淺談自動(dòng)駕駛的TCU

本文要聊的TCU，并不是指傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域里的「變速箱控制單元（transmission control unit）」，而是智能網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域的「遠(yuǎn)程信息控制單元TCU（Telematic control unit）」，又稱T-Box。

Telematic一詞通常指設(shè)備間的遠(yuǎn)程通訊，是Telecommunications（無線電通信）和Informatics（信息科學(xué)）的合成詞。 TCU具體是指安裝在汽車上用于遠(yuǎn)程信息通訊的嵌入式系統(tǒng)，是車聯(lián)網(wǎng)信息流中的基礎(chǔ)硬件，常見的硬件架構(gòu)方面包括4G/5G網(wǎng)絡(luò)模塊、CAN數(shù)據(jù)處理、GPS/GNSS、MCU、CPU處理器、WiFi/藍(lán)牙等等。

1、TCU的功能

通過在汽車中安裝TCU，可以通過通信功能提供各種信息服務(wù)。TCU一般具有雙向通信能力，也就是說可以同時(shí)支持「cloud→汽車」和「汽車→cloud」。例如，TCU通過與車輛上的數(shù)據(jù)和CAN總線上的各種子系統(tǒng)接口，從車上收集如位置、速度、轉(zhuǎn)向、里程、油耗、安全氣囊、駕駛員身份等數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)采集與上傳：通過與車上的can總線連接，獲取車輛數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)采集，再按照規(guī)定格式上傳，數(shù)據(jù)內(nèi)容可以加密，云端服務(wù)器進(jìn)行解析，獲取車輛的數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、共享和監(jiān)控。  

數(shù)據(jù)查詢與控制：例如用戶可以通過app端控制開關(guān)車門、 車窗和空調(diào)等。TCU還可以通過Wifi和藍(lán)牙提供車載連接，或是實(shí)現(xiàn)車與外部環(huán)境如車與車、車與路、車與基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)。 例如安全氣囊彈出時(shí)的自動(dòng)緊急呼叫、汽車被盜時(shí)的跟蹤功能，以及實(shí)時(shí)交通信息和天氣預(yù)報(bào)的傳送等等，都可以通過TCU來實(shí)現(xiàn)。 

?應(yīng)用例①：E-Call系統(tǒng) E-Call（Vehicle-mounted Emergency Call，車載緊急呼叫系統(tǒng)）是歐洲從2018年開始必須在新車上安裝的提供急救服務(wù)的系統(tǒng)。類似的系統(tǒng)有俄羅斯的ERA-GLONASS系統(tǒng)（2017年起）、韓國的K-ecall（2021年起）等。 

具體來講，當(dāng)車主遭遇緊急情況時(shí)，E-Call系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向公共安全呼叫中心（PSAP）發(fā)送信息MSD（Minimum Set of Data，最小數(shù)據(jù)集），包括觸發(fā)模式（自動(dòng)觸發(fā)或者人工觸發(fā)）、呼叫類型（緊急或試驗(yàn)測試）、VIN（Vehicle Identification Number，車輛識(shí)別號(hào)碼）、車輛類型、車輛位置、車輛損傷信息等。

根據(jù)事故發(fā)生形式和具體地理位置，車輛及乘員將得到最迅速的救援。 而隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，車載緊急呼叫功能也需要做出相匹配的變化。首先MSD數(shù)據(jù)內(nèi)容需要擴(kuò)展，如傳感器的類型、數(shù)據(jù)與工作狀態(tài)，高清地圖類型與版本，算法關(guān)鍵數(shù)據(jù)等等。對(duì)于自動(dòng)駕駛車輛而言，需要傳送的信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)對(duì)于傳統(tǒng)人工駕駛汽車傳送的緊急救援信息，因此數(shù)據(jù)帶寬的需求也相應(yīng)增加。 

?應(yīng)用例②：Telematics保險(xiǎn) Telematics車險(xiǎn)通過TCU收集用戶的駕駛行為數(shù)據(jù)，如行駛里程、行駛車速、急加減速、剎車次數(shù)、方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)性、行駛時(shí)段、行駛路段與位置等等，用來設(shè)計(jì)更準(zhǔn)確的保費(fèi)，以及更好地進(jìn)行理賠評(píng)估從而減少損失。 

基于Telematics技術(shù)的車險(xiǎn)產(chǎn)品目前主要有三類：按行駛里程付費(fèi)的PAYD(Pay-as-you-drive)、按駕駛方式付費(fèi)的PHYD (Pay-how-you-drive)和管理駕駛習(xí)慣的MHYD（Manage-how-you-drive）。 PAYD較為簡單，只獲取用戶的行駛里程來計(jì)算保險(xiǎn)費(fèi)用；PHYD除了里程，還獲取時(shí)間、位置、速度、制動(dòng)情況等數(shù)據(jù)，來進(jìn)行更加詳細(xì)的分析和評(píng)估車險(xiǎn)費(fèi)用；MHYD則不僅監(jiān)控駕駛行為，還為駕駛員提供反饋以促進(jìn)安全駕駛。 

早在2008年，美國率先開發(fā)了Telematics車險(xiǎn)。美國前進(jìn)保險(xiǎn)公司就推出MyRate項(xiàng)目(后更名為Sanpshot項(xiàng)目)，首先保險(xiǎn)公司獲取30天的駕駛數(shù)據(jù)，再根據(jù)該數(shù)據(jù)評(píng)估用戶的駕駛行為并計(jì)算分?jǐn)?shù)，并以此分?jǐn)?shù)確定個(gè)性化費(fèi)率。隨后這類產(chǎn)品開始在歐美各國逐漸商業(yè)化，尤其近幾年投保用戶逐年增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年在美國8.75億汽車用戶中，2000萬用戶使用了該類車險(xiǎn)。 在亞洲的車險(xiǎn)市場中，日本是最為成熟的國家，緊隨歐美的步伐。

2015年，日本索尼保險(xiǎn)公司首次推出基于Telematics的PHYD型車險(xiǎn)。相比于歐美日，我國消費(fèi)者對(duì)于數(shù)據(jù)隱私的訴求相對(duì)較低。面對(duì)新型車險(xiǎn)產(chǎn)品，中國的市場接受度必定不會(huì)讓人失望。 

2、TCU市場展望

 由于歐洲、俄羅斯和韓國等國家強(qiáng)制新車配備車載呼叫系統(tǒng)，消費(fèi)者也對(duì)汽車的安全性和娛樂性的重視逐漸提升，TCU的市場規(guī)模這幾年間迅速上升。 

據(jù)香港Counterpoint公司的市場調(diào)研分析，到2025年，TCU的市場規(guī)模將超過63億美元。 從2020年到2025年，聯(lián)網(wǎng)汽車重要系統(tǒng)TCU的市場將以14％的復(fù)合年增長率（CAGR）增長。 基于2G/2.5G的TCU銷量已經(jīng)從2018年開始下降，預(yù)計(jì)到2025年，許多聯(lián)網(wǎng)汽車都將配備兼容4G的TCU，但世界各地的汽車制造商將逐漸轉(zhuǎn)向可同時(shí)在4G和5G中通信的TCU。

根據(jù)埃森哲的調(diào)查，到2025年，通過TCU實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)功能的汽車預(yù)計(jì)將占新售汽車的63.64%。 TCU的市場目前還是主要由國外企業(yè)主導(dǎo)，如Continental、LG、Harman、博世、電裝等，國內(nèi)參與的企業(yè)有華為、速銳得等。 

2020年全球TCU銷量份額（來自Counterpoint） Continental、LG、Harman三家公司占了整個(gè)TCU市場的一半以上。Continental在全球市場都有業(yè)務(wù)，并向許多豪華和一般汽車制造商提供TCU。在幾年內(nèi)，Continental通過獲得新車的合同取代了LG在市場上的份額，成為第一。 此外，5G的采用率也開始上升，TCU制造商開始與汽車制造商簽訂啟用5G TCU的協(xié)議。

Continental再次領(lǐng)先并已經(jīng)為兩家歐洲公司提供5G TCU。Harman與寶馬簽署了合同，從2021將提供最新基于5G的TCU給寶馬。預(yù)計(jì)到2025年，5G TCU的價(jià)格將下降，并能夠開始搭載在中檔汽車上。 各大汽車制造商都在通過TCU開發(fā)相關(guān)服務(wù)，通信技術(shù)對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車也是必不可少的，隨著自動(dòng)駕駛汽車的落地和普及，TCU市場也將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。