高速公路車路協(xié)同網絡需求研究

330102030401010203040103體系框架10網絡需求分析16析666769440101前前言車路協(xié)同(車聯(lián)網)是傳統(tǒng)汽車行業(yè)、交通行業(yè)與信息通信行業(yè)加速融合發(fā)展的產物，對于實現傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級和“換道超車”起著至關重要的作用，在提升車輛行駛安全、提高通行效率、完善出行信息服務等方面具有重聯(lián)網(智能網聯(lián)汽車)直連通信使用5905-5925MHz頻段的頻率管理規(guī)定(暫行)》，確定了車聯(lián)網(智能網聯(lián)汽車)直連通信的工作頻段及使用要求。12月，工信部印發(fā)《車聯(lián)網(智能網聯(lián)汽車)產業(yè)發(fā)展行動計劃》，推動形成國務院《交通強國建設車用無線通信網絡(LTE-V2X等)實現區(qū)域覆蓋。2017年至2021年，工業(yè)和信息化部、公安部、交通運輸部及國家標準化管理委員會發(fā)布《國家車聯(lián)網產業(yè)標準體系建設指南》系列文件，提出發(fā)揮標準在車聯(lián)網產業(yè)生態(tài)環(huán)境構在國家、行業(yè)政策的指引下，全國智慧高速公路的建設都把車路協(xié)同作為一項重要的試點示范內容。這與高速于打造車路協(xié)同的多種應用場景。回傳網絡在車路協(xié)同的建設中發(fā)揮著中樞神經的作用，支撐車路協(xié)同系統(tǒng)演進的全過程，覆蓋路側、邊緣計算應用場景不清晰等問題?！陡咚俟奋嚶穮f(xié)同網絡需求研究》詳細介紹了高速公路車路協(xié)同的建設現狀及面臨的主要問題，提出了高速公路場景下車路協(xié)同的體系架構，并結合業(yè)務內容及部署場景，詳細分析了高速公路場景下車路協(xié)同業(yè)務對路段接入網、省干網絡、網絡安全及網絡運維的需求。為建設單位、設計單位、設備廠商、工程集成。本研究由中國公路工程咨詢集團有限公司、華為技術有限公司、四川省公路規(guī)劃勘察設計研究院有限公司、中國信息通信研究院、北京交科公路勘察設計研究院有限公司、蘇交科集團股份有限公司、中國通信建設集團設計院有限公司、中國移動上海產業(yè)研究院、湖南高速、中信科移動通信技術股份有限公司、高新興科技集團股份有限公同完成，主要編寫人包括001設組由邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟(ECC)的邊緣計算網絡基礎架構工作組(ECNI)工作組VX工作組，在設組由邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟(ECC)的邊緣計算網絡基礎架構工作組(ECNI)工作組VX工作組，在2021年4月聯(lián)合發(fā)起成立的產業(yè)工作組，通過提供智慧交通網絡的相關規(guī)范、測試床和最佳實踐等產業(yè)活動，為智慧交通產業(yè)提供經過驗證的網絡方案，關于邊緣計算產業(yè)聯(lián)盟(ECC)邊緣計算網絡基礎架構工作組 (ECNI)工作組緣計算網絡基礎架構工作組(ECNI)是由C合成立，圍繞邊緣計算網絡開展規(guī)范/標準/測試床/示范方案等領域開展產業(yè)發(fā)展工作，致力于打造邊緣計算網絡產業(yè)，促進邊緣計算產業(yè)發(fā)展。更多詳細信息，IMT-2020(5G)推進組蜂窩車聯(lián)(C-V2X)工作組蜂窩車聯(lián)(C-V2X)工作組成立于2017年6月份，負責組織開展C-V2X、MEC、網絡與平臺、安全相關技術方向的研究和驗證工作，以及基礎設施部署、應用推廣、商業(yè)模式和運營等工作。目前，研、用”合作、“汽車、信息通信、交通”等多行業(yè)協(xié)同的成員聯(lián)盟。國際上蜂窩車聯(lián)(C-V2X)工作組與5GAA、SAE等組織A聯(lián)盟合作，共同推動C-V2X的快速健康發(fā)展。更多詳細信息，歡迎點擊：前言公司院有限公司劉見振、王珣股份有限公司息科技有限公司團股份有限公司有限公司新唐信通(浙江)科技有限公司股份限公司紀科技股份有限公司安信息技術股份有限公司能科技創(chuàng)新中心有限公司宋余冰雁博士(智慧交通網絡特設組聯(lián)執(zhí)主席)0201概述01概述0031.1高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)的建設現狀 (1)政策現狀車路協(xié)同(車聯(lián)網)是傳統(tǒng)汽車產業(yè)與信息通信行業(yè)加速融合發(fā)展的產物，對于實現傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級和“換道超車”起到至關重要的作用，在提升車輛行駛安全、提高交通效率、提供出行信息服務和支持自動駕駛等方面具有重要的意義。全球范圍內，汽車智能化、網聯(lián)化和電動化催生的車聯(lián)網產業(yè)已經成為包括美、歐、亞等汽車發(fā)達國家或地區(qū)的重要戰(zhàn)略性方向，各國家和地區(qū)紛紛加快產業(yè)布局、制定發(fā)展規(guī)劃、推進車聯(lián)網產業(yè)化進程。我國也高度重視車聯(lián)網產業(yè)發(fā)展，國家各個部委正在積極推動車聯(lián)網技術研究和產業(yè)落地。動智慧交通試點示范工程，推廣應用具有短程通信、電子標識、高精度定位、自動監(jiān)測、自動駕駛等功能的智能運輸裝備。新建或改造智能交通核心技術檢測平臺及試驗場所，提高車載智能終端、車路協(xié)同設備等智能化運輸裝備的檢測能力。2018年2月，交通運輸部在《加快推進新一代國家交通控制網和智慧公路試點》中提出路運一體化車路協(xié)同試點方向。2018年11月，工信部發(fā)布《車聯(lián)網(智能網聯(lián)汽車)直連通信使用5905-5925MHz頻段的頻率管理規(guī)定(暫行)》，確定了基于LTE-V2X技術的車聯(lián)網(智能網聯(lián)汽車)直連通信的工作頻段及使用要求。12月，工信部印發(fā)《車聯(lián)網(智能網聯(lián)汽車)產業(yè)發(fā)展行動計劃》，推動形成深度融合、創(chuàng)新活躍、安全可信、競爭力強的車聯(lián)網產業(yè)新生態(tài)。2019年7月，交通運月，中共中央、國務院《交通強國建設綱要》提出，加強智能網聯(lián)汽車(智能汽車、自動駕駛、車路協(xié)同)研發(fā)，形成自主可控完整的產業(yè)鏈。2020年2月，國家發(fā)改委牽頭十一部委印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，提出到2025年，智能交通系統(tǒng)相關設施建設取得積極進展，車用無線通TEVXGG聯(lián)網”協(xié)同發(fā)展，推動將車聯(lián)網納入國家新型信息基礎設施建設工程，促進LTE-V2X規(guī)模部署。建設國家級車聯(lián)網先導區(qū)，豐富應用場景，探索完善商業(yè)模式。2020年8月，交通運輸部印發(fā)《關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指04 04動車聯(lián)網部署和應用。2021年5月，住建部、工信部聯(lián)合印發(fā)《關于確定智慧城市基礎設施與智能網聯(lián)汽車協(xié)同發(fā)展第一批試點城市的通知》，確定北京、上海、廣州、武漢、長沙、無錫等6個城市為智慧城市基礎設施與智能網聯(lián)汽車協(xié)同G2023年)》，提出要強化汽車、通信、交通等行業(yè)的協(xié)同，共同建立完備的5G與家標準體系建設規(guī)劃》的通聯(lián)汽車標準體系，加快智能駕駛輔助、自動駕駛、汽車無線充電、網聯(lián)通信、信息安全等標準研制。2017年至2021年，工業(yè)和信息化部、公安部、交通運輸部及國家標準化管理委員會發(fā)布《國家車聯(lián)網產業(yè)標準體系建設指南》系列文件，提出發(fā)揮標準在車聯(lián)網產業(yè)生態(tài)環(huán)境構建中的引領和規(guī)范作用。政策的引導促進了車聯(lián)網行業(yè)的發(fā)展，在國家及各部委的政策引導下，近年來各地方政府也積極落實，各省市在開展智慧高速的建設過程中，也將車路協(xié)同示范驗證考慮在內，目前北京、河北、江蘇、浙江、江西、廣東、湖南、海南、四川、山東等省市均在探索車路協(xié)同在智慧高速中的應用，大大加快了車路協(xié)同系統(tǒng)的驗證。05協(xié)同系統(tǒng)的建設現狀05 (2)項目現狀目前國內多條高速公路的設計和建設中均考慮了車路協(xié)同的示范驗證，包括延崇高速北京段、京雄高速北京段、京滬高速北京、山東及江蘇段、京臺高速山東泰安至棗莊段、貴陽至安順復線、成宜高速等多個項目。延崇高速北京段是2022年冬奧會的重要交通保障通道，是交通運輸部綠色公路、智慧公路、品質工程的示范路，全長約33.2KM，其中車路協(xié)同測試段18KM。車路協(xié)同示范路段涉及隧道、服務區(qū)、匝道分合流、主線四種應用場景，項目中的智能網聯(lián)車輛均為奧組委專用車輛，圍繞冬奧服務。車路協(xié)同示范路段主線設置的高清攝像機、毫米波雷達、RSU等設備均利用沿線照明燈桿進行部署。作為第一條車路協(xié)同示范高速，目前該路段已經通車運行，可支持L4+自動駕駛。京雄高速按照“雄安質量”的總要求，打造新時代可持續(xù)發(fā)展的高速公路新模式，京雄高速北京段全線27KM，全線協(xié)同系統(tǒng)，并在最內側車道設置自動駕駛車道，開展車路協(xié)同及自動駕駛試點應用研究。除全息感知及車路協(xié)同通信系統(tǒng)的設置外，建設基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的地面時空服務系統(tǒng)，為具有北斗增強信號處理功能的車載終端和路側設施設備提供穩(wěn)定可靠的高精度定位和授時服務，支撐重點營運車輛精準管控、車路協(xié)同、自動駕駛、應急管理與指揮調度等應用實現。約670公里，應用場景包括分合流安全預警與誘導場景、隧道安全預警與誘導場景、準全天候輔助通行場景、自由流差異化服務場景等。項目將完成10000輛C-V2X車載終端搭載，實現車路協(xié)同應用場景100個，建成包括部級車路協(xié)同平臺、區(qū)域車路協(xié)同云控平臺、智慧物流平臺、高精地圖平臺在內的多個云平臺，通過車路協(xié)同基礎設施的規(guī)模部署，構建車聯(lián)網先導應用環(huán)境，對車路協(xié)同技術及應用場景進行全面測試驗證，項目具有“省域跨度大、覆蓋范圍長、應用場景多、車載終端體量大”京臺高速山東泰安至棗莊段是山東省第一條智慧高速，全長189KM，選取滿莊收費站至賢村水庫特大橋單側約20km建設車路協(xié)同試驗路段。車路協(xié)同示范路段涉及服務區(qū)、匝道分合流、橋梁、主線四種應用場景。針對貨車占比高的特性，在示范路段最外側設置自動駕駛專用車道，支持貨車編隊和L3級以上車輛的自動駕駛。貴陽至安順復線是貴州省智慧高速重點建設項目，全長90公里，全線設置車路協(xié)同示范路段，并利用起點21公里路段先試先行，開展智能網聯(lián)汽車(車路協(xié)同)測試與自動駕駛比賽示范應用，在已建設施的基礎上增加必要的軟硬件設施，，促進貴州省智能交通和智能網聯(lián)汽車產業(yè)發(fā)展。蜀道集團通過申請5905~5925MHz頻道，基于LTE-V2X技術，分階段在蓉城二繞約8公里路段、成宜高速約157P可變限速標志、RSU和邊緣計算單元等前端系統(tǒng)，實現道路路況、車輛、氣象等綜合信息的采集和車-路(V2I)應用信息的發(fā)布，通過車路協(xié)同中心云平臺、智能網聯(lián)車載終端、移動APP、路側交通誘導設施等聯(lián)動構建完整的車路協(xié)同服務06 06網網接入網網網…………心 中心 中心接入網基層基層基層通信站…通信站…通信站………目前國內各省(市、自治區(qū))的高速公路主要采用樹型多級管理模式，高速公路通信網絡系統(tǒng)與管理模式基本相應，形成“省(市、自治區(qū))通信中心網網…………心 中心 中心接入網基層基層基層通信站…通信站…通信站………目前國內各省(市、自治區(qū))的高速公路主要采用樹型多級管理模式，高速公路通信網絡系統(tǒng)與管理模式基本相應，形成“省(市、自治區(qū))通信中心-區(qū)域/路段通信(分)中心-基層通信站”的三級管理架構。1.2高速公路車路協(xié)同網絡面臨的主要問題高速公路通信網絡干線層數據交換網絡與傳統(tǒng)的高速公路業(yè)務管理邏輯高度同構，表現為典型的下級節(jié)點以上級通信節(jié)點為核心構成星型結構，總體形成多級樹形結構。網絡結構以解決上下級節(jié)點數據傳輸為主，同級節(jié)點之間沒有直接互。心的三級管理架構的三級管理架構構心 中心… 分中心 中心…07協(xié)同網絡面臨的主要問題07干線網方面干線網方面：通過前期調研(結果詳見后表)可以發(fā)現，各省(市、自治區(qū))高速公路通信網傳輸網正在向以OTN為SDH其余省(市、自治區(qū))均未實施干線層路由型IP網。接入網方面：國內高速公路接入網的通信設備多樣，新舊技術混雜的情況，以太網、SDH、MSTP等多種新舊網絡技術并存。早期通信設備(例如：STM-1的ONU設備)業(yè)務適應和承載能力受限，不足以支撐車路協(xié)同、智慧交通等新型業(yè)務信息高速可靠交互的帶寬需求，必然會出現網絡上管理消息傳遞不暢、調度不夠靈活、鏈路保護不完善等諸多問題。車路協(xié)同要求為車輛提供全程的高時效信息交互服務。這就必然要求邊緣節(jié)點之間、路段分中心之間進行實時的數據交互。同級節(jié)點之間的數據流量急劇增加，而現有網絡結構無法適應數據多點流向的復雜應用需求。1.2.2網絡設備承載能力受限按照《高速公路通信技術要求》，各省(市、自治區(qū))的高速公路網絡系統(tǒng)由省域干線傳輸網(簡稱“干線網”)和路段接入網(簡稱“接入網”)兩層系統(tǒng)組成。技術體制12個10G以太網(收費、監(jiān)控)2骨干(OTN)+接入(MSTP、PTN等多種)3骨干(OTN+PTN混合組網)+接入(MSTP、PTN等多種)4骨干(OTN)+接入(SDH、MSTP、PTN等多種)5骨干(OTN)+接入(MSTP、PTN等多種)67骨干(OTN+IPRAN)+接入(MSTP、PTN等多種)8骨干(ASON+OTN)+接入(MSTP、PTN等多種)9骨干(OTN)+接入(MSTP、PTN等多種)骨干(OTN+SDH)+接入(MSTP、PTN等多種)骨干(OTN+路由器)+接入(MSTP、PTN、以太網等多種)骨干(OTN)+接入(MSTP、PTN等多種)骨干(OTN+SDH)+接入(MSTP、PTN、以太網等多種)骨干(OTN)+接入(MSTP、PTN等多種)骨干(OTN+PTN)+接入(MSTP、PTN等多種)骨干(OTN+SDH)+接入(MSTP、PTN、以太網等多種)OTNSDHOTN(MSTP、PTN、以太網等多種)08 08總體來看，高速公路通信網承載的業(yè)務已經全面向IP業(yè)務演進，通信傳輸業(yè)務需求呈爆發(fā)式增長趨勢，現有通信傳輸設備的提檔升級勢在必行。1.2.3網絡需求有待系統(tǒng)梳理車路協(xié)同應用是未來高速公路網絡承載的主要業(yè)務。按照《智能網聯(lián)汽車技術路線圖2.0》，車路協(xié)同等高新技術仍在發(fā)展中，具體的解決方案存在多種技術選擇。網絡架構以及部署方案的選擇需要由場景需求來決定，車路協(xié)同的體系建設非常復雜，加之國內行業(yè)組織提出的應用場景中，很多實用的網絡相關指標并沒有明政府部門對車路協(xié)同業(yè)務的需求存在差異化：個人關注的是如何提高安全性、駕駛體驗；車端設備關注的是數速公路運營公司關心的是效益和成本、道路的安全與暢通；政府(或公安部門)的需求是高速公路管控，優(yōu)化交通治理。綜上，車路協(xié)同體系網絡設計開展的依據有待系統(tǒng)研究和梳理，高速公路車路協(xié)同試點項目建設可落地可推廣的應用領域有待明確，營運車輛和個人車輛的車路協(xié)同應用場景標準有待進一步細化和量化，以盡量避免系統(tǒng)建成后的網絡方案1.2.4網絡體系演進迭代困難國內高速公路網絡系統(tǒng)基本成型，由于近幾年通信技術發(fā)展迅速，設備更新?lián)Q代較快，早期采用的通信網絡設備技術相對落后，無法通過簡單方式(例如：增加或替換通信板卡)，實現網絡設備提檔升級。另外，隨著網絡拓撲從傳統(tǒng)樹型網絡向網狀網演變，邊緣通信節(jié)點能力需要升級，節(jié)點之間的通信鏈路需要補充，這都需要大量的資金投入，且要強化頂層設計，按規(guī)劃、有步驟地實施，以保證網絡平穩(wěn)演進迭代。維護體系普遍薄弱按照高速公路通信的三級管理架構：“省級通信中心-區(qū)域/路段通信(分)中心-基層通信站”，各級通信節(jié)點的維護分別落在省級管理部門(如：省監(jiān)控結算中心)和路公司兩個層面，導致通信網絡的運維和后期運營的技術管理和行政管理存在不統(tǒng)一、多交叉、多界面，網管維護系統(tǒng)建設普遍薄弱。在實際建設中，由于設備種類不同，網絡管理信息不暢，無法實現一套后端平臺進行統(tǒng)一維護。車路協(xié)同這種復雜業(yè)務更是加劇了上述矛盾，編制技術方案時需要考慮高速公路運維能力弱的實際情況。09協(xié)同網絡面臨的主要問題09 高速公路車路協(xié)同的建設現狀高速公路車路協(xié)同 高速公路車路協(xié)同的建設現狀高速公路車路協(xié)同體系框架02110BC/CB區(qū)域計算平臺CDC/CD路側邊緣計算平臺FC/CFACCEABAD路側通知設備EDF/FDA終端PC5RSUFOBUG省中心路段中心路段分中心邊緣路側感知設備攝像頭毫米波雷達激光雷BC/CB區(qū)域計算平臺CDC/CD路側邊緣計算平臺FC/CFACCEABAD路側通知設備EDF/FDA終端PC5RSUFOBUG省中心路段中心路段分中心邊緣路側感知設備攝像頭毫米波雷達激光雷達道路傳感器氣象傳感器2.1高速公路車路協(xié)同業(yè)務的體系架構BB業(yè)務運營平臺11協(xié)同業(yè)務的體系架構11車路協(xié)同業(yè)務系統(tǒng)主要由路側終端、邊緣端、云端、外部應用組成，其中一個路側邊緣計算平臺會連接多組路側感知設備，一個區(qū)域計算平臺連接多個路側邊緣計算平臺，一個業(yè)務運營平臺連接多個區(qū)域計算平臺。其業(yè)務架構和業(yè)務流向如圖2.1–1所示：整體架構圖流程來源于實際項目經驗，某些業(yè)務數據流向可能和一些標準規(guī)定有一定的出入。1)路側感知設備(A)主要是指路側聲光一體機、情報板等設備，其采集的數據根據其數據類型和業(yè)務需求不同分別輸入到業(yè)務運營平臺(B)、區(qū)域計算平臺(C)、路側邊緣計算平臺(D)。2)路側邊緣計算平臺(D)進行數據融合計算并把結果形成標準的消息幀，把相應的消息幀傳輸給區(qū)域計算平臺(C)、路3)區(qū)域計算平臺(C)進行區(qū)域數據以及業(yè)務運營平臺(B)的數據整合，及OBU(G)上報車輛自身狀態(tài)信息的融合，把相應的消息傳輸給路側RSU(F)和路側通知設備(E)，同時把相應的業(yè)務數據傳輸給業(yè)務運行平臺(B)，實現區(qū)域內和區(qū)域間的數據共享。4)業(yè)務運行平臺(B)通過Uu口與車載OBU(G)交互，OBU上報車輛自身狀態(tài)信息，同時業(yè)務運營平臺為車輛提供相應的數據服務。5)路側RSU(F)通過PC5接口與車載OBU(G)和其它路側交通參與者通信，把區(qū)域計算平臺(C)的全域消息幀廣播6)OBU(G)可以根據需求通過Uu口連接區(qū)域計算平臺(C)或業(yè)務運營平臺(B)，獲取相應的數據服務。此外，考慮到某些路側感知設備智能化水平較高，處理分析結果可滿足業(yè)務場景應用需求，因此存在路側感知設備直接傳輸數值至RSU的過渡場景。路側邊緣計算平臺：實時獲取路側傳感器數據進行融合計算，以高性能計算能力提供更高精度和更可靠的融合感知結果和交通事件，完成目標的識別、分類、追蹤和軌跡拼接等功能，還能夠對車輛車牌識別、運動屬性預測等，為路側交通參與者提供準確的數據服務。路側邊緣計算平臺的感知緩存主要存儲路側傳感器歷史數據，同時對于路側海量、繁雜的數據進行清洗過濾，抽取業(yè)務所需的數據發(fā)送給區(qū)域計算平臺。區(qū)域計算平臺：區(qū)域計算平臺完成設備管理、模型管理、算法管理和應用管理，以及和邊緣計算平臺節(jié)點管理等相關功能。同時對路側傳感器的結構化數據、路側邊緣計算平臺融合感知的結構化數據進行提取，將計算結果按照標準T/業(yè)務運營平臺：業(yè)務運營平臺根據需求有選擇性的從路側感知設備獲取所需的實時數據，歷史數據可以從路側計算平臺的感知緩存處獲取。業(yè)務運營平臺對全域數據進行挖掘分析，以支撐路側智能網聯(lián)汽車整體運行環(huán)境，為智能網聯(lián)汽車提供高精地圖、智能導航、交通引導等服務支持，為交通指揮調度提供高精度態(tài)勢認知等服務支持。同時業(yè)務運營平臺可對終端設備和邊緣設備進行統(tǒng)一的管理，提供針對所有路側、邊緣和區(qū)域設備“接入-監(jiān)控-管理”的服務，包括對設備的查詢、修改和升級配置、刪除節(jié)點等。收集路側單元設備的基本信息和狀態(tài)性能信息，監(jiān)控設備運行情況，及時對工作異常設備進行故障診斷，并基于終端管理協(xié)議對路側單元設備進行遠程管理。12 12AC接口：為路側傳感器設備與區(qū)域計算平臺之間的接口，主要負責區(qū)域計算平臺根據業(yè)務需求直接從路側傳感器獲取實時數據，或進行傳感器直接輸出的結構化數據的獲取。DC/CD接口：為路側邊緣計算平臺與區(qū)域計算平臺之間的接口，主要負責路側邊緣計算的結構化數據上傳至區(qū)域計算平臺，和業(yè)務運營平臺下發(fā)業(yè)務數據或設備管理數據至路側邊緣計算平臺。CB/BC接口：為區(qū)域計算平臺與業(yè)務運營平臺之間的接口，主要負責業(yè)務運營平臺把標準的消息幀傳遞給業(yè)務運營平臺，或業(yè)務運營平臺根據業(yè)務需求，獲取路側傳感器歷史數據，同時業(yè)務運營平臺根據請求下發(fā)相應的事件數據。CE接口：區(qū)域計算平臺與路側通知設備之間的接口，區(qū)域計算平臺把交通事件信息下發(fā)給路側通知設備，包括但不限于道路危險狀況提、限速提醒、道路施工提醒、彎道提醒、前方擁堵等信息。DF/FD接口：路側邊緣計算平臺與路側RSU之間的接口，主要負責路側邊緣計算平臺融合傳感器數據后，將計算結同時RSU會把接收到OBU的數據發(fā)給路側邊緣計算平臺，豐富其數據，提高其算法的準確度。合實際情況做處理，把數據下發(fā)給區(qū)域內的RSU；同時RSU會把相關信息發(fā)送給區(qū)域平臺和業(yè)務運營平臺，通過這種方式和其它區(qū)域內的RSU進行數據交互，比如前方事故預警，可以跨區(qū)域進行預警信息的播報。GBBGGCCGOBU域計算平臺和業(yè)務運營平臺之間的接口，OBU根據需求通過Uu口和區(qū)域計算平臺或業(yè)務運營平臺進行數據互通。AD接口：為路側傳感器設備與路側邊緣計算平臺之間的接口(包括感知緩存)，主要負責路側傳感器數據根據業(yè)務需求上傳原始數據至路側邊緣計算平臺。AB接口：為路側傳感器設備與業(yè)務運營平臺之間的接口，主要負責業(yè)務運營平臺根據業(yè)務需求直接從路側傳感器獲取實時數據。路側感知設備—>業(yè)務運行2)攝像頭視頻數據；3)毫米波雷達軌跡數據。路側感知設備—>路側邊緣2)攝像頭視頻數據；3)毫米波雷達軌跡數據。13協(xié)同業(yè)務的體系架構13路側感知設備—>區(qū)域計算車速、排隊長度等信息；2)相機輸出的結構化數據，包括車輛抓止大貨車等。路側邊緣計算平臺—>區(qū)域對路側傳感器數據進行細粒度融合感知得到的結構化數據，包括交區(qū)域計算平臺—>業(yè)務運營全域的融合感知結構化數據以及路側感知設備結構化數據形成v2x車載OBU—>路側RSU 車輛實時狀態(tài)數據(位姿、速度等)，車輛通過實時廣播將自身的實載OBU—>業(yè)務運營平臺或區(qū)域計算平臺(圖2.1–1：車輛OBU根據需要把自身的狀態(tài)數據(位姿、速度等)通過Uu口路側RSU—>區(qū)域計算平臺 RSU把收到的OBU數據上傳給區(qū)域計算平臺，和區(qū)域內的其它路側RSU—>路側邊緣計算RSU把OBU的數據發(fā)送給路側邊緣計算平臺，豐富其數據，提高務運營平臺—>車載OBU 下載、地圖服務等，業(yè)務運營平臺根據車載OBU的請求，提供相； 區(qū)域計算平臺下發(fā)區(qū)域內數據或業(yè)務運營平臺給RSU，實現區(qū)域內區(qū)域計算平臺—>路側通知控制指令下發(fā)(文字顯示指令、聲音播報指令等顯示當前路面交通狀況)。路側RSU—>車載OBU 路側RSU通過PC5接口向周圍的交通參與者廣播從區(qū)域計算中心業(yè)務運營平臺—>區(qū)域計算路側邊緣計算平臺—>RSU U區(qū)域計算平臺—>路側邊緣計算平臺(圖2.1–1：C—區(qū)域計算平臺把計算的相關業(yè)務數據和設備管控數據下發(fā)給路側邊14 14服務中心省級交通服務中心專網路段(分)中心路段(分)中心路段(分)中心服務中心省級交通服務中心專網路段(分)中心路段(分)中心路段(分)中心2.2高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)的網絡架構分中心(區(qū)域計算平臺)互聯(lián)；沒有路段分中心的，直接和路段中心(區(qū)域計算平臺)互連。其中，路側設備包括RSU、智能化路側感知設備(各類攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等)、動態(tài)交通情報板、路側氣象感知站等，邊緣計算單元可通過對路側設備輸出的原始數據信息進行融合判斷，提取結構化道路及目標物狀態(tài)信息，實現數據的分析、處理，以支持車路協(xié)同各種應用；很多車路協(xié)同業(yè)務在路側網絡完成業(yè)務流程，對網絡實時性和帶寬要求高。路段接入網的網絡架構可能有多種模式，以支持邊緣計算單元全分布或相對集中等多種部署方式。省干網絡負責路段分中心間通信互連、路段分中心到路段中心間通信互連、路段中心間通信互連、路段中心至省中心的通信互連、以及省中心與2C服務商/2B用戶間業(yè)務通信。路段分中心間，路段分中心到路段中心間的車路協(xié)同業(yè)務通信有實時性要求。UU模式的車路協(xié)同信息是通過連接到2B用戶(包括運營商)的外聯(lián)專線來傳輸的。氣象感知情報板RSU氣象感知情報板RSU，有比較統(tǒng)一的網絡方案。故本文不做進一步15高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)的網絡架構高速場景車路協(xié)同高速場景車路協(xié)同031163.1車路協(xié)同業(yè)務內容分析車路協(xié)同業(yè)務對網絡建設起到導向作用，為了合理歸納網絡需求，本小節(jié)應用場景選自目前行業(yè)認可度較高的業(yè)務相關標準，具體為《合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應用層及應用數據交互標準》(T/CSAE53-2020)(下文使用標準①代指)、《合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應用層及應用數據交互標準》(T/CSAE157－2020)(下文使用標準②代指)、《基于車路協(xié)同的高等級自動駕駛數據交互內容》(T/CSAE158－2020)(下文使用標準③代指)，并將場景分為安全、效率、信息服務和交通管理四大類，安全類涵蓋7個業(yè)務場景，效率類涵蓋4個業(yè)務場景，信息服務類涵蓋3個業(yè)務場景，交通管理類涵蓋1個業(yè)務場景。針對每個場景，下文從場景定義和業(yè)務流兩方面進行介紹，其中業(yè)務流介紹中列出了實現對應應用場景所需要的主要交互消息，不一定是所有消息，實際實現中，可根據不同的需求和服務水平，使用更多的消息。由于本小節(jié)的業(yè)務內容是高速車路協(xié)同網絡建設的需求導向，不涉及V2V內容，因此本小節(jié)只分析標準①、標準②本小節(jié)每一個應用場景均可通過PC5通訊和Uu通訊兩種方式實現。由于不同業(yè)務場景的數據處理需求不同以及設備/平臺在系統(tǒng)架構中的定位和功能不同，因此根據處理終端不同可劃分為以下幾種業(yè)務流：①.處理終端為路側感知設備：目前的感知設備具有簡單的數據處理分析功能，當感知設備的處理分析能力可以滿足應用場景時，路側感知設備即為此場景業(yè)務流中的數據處理終端。如前方擁堵提醒場景，目前智能攝像機可檢測道路擁堵度，攝像機將道路排隊長度信息推送至RSU，RSU廣播RSI消息，車輛接收后，車載應用結合自身的定位和行駛數據信息，判斷是否進行擁堵提醒。17容分析17RSURSU②.處理終端為路側邊緣計算平臺：當業(yè)務場景對時延具有嚴格要求且需要對感知設備采集的信息進行融合處理時，路側邊緣計算平臺為處理終端，既可以滿足時延的需求，也可以進行數據融合處理。如協(xié)作式變道場景，路側邊緣計算平車輛接收RSC消息，車載應用結合自身的定位和行駛數據信息,安全行駛。③.處理終端為區(qū)域計算平臺：當業(yè)務場景對時延要求不高且需要實現較大范圍內的感知與消息廣播時，需要以區(qū)域計算平臺為處理終端。如基于路側感知的交通狀況識別，路側感知設備(例如攝像頭、雷達等)對周邊交通狀況進行探測，路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據發(fā)送至區(qū)域計算平臺，平臺將數據推送至RSU，RSU周期性廣播RAM消息，車輛接收RAM消息，車載應用結合自身的定位和行駛數據信息，判斷是否對駕駛員進行提示。④.處理終端為業(yè)務運營平臺：當需要從業(yè)務運營平臺下發(fā)消息支撐應用場景落地或者通過RSU收集基本信息，支持信息服務時，處理終端為業(yè)務運營平臺。需要從業(yè)務運營平臺下發(fā)消息支撐應用場景如車內標牌，業(yè)務運營平臺下發(fā)標RSURSURSIRSU臺進行數據融合處理，進行交通狀態(tài)分析、事件檢測等，為局部或區(qū)域的交通管理提供數據支持。①.處理終端為區(qū)域計算平臺：分為2種，一種是區(qū)域計算平臺直接通過感知設備獲取結構化感知數據，并將結果數據推送至智能網聯(lián)車輛。另一種是路側邊緣計算平臺實現感知數據融合處理，或再結合智能網聯(lián)車輛的請求信息，處理生成結果數據并通過區(qū)域計算平臺將結果數據推送至智能網聯(lián)車輛。②.處理終端為區(qū)域計算平臺/業(yè)務運營平臺：當只需要收集車輛信息，不需要關聯(lián)路側感知設備采集的信息時，平臺將預設的消息進行下發(fā)或收齊車輛信息進行融合分析，對時延不敏感時，處理終端為業(yè)務運營平臺。如浮動車數據采集，車輛上報BSM信息至業(yè)務運營平臺，支持平臺形成交通狀態(tài)評估報告。選自標準①。智能網聯(lián)車輛行駛過程中，在超出限定速度的情況下，限速預警SLW應用對智能網聯(lián)車輛駕駛員進行預警，提醒駕駛員減速行駛。智能網聯(lián)車輛智能網聯(lián)車輛(1)直連通信方式(PC5)：①.通過本地配置，RSU獲得MAP消息和限速信息(也可以通過平臺下發(fā)的方式獲得);用結合自身的定位和行駛數據信息分析，如果不滿足限速要求，則觸18 18119BSMUu口下發(fā)MAP消息和RSI消息，車輛OBU接收后，獲取到限速信息，車載應用結合自身的定位和行駛數據信息分析，如果不滿足限速要求，則觸發(fā)SLW預警。(1)直連通信方式(PC5)：①.路側感知設備將感知信息發(fā)送給路側邊緣計算平臺；②.路側邊緣計算平臺將處理后的數據發(fā)送至RSU;BU行駛數據信息，制定車輛的行駛策略。(2)蜂窩通訊方式(Uu)：M②.路側感知設備將感知信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，平臺進行融合③.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；Uu車輛推送SSM消息，車端接收到后，車載應用結合自身的定位和行駛數據信息，制定車輛的行選自標準③。自動駕駛車輛在真實路況行駛時，如果能提前得知周邊存在的異常駕駛的車輛，則可以更好的輔助車輛進行路徑的規(guī)劃。基于協(xié)同式感知的異常駕駛行為識別指通過路側感知設備不斷感知周邊車輛的運行狀況，實時的識別當前范圍內所存在的異常行駛的車輛，例如逆行車輛、慢行車輛(行駛速度明顯低于其他車輛)、快行車輛(行駛速度明顯高于其他車輛)等，并將感知結果發(fā)送給自動駕駛車輛，輔助車輛做出正確的決策控制。業(yè)務運營平臺業(yè)務運營平臺智能網聯(lián)車輛臺12RSU3臺12RSU322區(qū)域計算平臺RSU路側感知設備智能網聯(lián)車輛路側邊緣計算平臺道路車輛413220(1)(1)直連通信方式(PC5)：①.路側感知設備將感知信息傳輸至路側邊緣計算平臺；②.路側邊緣計算平臺處理生成交通參與者信息或道路異常狀況信息；并將信息發(fā)送至RSU；③.RSU廣播SSM消息，OBU接收到后結合車載應用判斷是否進行預(2)蜂窩通訊方式(Uu)：③.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；到后結合車載應用判斷是否進行預警/提示等。選自標準②。路側感知設備探測到周圍其他車輛或道路異常狀況信息，如：道路交通事件(如交通事故等)、車輛異常行為(超速、逆行、非常規(guī)行駛和異常靜止等)、道路障礙物(如落石、遺撒物、枯枝等)等信息，并將探測到的信息發(fā)送至其他車輛，實現感知數據共享。臺12RSU3臺12RSU3區(qū)域計算平臺4路側感知設備交通參與者/障礙物3路側邊緣計算平臺12智能網聯(lián)車輛區(qū)域計算平臺4路側感知設備交通參與者/障礙物3路側邊緣計算平臺12智能網聯(lián)車輛(1)直連通信方式(PC5)：②.RSU將車輛行駛意圖信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺(1)直連通信方式(PC5)：②.RSU將車輛行駛意圖信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺;④.路側邊緣計算平臺綜合收集到的信息，進行處理，生成調度信息，發(fā)方式(Uu)：IR③.路側感知設備將感知到的車輛信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，平臺合感知信息與車輛BSM、VIR等消息進行融合計算；④.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；載應用分析，完成變道或延遲變道。臺4523RSU1區(qū)域計算平臺 2453路側感知設備智能網聯(lián)車輛 路側邊緣計算平臺1道路車輛選自標準②。智能網聯(lián)車輛在行駛過程中需要變道，將行駛意圖發(fā)送至路側邊緣計算平臺或區(qū)域計算平臺，平臺通過路側感知設備收集道路車輛信息，綜合處理生成調度信息發(fā)送至車輛，車輛根據自身情況調整駕駛行為，使得智能網聯(lián)車輛能夠安全完成變道或延遲變道。RSURSCOBU后結合車載應用分析，完成變道或延遲變道。選自標準②。在道路入口匝道處，通過匯聚周邊車輛信息進而生成調度信息，協(xié)調匝道和主路匯入車道車輛，引導匝道車輛安全、高效的匯入主路。21容分析21(1)直連通信方式(PC5)：②.RSU將車輛行駛意圖信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺;④.路側邊緣計算平臺綜合收集到的信息，進(1)直連通信方式(PC5)：②.RSU將車輛行駛意圖信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺;④.路側邊緣計算平臺綜合收集到的信息，進行處理，生成調度信息，發(fā)方式(Uu)：③.路側感知設備將感知到的車輛信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，平臺合感知信息與車輛BSM、VIR等消息進行融合計算；④.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；合自身行駛狀態(tài)以及道路信息、周圍交通參與者信息，生成最終的駕駛行為策略或軌跡規(guī)劃，安全有效地通過匝道口。臺4523RSU1區(qū)域計算平臺5路側感知設備智能網聯(lián)車輛42路側邊緣計算平臺13道路車輛及道路信息、周圍交通參與者信息，生成最終的駕駛行為策略或軌跡規(guī)劃，安全有效地通過匝道口。選自標準③。正常情況下，自動駕駛車輛在行駛過程中依賴車輛感知設備感知周邊環(huán)境，并將感知結果作為車輛決自身輸出決策控制策略，在某些極端情況下，出現自動駕駛車輛無法應對的場景時，自動駕駛車輛停止自動駕駛。自動駕駛車輛發(fā)送請求信息，RSU/平臺下發(fā)控制消息，使得車輛“脫困”22 22(1)直連通信方式(PC5)：基于路側協(xié)同規(guī)劃的自動駕駛車輛“脫困”③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；(1)直連通信方式(PC5)：基于路側協(xié)同規(guī)劃的自動駕駛車輛“脫困”③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；平臺處理生成調度信息，發(fā)送至RSU；基于路側控制的自動駕駛車輛“脫困”③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；平臺處理生成調度信息，發(fā)送至RSU；并發(fā)送響應消息。方式(Uu)：基于路側協(xié)同規(guī)劃的自動駕駛車輛“脫困”VIR③.路側感知設備將周圍路況信息上傳至路側邊緣計算平臺，平臺綜合感BSMVIR等消息進行融合計算；④.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；臺35智能網聯(lián)車輛道路車輛24RSU1區(qū)域計算平臺5路側感知設備智能網聯(lián)車輛42路側邊緣計算平臺13道路車輛臺4523RSU1臺4523RSU1C車輛接收后，按引導信息行駛并發(fā)送響應消息。23容分析23基于路側控制的自動駕駛車輛“脫困”②.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至區(qū)域計算平臺；③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，平臺綜合感知信息與車輛VIR等消息進行融合計算;基于路側控制的自動駕駛車輛“脫困”②.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至區(qū)域計算平臺；③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，平臺綜合感知信息與車輛VIR等消息進行融合計算;；④.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；輛接收后，按引導信息行駛并發(fā)送響應消息。123區(qū)域計算平臺5路側感知設備智能網聯(lián)車輛42路側邊緣計算平臺13道路車輛選自標準①。智能網聯(lián)車輛行駛到潛在危險狀況(如前方急轉彎等)路段，存在發(fā)生事故風險時，道路危險狀況提示HLW應用對智能網聯(lián)車輛駕駛員進行預警。RSURSU基于路側協(xié)同規(guī)劃的自動駕駛車輛“脫困”①.通過業(yè)務運營平臺下發(fā)道路危險狀況信息至區(qū)域計算平臺(區(qū)域計算平臺也可以通過本地配置的方式得到)；②.區(qū)域計算平臺將信息下發(fā)至RSU(RSU也可以通過本地配置的方式得到);SI自身的定位和行駛數據信息，判斷是否進行道路危險狀況提示。方式(Uu)：應用結合自身的定位和行駛數據信息，判斷是否進行道路危險狀況24 24(1)直連通信方式(PC5)：①.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；.路側邊緣計算平臺將處理后的消息發(fā)送至RSU；(1)直連通信方式(PC5)：①.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；.路側邊緣計算平臺將處理后的消息發(fā)送至RSU；位和行駛數據信息進行判斷，若存在弱勢交通參與者碰撞風險，則對駕駛員進行預警。方式(Uu)：②.路側感知設備將感知到的交通參與者信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，平臺進行融合計算；③.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；U收到后，車載應用結合自身的定位和行駛數據信息進行判斷，若存在弱勢交通參與者碰撞風險，則對駕駛員進行預警。計算平臺2備3與者1RSU輛臺4231選自標準①。智能網聯(lián)車輛在行駛中，與周邊道路維修人員、摩托車等弱勢交通參與者存在碰撞危險時，弱勢交通參與者碰撞預警VRUCW應用將對車輛駕駛員進行預警。選自標準①。智能網聯(lián)車輛行駛前方發(fā)生交通擁堵狀況，前方擁堵提醒TJW應用將對駕駛員進行提醒。由于感知設備(如攝像頭)具有交通擁堵檢測功能，因此不需要邊緣計算單元處理，感知設備可直接將識別結果通過RSU/平臺下發(fā)車輛，為車輛提供信息服務。25容分析25(1)直連通信方式(PC5)：置判斷是否進行預警。方式(1)直連通信方式(PC5)：置判斷是否進行預警。方式(Uu)：車端接收到消息后結合車載應用分析，判斷是否對駕駛員進行預警。臺35智能網聯(lián)車輛道路車輛24RSU1RSU1備輛2231選自標準②。協(xié)作式優(yōu)先車輛通行是指智能交通系統(tǒng)調度交通資源針對優(yōu)先車輛采取提前預留車道和封閉道路等方消防車、救護車、工程搶險車、事故勘查車等，未來也可以基于該場景提供差異化行車服務。(1)直連通信方式(PC5)：提前預留車道①.智能網聯(lián)汽車向RSU發(fā)送車輛基本信息與行駛意圖信息VIR，包括對于前方指定車道進行預留的請求；③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺;④.路側邊緣計算平臺結合請求信息與道路交通信息，處理生成調度信⑤.RSU進行廣播RSC信息，其他車輛OBU接受后結合車載應用安全及時離開預留車道，為優(yōu)先車輛讓行。26 26處于管制路段處或其上游的RSU通過本地配置的方式獲取封閉車道或禁行信息，在管制開始前與管制期間，廣播此信息，同時可以對特定車輛下發(fā)駕駛引導信息；車輛接收RSU的車道禁行/處于管制路段處或其上游的RSU通過本地配置的方式獲取封閉車道或禁行信息，在管制開始前與管制期間，廣播此信息，同時可以對特定車輛下發(fā)駕駛引導信息；車輛接收RSU的車道禁行/封閉信息和引導①.智能網聯(lián)汽車向區(qū)域計算平臺發(fā)送BSM信息與行駛意圖信息VIR，包括對于前方指定車道進行預留的請求；③.路側感知設備將其感知的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，平臺綜合④.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；⑤.區(qū)域計算平臺通過Uu口向車輛發(fā)送RSC信息，其他車輛接收后結合車載應用分析，駛離預留車道，為優(yōu)先車輛讓行。臺/業(yè)務運營平臺向接近和通過該區(qū)域的車輛發(fā)送封閉車道或禁行信息，同時可以對特定車輛下發(fā)駕駛引導信息RSC，車輛接收到車道禁行/封閉信息后，能夠及時、安全地調整駕駛行為，遵循交通管制。區(qū)域計算平臺5路側感知設備智能網聯(lián)車輛42路側邊緣計算平臺13道路車輛RSURSU方式(Uu)：提前預留車道選自標準③。自動駕駛車輛在真實路況行駛時，如果能提前得知前方路段的交通情況，則可以更好的輔助車輛進行路徑的規(guī)劃?；诼穫雀兄慕煌顩r識別指在混合交通環(huán)境下，由路側感知設備不斷感知周邊道路交通信息，實時的識別當前路段的交通流及擁堵狀況，并通過RSU/平臺將感知結果發(fā)送給自動駕駛車輛，輔助車輛做出正確的決策控制。為了實現較大范圍內的交通狀況識別與引導，PC5通訊中，以區(qū)域計算平臺為該應用場景的處理終端。27容分析27(1)直連通信方式((1)直連通信方式(PC5)：緣計算平臺，平臺進行融合處理；②.路側邊緣計算平臺處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；RSURAMOBU后結合車載應用制定車輛的行駛策略。方式(Uu)：②.感知設備將感知到的交通流信息上報至路側邊緣計算平臺，平臺進行融合計算;③.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；載應用制定車輛的行駛策略。(1)直連通信方式(PC5)：①.業(yè)務運營平臺下發(fā)標志牌信息至區(qū)域計算平臺(區(qū)域計算平臺可以通過本地配置的方式得到)；輛進行提醒。選自標準①。車內標牌IVS應用將給予駕駛員相應的交通標牌提示，保證車輛的安全行駛。3臺RSU4213臺RSU42143臺1243臺12123123RSU28 28BSMUu下發(fā)RSI消息，車輛接收到信息后，根據自身車輛位置等相關信息判斷是否進行標志牌信息提醒。(1)直連通信方式(PC5)：①.業(yè)務運營平臺將差分數據信息發(fā)送至區(qū)域計算平臺(區(qū)域計算平臺可以通過本地配置的方式得到)；RSU；(2)蜂窩通訊方式(Uu)：平臺獲得誤差改正參數和完好性信息RTCM消選自標準②。利用布設在區(qū)域內的基礎設施(如GNSS基準站，地基增強系統(tǒng)等)，監(jiān)測視野內的GNSS衛(wèi)星，通過集中數據處理，分類獲得誤差改正參數和完好性信息并播發(fā)給范圍內的車輛，從而使車輛定位精度提升或實現符合一定要求的坐標偏轉。輛123123RSU臺輛選自標準②。在場站內部區(qū)域(如服務區(qū)等)，向進入的車輛提供站點地圖信息、車位信息、服務信息等，同時為車輛提供路徑引導服務。29容分析29(1)直連通信方式(PC5)：①.智能網聯(lián)車輛向RSU發(fā)送入場/離場信息或服務請求消息VIR(包括自身信息、入場/離場請求以及意圖信息等)；RSU息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；③.(1)直連通信方式(PC5)：①.智能網聯(lián)車輛向RSU發(fā)送入場/離場信息或服務請求消息VIR(包括自身信息、入場/離場請求以及意圖信息等)；RSU息發(fā)送至路側邊緣計算平臺；③.路側感知設備將場站內信息(場站內道路環(huán)境、停車信息等)上傳至路側邊緣計算平臺；④.路側邊緣計算平臺結合智能網聯(lián)車輛的請求信息以及路側感知設備上傳的信息，為RSU下發(fā)場站地圖信息(包括場站內地圖信息、各類車位信息和服務點信息)，同時下發(fā)路徑引導信息；方式(Uu)：括自身信息、入場/離場請求以及意圖信息等)至區(qū)域計算平臺；VIR路側邊緣計算平臺；③.路側感知設備將場站內信息(場站內道路環(huán)境、停車信息等)上傳路④.路側邊緣計算平臺將處理后的結果數據上報至區(qū)域計算平臺；⑤.區(qū)域計算平臺結合智能網聯(lián)車輛的請求信息以及路側感知設備上傳圖信息、各類車位信息和服務點信息，車輛OBU接收后結合車載應往目的地。計算平臺4備5輛23RSU1542臺13選自標準③。自動駕駛車輛的安全可靠運行依賴高精度地圖的數據，因此要保證自動駕駛車輛能夠獲得到最新的地圖數據。高精地圖版本對齊及動態(tài)更新可以通過路端對自動駕駛車輛的高精地圖進行動態(tài)更新，保證車輛能夠獲取到最新最完整的高精地圖數據，為車輛安全可靠運行提供支撐。30 30(1)直連通信方式(PC5)：①.通過預先配置的方式RSU獲取高精度地圖信息(也可以通過平臺下②.車輛(1)直連通信方式(PC5)：①.通過預先配置的方式RSU獲取高精度地圖信息(也可以通過平臺下②.車輛OBU接收后，比對地圖版本信息，版本不一致時，車輛發(fā)送更求消息至RSU;RSU圖數據，OBU接收到RAM、CIM消息后，完成高精度地圖更新。方式(Uu)：②.車輛OBU接收后，比對地圖版本信息，版本不一致時，車輛發(fā)送更新請求消息;③.區(qū)域計算平臺/業(yè)務運營平臺根據車輛請求消息，下發(fā)高精度地圖數平臺(收費系統(tǒng))3RSU-14輛12653輛12RRSU3輛21選自標準②。道路收費服務是指，車輛行進到高速公路的收費區(qū)域時，車輛接收路側發(fā)布的收費信息，并通過車路交互完成繳費業(yè)務。收費站點部署V2XRSU設備，連接后臺收費系統(tǒng)，車輛安裝V2XOBU設備，當車輛進入收費區(qū)域，完成相互身份認證后，自動執(zhí)行收費操作。根據收費體系的發(fā)展，此業(yè)務場景有待進一步完善、落地。(1)直連通信方式(PC5)車輛駛入高速收費路段：①.RSU-1對外廣播道路收費服務信息，包括支持的收費服務列表及對應的收費信息等；②.智能網聯(lián)車輛進入收費區(qū)域，收到RSU-1廣播的收費服務信息后，確定交互的安全模式和收費服務類型；U車輛記錄站點信息，并根據消費信息生成收費交易憑證，發(fā)送至RSU-1；⑥.RSU-1收到智能網聯(lián)車輛的交易憑證后，向智能網聯(lián)車輛發(fā)送交易結果和駛入提示(不一定進行費用結算)。31容分析31(1)直連通信方式(PC5)：(1)直連通信方式(PC5)：③.區(qū)域計算平臺將信息發(fā)送至業(yè)務運營平臺，平臺處理生成交通評估形成交通狀態(tài)評估報告。平臺(收費系統(tǒng))3RSU-24輛1265(2)直連通信方式(PC5)車輛駛出高速收費路段：①.RSU-2對外廣播道路收費服務信息，包括支持的收費服務列表及對應的收費信息等；②.智能網聯(lián)車輛進入收費區(qū)域，收到RSU-2廣播的收費服務信息后，確定交互的安全模式和收費服務類型；⑤.智能網聯(lián)車輛記錄站點信息，并根據消費信息生成收費交易憑證，發(fā)⑥.RSU-2收到智能網聯(lián)車輛的交易憑證后，向智能網聯(lián)車輛發(fā)送交易結果和駛出提示。選自標準②。浮動車數據采集是指，平臺通過接收通信范圍內車輛發(fā)送的信息(包括行駛狀態(tài)、駕駛意圖以及感知信息等)，進行數據的融合與交通狀態(tài)分析，形成基于浮動車數據的交通狀態(tài)評估。321321RRSU臺輛32 32RSU輛 (B)不需要感知設備等參與，由RSU事先配置好信息，根據車輛請求信息，完成數據下發(fā)。該模型涉及的主要場景為高精地圖版本對齊及動態(tài)RSU輛 (B)不需要感知設備等參與，由RSU事先配置好信息，根據車輛請求信息，完成數據下發(fā)。該模型涉及的主要場景為高精地圖版本對齊及動態(tài)總時延=2×傳輸時延RSU廣播傳輸時延＋傳輸時延OBU至RSU＋處理時延ARSU (C)目前的感知設備具有簡單的數據處理分析功能，當感知設備的處理分析能力可以滿足應用場景時，路側感知設備將處理后的結果發(fā)送至RSURSU總時延=傳輸時延A路側感知設備至RSU＋傳輸時延BRSU廣播傳輸時延＋處理時延A路側感知設備＋處理時延BRSU＋處理時延C智能網聯(lián)車輛RSU3輛12RSU2備輛1本文中的業(yè)務總時延指事件發(fā)生至智能網聯(lián)汽車端接收并處理完成的時間。目前行業(yè)相關部門組織等(包括5GAA、3GPP等)未制定總時延量化指標，因此下文側重介紹各模型的總時延計算方法，后續(xù)各地實際部署業(yè)務中可根據此計算方法和總時延、處理時延等對各層網絡時延提出要求。根據不同業(yè)務，場景數據流模型分為以下幾種。選自標準③。自動駕駛車輛的安全可靠運行依賴高精度地圖的數據，因此要保證自動駕駛車輛能夠獲得到最新的地圖數據。高精地圖版本對齊及動態(tài)更新可以通過路端對自動駕駛車輛的高精地圖進行動態(tài)更新，保證車輛能夠獲取到最新最完整的高精地圖數據，為車輛安全可靠運行提供支撐。 (A)不需要感知設備等參與，由RSU事先配置好信息，直接下發(fā)至智能網聯(lián)車輛的流量模型如下。該模型涉及的主要場景為限速預警、協(xié)作式優(yōu)先車輛通行?？倳r延=傳輸時延RSU廣播傳輸時延＋處理時延智能網聯(lián)車輛33容分析33計算平臺1備輛2RSU3計算平臺1備2RSU3輛臺4523RSU1 (B)需要智能網聯(lián)車輛發(fā)送特定的請求信息，路側感知設備將感知到的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，邊緣計算進行融合處理后將消息通過RSU廣播至智能網聯(lián)汽計算平臺1備輛2RSU3計算平臺1備2RSU3輛臺4523RSU1 (B)需要智能網聯(lián)車輛發(fā)送特定的請求信息，路側感知設備將感知到的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，邊緣計算進行融合處理后將消息通過RSU廣播至智能網聯(lián)汽車。涉及的主要場景主要如下表?？倳r延=傳輸時延A路側感知設備至路側邊緣計算平臺＋傳輸時延B路側邊緣計算平臺至RSU＋傳輸時延CRSU廣播傳輸時延＋處理時延A路側感知設備＋處理時延B路側邊緣計算平臺＋處理時延CRSU＋處理時延D智能網聯(lián)車輛總時延=MAX(傳輸時延AOBU至RSU＋傳輸時延BRSU至路側邊緣計算平臺＋處理時延CRSU，傳輸時延C路側感知設備至路側邊緣計算平臺＋處理時延A路側感知設備)＋傳輸時延D路側邊緣計算平臺至RSU＋傳輸時延ERSU廣播傳輸時延＋處理時延B路側邊緣計算平臺＋處理時延CRSU＋處理時D智能網聯(lián)汽車由路側邊緣計算平臺完成計算的數據流模型分為下列兩種。 (A)路側感知設備將感知到的信息發(fā)送至路側邊緣計算平臺，邊緣計算進行融合處理后將消息通過RSU廣播至智能網聯(lián)汽車。涉及的主要場景主要有基于協(xié)同式感知的異常駕駛行為識別、感知數據共享。根據感知的目前物是道路車輛、弱勢交通參與者、交通參與者/障礙物不同可分為如下三種模型。三種模型的時延分計算平臺1備與者2RSU3輛計算平臺1備與者2RSU3輛序號12匯入3基于路側協(xié)同的自動駕駛車輛“脫困”4導服務5車輛通行RSU因此模型總時延此部分取較大者。34 34總時延=總時延=傳輸時延A路側感知設備至路側邊緣計算平臺＋傳輸時延B路側邊緣計算平臺至區(qū)域計算平臺＋傳輸時延C區(qū)域計算平臺至RSU＋傳輸時延DRSU廣播傳輸時延＋處理時延A路側感知設備＋處理時延B路側邊緣計算平臺＋處理時延C區(qū)域計算平臺＋處理時延CRSU＋處理時延D智能網聯(lián)車輛總時延=傳輸時延AOBU至RSU＋傳輸時延BRSU至區(qū)域計算平臺＋傳輸時延C區(qū)域計算平臺至業(yè)務運營平臺＋處理時延ARSU＋處理時延B區(qū)域計算平臺序號1況提示2對齊及動態(tài)更新3據服務4總時延=傳輸時延A業(yè)務運營平臺至區(qū)域計算平臺＋傳輸時延B區(qū)域計算平臺至RSU＋傳輸時延CRSU廣播＋處理時延A區(qū)域計算平臺＋處理時延BRSU＋處理時延C智能網聯(lián)車輛該模型主要分為2種數據流模型。 (A)數據流由車端到平臺端。主要應用場景為浮動車數據采集。當業(yè)務場景對時延要求不高且需要實現較大范圍內的感知與消息廣播時，需要以區(qū)域計算平臺為處理終端。涉及的主要場景有基于路側感知的交通狀況識別，路側感知設備(例如攝像頭、雷達等)周期性對周邊的交通狀況進行探測，感RSURSURAMOBU接收RAM消息，車載應用結合自身的定位和行駛數據信息，對駕駛員進行提示。3臺RSU4智能網聯(lián)車輛道路車輛213臺RSU4智能網聯(lián)車輛道路車輛213322RRSU111122RRSU3335容分析35231根據感知的目前物是道路車輛、弱勢交通參與者、交通參與者231根據感知的目前物是道路車輛、弱勢交通參與者、交通參與者/障礙物不同可分為如下三種模型。三種模型的時總時延=傳輸時延A路側感知設備至區(qū)域計算平臺＋傳輸時延B區(qū)域計算平臺至車輛＋處理時延A路側感知設備＋處理時延B區(qū)域計算平臺＋處理時延C智能網聯(lián)車輛 處理結果信息下發(fā)至智能網聯(lián)車輛。涉及的主要場景如下表。 (A)智能網聯(lián)汽車周期性上報數據至區(qū)域計算平臺，感知設備上傳處理后的感知信息至區(qū)域計算平臺，平臺將消息下發(fā)至智能網聯(lián)車輛。因感知設備的數據處理能力滿足場景應用需求，不需要經過路側邊緣計算平臺。涉及的場景主要是前方擁堵提醒。序號1碰撞預警2知的異常駕駛行為識別34的交通狀況識別36 36231231區(qū)域計算平臺5路側感知設備智能網聯(lián)車輛42路側邊緣計算平臺13道路車輛總時延231231區(qū)域計算平臺5路側感知設備智能網聯(lián)車輛42路側邊緣計算平臺13道路車輛總時延=MAX(傳輸時延AOBU至區(qū)域計算平臺＋傳輸時延B區(qū)域計算平臺至路側邊緣計算平臺＋處理時延C區(qū)域計算平臺，傳輸時延C路側感知設備至路側邊緣計算平臺＋處理時延A路側感知設備)＋傳輸時延D路側邊緣計算平臺至區(qū)域計算平臺＋傳輸時延E區(qū)域計算平臺至車輛＋處理時延B路側邊緣計算平臺＋處理時延C區(qū)域計算平臺＋處理時延D智能網聯(lián)汽車 (C)智能網聯(lián)汽車周期性上報請求信息至區(qū)域計算平臺，區(qū)域計算平臺下發(fā)消息至路側邊緣計算平臺，感知設備上傳信息至路側邊緣計算平臺，路側邊緣計算平臺結合車輛請求信息和路側感知信息進行處理，結果通過區(qū)域計算平臺下發(fā)至智能網聯(lián)車輛。涉及的主要場景如下表?？倳r延=傳輸時延A路側感知設備至路側邊緣計算平臺＋傳輸時延B路側邊緣計算平臺至區(qū)域計算平臺+傳輸時延C區(qū)域計算平臺至車輛＋處理時延A路側感知設備＋處理時延B路側邊緣計算平臺+處理時延C區(qū)域計算平臺＋處理時延D智能網聯(lián)車231序號12匯入3基于路側協(xié)同的自動駕駛車輛“脫困”4車輛通行5導服務計算平臺獲取車輛信息和通過路側感知設備獲取路側信息可同時進行，因此模型總時延此部分取較大者。37容分析37 (A)數據流由車端到平臺端。主要應用場景為浮動車數據采集。 (A)數據流由車端到平臺端。主要應用場景為浮動車數據采集。車端至區(qū)域計算平臺/業(yè)務運營平臺 (B)數據流需要在車端與平臺端之間交互多次。主要應用場景為高精地更新?？倳r延=2×傳輸時延車端至區(qū)域計算平臺/業(yè)務運營平臺至車端＋傳輸時延車端至區(qū)域計算平臺/業(yè)務運營平臺＋處理時延A車端至區(qū)域計算平臺/業(yè)務運營平臺＋處理時延B智能網聯(lián)車輛序號1據服務234況提示5車輛通行312 (C)數據流由平臺端到車端。涉及的主要場景如下表。傳輸時延A區(qū)域計算平臺/業(yè)務運營平臺至車端38 3839署場景分析393.2車路協(xié)同業(yè)務部署場景分析本研究中車路協(xié)同業(yè)務部署場景按照高速公路組成要素，分為一般路段、主線隧道、收費站互通、樞紐互通、服務區(qū)5大場景，其中一般路段場景涵蓋長直路段、橋梁、彎道、上下坡等路段。各場景部署方案中的設備布設間距根據目前市場上視頻、雷達的檢測范圍按照常規(guī)情形進行示例，實際項目可根據具體業(yè)務需求及設備性能進行調整。一般路段段收費站互通樞紐互通主線隧道服務區(qū)高速公路一般路段具有長直路段視野良好，車速較快，轉彎路段易發(fā)事故等特點，如遇團霧、大雨等惡劣天氣，車輛通行安全與效率會受到極大影響。本場景運用車路協(xié)同技術，實現惡劣路域環(huán)境輔助通行、限速信息提醒與車道級行車引導、異常交通事件預警與路徑規(guī)劃、周邊信息服務等場景，全面提升高速一般路段的車輛安全與通行效率。根據《合作式智能運輸系統(tǒng)+車用通信系統(tǒng)應用層及應用數據交互標準》，結合高速公路實際情況，高速一般路段輔助通行實現的功能主要包括：提醒、前方連續(xù)下坡提醒、事故多發(fā)路段提醒；通行狀態(tài)提醒。1感知設備部署分別對準來車和去車方向，毫米波雷達的監(jiān)測范圍不小于200米范圍。雙幅8車道及以上高速公路，雙側對等按400米間隔布設4臺高清攝像機、1對毫米波雷達。其中2臺高清攝像機。2通信設備部署3邊緣計算設備部署4控制與誘導設施部署網聯(lián)化車輛安裝OBU接收RSU或中心發(fā)布交通控制與誘導信息。通過可變信息情報板、導航軟件、小程序等多樣化手段，將輔助通行信息及時發(fā)布給非網聯(lián)車輛。一般路段按間隔不大于5KM間隔設置門架式可變情報板。40 部署場景分析401感知設備部署準一側道路的來車和去車方向，2臺攝像機對準另一側道路的來車和去車方向，毫米波雷達的監(jiān)測范圍不小于200米半1感知設備部署準一側道路的來車和去車方向，2臺攝像機對準另一側道路的來車和去車方向，毫米波雷達的監(jiān)測范圍不小于200米半機分別對準雙側道路的來車和去車方向，毫米波雷達的監(jiān)測范圍不小于200米半徑范圍。2通信設備部署3邊緣計算設備部署波雷達的性能需求。間隔布設1臺邊緣計算設備，4控制與誘導設施部署網聯(lián)化車輛安裝OBU接收RSU或中心發(fā)布交通控制與誘導信息。 向6車道 8車道以上 400米400米400米400米400米400米通過可變信息情報板、導航軟件、小程序等多樣化手段，將輔助通行信息及時發(fā)布給非網聯(lián)車輛。一般路段按間隔不大于5KM間隔設置門架式可變情報板。41署場景分析41400米400米400米400米400米400米 向6車道 雙向8車道 400米400米400米400米400米主線隧道由于隧道路段運營環(huán)境特殊，一旦隧道洞內發(fā)生事故，存在車流疏散困難、救援難度大等問題，將影響路段甚至整個路網的運營效率。同時，由于隧道出入洞口段為光線突變段，行駛通過該段時，駕駛員的視覺生理反應需要消耗時間，隧道后的全過程安全預警及誘導服務，重點減少由于隧道黑白洞效應引發(fā)的交通事故，同時實現洞內事故提前告知功能。根據《合作式智能運輸系統(tǒng)+車用通信系統(tǒng)應用層及應用數據交互標準》，結合高速公路實際情況，隧道安全預警及誘導服務實現的功能主要包括：1隧道內安全預警隧道內火災提示預警、隧道內拋灑物提醒、前方施工占道提醒、隧道內擁擠提示、隧道內交通事故提醒、隧道內應急車道被占提示等。2隧道出(入)口安全預警隧道出(入)口交通事故提醒、隧道出(入)口違停提醒。3隧道限速相關提醒駛入(出)隧道提醒、限速提醒、違法抓拍提醒。42 部署場景分析42由于隧道與前后相接路段的關聯(lián)性強，通常將隧道洞外500米范圍的路段劃入隧道管控區(qū)域，統(tǒng)一部署感知、通信及邊緣計算等設備。隧道視外場點位分布情況，組建多個現場接入網(目前多為光纖環(huán)網)，實現感知、通信等設備與邊緣計算設備的互聯(lián)?，F場接入網傳輸帶寬、網絡時延、可靠性等指標應滿足車路協(xié)同業(yè)務場景要求。1感知設備部署(1)隧道洞外路段路段點位設置情況，確保洞口區(qū)域感知的全覆蓋。部署方式一：，毫米波雷達監(jiān)測范圍不小于200米范圍，每個感知點位實現隧道洞內150米路段信息感知全覆蓋。邊緣計算有兩種部署方式：分布式(如圖3.2-5)和集中式(如圖3.2-6)。500米150米150米150米150米150米150米500米圖3.2-5部署方式一(分布式邊緣計算)示意圖500米150米150米150米150米150米150米500米圖3.2-6部署方式一(集中式邊緣計算)示意圖43署場景分析43部署方式二隧道洞內路段按不大于400米間隔(曲線段適當加密)布設感知點位，每個點位配置2臺高清攝像機和2套毫米波雷達，分別對準上下行方向，毫米波雷達監(jiān)測范圍不小于200米范圍，每個感知點位實現隧道洞內300米路段信息感知全覆蓋。邊緣計算有兩種部署方式：分布式(如圖3.2-7)和集中式(如圖3.2-8)。200米200米200米500米200米200米200米200米500米200米200米500米圖3.2-7部署方式二(分布式邊緣計算)示意圖500米200米200米200米200米200米