智能網(wǎng)聯(lián)先導(dǎo)區(qū)道路交叉口車路協(xié)同系統(tǒng)設(shè)計(jì)

董金瑋　苑壽同　胡鑫

摘 要：近年來，車路協(xié)同是汽車與交通行業(yè)發(fā)展的重要方向之一，而車路協(xié)同環(huán)境建設(shè)和推廣也成為先導(dǎo)區(qū)建設(shè)的重中之重。車路協(xié)同系統(tǒng)利用無線通信、傳感器檢測、高精度地圖定位、人工智能、計(jì)算機(jī)等眾多技術(shù)來獲取車輛和道路信息，在實(shí)現(xiàn)人、車、路充分協(xié)同的同時(shí)，從而達(dá)到主動提高道路交通安全、最優(yōu)化利用系統(tǒng)資源、緩解交通擁擠的目標(biāo)，形成安全、效率、環(huán)保的道路交通系統(tǒng)。先導(dǎo)區(qū)一般選址在車流量大、道路環(huán)境復(fù)雜、附近居住人口密集的區(qū)域。先導(dǎo)區(qū)內(nèi)汽車智能與網(wǎng)聯(lián)化測試、V2X場景實(shí)現(xiàn)均需要借助于車路協(xié)同系統(tǒng)環(huán)境。本文介紹了先導(dǎo)區(qū)道路交叉口車路協(xié)同系統(tǒng)涵蓋的技術(shù)，以及實(shí)現(xiàn)的功能和信息服務(wù)場景，并從車端、路端給出了相應(yīng)場景的解決方案。

關(guān)鍵詞：先導(dǎo)區(qū) 車路協(xié)同 道路交叉口 無線通信

Design of Vehicle Road Coordination System for Intelligent Network Leading Area Road Intersection

Dong Jinwei Yuan Shoutong Hu Xin

Abstract：In recent years， vehicle-road coordination has been one of the important directions for the development of the automobile and transportation industries， and the construction and promotion of the vehicle-road coordination environment has also become the top priority in the construction of the pilot zone. The vehicle-road collaboration system uses wireless communication， sensor detection， high-precision map positioning， artificial intelligence， computers， and many other technologies to obtain vehicle and road information. While achieving full collaboration between people， vehicles， and roads， it can actively improve road traffic safety. The goal is to optimize the use of system resources and alleviating traffic congestion to form a safe， efficient， and environmentally friendly road traffic system. The pilot area is generally located in an area with a large traffic volume， a complex road environment， and a densely populated area nearby. In the pilot area， vehicle intelligence and networked testing， and the realization of V2X scenarios all require the aid of a vehicle-road collaborative system environment. This article introduces the technologies covered by the vehicle-road collaboration system at road intersections in the pilot zone， as well as the realized functions and information service scenarios， and provides solutions for the corresponding scenarios from the vehicle and the road.

Key words：demonstration area， cooperative vehicle infrastructure， road intersection， wireless communication

1 前言

隨著新一代無線通信技術(shù)、高精尖制造技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，我國車路協(xié)同技術(shù)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快車道，技術(shù)創(chuàng)新日益活躍，新興行業(yè)與技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，但也存在相關(guān)核心技術(shù)有待提高、產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚需完善以及政策法規(guī)亟待完善等問題。一是技術(shù)核心產(chǎn)品還未完全達(dá)到落地水平，車路協(xié)同核心產(chǎn)品如車載設(shè)備芯片、車載終端、路側(cè)基礎(chǔ)通信設(shè)備等在我國雖已獲得巨大進(jìn)展，但產(chǎn)品本身離商業(yè)化的部署還有較大的距離。二是車路協(xié)同商業(yè)運(yùn)作模式尚不清晰，拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)部署方案不明確，還由于車路協(xié)同涉及的產(chǎn)業(yè)鏈較長，上下游相關(guān)的不同行業(yè)廠商眾多，目前尚未形成強(qiáng)有力的行業(yè)主導(dǎo)方，整體未有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)部署方案，缺乏核心凝聚力與競爭力，產(chǎn)業(yè)推動力量發(fā)散。

為解決上面的問題，國家和地方政府均大力推廣建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車先導(dǎo)區(qū)，開展規(guī)?；噾?yīng)用，推動核心技術(shù)研發(fā)迭代、車路協(xié)同與其他行業(yè)的協(xié)作融合，探索車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)成長和商用部署途徑，加速我國車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)規(guī)?；瘧?yīng)用：

一需標(biāo)準(zhǔn)化車路協(xié)同應(yīng)用基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)[1]。由于場景實(shí)現(xiàn)需進(jìn)行車-車、車-路、車-云等不同主體的信息交互，但目前面臨多源主體間信息交互格式標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一以及信息孤島問題，仍需探索標(biāo)準(zhǔn)化的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境建設(shè)模式;

二是V2X應(yīng)用場景有待補(bǔ)充豐富。目前車路協(xié)同系統(tǒng)場景覆蓋范圍有限，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的轉(zhuǎn)化并不明顯，需要發(fā)掘車路協(xié)同在出行以及交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用場景，發(fā)揮車路協(xié)同在智慧城市建設(shè)中的作用。

三是車路協(xié)同行業(yè)服務(wù)質(zhì)量有待提高。目前主機(jī)廠均已制定車路協(xié)同相關(guān)產(chǎn)品的量產(chǎn)計(jì)劃，仍需開展行業(yè)服務(wù)能力建設(shè)助力車路協(xié)同新產(chǎn)品開發(fā)、落地應(yīng)用。

四是車路協(xié)同商業(yè)模式缺失。車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)推進(jìn)發(fā)展需要大量RSU、高精度定位基站與高精度地圖采集和數(shù)據(jù)服務(wù)器的投入。因此如何找到合理的商業(yè)模式，推動車路協(xié)同應(yīng)用發(fā)展，使得產(chǎn)業(yè)鏈參與方得到一定的利潤回報(bào)，是當(dāng)前車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需解決的問題，也是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的保障。

國內(nèi)外對車路協(xié)同系統(tǒng)及其技術(shù)的相關(guān)研究已有多年，2015年底，日本開始著力推行 ETC2.0。2017年2月，新加坡LTA組織宣布MHI和NCS公司聯(lián)合體中標(biāo)ERP2.0，基于V2X技術(shù)，2021年正式實(shí)施。2018年12月，美國交通部發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)要求，要求新上市輕型車輛安裝車路協(xié)同設(shè)備。各國大力推動車路協(xié)同系統(tǒng)的發(fā)展目的都在于解決汽車的安全、能效和環(huán)境保護(hù)等問題。

我國的車路協(xié)同行業(yè)技術(shù)研究相對國外起步較晚，為搶占市場先機(jī)，近幾年國內(nèi)也積極開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范區(qū)的建設(shè)工作。目前各地測試環(huán)境建設(shè)已初具成效，各地充分利用地形、氣候差異，實(shí)現(xiàn)測試環(huán)境建設(shè)的差異化發(fā)展[2]。但在推進(jìn)測試示范區(qū)建設(shè)中，提供大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用與切實(shí)為行業(yè)服務(wù)等方面的環(huán)境建設(shè)仍存在不足，需要以先導(dǎo)區(qū)為建設(shè)為契機(jī)，全面發(fā)展車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。

2 先導(dǎo)區(qū)車路協(xié)同系統(tǒng)功能分析

對基于先導(dǎo)區(qū)交叉口車路協(xié)同系統(tǒng)功能需求分析，得知該系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)6類功能：V2X綜合管理、路口車輛環(huán)境感知、路口智能設(shè)備運(yùn)維、特殊車輛優(yōu)先通行、路口預(yù)警與提醒、信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

V2X綜合管理：V2X 綜合管理可以接入RSU和車載終端（車載后視鏡、OBU），手機(jī)APP和車載端數(shù)據(jù)，為用戶提供V2X基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)，支撐車載終端/手機(jī)APP上的V2X應(yīng)用。

路口車輛環(huán)境感知：對道路運(yùn)行的車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測， 同時(shí)對車道線以外行駛的其他車輛、路邊行人以及周邊的靜止物體等進(jìn)行信息采集，對車道線內(nèi)行駛的車輛位置、速度和交通流信息進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，對于惡劣天氣條件下道路的路況信息進(jìn)行管控。

路口智能設(shè)備運(yùn)維：智能終端設(shè)備管理平臺建設(shè)主要圍繞設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測進(jìn)行智能監(jiān)管，這能更全面地管理先導(dǎo)區(qū)內(nèi)的路側(cè)設(shè)備。設(shè)備管理平臺需匯集所有路側(cè)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，對接口數(shù)據(jù)進(jìn)行脫敏、封裝、存儲處理[3]。

特殊車輛優(yōu)先通行：當(dāng)有特勤車輛如消防車、救護(hù)車、警車或其他緊急呼叫車輛等需要優(yōu)先通行時(shí)，能夠通過車載OBU向道路其他車輛進(jìn)行廣播，同時(shí)附近路側(cè)RSU能夠?qū)崟r(shí)獲取其行駛位置，通過車路協(xié)同系統(tǒng)控制車輛行駛路線上的信控路口配時(shí)，優(yōu)先通行該車輛。

路口預(yù)警與提醒：前向碰撞預(yù)警、交叉路口碰撞告警、逆向行駛預(yù)警、車輛失控預(yù)警、闖紅燈預(yù)警、靜止車輛預(yù)警、左轉(zhuǎn)輔助預(yù)警等。

信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：以路側(cè)端和車端的多傳感器、攝像頭毫米波雷達(dá)等設(shè)備的數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，提供動態(tài)感知、融合定位等技術(shù)以及全面覆蓋、泛在互聯(lián)、智能應(yīng)用等信息服務(wù)。

3 車路協(xié)同系統(tǒng)架構(gòu)

車路協(xié)同系統(tǒng)架構(gòu)主要分為四層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用服務(wù)層。

設(shè)備層包括路側(cè)設(shè)備和車載設(shè)備兩部分內(nèi)容，路側(cè)設(shè)備包括路側(cè)感知設(shè)備、路側(cè)通信設(shè)備RSU、邊緣計(jì)算設(shè)備MEC等，車載設(shè)備主要為車載OBU設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)層主要提供通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括5G等移動通信網(wǎng)絡(luò)、固網(wǎng)通信、PC5直連通信。

平臺層包括車路協(xié)同云控平臺，通過設(shè)備的統(tǒng)一接入管控，提供互聯(lián)互通、融合感知、決策控制、數(shù)據(jù)分析、運(yùn)營管理等車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。云數(shù)據(jù)中心為上層各類應(yīng)用提供計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全服務(wù)。

應(yīng)用服務(wù)層主要包含V2X車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、自動駕駛應(yīng)用、自動接泊應(yīng)用。

此外，系統(tǒng)還將與出行服務(wù)平臺、地圖、交通、氣象系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)對接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與服務(wù)的互聯(lián)互通。

系統(tǒng)還將構(gòu)建安全保障體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、運(yùn)維管理體系，通過管理、標(biāo)準(zhǔn)，制度等規(guī)范手段保障各系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4 車路協(xié)同系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 無線通信技術(shù)

V2X車路協(xié)同通信技術(shù)主要包括三種形式，分別為車輛與車輛通信（Vehicle to Vehicle，簡稱V2V）、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施通信（Vehicle to Infrastructure，簡稱V2I）以及車輛與行人通信（Vehicle to Pedestrian，簡 稱V2P），通過人、車、道路設(shè)施相互之間的信息交互，實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜交通環(huán)境中智能決策、感知融合、協(xié)同控制等功能。協(xié)同的前提是交通要素間快速、準(zhǔn)確的信息交換，因此一個(gè)超可靠低時(shí)延的車路間通信系統(tǒng)是車路協(xié)同的基礎(chǔ)。同樣，道路基礎(chǔ)設(shè)施的信息（如信號燈狀態(tài)、電子標(biāo)牌、地圖）、路側(cè)感知的交通參與者信息、交通事件（如擁堵、遺灑、施工）、交通管理部門的管控指令（如限速、禁行、交通管制）也要通過車路通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)杰噦?cè)，供車輛的駕駛行為決策使用。

V2X無線通信技術(shù)是將車輛與一切事物建立連接的新一代信息通信技術(shù)。它可以保障100ms以內(nèi)的傳輸時(shí)延，不依賴基站的區(qū)域覆蓋從而進(jìn)行直連通信，提供高效的廣播機(jī)制，是一種非常適合車、路間通信的技術(shù)。在V2X通信技術(shù)的支持下，車輛可以迅速獲得周邊車輛和道路的狀態(tài)信息，從而支持車輛行駛路徑的動態(tài)規(guī)劃，達(dá)到避免碰撞、快速通行的目的，實(shí)現(xiàn)交通局部的協(xié)同。云控中心則可以實(shí)時(shí)獲得全時(shí)空動態(tài)交通信息，進(jìn)而支持交通的全局管控。目前， 國際上主流的V2X技術(shù)有電氣和電子工程協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)（IEEE 802.11p）和蜂窩車用無線通信（C-V2X）2 條技術(shù)路線[5]。與IEEE802.11p 相比，C-V2X 有2 方面的優(yōu)勢 ：用戶間干擾小，支持并發(fā)用戶數(shù)更多，有效通信距離大，可以給駕駛員提供更長的剎車反應(yīng)時(shí)間。 V2X車路協(xié)同系統(tǒng)充分實(shí)現(xiàn)了人、車、路的有效協(xié)同，提高駕駛安全性，減少城市交通擁堵、從而提高城市交通管理效率，同時(shí)為自動駕駛領(lǐng)域起到“保駕護(hù)航”的作用。

4.2 智能感知技術(shù)

除了可以繼續(xù)利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行交通事件識別，利用氣象傳感技術(shù)進(jìn)行氣象事件識別，利用線圈、雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行交通流量統(tǒng)計(jì)外，還可以利用激光雷達(dá)、雷視一體機(jī)等先進(jìn)的感知手段進(jìn)行交通參與者的目標(biāo)識別與跟蹤。

在V2X技術(shù)的支持下，公共車輛（如公交車、出租車、交警車輛、道路養(yǎng)護(hù)車輛）上可加裝感知設(shè)備，對交通狀態(tài)信息進(jìn)行采集，并通過V2X技術(shù)實(shí)時(shí)匯聚到路側(cè)，與路側(cè)直接感知到的信息進(jìn)行融合。隨著多種感知設(shè)備的使用，不同設(shè)備感知結(jié)果之間的同步和去重成為新的研究課題。

4.3 邊緣云控技術(shù)

車路協(xié)同的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)局部交通的快速協(xié)同和全局交通的綜合管控，這就要求部分信息在本地快速處理，并快速通知到周邊車輛，也就是邊緣云控;部分信息要匯聚到云控中心進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)分析和全局的交通流管控，也就是中心云控。邊緣云控利用移動邊緣計(jì)算（MEC）技術(shù)將計(jì)算、決策能力向網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行遷移，實(shí)現(xiàn)局部交通協(xié)同的分布式、本地化部署，進(jìn)而可以通過V2X技術(shù)為區(qū)域內(nèi)行駛的車輛提供低時(shí)延車路協(xié)同服務(wù)。采用 MEC 技術(shù)，可以將敏感數(shù)據(jù)或隱私信息控制在區(qū)域內(nèi)部，同時(shí)降低回傳網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載壓力。

4.4 多傳感器信息融合技術(shù)

多傳感器信息融合是利用信息處理技術(shù)將來自多個(gè)傳感器的監(jiān)測信息進(jìn)行分析、綜合處理， 從而得出輔助決策和估計(jì)任務(wù)所需信息的處理過程。多傳感器信息融合的基本原理是：通過對各種傳感器及人工觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器的信息在空間和時(shí)間上進(jìn)行互補(bǔ)與冗余，進(jìn)而產(chǎn)生某種優(yōu)化準(zhǔn)則而對觀測對象的客觀描述。

5 車路協(xié)同系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)備組成

5.1 車路協(xié)同系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

智能網(wǎng)聯(lián)先導(dǎo)區(qū)交叉路口車路協(xié)同硬件系統(tǒng)由車載端設(shè)備、路側(cè)設(shè)備、云控平臺、5G基站等組成。路側(cè)設(shè)備主要包含：智能路測單元RSU、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、高清攝像機(jī)、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)MEC等，車載端設(shè)備主要由智能車載終端OBU組成、用于獲取車輛位置、狀態(tài)以及駕駛路徑信息;

系統(tǒng)硬件連接示意圖示例如圖2所示。

5.2 硬件設(shè)備組成

車載端設(shè)備：OBU（On Board Unit），是一種安裝在車輛上的可實(shí)現(xiàn)V2X通信，支持V2X應(yīng)用的硬件單元，是車載終端的核心單元。OBU的部署是實(shí)現(xiàn)V2X產(chǎn)業(yè)化落地應(yīng)用的前提與關(guān)鍵環(huán)節(jié)。OBU支持?jǐn)?shù)據(jù)的接收，包括通過PC5接收RSU廣播的數(shù)據(jù)。

車載智能終端搭載 GPS 的定位模塊、信號發(fā)射天線、接收天線、加速度和陀螺儀等傳感器模塊，可充分獲取車輛運(yùn)動狀態(tài)信息。作為車載設(shè)備，可以通過導(dǎo)航 APP 實(shí)現(xiàn)對車輛的位置識別、速度引導(dǎo)、地圖導(dǎo)航和交通狀況查詢。GPS 定位模塊主要用于車輛運(yùn)行位置、行車時(shí)間、行駛速度等數(shù)據(jù)的采集。

路側(cè)端設(shè)備：RSU（Road Side Unit），RSU的基本功能包括業(yè)務(wù)、管理和安全三類，其中業(yè)務(wù)能力圍繞V2X業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，匯集路側(cè)交通設(shè)施和道路交通參與者的信息，并將V2X消息廣播給道路交通參與者;管理功能負(fù)責(zé)完成設(shè)備的認(rèn)證、管理與維護(hù);安全功能負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)RSU設(shè)備自身，以及RSU與其他交互對象之間信息交互的安全保護(hù)。毫米波雷達(dá)主要應(yīng)用于先導(dǎo)區(qū)路口路況監(jiān)測，可探測前方200米道路上違章停車、超速、違規(guī)并線、應(yīng)急車道行駛等事件，獲取當(dāng)前監(jiān)視場景中各個(gè)車輛的位置并跟蹤所有車輛行駛軌跡，同時(shí)支持車速、車流量、車道占有率、平均車速等信息，并實(shí)時(shí)獲悉路況信息，從而判別出交通道路擁堵、異常等事件等。高清攝像機(jī)架設(shè)在路口或路段上，實(shí)現(xiàn)對路口?？繀^(qū)域的行人、非機(jī)動車等闖入目標(biāo)進(jìn)行檢測，并發(fā)送給邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)MEC服務(wù)器，提取視頻中的交通目標(biāo)，包括行人、非機(jī)動車、機(jī)動車，并將處理之后的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)反饋至智能路側(cè)設(shè)備。激光雷達(dá)為道路大量運(yùn)動物體，包括車輛、行人、自行車、摩托車等，提供高精度的速度、位置、方向等，以及運(yùn)動狀態(tài)、姿態(tài)、形狀等信息，相比于毫米波雷達(dá)與傳感器，激光雷達(dá)的輻射范圍、覆蓋角度更廣、測距更準(zhǔn)確。

5.3 軟件系統(tǒng)框架及組成

車路協(xié)同軟件系統(tǒng)框架由云控平臺、手持終端軟件組成，其系統(tǒng)連接圖如圖3所示：

云控平臺：云控平臺作為車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)能力平臺，旨在為業(yè)務(wù)及上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)高接入、融合分析、高精度定位、邊緣計(jì)算、業(yè)務(wù)連續(xù)性保障等基礎(chǔ)能力，以滿足車路協(xié)同、自動駕駛的業(yè)務(wù)需求。它為道路建設(shè)及汽車配置提供基礎(chǔ)設(shè)施、車輛運(yùn)行、交通管理等動態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具有數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)運(yùn)維、大數(shù)據(jù)分析并支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)際應(yīng)用需求的支撐平臺。

平臺展示內(nèi)容包括路側(cè)網(wǎng)聯(lián)設(shè)備信息顯示、信號燈信息顯示、網(wǎng)聯(lián)汽車個(gè)體信息展示等。同時(shí)主視圖界面會包含網(wǎng)聯(lián)信息查看和處理功能，信號燈信息顯示可顯示該信號燈的ID，以及所有相應(yīng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，包括紅綠燈色，倒計(jì)時(shí)秒數(shù)、控制模式等。

手持終端軟件：是對智能網(wǎng)聯(lián)車輛或自動駕駛車輛進(jìn)行管理，可以在線查看車輛信息，同時(shí)可以在線實(shí)時(shí)查看該車在地圖層的實(shí)時(shí)位置。手持終端可對路側(cè)端設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，支持對路側(cè)監(jiān)控進(jìn)行管理，路側(cè)監(jiān)控模型展示、顯示設(shè)備總數(shù)和異常設(shè)備數(shù)量，可展示V2X通信過程，如車車通訊（V2V），接收到車輛之間的交互信號時(shí)的交互效果，車路通訊（V2I），接受車輛與路側(cè)設(shè)備的交互信號時(shí)展示車輛與路側(cè)設(shè)備之間的交互效果等。

6 V2X場景驗(yàn)證

V2X應(yīng)用場景驗(yàn)證以中國天津（西青）國家級先導(dǎo)區(qū)域內(nèi)的路端作為測試場地，如圖4所示，選定張家窩鎮(zhèn)家合里周邊8個(gè)道路交叉口布置車路協(xié)同系統(tǒng)設(shè)備。

測試過程中，選取先導(dǎo)區(qū)內(nèi)不同復(fù)雜道路交通場景路口，如丁字路口、十字路口、Y型路口等，同時(shí)在不同類型車上搭載車載終端進(jìn)行測試，具體測試方法與結(jié)果如下：

1）基于信號燈的車速引導(dǎo)。任選一個(gè)配置OBU的自動駕駛汽車，當(dāng)車輛A距離十字路口100-200m左右時(shí)，路側(cè)端RSU接收到來自O(shè)BU發(fā)送的信息，RSU給周邊配置OBU的車輛廣播信號燈配時(shí)、路口行人移動狀態(tài)、道路擁堵狀況等信息，車輛A車載終端OBU根據(jù)紅綠燈配時(shí)、路口行人狀態(tài)選擇減速，加速通過路口，保障路口不擁塞。測試結(jié)果表明：系統(tǒng)能夠有效的引導(dǎo)車輛通行交叉口。

2）闖紅燈預(yù)警。車輛在經(jīng)過有信號燈控制的交叉口時(shí)，存在不按信號燈規(guī)定或指示行時(shí)，車路協(xié)同系統(tǒng)對裝有OBU車輛的駕駛員進(jìn)行預(yù)警。闖紅燈預(yù)警同時(shí)適用于城市及郊區(qū)道路及公路的交叉路口、環(huán)道的出入口和可控車道、高速路入口和隧道等有信號控制的車道。測試結(jié)果表明：車路協(xié)同系統(tǒng)能準(zhǔn)確識別到闖紅燈的異常車輛。

3）特殊車輛優(yōu)先通行。特殊車輛調(diào)度是指智能交通系統(tǒng)調(diào)度交通資源針對特殊車輛采取提前預(yù)留車道、封閉道路或切換信號燈等方式，為特殊車輛提供安全高效到達(dá)目的地的綠色通道。特殊車輛包括警車、消防車、救護(hù)車、工程搶險(xiǎn)車、事故勘查車等。本實(shí)驗(yàn)選取警車、救護(hù)車來模擬特殊車輛。

4）盲區(qū)預(yù)警/變道預(yù)警，指當(dāng)主車的相鄰車道上有同向行駛的遠(yuǎn)車出現(xiàn)在主車盲區(qū)時(shí)，主車沒有變道意圖，車路協(xié)同系統(tǒng)應(yīng)用對主車駕駛員進(jìn)行提醒。變道預(yù)警則是當(dāng)主車準(zhǔn)備實(shí)施變道操作時(shí)（例如激活轉(zhuǎn)向燈等），若此時(shí)相鄰車道上有同向行駛的遠(yuǎn)車處于或即將進(jìn)入主車盲區(qū)，車路協(xié)同系統(tǒng)同應(yīng)用對主車駕駛員進(jìn)行預(yù)警。測試結(jié)果表明：智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)能準(zhǔn)確的對盲區(qū)進(jìn)行預(yù)警，以及在變道前預(yù)警。

7 結(jié)束語

本文探討了智能網(wǎng)聯(lián)先導(dǎo)區(qū)車路協(xié)同系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用場景，分析了交叉口車路協(xié)同系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的場景測試方案。給出了道路交叉口車路協(xié)同系統(tǒng)硬件配置方案、設(shè)備連接示意圖等。并在西青先導(dǎo)區(qū)域內(nèi)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)方案的合理性與可行性，經(jīng)驗(yàn)證，系統(tǒng)可感知路況實(shí)時(shí)信息，獲取車輛的速度、方位等行駛狀況信息。車輛與車輛之間、車輛與路端設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息的即時(shí)處理，這為駕駛員道路行駛提供相關(guān)輔助支持。同時(shí)也優(yōu)化了系統(tǒng)資源，緩解交通擁堵，提高道路交通安全和效率，為之后先導(dǎo)區(qū)車路協(xié)同環(huán)境改造及設(shè)備部署提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳漩，蔡子華.面向下一代車聯(lián)網(wǎng)的V2X關(guān)鍵技術(shù)研究[J].廣東通信技術(shù)，2018，038（4）：22-25.

[2]程璐明.基于5G萬物互聯(lián)的智慧交通探索 [J].智能城市，2019，5（4）：98-99.

[3]陳紅，胡恩才，白靜靜.交叉路口信號燈智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械與電子，2019（11）.

[4]常振廷，謝振東，董志國.智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同城市大腦建設(shè)框架研究[J].智能網(wǎng)聯(lián)汽車，2020（2）：88-95.

[5]中國汽車工程學(xué)會.合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用層數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)：T/CSAE 53-2017[S].2017.