一種5G車路協(xié)同業(yè)務(wù)架構(gòu)

摘要：作為跨行業(yè)、跨領(lǐng)域技術(shù)和產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的重要載體，我國多個城市積極開展車路協(xié)同建設(shè)，投資建設(shè)新型基礎(chǔ)設(shè)施，帶動眾多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、汽車制造商等紛紛投入，孵化形成新型產(chǎn)業(yè)，探索更多新業(yè)態(tài)、新模式。在這種背景下，本文提出一種適合熱帶特色環(huán)境的業(yè)務(wù)架構(gòu)，針對道路交通系統(tǒng)開展動靜態(tài)交通組織優(yōu)化，實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化運營和交通路網(wǎng)常態(tài)化治理功能。

關(guān)鍵詞：5G ；車路協(xié)同；車聯(lián)網(wǎng)；業(yè)務(wù)架構(gòu)

引言

自2019 年5 月到2023 年4 月，工業(yè)和信息化部陸續(xù)批復(fù)七個國家級車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)，這些先導(dǎo)區(qū)在標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證、場景創(chuàng)新、5G 通信、運營模式、路端建設(shè)等方面做了有益的探索。通過車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)的示范，豐富了車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景，完善與車聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)的政府部門間的聯(lián)絡(luò)協(xié)調(diào)機(jī)制，明確車聯(lián)網(wǎng)運營主體和職責(zé)，建立車聯(lián)網(wǎng)測試驗證、安全管理、通信認(rèn)證鑒權(quán)體系和信息開放、互聯(lián)互通的云端服務(wù)平臺，實現(xiàn)良好的規(guī)模應(yīng)用效果。

一、一種5G 車路協(xié)同平臺業(yè)務(wù)架構(gòu)

某南部城市屬于有熱帶海濱風(fēng)景特色的國際旅游城市，結(jié)合智慧園區(qū)和周邊景區(qū)需求，錨定“熱帶特色城市車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)”定位，提出一種適合熱帶特色環(huán)境的業(yè)務(wù)架構(gòu)，推廣智能綠色出行服務(wù)，構(gòu)建全域旅游公共服務(wù)體系。該5G 車路協(xié)同業(yè)務(wù)場景涵蓋動靜態(tài)智能交通、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（車聯(lián)網(wǎng)）兩大類[1]，包含動態(tài)交通控制、動態(tài)交通誘導(dǎo)、靜態(tài)交通管理、動靜態(tài)交通監(jiān)測、智能網(wǎng)聯(lián)車輛監(jiān)測、智能網(wǎng)聯(lián)公交站臺、智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗共七個應(yīng)用模塊。如圖1 ：

二、動靜態(tài)智能交通應(yīng)用

（一）動態(tài)交通紅綠燈自適應(yīng)控制

1. 單路口場景自適應(yīng)

單路口自適應(yīng)需配置感知設(shè)備（攝像機(jī)、毫米波雷達(dá)等）、多路行車視頻邊緣AI 計算設(shè)備、路口秒級自適應(yīng)全智慧調(diào)度設(shè)備、信號控制降級保護(hù)設(shè)備及隔離網(wǎng)閘。

2. 干線場景動態(tài)綠波

在建設(shè)動態(tài)綠波的干線上，所有路口所有方向需布設(shè)雷視等感知設(shè)備，布設(shè)要求與自適應(yīng)單路口的要求一致。

用戶在信號控制平臺上配置綠波速度發(fā)布所必須的各種配置項，配置內(nèi)容包括：綠波帶參數(shù)、可變信息標(biāo)志IP、綠波可變信息標(biāo)志與信號機(jī)綁定關(guān)系、綠波速度節(jié)目單等內(nèi)容。各項內(nèi)容配置完成后，用戶在信號控制平臺上開啟綠波速度下發(fā)功能。

3. 區(qū)域場景協(xié)調(diào)控制

根據(jù)區(qū)域中干線優(yōu)先級，以停車次數(shù)最少和綠波帶最寬為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化閉合路網(wǎng)下的相位差及路口相序，實現(xiàn)閉合路網(wǎng)場景下區(qū)域協(xié)調(diào)的方案優(yōu)化，提高區(qū)域方案配置效率和協(xié)調(diào)效果。另外，利用平均速度、行程時間、停車次數(shù)等指標(biāo)評價干線運行效果，對比理論計算結(jié)果與實際運行結(jié)果的差異，通過反饋調(diào)整優(yōu)化參數(shù)，使優(yōu)化結(jié)果越來越適應(yīng)交通狀態(tài)的變化。

（二）動態(tài)交通誘導(dǎo)信息發(fā)布

基于路口感知能力，通過云端評估測算，交通誘導(dǎo)信息發(fā)布系統(tǒng)可向車主和普通民眾使用的終端進(jìn)行網(wǎng)聯(lián)信息的推送，通過交通誘導(dǎo)屏、地圖APP、微信小程序、智慧站臺等終端載體，為市民用戶提供伴隨式出行信息服務(wù)。

（三）靜態(tài)交通路內(nèi)泊位管理

可提供違停管理、違停提醒、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、交通出行誘導(dǎo)等功能。

如違停提醒可支持的違停類型包括：泊位外違停、斜位異常違停、跨位異常違停、逆向異常違停等，數(shù)據(jù)分析以熱力圖/ 蜂巢圖形式展示停車場停車指數(shù)隨時間變換趨勢分析。

（四）動靜態(tài)區(qū)域交通運行監(jiān)測與研判

融合智能網(wǎng)聯(lián)外場物聯(lián)感知、互聯(lián)網(wǎng)地圖和手機(jī)信令等多源交通大數(shù)據(jù)，運用AI、大模型等最新技術(shù)，全面感知交通運行體征，圍繞交通擁堵、出行規(guī)律、停車泊位運營，實現(xiàn)從宏觀區(qū)域到微觀路口、從靜態(tài)停車和區(qū)域人口分布特征到動態(tài)交通運行監(jiān)測的全場景監(jiān)測研判，輔助區(qū)域交通規(guī)劃決策、交通擁堵治理、交通事件及時處置、信控路口診斷評價、停車泊位監(jiān)測與規(guī)劃等業(yè)務(wù)開展，形成態(tài)勢全面及時精準(zhǔn)監(jiān)測- 規(guī)律挖掘分析- 效果評價閉環(huán)鏈路，減少現(xiàn)場調(diào)研的時間，節(jié)省交通管控成本[2]。

三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用

（一）智能網(wǎng)聯(lián)車輛監(jiān)測

通過接入?yún)^(qū)域內(nèi)公交車、渣土車、新能源乘用車等多車種網(wǎng)聯(lián)監(jiān)測信息，包括實時位置、軌跡信息、車輛屬性、營運業(yè)務(wù)信息等，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實現(xiàn)多維度監(jiān)測、對象級監(jiān)管，可以為公眾提供準(zhǔn)確的公交路線、到站信息服務(wù)，以及推送渣土車輛通過的路段和時間段等安全提醒服務(wù)。

（二）智慧公交站臺監(jiān)測

進(jìn)一步完善公共交通的配套設(shè)施，提供站點視頻監(jiān)測、自動售貨機(jī)監(jiān)測、氣象環(huán)境監(jiān)測等功能，結(jié)合運營服務(wù)實際，對公交站臺進(jìn)行統(tǒng)一運營服務(wù)，滿足運營管理需求。

（三）智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗

智能網(wǎng)聯(lián)汽車商業(yè)試驗，面向車企車輛提供通信測試9 類指標(biāo)、車路協(xié)同14 種業(yè)務(wù)場景（如前向碰撞預(yù)警、協(xié)作式變道等）商業(yè)化測試服務(wù)，滿足車企的研發(fā)測試需要。

在整車智能網(wǎng)聯(lián)試驗時，在試驗車上安裝智能網(wǎng)聯(lián)試驗測試APP，通過Wi-Fi 連接車輛OBU 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，利用安卓平板對路側(cè)V2X 數(shù)據(jù)、場景觸發(fā)、高精度地圖等試驗場景進(jìn)行展示。可以支持車道級2D/3D 高精地圖展示，根據(jù)車輛實時定位信息在2D/3D 地圖上實現(xiàn)車道級還原，車輛運行平滑；可以根據(jù)路側(cè)感知設(shè)備提供的結(jié)構(gòu)化感知信息，在3D地圖上對周邊車輛進(jìn)行車道級還原；可以提供車輛運行狀況、車內(nèi)數(shù)字標(biāo)牌等進(jìn)行呈現(xiàn)，并提供語音或視覺提醒功能；支持近場支付、道路危險狀況提醒、限速預(yù)警、闖紅燈預(yù)警等V2X 場景觸發(fā)播報[3]。

結(jié)論

采用動態(tài)交通控制，可以按科學(xué)合理的方式分階段推進(jìn)全區(qū)域交通信號統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)控制和智能配時。動態(tài)交通誘導(dǎo)將感知和分析到的交通事件進(jìn)行多點觸達(dá)發(fā)布，面向智能網(wǎng)聯(lián)車輛車載終端、手機(jī)終端、互聯(lián)網(wǎng)地圖推送安全效率信息服務(wù)，增強(qiáng)用戶體驗，提升道路通行效率。靜態(tài)交通管理可以實現(xiàn)重點路段路內(nèi)分時段停車管理，優(yōu)化學(xué)校、醫(yī)院、大型超市周邊的停車秩序。

通過融合打造一個車路一體化云控平臺，向車輛提供融合感知、協(xié)同決策規(guī)劃與控制的能力，向城市道路交通提供智能化管理決策與控制能力。通過智能交通管理與控制、智能網(wǎng)聯(lián)汽車商業(yè)化測試運營、車聯(lián)網(wǎng)信息安全體系建設(shè)，實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化運營和交通路網(wǎng)常態(tài)化治理功能，針對道路交通系統(tǒng)開展動靜態(tài)交通組織優(yōu)化、建立智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張航， 陳于強(qiáng)， 向蕓， 等.5G+ 時代基于車路協(xié)同的典型應(yīng)用場景研究[J]. 長江信息通信，2022，35（01）：34-36.

[2] 梁曉明， 賈國祖， 岳欣茹， 等.5G 車聯(lián)網(wǎng)與專網(wǎng)業(yè)務(wù)沖突問題研究[J]. 廣東通信技術(shù)，2024，44（02）：40-43+51.

[3] 春磊， 蔡超， 邱佳慧， 等. 車路協(xié)同網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方案[J]. 郵電設(shè)計技術(shù)，2023，（06）：41-46.