原标题：【CAA讲堂】重庆邮电大学蒋建春教授：车路协同体系要害技能与运用

　　【导读】2021年6月3日上午，重庆邮电大学蒋建春教授做客“CAA云讲座——车路协同专题论坛”作题为“车路协同体系要害技能及运用”的陈述。车路协同是选用先进的无线通讯和新一代互联网等技能，全方位施行车车、车路、人车、车云等动态实时信息交互，并在全时空动态交通讯息收集与交融的根底上展开车辆自动安全操控和路途协同办理，充沛完结“人-车-路-云” 的有用协同，确保交通安全，进步通行功率，然后构成的安全、高效和环保的路途交通体系。

　　本陈述首要针对国内外依据V2X通讯的车路协同体系相关的研讨现状、政策法规、展开趋势等方面进行剖析介绍，剖析车路协同体系中存在的要害技能问题，并对当时运用演示状况进行阐明，并剖析未来“人-车-路-云”协同体系中研讨中的热门和难点问题。

　　车路协同是选用先进的无线通讯和新一代互联网等技能，全方位施行车车、车路、人车、车云等动态实时信息交互，并在全时空动态交通讯息收集与交融的根底上展开车辆自动安全操控和路途协同办理，充沛完结“人-车-路-云”的有用协同，确保交通安全，进步通行功率，然后构成的安全、高效和环保的路途交通体系。

　　智能网联轿车展开是一个继续绵长的进程，行人、智能车、非智能车和其他交通方针将长时间成为未来路途交通的首要参与者。现在需求找到将交通参与者协同起来进步交通功率和交通安全的办法；经过5G+C-V2X将交通参与者和路侧感知体系衔接起来，运用人工智能、博弈论等算法进步交通安全和交通功率。

　　车路协同体系经过“端”、“管”、“云”三层架构完结环境感知、数据交融核算、决议计划操控，然后供给安全、高效、快捷的才智交通服务。

　　Mobileye智能行车预警体系是依据核算机视觉体系（摄像头、雷达等传感器，图画处理芯片和机器学习算法)，完结前向磕碰预警，车道线坚持等自动安全预警运用。

　　V2X通讯经过供给增强的行车环境感知才能，可避免大多数磕碰事端，然后处理连环追尾。V2X通讯将感知规模扩展到车载传感不行及的规模，一同面向自动驾驭协同操控。

　　红绿灯信息推送&红绿灯车速引导：可向司机推送前方红绿灯灯时信息，引荐可不泊车经过红绿灯的主张车速，然后到达进步路口通行速度、下降车辆燃油耗费、闯红灯等风险状况预警等意图。

　　前方拥堵提示：对前方拥堵车道及拥堵路段进行提示，然后到达削减路途拥堵状况、引导车辆分流、进步功率的意图。

　　路途事情状况提示：提早告诉司机前方路途事端、施工、操控信息，易发事端路段提示，到达进步行进安全、避免路途拥堵、路途事端及时提示，削减二次事端产生的意图。

　　路口视频/图片点播：向车辆推送前方路口的实时视频或图片，获取交通状况，经过提早获悉拥堵状况进行车道挑选、引导车辆分流、进步出行功率。

　　5G + C-V2X新基建赋能车路协同，激起新动能。5G +C-V2X联合组网构建掩盖与直连通讯协同的交融网络，为车路协同供给网络确保，然后使能智能驾驭和智能交通。

　　1）将依据V2X车联网的车路协同相关工业视为战略性新兴工业，在国家层面展开顶层规划；

　　2）着重5G和C-V2X等新一代信息技能与传统轿车、交通等的交融立异展开；

　　2015年5月，国务院正式印发《我国制作2025》、推动智能交通东西等产品研制和工业化、要点范畴技能试用，提出建造智能网联轿车自主立异体系以及智能网联轿车工业链与才智交通体系。

　　2015年7月，国务院正式发布《关于活跃推动“互联网+”举动的辅导定见》。活跃推行车联网等智能化技能运用，加速智能辅佐驾驭、杂乱环境感知、车载智能设备等的研制与运用。

　　2016年6月，工信部加强顶层规划，统筹布局车联网要点使命，提出《车联网立异展开作业推动方案》。从要害技能研制、规范体系研讨、渠道及实验场所建造、根底设备建造、运用推行、网络与信息安全维护六大要点使命20项作业内容推动车联网展开。

　　2018年12月，工信部联引发《车联网（智能网联轿车）工业展开举动方案》，清晰了车联网（智能网联轿车）工业是轿车、电子、信息通讯、路途交通运输等职业深度交融的新兴工业形状。

　　2020年3月，中共中央政治局常务委员会召开会议提出，加速5G网络、数据中心等新式根底设备建造进展。

　　科技部、交通运输部设置了“归纳交通运输与智能交通”要点专项中设置了交通根底设备智能化与载运东西智能协同方向的项目，周期为5年(2018—2022年)。其首要使命是“根底研讨、严重共性要害技能、典型运用演示”。

　　工信部联合国标委发布“国家车联网工业规范体系建造攻略”，内容包含全体要求、智能网联轿车、信息通讯、电子产品和体系分册等。2017年6月13日，国家规范化办理委员会以《国家规范委办公室关于筹建全国轿车规范化技能委员会智能网联轿车分技能委员会的复函》(标委办归纳〔2017〕101号)回复工业和信息化部，赞同筹建全国轿车规范化技能委员会智能网联轿车分技能委员会。依照复函及《全国专业规范化技能委员会办理规则》，新筹建的全国汽标委智能网联轿车分委会担任轿车驾驭环境感知与预警、驾驭辅佐、自动驾驭以及与轿车驾驭直接相关的车载信息服务等范畴的国家规范制修订作业。

　　SAC/TC114(轿车)：首要从整车视点动身，对具有车联网功用的整车和零部件拟定规范；

　　SAC/TC485(通讯）：首要从通讯视点动身，对车联网通讯技能以及相关的通讯设备和信息服务拟定规范；

　　SAC/TC268(交通）：首要从路途交通视点动身，对车联网相关车路协同运用和信息服务拟定规范

　　2. 协作式智能运输体系专用短程通讯第2部分媒体访问操控层和物理层规范；

　　“5+2”车联网演示区是依据宽带移动互联网的智能轿车、才智交通运用演示。工信部会同地方政府建造试点演示: 北京-河北、浙江、重庆、吉林、湖北等地展开演示，供给技能交融和协同立异的运用和测实验证环境,V2X运用、数据渠道。

　　一同“5+2”车联网演示区与公安部、江苏省政府展开江苏省无锡国家智能交通归纳测验基地共建协作。工信部批复上海世界轿车城树立“国家智能网联轿车(上海)试点演示项目”，数据库、昆仑方案等。

　　上海世界轿车城与我国移动、上汽、通用、福特等严密协作，逐渐完结各类C-V2X车路协同运用，分过程、有序敞开演示区敞开路途规模内交通讯号操控数据，并完善路侧智能交通讯息体系建造，推动依据V2X技能与运用的规模化、城市级才智交通运用演示。

　　四项接口的开发完结满意《协作式智能交通体系车用通讯体系运用层及运用数据交互规范》数据规范要求，全面支撑17类V2X场景运用。

　　由公安部交科所、无锡交警、我国移动、华为、一汽、奥迪六方协作，打造首个LTE-V2X敞开路途演示样板。项目l期工程现已完结，WIOT期间，无锡·太湖世界博览中心周边首要路途展开了智能出行演示体会。

　　由中汽院牵头、我国电信、重庆长安、重庆邮电大学等单位参与，结合国家车联网运用演示区与先导区建造，以礼嘉片区为中心进行C-V2X车路协同体系树立，包含礼嘉及内部路途、仙桃数据谷及周边部分路途、包含20个以上路口，设备RSU、毫米波雷达、摄像头号设备，改造交通讯号灯，为未来智能交通服务。

　　车路协同体系经过“端”、“管”、“云”三层架构完结环境感知、数据交融核算、决议计划操控，然后供给安全、高效、快捷的才智交通服务。

　　端：指交通服务中实践参与的实体元素，包含通讯功用的OBU(On Board Unit)、RSU(Road Side Unit)、手机等，感知功用的摄像头、雷达等，以及路侧交通设备包含红绿灯、公告牌、电子站牌等。

　　管:指完结交通各实体元素互联互通的网络，包含4G/5G、C-V2X，网络支撑依据事务需求的灵敏协作，一同确保通讯的安全牢靠。

　　云:指完结数据聚集、核算、剖析、决议计划以及根本运维办理功用的渠道，依据事务需求可布置在边际侧或中心云。

　　在“端-管-云”新式交通架构下，车端和路端将完结根底设备的全面信息化，构成底层与顶层的数字化映射；5G 与C-V2X联合组网构建广掩盖蜂窝通讯与直连通讯协同的交融网络，确保才智交通事务连续性;人工智能和大数据完结海量数据剖析与实时决议计划，树立智能交通的一体化管控渠道。

　　车路协同作为5G网络的典型运用场景蕴含着巨大的市场潜力和社会价值,因而成为国内外学术界和工业界研讨国内外学术界和工业界研讨的热门。依托5G、 V2X RSU、激光雷达/毫米波雷达、摄像头、MEC、交通讯号灯等设备，完结车与人、车、路、网立体的网联体系，能够极大的改进交通的安全性、进步交通功率。

　　车联网场景中，依据端侧设备在全体体系中的功用和效果，能够分为三大类:通讯类、感知类和功用性根底设备类，每一大类中对应的详细设备单元如表3-1所示。

　　OBU和RSU是车路协向体系的根本通讯设备，供给V2X通讯和定位功用，在此根底上，完结依据车路协同的辅佐安全、交通功率和信息服务等运用。

　　依据感知类设备布置的方针,能够分为车载感知设备和路侧感知设备，为完结“聪明的车”和“才智的路”供给数据根底。

　　根底设备类设备是完结交通体系智能化的要害因素，首要包含信号灯及其操控机、电子站牌、斗极差分基站等设备元素。

　　V2X车联网为车路协同树立了设备之间的联接通道。在C-V2X通讯机制V2N场景中，联网车辆的车载4G/5G模组经过Uu无线接口完结车与网的互联。经过PC5接口与其他车辆和路侧设备通讯。

　　云渠道的方针是经过衔接路途上的智能路侧设备以及移动车辆终端设备，完结车辆与人、车、路、云的智能信息交流同享，以及交通根底设备的数字化。云侧渠道需求供给事务、设备运维办理、安全、云边协同、才能敞开与演进等五大功用。

　　依据V2X的协同感知的预警与操控运用首要经过车辆本身传感器或许C-V2X通讯从路侧设备、信息渠道获取周围其他车辆、路途环境、行人等信息进行剖析，进行预警，结合ADAS体系完结智能协同操控；一同将相关信息进行过滤经过C-V2X通讯向其他车辆或许路侧设备进行播送，与其他车辆进行预警信息同享。

　　“人、车、路、云”协同的智能网联轿车与智能交通要害技能，需求结合边际核算和云核算渠道，树立数据剖析与处理模型，分别对智能网联轿车、路侧根底设备以及场景中的交通方针信息剖析处理，为完结车路协同防撞预警、交通讯息推送、交通调度、编队组队操控等服务。

　　依据各个路口之间的相位差、均匀车速、路口间隔、路口之间的联系，树立车流猜测模型与车路协同诱导模型，完结区域干道的实时交通诱导，进步交通功率。

　　树立交通事情监测、事情剖析、智能告诉体系，将交通讯息下发至路侧单元，路侧单元转发给车载单元。首要场景为车内标牌、恶劣气候类事情等。首要作业方式如下：

　　2. 供给城市/区域交通实时监控与剖析，掩盖交通事端数、衔接车辆数、拥堵路段、车型散布、车流量、事端高发路段排行、在线设备数等重要目标。

　　1. 供给RSU、交通根底设备等设备状况实时监控，实时把握设备状况，为运营办理人员供给日志剖析，毛病诊断东西，完结对毛病的快速定界定位，助力设备毛病及时处理。

　　2. 针对路侧红绿灯、斗极地基增强设备、边坡监测设备、路况诱导设备、气候监测设备等进行办理，渠道侧对设备状况进行监测和办理。

　　1. 多中心容灾：事务容量大，牢靠性要求高的状况下，要求主备设备间选用双光纤衔接，主备设备各有独立IP，事务可做到负荷分管，确保要害数据安全，坚持设备数据一致性。

　　2. 身份安全：应确保车路协同事务中的安全性，具有应对不明身份入侵者要挟的才能。具有完好的身份安全认证机制，避免匿名证书，避免隐私走漏等，完结可信的车路通讯。

　　3. 行为安全：具有车辆反常行为检测的才能;可收集车辆和边际节点上报的数据进行归纳决议计划;可检测车辆歹意行为，并对歹意行为的不同分级采纳对应处理。

　　4. 区块链技能的运用：可与保险公司等三方渠道一同组成联盟链，确保车辆全生命周期内信息的存储,确保数据不行篡改,真实可信。

　　2. 云端渠道需求支撑必要的边云协同才能，可完结云上操控的边际核算的软件布置和更新

　　1. V2X车路协同渠道具有交通交融感知才能和智能仿真剖析才能，可为城市规划、交通办理、应急办理、同享出行、居民服务等事务供给数据接口和服务。

　　2. 供给数据敞开接口：经过运用车路协同渠道的接口，能够完好的运用车路协同渠道的一切功用，包含交通事情、边际设备等资源的创立、查询、修正和删去，以及车辆行进数据查询，RSU设备新增查询等功用。

　　现有可进行穿插交融的学科包含：自动化检测与智能操控、核算机科学与技能、机器学习与人工智能、大数据与云核算、网络与新一代移动通讯技能、高精度定位与组合导航技能、微电子技能、机器人技能、金融保险与工业经济、新传媒艺术与技能等。

　　5G等超宽带移动通讯技能的商用，云核算、边际核算及智能轿车网联化的快速展开，使得较为杂乱的机器学习、图画处理、智能决议计划操控等新算法得以在车路体系环境实时完结成为可能，这将极大改动智能车核算环境和核算才能。现有商用技能包含：

　　（2）云核算、边际核算(Edge computing)改动智能轿车自主感知与操控的传统核算理念;

　　（3）人工智能、机器视觉等杂乱算法得以在线：车路协同体系要害技能促进展开

　　国内车厂活跃进行典型LTE-V2X运用开发及运用演示，我国一汽、上汽、江淮轿车、众泰轿车、长城轿车、海马轿车等完结了LTE-V2V. V2I、 V2P运用，并与东软、大唐、ALPS、大陆等协作进行了演示演示；江淮轿车还树立了车联网大数据剖析渠道，实时收集V2X数据，为智能辅佐驾驭供给决议计划支撑；众泰新能源轿车正在建造交融了LTE-V2X运用和ADAS技能的小镇无人驾驭处理方案；一汽、北汽福田、东风轿车已在商用车编队行进方面完结核心技能原型。

　　电信运营商也活跃推动C-V2X事务验证演示。我国移动完结了依据LTE-V2X的车车网联和车路协同运用，包含紧迫刹车、超车告警、路口防磕碰、红绿灯车速引导、路口信息推送到车等;我国联通展现了多场景交融的蜂窝车联网(C-V2X) 运用处理方案，包含面向驾驭安全的See through,车-人防磕碰、车-车防磕碰预警，面向交通功率的绿波带通行、自适应车队等事务；我国电信则要点开发了公交优先运用及泊车扶引运用。

　　2）车联网运营主体和商业模式浙行渐明: 环绕数据闭环，打通轿车出产制作、出售、运用等全流程。

　　8. 安排展开依据LTE-V2X和5G-V2X的车路协同技能研讨、实验验证和工业与运用推行等作业。

　　重邮车路协同体系渠道首要包含支撑前装和后装需求的C-V2X的车载终端(OBU)、依据C-V2X的路侧设备(RSU)。OBD设备、毫米波雷达、摄像头、车联网信息服务渠道等设备与体系，并开发了契合TCSAE 53- 2017规范的典型运用。

　　依据C-V2X感知与预警运用首要经过车辆本身传感器或许5G+C-V2X通讯从路侧设备、云渠道获取周围其他车辆、路途环境、行人等信息进行剖析，进行预警（防撞预警模型与算法），结合ADAS体系完结智能操控;一同将相关信息进行过滤（过滤分发机制）经过V2X通讯向其他车辆或许路侧设备进行播送，与其他车辆进行预警信息同享。

　　重庆市技能立异与运用展开专项要点项目：5G车载智能终端，2018.6-2020.6重庆市技能立异与运用展开专项严重主题专项项目：依据5G低时延高牢靠特性的车联网络研制及运用，2018.6-2021.6

　　国家科技严重专项：LTE-V无线传输技能规范化及样机研制验证，2016.1-2017.12

　　重庆市科委要害技能专项：车联网大数据渠道与车载终端要害技能研讨与运用，2015.12-2018.9

　　重庆市新一代信息网络与终端协同立异中心项目：车联网及智能终端，2015.1-2016.12

　　国家科技部863项目：车载设备体系测验技能研讨，2013.1-2014.12

　　国家物联网专项：车联网智能信息终端中间件要害技能研讨及运用，2012.12-2014.12

　　蒋建春，重庆大学博士，芬兰坦佩雷理工大学访问学者，重庆邮电大学教授，硕士研讨生导师，重庆市学术技能带头人，智能网联技能重庆市高校工程研讨中心车联网与智能交通研讨所所长。首要面向V2X车联网与智能交通等范畴，展开面向环境智能感知的机器视觉处理、人工智能、车路协同、才智交通、嵌入式体系与软件渠道要害技能等方面的研讨。掌管研制了C-V2X车联网车路协同体系、车联网与智能网联轿车在环仿真验证渠道、依据OSEK规范的实时操作体系AutoOSEK与嵌入式体系开发渠道。掌管和参与国家严重专项子课题、国家物联网专项、核高基专项、863项目等省部级以上科研项目20余项。在国内外等重要学术期刊及世界会议上宣布论文20余篇，出书作品5部，取得国家发明专利20余项，取得软件作品权6项。

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