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自动驾驶 V2X 通信——车辆如何与基础设施、彼此及行人沟通

V2X 让自动驾驶车辆能与红绿灯、其他车辆及行人共享数据，通过预测性无线通信将感知范围延伸至传感器视野之外。

实体 AI 基准系列第 58 篇——无线感知层

自动驾驶车辆上的每一个摄像头、激光雷达与毫米波雷达，都共享同一个根本限制：物理定律。传感器只能感知在范围内且视线可及的事物。一辆以时速 70 公里行驶的自动驾驶车辆，无法看见路口外刚刚闯红灯的货车——直到为时已晚。V2X（Vehicle-to-Everything，车联万物）是专为解决这一问题而设计的无线通信层。V2X 配备的车辆无需等待传感器探测到危险，而是直接从危险来源本身——或已知道危险存在的基础设施——接收广播。

本文梳理 V2X 所能实现的功能、两大竞争无线标准的差异，以及特斯拉与 Waymo 在基础设施联网上截然不同的路线选择。

第一节——V2X 能做到传感器无法做到的事

车载传感器（摄像头、激光雷达、毫米波雷达）只能感测视线范围内的事物。V2X 让环境本身成为数据来源，将感知范围延伸至传感器视野之外。

V2X 应用场景	所能实现的功能	传感器替代方案
V2I：车辆对基础设施	信号灯广播下一个相位时序——自动驾驶车辆可优化车速以赶上绿灯，无需猜测信号状态	摄像头读取信号灯颜色（被动反应，非预测）
V2V：车辆对车辆	前方车辆广播紧急制动事件——后方车辆在看到刹车灯前即预先减速	摄像头/雷达探测刹车灯（被动反应）
V2P：车辆对行人	行人的智能手机广播其位置——自动驾驶车辆在视线接触前即获知转角处有行人	激光雷达/摄像头（仅限视线范围）
V2N：车辆对网络	实时危险预警（前方事故、路面碎片、黑冰）从云端推送至区域内所有车辆	无传感器等效方案；依赖定期地图更新
紧急车辆 V2X	救护车广播接近路线——自动驾驶车辆在听到警报声前即预先清出路径	声音探测（被动反应）

关键优势在于时间性：V2X 是预测性的（预先知道将要发生什么），而传感器是被动反应性的（对看到的事物做出反应）。在高速公路速度下，200 毫秒的提前预警约等于额外 4 米的制动距离——舒适减速与紧急刹车之间的差距。

V2X 通信模式进一步分为两类：

PC5 侧链（直接模式）： 车辆间及车辆与基础设施间直接通信，无需网络基础设施，在 5.9 GHz 频段以低延迟运作，适用于隧道、乡村道路及无移动网络覆盖的地点。
Uu 模式（网络辅助）： 通信通过基站路由，可延伸距离并连接云端服务（V2N），需要网络覆盖。

两种模式互补：PC5 处理安全关键的低延迟场景；Uu 处理地图更新、交通管理与车队协调。

第二节——两大标准：C-V2X 对决 DSRC

V2X 行业在两大竞争无线标准之间僵持了十年。此竞争的结果，对哪些城市和车辆能够实现 V2X 兼容性具有重大影响。

	DSRC（专用短程通信）	C-V2X（蜂窝式 V2X，又称 5G-NR V2X）
标准制定机构	IEEE 802.11p（基于 WiFi），又称 WAVE	3GPP LTE/5G 标准；由 Qualcomm 主推
频率	5.9 GHz 频段	5.9 GHz 频段（相同频谱，不同物理层）
通信距离	直接通信约 300–1,000 米，无需移动网络	直接通信约 300–1,000 米（PC5 侧链）；通过网络可延伸（Uu 模式）
延迟	极低（约 2 毫秒）——直接无线电	低（直接约 5–10 毫秒）；通过网络则较高
所需基础设施	路口的路侧单元（RSU）	RSU 或基站；直接模式不需网络
美国采用趋势	既有部署；FCC 频谱重新分配（2020 年）基本上终止了美国新的 DSRC 投资	逐渐获得主导地位；USDOT 倾向 C-V2X；福特、大众、宝马、Qualcomm 支持
欧盟现状	ITS-G5（DSRC 兼容）广泛部署；正转向混合方案	C-V2X PC5 在欧盟新法规下与 ITS-G5 并行出现
中国现状	极少	政府强制在主要高速公路部署 C-V2X RSU；比亚迪、蔚来、上汽等国内品牌出货含 C-V2X 硬件的车辆
DSRC 主要论点	十年安全测试；已验证的互操作性	—
C-V2X 主要论点	蜂窝演进路径（4G 至 5G）；可通过软件升级；部分测试中距离更远	—

美国的决定性事件是 FCC 于 2020 年 11 月发布的命令，将 5.9 GHz 频段上方 30 MHz——DSRC 最依赖的部分——重新分配给非授权 WiFi 使用，下方 30 MHz 保留给 C-V2X。这实际上终止了美国 DSRC 的投资前景，并为 C-V2X 成为北美主流标准清除了监管障碍。

第三节——特斯拉的联网策略

截至 2026 年中，特斯拉尚未公开承诺部署 V2X 硬件（估计）。特斯拉目前的联网模式反映了其核心哲学：自动驾驶应该仅凭车载传感器和神经网络即可实现，而不依赖路侧基础设施。

组件	详情
车载移动网络	每辆车配备 LTE/5G 调制解调器，用于 OTA 软件更新、遥测上传、导航数据与远程监控
无 V2V/V2I 直连	FSD 不使用车对车或车对基础设施的直接无线通信来做实时驾驶决策（估计）
云端交通数据	路线级交通数据通过云端集成（导航数据供应商）传递；非实时 V2V 广播
核心哲学	特斯拉视觉优先理念：若人类可以只凭眼睛和耳朵——不靠 V2X 无线电——驾驶，那么足够强大的神经网络也应能做到
未来 V2X 潜力	特斯拉车辆内置的移动网络硬件理论上可通过固件更新支持 C-V2X（估计）；截至 2026 年中尚未为 V2X 启用
Cybercab	Cybercab 的 V2X 能力尚未公开披露；对于车队协调和充电基础设施通信而言具有相关性（估计）

特斯拉哲学有其内在逻辑：V2X 需要特斯拉无法控制的基础设施投资，而建立依赖这些基础设施的系统将产生部署限制。一辆在任何地方都能工作、不需路侧设备的自动驾驶车，在商业上比只在 V2X 配备路段才能发挥最佳性能的车辆更具灵活性。

反方论点在于：V2X 能处理即使完美的传感器组合也无法应对的场景——一辆车从盲弯广播紧急停车，是后方车辆的任何摄像头或激光雷达都无法独立产生的信息。

第四节——Waymo 的基础设施联网

Waymo 的做法反映了不同的哲学：一家与城市合作的无人出租车运营商，既有动机也有机制来整合城市控制的基础设施数据。

组件	详情
车队管理联网	持续移动网络连接，用于叫车调度、远程协助、地图更新和遥测——联网是商业运营的关键
V2I 信号时序（SPaT）	Waymo 已在凤凰城和旧金山试行来自智慧信号灯的信号相位与时序（SPaT）数据——允许自动驾驶车辆准确得知信号时序，而非依赖摄像头估算（估计）
V2V	非主要信号来源；Waymo 的传感器套件（激光雷达 + 摄像头 + 毫米波雷达）提供直接探测；V2V 可作为补充（估计）
远程操作员联网	低延迟移动网络连接对远程操作员至关重要；Waymo 使用专用移动网络链路进行远程协助（估计）
基础设施合作伙伴关系	Waymo 与城市交通机构合作获取信号数据；整合深度因城市和信号系统供应商而异
第 6 代联网	专门建造的第 6 代车辆预计将有更紧密集成的联网架构（估计）

SPaT 集成值得特别关注。SPaT（信号相位与时序）是 SAE J2735 标准化 BSM/MAP/SPaT 消息集的一部分，同时适用于 DSRC 和 C-V2X 系统。接收城市交通管理系统 SPaT 数据的 Waymo 车辆，不只知道信号灯是绿灯，还确切知道距离变黄灯还有几秒钟。这能实现更平滑的速度曲线、更舒适的乘客体验，以及降低能耗——这些优势在密集城市车队中会持续累积。

第五节——基础设施投资缺口

V2X 的完整安全潜能需要路侧基础设施：在路口的路侧单元（RSU）广播信号时序、危险数据并接收车辆广播。基础设施缺口是 V2X 部署的主要制约因素。

地区	V2X 基础设施现状
美国（联邦）	USDOT 的 FHWA 推动 V2X 部署；2021 年两党基础设施法包含 ITS 计划（含 V2X 部署）的资金，整体 ITS 资金估计约 50 亿美元，跨越 5 年
美国城市	坦帕（SunTrax）、底特律、哥伦布（智慧城市挑战）有 RSU 部署；仅限特定走廊和测试区域
中国	全球最积极的 V2X 基础设施部署；政府强制在主要国道部署 C-V2X RSU；比亚迪、蔚来、上汽等国内车企出货搭载 C-V2X 硬件的车辆
欧盟	ITS-G5（DSRC 兼容）走廊部署；在新监管框架下转向混合 C-V2X/ITS-G5
基础设施缺口	即使在有 RSU 部署的城市，鸡与蛋的问题仍然存在：车辆需要兼容硬件后制造商才会大规模安装；RSU 需要覆盖足够多的道路，每辆车的收益才能证明硬件成本合理

V2X 基础设施部署的投资信号值得追踪。在路口部署 C-V2X RSU 的城市，正在建立降低自动驾驶车运营成本的数据层——减少信号路口的边缘案例失败、更佳速度优化降低能耗，以及更早的危险探测减少安全关键事件。如果 C-V2X 成为城市自动驾驶部署的基线预期，Waymo 的城市合作伙伴模式可能比纯传感器方案更持久。反之，若 V2X 仍然碎片化且稀疏，特斯拉的基础设施独立架构则完全避免了部署依赖的问题。

资料来源：FCC 5.9 GHz 频谱重新分配命令——fcc.gov（2020 年 11 月）；USDOT V2X 部署计划——transportation.gov/av/v2x；Qualcomm C-V2X 技术概览——qualcomm.com；Waymo 博客及技术概览——waymo.com/blog/。所有标记（估计）的数字均为依据公司公开资料、行业报道及分析师研究所得之估算，未经独立核实，应视为方向性参考。本文不构成投资建议。