第1章
概述

1.1　引言

近年来，随着全球化经济和科技的不断发展进步，我国城市化发展进程的不断加快，车辆交通已成为人们日常生活的一部分，汽车拥有量呈爆炸式增长。《2018年国民经济和社会发展统计公报》及公安部交管局公布的最新数据显示[1]，我国民用汽车保有量约为2.4028亿辆，比2017年年末增长10.5%。截至2019年6月底，我国汽车保有总量已经达到了2.5亿辆，平均千人汽车保有量已达179.2辆（按照13.95亿人口计算），首次超过了世界170辆的平均水平。然而，庞大的汽车保有量导致道路交通的安全隐患也不断发生，并且由于目前交通信息化不足，也带来了一些全球性问题，如交通事故频发、城市交通拥堵、汽车排放尾气导致的环境污染等[2]。

一方面，交通事故居高不下，给社会带来了巨大的生命和财产损失。世卫组织在2018年《全球道路安全现状报告》中指出，由于车辆交通导致的伤亡人数不断攀升，每年有几千万人因交通事故遭受不同程度的伤害或致残，且约有135万人死于道路交通碰撞事故，道路交通伤害预计将成为全世界第五大死因，交通事故造成的经济损失约占世界各国GNP的1%～3%。该报告进一步显示，大约84%的道路交通死亡事故发生在低收入和中等收入的国家，另外在人口密集的城市中发生的事故约占40%，造成这一状况的部分原因是交通信息传输网络能力不足导致的救援不及时。另一方面，严重的交通拥堵除了会加剧环境污染和降低驾乘人员的旅途体验，还会因引起驾乘人员的心理烦躁而进一步增加交通事故率，从而形成恶性循环[3]。缓解交通拥堵、提高交通安全和交通效率已不适宜仅依靠传统的拓宽道路、建设高架、铺设轨道、设立标志等增加基础道路设施的交通工程手段，而应更加注重现代信息和车联网技术在解决交通问题中的核心作用。因此，实现车辆交通网络的信息化、构建基于车联网的智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS），以及通过车辆间的相互通信来管理交通、减少交通拥堵和事故的发生、提高交通安全并为乘客提供道路信息，以达到快捷、安全、有效、舒适、绿色环保的目的，一直以来都是世界各国不懈努力的目标。

基于蜂窝网的车载通信技术（C-V2X）是3GPP全球标准组织的通信技术，目前包括LTE-V2X及技术演进后的5G V2X。图1-1所示为C-V2X车联网架构。基于蜂窝的车联网架构主要由终端、接入层、网络层及应用层组成。首先，终端包括车辆用户、蜂窝用户及路边单元等。其次，位于接入层的基站是所有终端设备的控制节点，能够对用户的切换、资源分配、资源调度、功率控制等资源管理方面进行控制。最后，网络层负责将接收到的信息发送给应用层。应用层对数据进行处理后，根据不同的业务需求为终端提供包括出行安全保障、娱乐媒体在内的一系列服务。

图1-1　C-V2X车联网架构