車聯(lián)網(wǎng)V2X技術與智能交通網(wǎng)絡應用

V2X Technology in the Internet of Vehicles and Application in Intelligent Transportation Networks

Chen Shiyong

（Guangzhou Panyu Polytechnic，Guangzhou ，China）

【Abstract】The modern urban transportation system is confronted with road congestion and safety hazards caused by the sharp increasein thenumber of vehicles.Thetraditional manual driving and fixed signal control mode have been dificulttomeetthedemandforeficienttravel.V2X（Vehicle-to-Everything）technology，withitsmulti-dimensional data interaction capabilities among vehicles，roads，peopleand thecloud，has become thecore technology for building anewgenerationof intellgent transportation networks.Thisarticlesystematically expounds thecore mechanismof V2X technology，analyzes the key technical diferences between LTE-V2Xand5G-V2X，and focusesondiscussing its applicationmodesinscenariossuchasvehicle-to-vehicle（V2V），vehicle-to-infrastructure（V2I），vehicle-topedestrian（V2P），and vehicle-to-network（V2N）.

【Key words】V2X technology；inteligent transportation network；vehicle-road coordination；autonomous driving; wireless communication；trafic optimization

0 引言

隨著城市化進程加速，機動車保有量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，城市交通系統(tǒng)面臨嚴峻挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計，全球主要城市高峰期平均擁堵時間較10年前增長超40% ，交通事故發(fā)生率居高不下。傳統(tǒng)依賴人工駕駛決策與固定周期交通信號控制的模式，已難以適應復雜多變的交通環(huán)境。在此背景下，V2X技術作為實現(xiàn)車路協(xié)同的關鍵技術，通過整合車輛、道路基礎設施、行人及云端網(wǎng)絡的實時數(shù)據(jù)交互，為智能交通系統(tǒng)發(fā)展提供了創(chuàng)新解決方案。該技術依托低延遲、高可靠的無線通信技術（如5G、C-V2X），使車輛能夠?qū)崟r感知周邊環(huán)境信息，有效提升交通系統(tǒng)的安全性與運行效率。本文旨在深入探討V2X技術的核心機制及其在智能交通網(wǎng)絡中的應用路徑，為推動車路云一體化體系建設提供理論參考。

1 V2X技術概述

1.1 V2X通信的定義

V2X技術是一種基于物聯(lián)網(wǎng)架構的車用無線通信技術，其核心在于實現(xiàn)車輛與車輛（V2V）、車輛與基礎設施（V2I）、車輛與行人（V2P）以及車輛與網(wǎng)絡（V2N）之間的實時信息交互。該技術打破傳統(tǒng)交通系統(tǒng)中的信息孤島現(xiàn)象，通過多維度數(shù)據(jù)的即時流通，實現(xiàn)道路運輸系統(tǒng)的智能化升級。車輛可通過短距離無線信號與周邊車輛、路邊設備進行數(shù)據(jù)交換，提前感知視線盲區(qū)的潛在危險；同時，將采集的交通信息上傳至云端，為交通管理部門提供數(shù)據(jù)分析基礎，助力交通規(guī)劃與決策優(yōu)化。

1.2 V2X通信的關鍵技術

V2X通信的關鍵技術包括LTE-V2X和5G-V2X。LTE-V2X具有直連通信（PC5接口）與蜂窩鏈路（Uu接口）的雙重傳輸能力，直連通信在短距離場景下實現(xiàn)低時延的數(shù)據(jù)廣播；蜂窩鏈路則用于遠程數(shù)據(jù)上傳與云端服務調(diào)用，實現(xiàn)路況預測與路徑規(guī)劃。LTE-V2X具備直連通信（PC5接口）與蜂窩鏈路（Uu接口）的雙模式傳輸能力。其中，PC5接口在短距離場景下可實現(xiàn)低時延的數(shù)據(jù)廣播，適用于車輛間緊急信息交互；Uu接口則支持遠程數(shù)據(jù)上傳與云端服務調(diào)用，為車輛提供路況預測、路徑規(guī)劃等服務。該技術可兼容現(xiàn)有4G網(wǎng)絡基礎設施，顯著降低部署成本。5G-V2X引人毫米波頻段、大規(guī)模天線陣列等先進技術，能夠滿足高精度自動駕駛對通信實時性和可靠性的嚴苛要求。其網(wǎng)絡切片技術可根據(jù)不同交通場景需求，動態(tài)分配定制化通信資源，支持高密度設備接入。V2X通信關鍵技術對比見表1。

2 V2X技術的應用場景

2.1車輛與車輛（V2V）通信

V2V通信實現(xiàn)了車輛間動態(tài)信息的實時共享。每輛車通過無線信號持續(xù)廣播速度、制動狀態(tài)、行駛方向等數(shù)據(jù)，周邊車輛接收后實時更新環(huán)境感知模型。在緊急情況下，如前方車輛突發(fā)制動，預警信息可在毫秒級內(nèi)傳遞至后方車輛，觸發(fā)自動安全距離計算與聲光提醒，有效避免追尾事故。在擁堵路段，多輛汽車可通過V2V技術組成智能車隊，頭車設定行駛參數(shù)，后車自動調(diào)整車速與間距，形成穩(wěn)定的隊列。車輛變道時，通過發(fā)送請求信號與周邊車輛協(xié)商避讓，減少交通混亂。此外，V2V技術為自動駕駛系統(tǒng)構建了冗余感知網(wǎng)絡2，當車輛自身傳感器受惡劣天氣（如雨霧、強光）或遮擋影響時，可借助周邊車輛共享的數(shù)據(jù)保障行車安全。

2.2 車輛與基礎設施（V2I）通信

V2I通信通過路側傳感器、信號控制器等設備實現(xiàn)車輛與交通基礎設施的信息交互。車輛可實時獲取紅綠燈倒計時、車道封閉、限速調(diào)整等動態(tài)交通信息。例如，在接近路口時，車輛根據(jù)綠燈剩余時間自動調(diào)節(jié)巡航速度，減少停車等待次數(shù)，降低燃油消耗與尾氣排放。道路施工區(qū)域的電子警示牌可直接向車輛推送繞行建議，避免因駕駛員反應延遲導致的交通擁堵。V2I系統(tǒng)在城市交通全局優(yōu)化中發(fā)揮重要作用。車輛上傳的實時位置、速度與目的地信息被路側單元匯總至交通管理中心，生成高精度動態(tài)路網(wǎng)圖?；谲嚵髅芏扰c移動趨勢，信號燈控制系統(tǒng)自動調(diào)整配時方案，優(yōu)先放行擁堵方向車流。此外，當車輛攝像頭因環(huán)境因素失效時，路側設備提供的車道線數(shù)據(jù)與障礙物定位信息可保障自動駕駛車輛的路徑準確性。

2.3 車輛與行人（V2P）通信

V2P通信為道路安全提供了新的防護機制。車輛通過車載傳感器與無線信號設備實時掃描周邊環(huán)境，當檢測到行人靠近時，主動發(fā)送位置與行駛方向信息。行人開啟手機導航或?qū)Ｓ冒踩珣煤?，設備持續(xù)廣播位置與移動方向，車輛接收后在車載屏幕顯示行人虛擬標記，輔助駕駛員預判潛在風險。在無信號燈路口，當行人準備橫穿道路時，車輛自動減速并亮起提示燈；針對視障、聽障等特殊人群，其攜帶的電子設備可發(fā)送特殊警示信號，觸發(fā)車輛更強烈的聲光提醒。V2P技術顯著降低了人車沖突風險，同時幫助車輛優(yōu)化路線規(guī)劃，提升通行效率。

2.4 車輛與網(wǎng)絡（V2N）通信

V2N通信實現(xiàn)了車輛與云端服務器的實時數(shù)據(jù)交互。云端平臺整合全國路網(wǎng)實時狀態(tài)、天氣預警、充電樁位置、停車場空位等多維數(shù)據(jù)信息，并推送至車輛導航系統(tǒng)。例如，車輛在長途行駛中能夠提前接收前方山區(qū)的暴雨預警，自動調(diào)整車速并建議更換路線；發(fā)生交通事故時，車輛自動上傳精確位置、碰撞強度及人員狀態(tài)至救援中心，縮短救援響應時間。

此外，車輛可持續(xù)向云端上傳行駛軌跡、能耗數(shù)據(jù)、路況反饋，城市交通管理部門利用這些數(shù)據(jù)能夠優(yōu)化信號燈配時、公交班次調(diào)度、潮汐車道設置。同時，車輛接收云端下發(fā)的軟件升級包能夠提升自動駕駛算法、修復系統(tǒng)漏洞。商業(yè)平臺則能通過車輛數(shù)據(jù)提供定制服務，從而既滿足個體出行需求，又提升了城市資源利用效率。V2X技術應用場景與功能對照見表2。

3智能交通網(wǎng)絡中的V2X技術應用

3.1車輛間實時通信提升自動駕駛協(xié)同

V2X技術通過車輛間實時信息交互，顯著增強了自動駕駛系統(tǒng)的協(xié)同能力。在復雜路口，多輛自動駕駛車輛可通過信號交互協(xié)商通行順序，避免因搶行導致的交通擁堵與事故風險。當檢測到前方道路障礙物時，首車立即廣播預警信息，引導車隊集體避讓4。對于執(zhí)行緊急任務的救護車、消防車等特種車輛，其發(fā)出的優(yōu)先通行信號可被周邊車輛自動識別并主動讓行，確保救援通道暢通。此外，當自動駕駛車輛遭遇傳感器故障等突發(fā)狀況時，可通過V2X網(wǎng)絡請求周邊車輛或交通管理中心協(xié)助，提升系統(tǒng)魯棒性。

載終端與導航應用實時推送，幫助駕駛員提前規(guī)劃 行車節(jié)奏，降低城市整體交通壓力。

4結束語

V2X技術通過V2V、V2I、V2P和V2N的多維信息交互，為智能交通系統(tǒng)提供了高效、安全的解決方案。該技術在提升交通安全性、優(yōu)化資源配置、支持新興出行模式等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。隨著5G/6G通信、邊緣計算與人工智能技術的深度融合，V2X將向更低延遲、更高可靠性和更廣覆蓋范圍發(fā)展，為構建未來智能交通生態(tài)奠定技術基礎。未來研究可進一步探索V2X與其他智能交通技術的協(xié)同機制，推動車路云一體化體系的完善與落地應用。

3.2 動態(tài)調(diào)整信號燈緩解交通擁堵

在V2X技術支持下，路口信號燈可實時感知周邊車輛行駛狀態(tài)，動態(tài)優(yōu)化配時方案。在早高峰時段，系統(tǒng)自動延長擁堵方向綠燈時長，縮短空閑方向通行時間；夜間車流量較小時，切換為感應式控制模式，僅在檢測到車輛時觸發(fā)綠燈，減少無效等待時間。針對學校、商場等潮汐車流明顯區(qū)域，信號燈可根據(jù)實時交通需求切換專用配時方案。例如，放學時段自動延長行人過街綠燈時長，保障學生安全；同時根據(jù)車流密度動態(tài)調(diào)整機動車通行時間，平衡行人安全與車輛通行效率5。信號燈狀態(tài)通過車

參考文獻

[1]馬文博，汪溪，蔣樹國.基于整車無線通信OTA的測試分析[J].專用汽車，2025（1：74-76.

[2]智能網(wǎng)聯(lián)汽車無線通信產(chǎn)業(yè)趨勢洞察[J].汽車與配件，2024 （22）：38-39.

[3]任晨森.智能網(wǎng)聯(lián)技術在汽車中的應用[J].集成電路應用，2024，41（3）：178-179.

[4]相奇.智能網(wǎng)聯(lián)汽車導航即時通信應用研究[J].上海信息化，2023（6）：46-50.

[5]柯曄偉.基于VISSIM和ROS小車的V2X技術對智能汽車路線優(yōu)化的研究[J].時代汽車，2022（22）：16-18，95.

（編輯林子衿）