美国V2X计划及其进展概述

2024年8月16日，美国交通部（USDOT）对外正式发布了V2X车联网技术国家部署计划《通过连接拯救生命：加速V2X部署的计划》（Saving Lives with Connectivity: A Plan to Accelerate V2X Deployment），旨在加快V2X车联网在全国范围内的部署，以V2X车联网提升道路安全，降低交通伤亡，促进交通系统更安全、可靠、高效。酝酿已久的V2X计划终于落地。本文将重点介绍美国V2X计划的目标及内容，并进行分析。

一、V2X技术简介

根据美国交通部的描述，V2X（车对万物）技术是能够使车辆通过无线交换信息相互通信，与其他道路使用者（如行人、骑自行车者、残疾人士和其他弱势道路使用者）以及路边基础设施进行通信的系列技术。其中，V2X中的“X”代表其他道路使用者和路边基础设施。配备该技术后，信息可能包含有关车辆和其他道路使用者的位置和行为、交通状况（包括配备的交通信号灯的状态）和当前道路状况（如天气、路面状况、施工区和其他干扰）的关键信息。由此，V2X通信类型大致可以分为四类，分别是车队车V2V (vehicle-to-vehicle) 、车对设施V2I (vehicle-to-infrastructure)、车对行人V2P (vehicle-to-pedestrian)、车对网络V2N (vehicle-to-network)。

美国交通部表示，利用V2X技术的部署已经在美国全国范围内小规模地展示了其安全优势。然而，要充分发挥V2X技术的潜力，必须不断扩大部署，以便车辆和基础设施能够在各种设备和平台上安全、可靠地通信，而不会产生有害干扰。为了实现这种“可互操作的连接”，各种移动、车载和路边技术必须能够以保护个人信息的方式在任何地方高效、安全地通信。

 二、美国V2X计划概述

基于上述考量，美国政府于2024年8月发布了名为《通过连接拯救生命：加速V2X部署的计划》（Saving Lives with Connectivity: A Plan to Accelerate V2X Deployment）的战略文件。这份文件提出了一项加速V2X部署的计划。该计划设定了美国交通部的愿景、目标和计划里程碑，并呼吁各级政府、公共机构和私营部门等利益相关者采取行动。该计划描述了如何立即展开部署，并定义了利益相关者群体需要采取的具体行动，并确定了交通部和其他来源所能提供的支持。

（一）美国交通部在V2X部署方面已采取的行动

在发布此份报告之前，美国交通部在V2X领域已经展开了积极行动。

顶层设计方面，2022年8月，美国交通部举行首次峰会，确定了V2X部署的未来发展方向。在此次峰会上，利益相关方确定了影响V2X部署的关键问题和挑战。峰会的反馈强调了ITS社区希望联邦政府在互操作连接方面发挥强有力的领导作用。2023年4月交通部召开了第二次峰会，以报告进展情况并为制定国家V2X部署计划收集意见。2023年10月发布美国国家V2X规划草案，并在征集意见期内收到700多条评论。最终定稿则于2024年8月发布。

技术路线确定方面，联邦政府通过允许在采用最终的基于C-V2X（即蜂窝V2X技术，V2X的一种技术路线）的规则之前，在5.850-5.925 GHz (5.9 GHz)频段的上30兆赫部分(5.895-5.925 GHz)中使用V2X技术，支持了美国国家电信和信息管理局(NTIA)和联邦通信委员会（FCC）在部分FCC规则的豁免的授权的加速。在联邦政府的促进下，FCC于2023年4月批准了14项豁免请求，于2023年8月批准了17项豁免请求，于2023年11月批准了8项豁免请求，于2024年4月批准了11项豁免请求，这些请求适用于各组织，包括州交通部门。截至2024年4月，共批准了50项豁免。与此同时，相关部门继续进行频谱测试，向FCC和NTIA提供数据，以支持FCC编撰关于蜂窝V2X (C-V2X) 技术的第二份报告和命令。2023年11月，美国政府发布了正式撤回先前提议的通知（该提议要求所有新轻型车辆都采用专用短程通信 (DSRC)-V2V 通信技术），因为在一段待定的过渡期后，DSRC将不再允许在5.9 GHz频段使用。由此可见，美国政府在进行了一系列考量下，最终舍弃了DSRC路线，将重心调整到为蜂窝V2X (C-V2X) 技术路线铺路。

资金支持方面，在过去五年中，美国政府通过联邦公路管理局特纳费尔班克公路研究计划（FHWA Turner Fairbank Highway Research Program），在V2X技术研究和部署方面投资了 6150万美元，2024财年预算的后续研究项目资助金额为1250万美元。同时，联邦政府确定并推广了通过《两党基础设施法》（the Bipartisan Infrastructure Law）提供的资助机会，包括向七项加强机动性和交通革命 (SMART) 和四项包含V2X元素的先进交通技术和创新 (ATTAIN) 拨款颁发的奖项。目前，正在进行的活跃拨款资助项目约为2亿美元，包括早期的先进交通和拥堵管理技术部署 (ATCMTD) 拨款。此外，当局还2023年4月发起了交叉路口安全挑战赛，鼓励创新应用新兴技术（例如V2X、人工智能、先进传感）来识别和缓解交叉路口涉及车辆和弱势道路使用者的不安全状况。

 （二）美国V2X计划的目标

根据正式发布的文件，美国的V2X计划将在2024年至2036年总共12年时间内，分为短期、中期、长期三个阶段，在美国加速V2X车联网的全国部署。

短期（2024-2028）：使领先企业投入运营。目标V2X车联网在高速公路覆盖率达到20%；在全国主要的75个城市路口覆盖率达到25%；完成12个可互操作的网络安全部署；在至少10个州完成20个拨款项目用于对5.895-5.925 GHz频段的应用；到2028年使2家原始设备制造商（OEM）推出支持5.895-5.925 GHz的车辆；使2个安全凭证管理系统（SCMS）提供商实现可互操作的遵循安全设计原则的安全凭证管理；使3家设备供应商和2家以上OEM公司实现应用展示；FCC完成5.9GHz频段的第二份报告和指令等。

中期（2029-2031）：实现V2X的产业增长。目标V2X车联网在高速公路覆盖达到50%；在全国主要的75个城市路口的覆盖率达到50%；实现25个可互操作的网络安全部署；在全美40%的交叉路口安装V2X；实现5款车型能支持5.895-5.925 GHz；使4家设备供应商和3家OEM公司实现应用展示；实现2种OEM量产车；在5.895‑5.925  GHz  频段内和之外各展示 5 个 V2X 用例等。

长期（2032-2036）：在全国范围内部署并运行安全、可互操作的V2X。V2X车联网在高速公路覆盖达到100%；实现50个可互操作的网络安全部署；在全国主要的75个城市路口的覆盖率达到85%；5.895-5.925 GHz覆盖50个州；实现5个V2X用例在全美50个州的5.895-5.925 GHz运行；至2036年实现6家车企拥有5.895-5.925 GHz量产车；至少20款车型实现V2X功能等。

 （三）已在实施的试点项目

目前，联邦公路管理局（FHWA）已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。分别是亚利桑那州的马里科帕县、休斯顿的德克萨斯A&M交通研究所（Texas A&M Transportation Institute）和犹他州交通部。

其中，马里科帕县交通部将与私营和公共机构合作伙伴合作，领导V2X技术的大规模部署，主要依靠5.9 GHz通信，将750个物理和虚拟路边单元连接到估计的400个针对运输、应急和货运车队的车载单元。该项目将在凤凰城、托尔森市、埃文代尔市和未建制的马里科帕县以及亚利桑那州交通部（ADOT）的US 60沿线部署紧急车辆抢占、弱势道路使用者检测、交通信号优先和货运信号优先应用。该项目将利用USDOT的V2X中心的增强版本，采用5.9 GHz频谱以及通信安全凭证管理系统（SCMS）对相邻未许可Wi-Fi进行访问，符合所有相关的FCC规定并符合V2X标准。马里科帕县交通部还将使用移动5G边缘计算网络和智能消息平台，将虚拟路边单元连接到75个十字路口的车载单元以及市政和州基础设施，展示5.9GHz ITS频谱和蜂窝网络平台之间的互操作性。此外，该部署将通过在一个运营商的移动边缘计算（MEC）和第二个运营商的云平台之间实施虚拟私有云连接来展示多运营商的互操作性。

休斯顿方面，该地区将利用V2X，部署洪水警告、启用信号相位和定时（SPaT）的十字路口、右转红灯警告、闯红灯警告、逆行检测、紧急车辆响应时间和安全性、飓风疏散和计划的特殊事件及施工。该项目将使用休斯顿近1000个十字路口的现有设施，并为纽约市的30个新十字路口配备设备。同样，大学周边的大学城的35个新十字路口将配备蜂窝V2X（C-V2X）5.9 GHz技术。该部署还将装备大约100辆车队车辆、100辆个人车辆和75-100辆自行车。两个原始设备制造商（OEM）合作伙伴还将为该地区运营的测试车辆提供服务，以帮助完善将广播到其车辆的消息集。

犹他州方面，横跨犹他州、科罗拉多州和怀俄明州的三个州部署站点涵盖了各种各样的人口密度、人口统计、司法管辖区、地形和交通设施。相关项目将部署区域覆盖犹他州全境、I-80到怀俄明州的整个长度，以及科罗拉多州的主要部分，包括丹佛都会区、从丹佛到犹他州边境的I-70以及通过科罗拉多州的I-25。该项目将在犹他州和科罗拉多州的450个新信号交叉路口以及走廊沿线的另外300个站点安装V2X装置，为另外20个十字路口配备检测和警告系统，并为215辆额外的车辆配备车载装置。一些应用将使用非5.9 GHz通信方法，包括在怀俄明州开发的卫星通信，以及用于跟踪一些车队车辆（如事故管理卡车和扫雪机）的蜂窝通信。

 三、小结

国际上主流的V2X通信体系主要包括两种：一是美国推出的基于DSRC技术的V2X体系；二是由中国领导并推动的C-V2X标准体系。此次，美国政府明确舍弃了原先的DSRC技术路线，转而投向C-V2X体系，表明了C-V2X车联网技术作为赋能汽车和交通安全的关键技术，将得到快速推广应用，并使C-V2X车联网成为全球车联网唯一事实标准。除中美以外，韩国也已于2023年12月表示，将采用C-V2X车联网部署新一代智能交通系统。中国作为C-V2X体系主推之地，在此体系下的车联网技术部署领域具备先发优势，应密切关注美国动向，抓住机遇加紧布局，促进国内智慧交通建设的加速发展。

【参考文献】

[1] 美国交通局官网（DOT）.Saving Lives with Connectivity: A Plan to Accelerate V2X Deployment[R]. 2024年8月.

[2] 美国联邦高速公路局（FHWA）官网：https://ops.fhwa.dot.gov/index.asp 

[3] Greentest.美国敲定最新版V2X技术国家部署计划[EB/OL].[2024-08-21].https://www.greentest.com.cn/IOT/6651.html