5G行业应用 | 文章来源
2024年8月16日，作为减少美国道路上死亡和重伤的承诺的一部分，美国交通运输部（USDOT）发布了《网联拯救生命：加快V2X部署的计划》。
该计划将指导全国范围内vehicle-to-everything技术的实施，并支持美国交通运输部致力于采取综合方法将道路死亡人数降至零的承诺。
该计划最初于去年10月以草案形式发布，以征求公众意见，其重点是通过使车辆和无线设备能够相互通信，以及与路边基础设施通信的技术，提高道路安全、机动性和效率。这些技术可以实现更安全、可靠和高效的交通系统，同时保持隐私和保护消费者，并将有助于美国交通运输部国家道路安全战略采用的安全系统方法，该方法于2022年1月启动，旨在解决道路死亡危机。
“今天，美国交通运输部在制定一项有能力拯救生命和改变我们旅行方式的运输业国家计划方面达到了一个关键的里程碑。”美国交通运输部长Pete Buttigieg表示，“
交通运输部认识到V2X的潜在安全效益，这项计划将使我们更接近于在全国范围内采用这项技术。
”
“该计划是在公共和私人伙伴关系的合作下起草和推进的。它为利益相关者提供了重要信息，通过在全国范围内广泛部署可互操作的V2X技术，实现安全、高效和可持续的交通系统。
该计划将加快V2X‘市场确定性’的投资、研究和部署。
”负责研究和技术的首席副助理部长兼首席科学家Robert C.Hampshire博士说。
“V2X国家计划是通过政府、行业和利益相关者之间的合作实现的。”联邦公路局局长Shailen Bhatt表示，“该计划呼吁采取行动，为我们所有人提供一个框架，继续共同努力，
实现加快V2X部署以拯救我们国家道路上生命的共同目标。
”
随着国家计划的实施，联邦公路管理局最近宣布向三个实体提供近6000万美元的赠款，以促进V2X技术的部署，目标是提高V2X通信的全部救生潜力，同时确保连接技术在各种设备和平台上安全通信，不受有害干扰。
（一）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。在实施“国家道路安全战略”（NRSS）的过程中，美国交通运输部正在积极寻求一种全面的方法，将道路死亡人数减少到唯一可接受的数字：
零
。该国家V2X部署计划提供了一个愿景，即部署改进的无线连接如何在保持隐私和保护消费者的同时，实现更安全、更安保、更高效的交通系统。
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，它使车辆能够通过无线技术相互通信，与行人、骑自行车的人、残疾人和其他弱势道路使用者等其他道路使用者以及路侧基础设施通信。V2X中的“X”代表其他道路使用者和路边基础设施。装备后，这些信息可能包含有关车辆和其他道路使用者的位置和行动、交通状况的关键信息，包括装备的交通信号灯状态和当前的道路状况，如天气、路面状况、施工区域和其他中断情况。
V2X通过直接通信（PC5）和网络通信（Uu）提供连接。在直接V2X情况下，车辆通过车载或后装设备频繁交互结构化信息，这些设备不断交互相对速度、位置和其他相关数据。这种通信方式确保了360度的感知，即使在能见度差或受阻的情况下，如拐角处或浓雾中。或者，网络V2X利用传统的移动网络允许车辆发送和接收消息。直接V2X通信适用于需要低延迟的安全应用，而网络V2X通信更适合远距离传输信息，例如有关交通和道路状况的实时信息。
V2X通信可以为道路使用者提供有关交通状况潜在风险的信息。随着基础设施能力的提高，V2X有可能提高弱势道路使用者的安全性。在交通网络中的各方之间共享关键信息，可以提高安全性、防止碰撞、优化系统性能、增强旅行者的流动性和可及性、提高货物运输效率、减轻负面环境影响，并解决交通公平方面的差距。
利用V2X技术的部署已经在全国范围内证明了较小规模的安全效益。然而，为了充分发挥V2X技术的潜力，持续扩大部署非常重要，这样车辆和基础设施就可以在各种设备和平台上安全、可靠地通信，而不会受到有害干扰。为了实现这种“可互操作的连接”，各种各样的移动、车载和路侧技术必须能够以保护个人信息的方式，高效、安全地在任何地方进行通信。
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DOT通过NRSS采用的安全系统方法。安全系统方法是一种综合方法，它提供了一个指导框架，使道路、街道、人行道和整体系统的其他元素对所有用户都更安全。
NRSS的工作原理是建立和加强多层保护，从一开始就防止碰撞的发生，并在碰撞发生时尽量减少对相关人员造成的伤害，如图1所示。
根据NRSS，DOT承诺推进V2X和其他技术的使用和部署，以提高道路的安全性。V2X技术是对其他安全对策的补充。
车辆和基础设施的技术进步使道路安全得到了逐步改善。例如，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）估计，2024年前三个月，美国有8650人死于交通事故，比2023年同期的8935人死亡人数减少了约3.2%。尽管自2022年以来连续八个季度死亡人数下降，但目标仍然是零死亡。
一个令人担忧的趋势是行人和自行车死亡人数急剧增加。2013年至2022年，城市地区的行人死亡人数增长了81%。
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。有机会确保网联V2X技术被整合到交通系统中。V2X技术不仅可以拯救生命，还可以提高机动性，提高效率，改善公平性，减少对环境的负面影响。基于安全设计原则加速V2X部署是拯救生命的关键一步，同时保护V2X数据的机密性和完整性以及V2X通信的可用性。
本文件提出了一项加快V2X部署的计划。该计划设定了DOT的愿景、理想目标和里程碑，并向包括各级政府、公共机构和私营部门在内的利益相关者发出行动呼吁。理想的目标和指标并不意味着立法/监管授权或专门的联邦资金。相反，该计划提供了一条展示联邦领导力的道路，并将允许政府和行业为实现相同的目标而共同努力。
该计划描述了如何立即开始部署，并定义了跨利益相关者群体所需的具体行动。它还确定了DOT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。该计划通过提供资源和技术援助清单，帮助各机构发展所需的技术专长和机构能力，以满足未来的部署需求。该计划旨在减少所有利益相关者在实现全国性、安全、可互操作的V2X生态系统愿景方面的不确定性。减少利益相关者的不确定性包括DOT倡导联邦通信委员会（FCC）专门为V2X安全应用分配无线频谱。
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。
为了回应利益相关者的意见，DOT将提供额外的技术材料。DOT还将通过点对点交流和智能社区资源中心等在线资源提供持续的技术援助。这些（和其他）DOT资源为公共和私营部门V2X社区成员开发V2X部署场景和相关产品和服务路线图提供支持和技术援助。
（三）美国交通运输部为加速V2X部署采取的显著行动
该计划建立在传统和当前DOT活动的基础上。表1显示了自2022年8月智能交通系统（ITS）社区在第一届V2X峰会上强调希望联邦政府在可互操作连接方面发挥领导作用以来，DOT采取的显著行动。
表1 自2022年8月以来启动的值得注意的USDOT行动
（四）国家V2X部署计划
（1）愿景
通过在全国范围内广泛部署安全、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。
通过联邦政府、公共部门和私营企业之间的协作和协调，利用专用5.895-5.925 GHz频谱和其他可用频谱，加快部署安全、可互操作的V2X连接。
DOT已经制定了短期、中期和长期行动和步骤路线图，这些行动和步骤可能共同实现该计划的愿景。没有单个目标或指标被认为是实现该计划愿景所必需的。这些是旨在说明实现愿景的路线图。这些理想的目标和指标是由利益相关者的投入和参与、DOT的研发活动以及行业趋势和发展所决定的。
-
-
中期（2029-2031）：V2X部署者社区增长。
-
长期（2032-2036）：全国范围内安全、可互操作的V2X部署和运营。
-
-
-
-
在至少10个州使用5.895-5.925 GHz频段的20笔拨款
-
2家原始设备制造商（OEM）承诺到2028车型年生产5.895-5.925 GHz的车辆
-
2家安全凭证管理系统（SCMS）提供商展示了遵循安全设计原则的可互操作安全凭证管理
-
3家设备供应商和2+家原始设备制造商展示了互操作性
-
-
3个收益/成本案例研究，包括至少一个关注弱势道路使用者安全的案例研究
-
-
-
-
3次主动部署生成2辆OEM生产车辆使用的基础设施所有者-运营商（IOO）数据
-
4家供应商、3家原始设备制造商展示了安全、可互操作的连接
-
在5.895-5.925 GHz频段演示了5个V2X用例
-
5个演示了5.895-5.925 GHz频段以外的V2X用例（即其他通信技术，包括基于网络的通信技术）
-
-
-
-
6个用例（2个涉及弱势道路使用者）记录了V2X安全收益/成本
-
-
-
前75个大都会区85%的信号交叉口启用了V2X，其中大多数具有弱势交通道路使用者安全应用程序
-
-
在50个州进行安全、可互操作的5.895-5.925 GHz操作
-
-
6家原始设备制造商拥有5.895-5.925 GHz的生产车辆，用于安全用例
-
-
5个V2X用例在所有50个州的5.895-5.925 GHz频段运行
-
5个V2X用例在5个州的5.895-5.925 GHz频段之外运行
-
表2、3和4按基础设施部署、车辆、频谱、互操作性以及效益和技术援助等战略领域列出了短期、中期和长期目标以及相应的目标和负责任的主要利益相关者群体。
为各种时间框架设定目标将有助于利益相关者关注在当前知识和技术状况下可以采取的行动。长期结果可能受到外部因素以及持续的技术和制度发展的影响。由于固有的不确定性，有必要定期监测和调整这些目标和指标。
DOT在每个目标领域都建立了里程碑和目标，呼吁所有致力于实现本计划愿景的V2X利益相关者采取行动。DOT认识到，实现这些里程碑和目标将需要整个V2X社区的承诺和投资，而不仅仅是DOT。DOT打算与V2X社区合作，为这些里程碑和目标建立更完善的目标标准、基线条件和跟踪能力，并通过智能社区资源中心进行记录和共享。
表2 按战略重点区域划分的国家V2X部署计划1（短期，2024-2028）
|
战略重点领域
|
目标
|
里程碑/目标
|
利益相关者和DOT角色
|
|
基础设施部署
|
⯀
20%的国家公路系统已部署V2X技术用于高速公路应用
⯀
前75个大都市区
2
有25%的信号交叉口启用了V2X
|
⯀
12个走廊/区域部署
3，
采用经过验证的安全、可互操作的V2X技术
⯀
在至少10个州获得了20笔拨款，其中包括使用5.895-5.925 GHz频段
|
由DOT种子资金/赠款资助的IOO及其合作伙伴
|
|
车辆
|
⯀
来自领先原始设备制造商的5.895-5.925 GHz装备车辆要么正在生产中，要么已正式承诺
|
⯀
2家原始设备制造商正在生产5.895-5.925 GHz的车辆（或承诺到2028车型年这样做）
⯀
10家公共车队运营商为车辆配备了后装安全装置
|
私营部门（原始设备制造商、后装安全设备供应商）与公共部门车队运营商协调
|
|
频谱
|
⯀
联邦通信委员会最终确定了5.895-5.925 GHz频谱，并制定了所有规则/规定，确认了长期的频谱承诺
|
⯀
5.9 GHz频段最终规则（FCC第二次R&O）正式完成
⯀
利用5.895-5.925 GHz频段演示了2个V2X用例
⯀
2个V2X用例展示了如何利用
5.895-5.925 GHz频段以外的
频谱
（即其他通信技术，包括基于网络的通信技术）
|
DOT支持发布FCC关于C-V2X技术的第二份报告和命令
|
|
互操作性
|
⯀
发布了5.895-5.925 GHz频段互操作性所需的所有标准
⯀
建立了将互操作性扩展到5.895-5.925 GHz频带之外的初始标准和架构
|
⯀
3家设备供应商和2家原始设备制造商在运营部署中展示了产品之间的互操作性
⯀
2个SCMS提供商演示了遵循安全设计原则的可互操作安全凭据管理
⯀
市场上有5台经过认证的设备
|
私营部门，在DOT和IOO的支持下
|
|
利益
和技术
支持
|
⯀
提供技术支持计划，帮助V2X社区设计、构建、运营和维护安全、可互操作的V2X系统
⯀
V2X特定技术支持中编纂的设计原则确保安全
⯀
基础教育材料、V2X效益/成本案例研究广泛可用
|
⯀
3个效益/成本案例研究，包括至少一个关注弱势交通道路和残疾旅客用户安全和福利的案例研究
⯀
跨10个州的加速V2X支持者中的25名活跃成员
⯀
10场区域安全、可互操作的连接实践培训活动
|
DOT充当信息交互所，赞助社区建设活动
|
1本表代表了我们对本计划制定之前和制定过程中发生的许多利益相关者参与的结果的报告。
2大都市统计区（MSA）由一个或多个县组成，这些县拥有50000或更多居民的城市，或拥有人口普查局定义的城市化地区（UA），总人口至少为100000（新英格兰为75000）（
Ch13GARM.pdf（Census.gov））。
3每个区域/走廊部署至少跨越300英里的道路（公路和地面街道相结合）和/或300个十字路口/立交桥。
表3 按战略重点领域划分的国家V2X部署计划（中期，2029-2031）
|
战略重点领域
|
目标
|
里程碑/目标
|
利益相关者和DOT角色
|
|
基础设施部署
|
⯀
50%的国家公路系统已部署V2X技术用于高速公路应用
⯀
前75个大都会区50%的信号交叉口启用了V2X
|
⯀
25个走廊/区域部署，采用经过验证的安全互操作V2X技术
⯀
全国40%的十字路口在大型、中型和农村社区安装了V2X技术
|
IOO及其合作伙伴，利用两党基础设施法（BIL）资源
|
|
车辆
|
⯀
探索数据驱动策略，有效激励安全、可互操作的系统和加速部署
⯀
OEM生产车辆利用IOO数据
⯀
安全、可互操作的连接数据交换支持早期用例
|
⯀
5款车型支持5.895-5.925 GHz，包括2款重型/商用车
⯀
3次主动部署生成2辆OEM生产车辆使用的IOO数据
⯀
4家供应商、3家原始设备制造商展示了安全、可互操作的连接
|
私营部门与DOT协调
|
|
频谱
|
⯀
5.895-5.925 GHz频谱之外的用例定义明确，并广泛共享
⯀
网络安全模式在5.895-5.925 GHz频段内外都是可互操作的
|
⯀
利用5.895-5.925 GHz频段演示了5个V2X用例
⯀
5个V2X用例展示了如何利用
5.895-5.925 GHz频段以外的
频谱
（即其他通信技术，包括基于网络的通信技术）
⯀
在5.895-5.925 GHz频段内外展示的端到端SCMS能力
|
私营部门，在DOT和IOO的支持下
|
|
互操作性
|
⯀
开发和交付安全、可互操作连接的参考实施
⯀
多个供应商使用的可靠、可扩展的设备认证流程。
|
⯀
20个公共机构展示了安全、可互操作的连接
⯀
SCMS凭据由2个提供商安全、主动地互操作使用
⯀
市场上有10台经过认证的设备
|
私营部门，在DOT和IOO的支持下
|
|
利益
和技术
支持
|
⯀
发布的报告记录了投资V2X技术的成本效益，包括运营和维护成本
⯀
智能交通系统社区发布了其国家部署进展的最新计划
|
⯀
6个用例（2个涉及弱势道路使用者）记录了V2X的安全效益/成本
⯀
DOT加速V2X支持者的50名活跃成员撰写了进度报告，涵盖25个州
|
DOT充当信息交互所，促进社区发展
|
表4 按战略重点领域划分的国家V2X部署计划（长期，2032-2036）
|
战略重点领域
|
目标
|
里程碑/目标
|
利益相关者和DOT角色
|
|
基础设施部署
|
⯀
V2X安全、可互操作的连接被广泛部署，被视为系统运营的基本要素，并在一个由所有利益相关者组成的成熟生态系统中发挥作用
⯀
国家公路系统已完全部署用于高速公路应用
⯀
前75个大都会区85%的信号交叉口启用了V2X，其中大多数都具有弱势交通道路使用者安全应用程序
|
⯀
50个走廊/区域部署，采用经过验证的安全互操作V2X技术
⯀
在50个州演示了安全、可互操作的5.895-5.925 GHz操作
⯀
全国75%的十字路口在大型、中型和农村社区安装了V2X技术
|
IOO及其合作伙伴，利用项目资金
|
|
车辆
|
⯀
基础设施所有者/运营商和原始设备制造商普遍采用安全、可互操作的连接
|
⯀
6家原始设备制造商拥有5.895-5.925 GHz的生产车辆，用于安全用例
⯀
20种车型具有5.895-5.925 GHz的能力，包括12+重型/商用车型号
|
私营部门（OEM）及其合作伙伴
|
|
频谱和互操作性
|
⯀
5.895-5.925 GHz频谱内外的用例实现了互操作性
⯀
增强和维护安全、可互操作连接的参考实施
⯀
经过认证的设备主导着动态V2X技术基础
⯀
网络安全在5.895-5.925 GHz频段内外以及跨应用程序之间都是可互操作的
|
⯀
5个V2X用例在所有50个州的5.895-5.925 GHz频段运行
⯀
5个V2X用例在5+州5.895-5.925 GHz频段以外的频谱中运行
⯀
20台经过认证的设备主导了部署的V2X技术基础
⯀
10个部署具有5.895-5.925 GHz频带内外和跨应用程序的可互操作SCMS功能
|
行业成为V2X社区的拥护者
|
|
利益
|
