路交通信息,提高了交叉口的智能水平。 第一阶段道路边缘改造,复盖无锡主城区、新城主要道路200多个信号灯控制交叉口,全面升级了车道协同道路侧的管理基础设施。
2、车。 通过前置或后置的汽车网络装置,将社会车辆并入城市网络平台。 在第一阶段,已装入10万辆车辆。
3、网络。 构建以LTE蜂窝网络为V2X基础的汽车网络专有协议。
四、云。 构建了面向汽车网络的“公安交通信息开放平台”,通过平台向社会车推进交通信息和道路状态的动态更新,实现了城市交通的更好规划和组织。
目前,全国已有40个实验基地,道路协调测试广泛开展。 车联系统的新设测试基地在各地都有计划,速度显着加快。 测试基地的主要任务是对usecase场景设计测试用例,完成实际道路模拟和数据采集工作。 从实际运行情况来看,汽车网络平台取得了显着成果,成功降低了交通事故的发生率和拥堵率,使城市交通旅游更加美好。
汽车网络通信标准主要有两种:1)基于移动蜂窝通信技术的C-V2X(Celluar-V2X,vehicletoeverything )基于IEEE 802.11系列协议的IEEE 802.11 p ( dedicatedshortrangecomment ) 综合考虑应用价值、成本性能、专利分布、政策驱动、产业成熟度等,预计LTE-V2X将成为国内第一种建设布局方式。 汽车网络行业的链长,关于多个部门合作管理,LTE-V2X的初步应用开展可以探索预先发现、验证、现有监管和政策问题,如网络安全、隐私保护等,在长期生态建设中积累经验。 根据当前的需求和产业成熟度,LTE-V2X将成为今后2-3年的主要建设方式。
LTE-V2X设施和5G-V2X设施长期并存,然后转移到5G-V2X。 2019年是5G元年,开始了5G网络规模的建设,但考虑到5G-V2X的标准化和产品进度相对滞后,LTE-V2X将继续作为汽车网络的基础网络存在。 根据C-V2X实施路线图,当时将综合考虑库存终端、5G-V2X产业链的成熟度等,转向以5G-V2X建设为主。 类似于4G/5G网络关系,预计LTE-V2X和5G-V2X设施将长期共存。
1产业受益顺序:网络-车端-运营与应用
产业受益顺序:网络-车端-运营。 汽车网络的产业逻辑与通信网(4G/5G )的产业逻辑基本一致。 回顾4G产业链公司的受益顺序,基本上是按照“电信设备(资本支出) -终端(手机产业链) -运营商和应用经营者”的顺序发展的。 受益顺序的含义是:基础设施完备,才能带来产业终端的普及、运营和应用,百花齐放。 参考通信网的受益程序,我们预计汽车网络产业将按照“网络(网络基础设施建设) -车端(智能网络车普及) -运营&应用(车网络服务和平台运营)”的顺序发展。
2网络: ETC改造先行,RSU是最大的增量市场
2.1 ETC改造先行,RSU建设开始
以ETC为基础,建立了汽车网络产业基础设施网的原型。 2019年以来,国内政策频繁出台,地方政府执行效率高,ETC基础设施迅速普及。 根据2019年两会政府的工作报告书,2年内几乎废除了全国高速公路省界的收费站。 ETC是一种具有初级车道协同特征的功能车网络产品,能够实现车与道之间的连接、相互作用和通信。 基于ETC,国家在实现众多社会车辆初级网络的同时,形成了全国车网道测量基础设施的原型。
RSU建设的帷幕即将拉开。 路边单元RSU(Roadsideunit )是汽车网络“通信网”最重要的基础设施之一,是感知网络特征、道路参与者的信息交换中心。 路旁单元可对接数十多种信号机控制系统、微波雷达等多种检测信息和车辆与路旁可变信息卡,提供差分信号,提高定位精度。 路旁机组不仅提供与汽车的通信转播,还可以连接边缘云和交通大脑,内置边缘计算设施,完成连接和计算的综合管理。 现在,国内RSU的导入与ETC合作推进,在收费站等先行普及。 作为全国汽车网络“通信网络”的重要基础设施载体,RSU有望在未来加速普及。
2.2“网络”建设主要包括RSU、OBU、芯片/模块
C-V2X产业链包括通信芯片、通信模块、终端和设备、整车制造、测试验证和运营及服务的几个板块,其中芯片模块、RSU、OBU是车联通信网络的重要组成部分。 主要制造商包括:
芯片制造商:华为,高吞吐量,大唐辰芯/高鸿股份,MTK,AutoTalks;
模块制造商:移动目的地、新兴、移动目的地、哈曼、ALPS、华为、长沙智能运行研究院有限公司( CIDI )、高鸿股份有限公司
RSU/OBU制造商:华为、千方科技、万集科技、金溢科技、星云联络、中兴、华砺智行、高新兴、哈曼、ALPS、AutoTalks、CohdaWireless、东软/东软瑞驰、北京聚利、均胜车联、CIDI、移动物联、亿咖啡馆、延锋伟世通、上汽联创、高鸿股份、上海博泰悦
2.3芯片和模块已有商用产品,RSU可轻松集成
目前正式发布商用芯片的是大唐、华为和高吞吐量。 2017年11月16日,大唐正式发布了基于LTE-V2X的商用模块DMD31,以及其RSU产品( DTVL3000-RSU )和OBU产品( DTVL3000-OBU ),华为还在2018年正式发布了基于LTE-V2X的商用芯片Balong765 峰值速率达到1.6Gbps,上海MWC期间推出RSU产品的高吞吐量于2017年9月推出基于3GPPR14标准的LTE-V2X芯片组9150C-V2X,并于2018年正式投入使用。
模块的作用是将芯片集成到汽车的规格模块中,由RSU/OBU的OEM制造商直接使用。 通常,模块在封装周围设置封装,并布置射频天线等。 据业界调查,目前的模块价格为40-50美元/个,但是目前的发货量少,开模费用高,目前的价格不能反映正式的商业价格。 批量生产后的价格估计在100-150元左右。
2.4 RSU建设开拓千亿市场
RSU(RoadSideUnit )是电路侧的收发装置。 其内核模块是V2X模块,某些制造商实现了基于DSRC的模块集成。
2.4.1 RSU配置
RSU主要是由通信单元+ARM控制器形成的基板设计。 根据配置,RSU通常是单模式( DSRC/LTE-V )、双模式( DSRC、LTE-V )和多模式( DSRC、LTE-V、其它外围设备)。 其基本结构包括通信相关模块( LTE-V、DSRC、3G/4G、WIFI )和定位模块( GPS、北斗双工模式)射频天线、接口管理、设备输入、应用软件协议、协议栈等。
2.4.2 RSU设备基于维护和极端两种策略,估计将达到686亿和1132亿的投资规模
行业调查显示,汽车网络建设成本如表2所示
2.4.3 RSU本体
据业界调查,RSU主机目前价格在约1万~20万元之间(与采用的核心模块类型和外部集成设备相机、雷达的种类和数量等有关),将RSU分为低价、中价、高价3类,目前价格中值分别为2万、8万、16万。 目前,RSU设备价格较高,将来随着业务规模的增加而急速下降。 我们参照通讯院按以下标准定义建设初期、中期和成熟期
初期:支持稀疏或无RSU条件、T-BOX/OBU渗透率10%-20%条件、基本辅助驾驶功能和道路安全报警功能
中期:推进中等复盖度RSU条件、OBU渗透率40%-60%条件、三级自动运行业务的发展
成熟期:支持全霸复盖RSU条件、OBU渗透率80%-100%条件、全自动运行服务,支持车载AI的发展。
交通道路RSU
在初期RSU垄断需求中,交叉点是重点区域。 据业界调查,一般交叉点需要高级RSU设备,根据交叉点的实际需求需要1~2个RSU设备相关信号、标识、照相机等。 全国各大城市交通十字路口预计有25万个。 根据维护建设战略(时间长、数量少),初期需要10% (新建10%)RSU建设渗透率,中期需要25% (新建15% )渗透率,成熟期需要50% (新建25% )渗透率,分别需要2.5-5万个、3.75-7.5万个、6.25-12.5万个RSU设备 根据过激的战略(时间短,数量大)假设,初期需要20%RSU建设(新设20% ),中期需要45% (新设25% ),成熟期需要75% (新设30% ),分别需要5-10万个,6.25-12.5万个,7.5-15万个RSU设备,我们分别需要中央
道路RSU
据交通运输部《2018年交通运输业发展统计公报》报道,全国两级以上公路(二级、一级和高速)距离为64.78万公里,合计占公路总距离的13.4%。 三、四级公路以县、村道为主,我们不列入规模建设目标范围。 以RSU复盖半径范围300-500米计算,为确保合理复盖,平均每公里需要2个RSU,总共需要约130万个RSU。
我们根据维护战略预测初期的10%、中期的25% (新设15% )、成熟期的50% (新设25% ),分别根据需要新设13万个、19.5万个、32.5万个RSU的激进战略预测初期的20%、中期的45% (新设25% )、成熟期的75% (新设30% ) 考虑到需要新设32.5万个、39万个RSU的道路分布的不同,我们以50%低价RSU、40%中价RSU和10%高价RSU建设,并将交叉路口信号和道路设施统一考虑。
目前,RSU的价格与规模建设相比是扭曲的,因为RSU的建设开发门槛较低,集成商竞争激化后价格下降幅度较高,根据初期的2/8/16万价格,预计中期从50%下降到1/4/8万,成熟期下降到0.6/1.5/2.5万 建设规模汇总于下表3。
2.4.4 RSU成套工程
RSU返回通常有两种方式:利用光纤或无线返回。 市区环境可以利用现有的环路光缆和管道,现在固定网业者的光纤网络密集铺设在中大型城市,也铺设在高速沿线。 业界调查显示,以核心环路为主辅助现有小区访问,简单改造即可满足初始RSU返回需求。 在光纤访问不便的情况下通常使用无线返回,通过在RSU内部集成4G模块即可完成。 当然,这种方式占用了运营商站点的流量,返回路径过多的话,就需要扩展基础站点。
目前实施成本高,规模部署后减少幅度大。 据业界调查数据显示,目前单个RSU测试站的成本(包括设备、铺设、施工、平台等)平均在35万至45万之间,非规模批量生产时的设备成本按7-8w计算,除RSU终端本体外,其他设施的实施成本约为28-38w。 规模一上升,预计辅助设备的成本会急速下降,但建设周期整体比较稳定。 我们预计规模实施后初期、中期、成熟期单站的平均成本分别为6万、5万、4万。
在保守和乐观预测的情况下,RSU总体市场规模分别达到686亿元和1132亿元,年平均市场规模分别达到约110亿元和320亿元。 考虑到后期同时存在4GV2X和5GV2X,假定5GV2X的成本高于4GV2X,投资规模将进一步扩大。
3车端:车网络激活自动驾驶产业链
3.1汽车网络的发展显着降低自行车改造成本
“智能”车+“智能”道路、车网( V2X )的发展会显着降低自行车改造成本。 国内的自动驾驶技术路线是智能网络的路线,“自行车智能”和“车道协同”协同发展。 车道协同的价值和意义在于,如果让道路车辆能够“二十年前的司机”驾驶的话,车道协同或者是将带有“天眼”的交通警察分配给各车辆,“他”会站在“完美”的视角保障安全,指导交通,有效地分配道路资源。 以道路状况复杂的交叉路口为例,人的驾驶员和自动驾驶车的车载传感器,由于视角和视线的限制,只能感知道路状况信息的一部分,在看不见的障碍物引起危险风险的道路上搭载了“完美视点”的路侧感知设备后, 利用高清摄像机等多个传感器和边缘计算设备的识别能力,可以感知交叉路口范围内的所有交通参与者,实现各种分析功能,通过V2X通信实时向交叉路口的所有车辆共享这些信息,最大限度地消除危险性。 “车道协同”技术的发展和基础设施的普及,显着降低了自行车智能的改造成本。 百度预测,根据公路协同合作,自动驾驶的开发成本将减少30%,接收量将减少62%,自动驾驶将提前2~3年在中国落地。
3.2自动驾驶供应链市场规模为兆级
国内自动驾驶产业的预装渗透率预计在2030年突破50%。 国家《汽车产业中长期发展规划》、《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿)与产业链调查结果相结合。 我们认为,汽车网络基础设施建设加快了自动驾驶产业链的落地速度,以2020、2021年为界,国内自动驾驶产业链开启了黄金十年发展期,预计到2030年国内自动驾驶产业的预装渗透率将在2030年突破50%。
自动驾驶自行车的增量价值预计为3000美元/套-10000美元/套。 在目前已批量生产的自动运行系统中,实现L2+功能的通用卡车CT6智能运行配置软件包的估计为5000美元/套的特斯拉自动导引系统,根据实现功能,分别为5000美元/套、8000美元/套 奥迪A8表示现阶段批量生产的自动驾驶的最高水平,已达到L3水平,在高速公路上,以60公里/小时的速度完成自动驾驶功能,驾驶员可以不用拿到方盘,在发生紧急情况时,车辆会提出接收请求,向驾驶员提出8-10 参考上述汽车厂自动驾驶前套件的报价,我们预计在大规模推广后,L3级以上的自动驾驶前套件的报价为3000美元/套-10000美元/套。 当然,成本大幅度下降后,整车厂降价让消费者获利。
国内自动驾驶前套件的市场规模预计将在2030年突破兆元水平。 根据上文预测的国内自动驾驶渗透率曲线和自动驾驶的增量价值预测,L3以上高级自动驾驶的国内装修市场规模预计将在2030年突破1400亿美元(兆元级)。
4运营&应用服务:排定优先顺序,逐步探索
4.1运营:卡位竞争激烈,商业模式有待探索
汽车网络基础设施的运营具有垄断性,预计会成为制造商卡竞争的焦点。 汽车网络作为重要的垂直行业通信网络,预计会产生大规模的运营市场。 考虑到基础设施运营的垄断性,预计前期会有很多产业巨头领先部署,通信业者、铁塔公司、高速公路管理者、互联网公司、地方政府、汽车网络产业公司等可能分别参与汽车网络的运营。
商业模式仍在探索中,流量费用是比较明确的商业收入来源。 汽车网络产业尚未成熟,汽车网络基础设施运营商的商业模式需要等待产业基础设施完善后再进一步探索。 理论上,汽车网络作为垂直行业的专用通信网络,其运营商的基本业务模式预计与传统通信网络运营商一致,流量费用成为比较明确的业务收入来源。 以纽约市为例,对汽车网络运营商的业务模式和投资回报周期进行基本假设和推导。 未来汽车网络运营商流量收入的业务模式可能有两种:1)乐观假设。 根据自行车的行驶距离可以支付费用2 )中性假设。 符合现行车网费模式,服从自行车年薪服务。 根据上述假设,摩根斯坦利认为,尽管汽车网络运营商需要在基础设施建设上先行投资大量资本支出,但自动驾驶等应用会大幅度提高车辆的流量使用量,在运营期间仍有相当吸引人的收益水平,其投资收益周期一般为
4.2应用服务:高精度地图有望成为需求服务
对于娱乐的应用,高精度地图有望成为汽车网络的需求性服务。 随着汽车网络基础设施的成熟和高级自动驾驶的普及,车辆最终发展成为并肩手机的重要智能终端,智能车辆的应用也同时发展。 认为汽车网络的终极目标是自动驾驶,高精度地图是自动驾驶的标准应用。 对于汽车网络的娱乐、社交等应用,高精度地图作为刚性服务发展起来,已经成为汽车网络最核心的应用之一。
高精度地图是天然的汽车网络应用服务。 在业界,高精度地图所包含的内容没有被正确定义,但几乎高精度地图满足“高精度+高鲜度+高丰富度”的三高特性。 高精度地图市场巨大,改变传统地图商业模式
(1)单价和渗漏率的双重提高,仅在前装市场空间就具备了数量水平的飞跃性潜力。 易观数据显示,2018年上半年传统汽车导航前装市场渗透率仅为14.9%,但随着L3级自动驾驶汽车的批量生产普及,前装导航地图由人们看到的可选产品变为自动驾驶系统用标准产品,长期渗透率有提高6-7的空间。 根据我们产业链的调查,高精度地图单价是传统导航地图(~200元/车)的5-10倍以上(考虑到后续服务费,自行车的价值有望进一步提高)。
(2)商业模式升级为数据服务费用。 由于高精度地图要求“高新鲜度”的特征,地图需要动态的实时更新。 这意味着地图不是传统导航地图的锤击数据买卖模式( lisence ),而是继续需要数据服务费用的模式( service )。百度前CEO陆奇公布说:“将来中国的高精细地图业务可能比百度现在的检索业务规模要大。”