2017年9月，我国V2X应用层标准《合作式智能运输系统 车用通信系统 应用层及应用层数据交互标准》经过编制组一年零七个月的努力正式诞生，并依托中国智能网联汽车产业创新联盟和中国智能交通产业联盟，形成双标号（T/CSAE 53-2017，T/ITS 0058-2017）的团体标准。其中应用层数据集规范部分，目前已和网络层规范整合，形成国标草案《合作式智能运输系统 专用短程通信 第3部分：网络层和应用层规范》，亟待发布。

至此，我国的V2X智慧道路和车辆，真正拥有了统一而自主的“语言和文字”。

“LTE-V抑或DSRC，不能让底层技术与通信频段的困局，限制车企们对于V2X上层应用的探索”。

“我国有独特的交通环境和产业需求，需要制定我们自己的应用层标准”。

16年初，这些来自业界的呼声，促成了该应用层标准的立项。在中国汽车工程学会的指导下，由长安汽车、通用汽车和清华大学共同牵头，成立了标准编制组，并在短短的半年中，扩大到16家执笔单位以及33家支持单位的规模。辐射汽车、交通和通信三大行业，凝聚了来自车企、高校以及通信、智能交通、测试检验、终端制造等多个领域公司机构的智慧。

最终的标准包含了三部分主体内容：17个一期典型应用场景，支撑这些场景的应用层交互数据集，以及API、SPI接口。

标准虽然这样编写，但我们试图从整体上去认识V2X应用层，并理解和应用这样一个标准时，我建议将顺序反过来，从后往前地去解读。

在定义标准时，我们提出了一个“应用数据交换服务（ADS）层”的概念，如下图。它是应用层的一部分，并为应用层构筑了一个基础平台，负责应用数据的编解码以及交互控制，类似人脑中控制语言和听说的中枢神经。ADS层的存在，实现了具体应用场景与底层交互技术之间的隔离。

图：应用数据交换服务（ADS）层

ADS层往下，定义了一套SPI规范，能够适应LTE-V2X/DSRC甚至未来5G等多种技术。而发展至今，该SPI规范事实上就对应了国标草案《合作式智能运输系统 专用短程通信 第3部分：网络层和应用层规范》中的网络层部分，实现了对底层LTE-V2X和DSRC的兼容。

ADS层往上，则定义了一套参考性的API规范，以此向用户提供网联数据和操作接口，为用户封装繁琐的交互控制与数据编解码操作。于是，站在用户的视角看，V2X技术被封装成一个工具化的网联模块，真正变成了智能网联汽车与智慧道路的“嘴”和“耳”。当然，标准给出的是一个参考性的API设计模板，现实中网联技术的提供商势必会为用户提供更全面、更差异化的服务接口。

深入到ADS层内部，其核心就是应用层交互数据集，即V2X技术的“语言和文字”。标准定义了5种基本的V2X消息，以及构成这些消息的数据帧与数据元素。

相较美标SAE J2735定义的应用层数据字典，我们在基础的数据帧和数据元素层面，针对通用的车辆和道路属性、通用的数据单位做了尽可能的兼容与统一；但在构成具体应用场景的5种基本消息层面，标准基于我国智能网联汽车和智能交通产业的现状与需求，进行了量身定制。例如在路侧端，考虑传统ITS感知设施（如路侧雷达、视频）网联化后，能够为智能网联汽车提供更丰富的道路（特别是本车感知盲区）感知信息，标准创新性地提出了RSM消息，来对基于V2X的协同安全应用进行增强。

进一步，当我们试图理解应用层交互数据集的作用方式，我们需要从网联汽车的交互模式入手。如下图，站在网联汽车的视角，它所关注的其实就两件事：BSM消息的周期性或触发式广播；从周围网联交通环境中接收来自车端和路端的所有V2X消息，并解析。

图：网联汽车的交互模式

于是，我们可以大致得到如下图的网联汽车运行基本逻辑。事实上，ADS层进行了所有的网联数据交换工作，但并没有涉及任何具体的应用场景。ADS层一方面基于自身信息，将BSM编码后发送；另一方面如庖丁解牛般拆解周围网联交通环境中的V2X消息，并将其中的信息元素重新整合，处理成可用的格式，最后通过API供给上层的V2X应用。

用通俗的说法，在真实的交通系统中，外界环境对于智能网联汽车而言，其实是一个“黑箱”。网联汽车仅靠收到的所有V2X消息，来对“黑箱”进行建模，进而在模型上施展应用算法。因此，我们在利用标准数据集构建V2X应用系统时，对系统进行了横向的切割，以独立实现ADS层。任何从应用场景入手的V2X系统和设计，都容易陷入场景的局限，难以达到普适性；并且随着场景的丰富，开发也会举步维艰，最终难以产品化。

图：网联汽车的基本逻辑

在ADS层之上，标准定义了一期17个V2X典型应用场景。标准编制过程中，编制组通过提案投票的方式，依据技术成熟度、应用价值以及可实现性准则，选出了这些典型场景，它们为V2X系统应用场景的实现提供了一个可信的模板。

在对应用场景的讨论中，安全类场景总被提到最核心的位置。而在技术实现之前，能够明确V2X技术在智能网联汽车安全辅助中的定位，往往显得更为重要。相比于雷达、视觉等自主式感知手段，V2X技术的优势在于信息丰富且准确，并且对中远端以及盲区环境的感知能力尤为突出；缺点也很明显，信息交互毕竟是一个离散的过程，数据具有非实时性和间断性。

基于V2X的安全辅助技术，其核心可以概括为“防患于未然”，基于个体与环境之间的信息交互，将危险状况提前识别锁定，并尽早化解。对于那些眼前的威胁，则主要交给基于自主式感知的安全辅助系统解决，作为最后一道防线。正如人不可能仅通过“喊话”来确保所有的行动安全，V2X技术与自主感知技术在未来智能网联汽车的应用场景中，势必也会越来越融合与互补！

进而，就可以解答V2X应用领域一直在讨论的一个问题：标准中提出的100毫秒时延是否过大，难以满足安全类应用？诚然，交互时延肯定是越小越好，但用传统ADAS思维去考虑V2X的时延也不甚妥当。下图就给出了一个典型的基于V2V交互的碰撞预警模型。其最终结果是：主车利用t1时刻远车的运动数据和t2时刻自车的数据，在t5时刻进行运动预测和碰撞检验，并在t6时刻输出结果。信息交互环节和它的时延在这一过程中竟然没有任何作用！事实上，在该应用系统中，GNSS的采样频率、精准度，以及预测算法精度才是最核心的影响因素，而交互频率以及交互时延，则只要和GNSS采样大抵匹配即可。

图：基于V2V的碰撞预警时间轴模型

 一言以蔽之，本标准的意义在于建立了统一的V2X应用层“语言和文字”，使得相关车辆与车辆之间，车辆与道路设施、其他交通参与者之间能够无障碍地交流，实现不同品牌车辆及智能交通设施之间的互联互通。而标准提出的概念化的ADS层和API、SPI，以及基础应用场景，又给予不同的公司、不同的团队，在设计V2X应用层架构和打造V2X应用场景时，足够的创造空间。

我们相信，在标准背后的V2X技术，它对于未来的意义是使整个交通系统充分的网联化和智能化。不管对于智能网联汽车，还是对智能路侧系统而言，它都是一种强大的感知手段，一种新的信息聚合与发布的手段。V2X技术势必朝着更平台化和工具化的趋势演变，同时也日渐向更丰富的场景开放。

诚然，标准内容无法覆盖所有的细节，后来的开发者和研究者们需要基于标准主体，进行不断实践、探索与革新！

    

解读专家：王易之

王易之，（T/CSAE 53-2017）《合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用层数据交互标准》第一起草人，清华大学博士，北京星云互联科技有限公司联合创始人，CTO，中国智能网联汽车产业创新联盟V2X工作组专家。曾参与起草智能网联汽车技术路线图。主持公司在北京、上海、重庆、芜湖等地封闭测试区和开放道路的智能网联系统整体规划、部署与运营。