车路协同服务云平台概要

车路协同服务云平台

1概述

智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（人、车、路、云端等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。

车路协同平台综合感知、通信、计算、控制等技术，基于标准化通信协议，实现物理空间与信息空间中包括“车、交通、环境”等要素的相互映射，标准化交互与高效协同、利用云计算大数据能力，解决系统性的资源优化与配置问题。

平台为智能汽车及其用户、管理及服务机构等提供车辆运行、基础设施、交通环境、交通管理等动态基础数据，具有高性能信息共享、高实时性云计算、大数据分析、信息安全等基础服务机制，支持智能网联汽车实际应用需求的基础支撑平台。主要包含标准化互联互通和共性基础支持两方面。其中标准化互联互通包括统一交互标准化语言，减少多领域协同时在理解和认识上的差异化；针对车辆与各类资源互联互通的实际应用需求，设计标准化基础设施体系部署与分段实施路径。共性技术支持包括提供针对智能网联具体应用需求的基础、共性技术服务，包括数据的安全性管理，存储，运维，大数据计算、仿真与测试评价技术等；为解决异构集成、互操作等实际业务需求提供一系列标准化开发接口与工具集。

平台包含了面向效率和面向安全两个方面。其中面向效率包括基于车路协同信息的交叉口智能控制技术、基于车路协同信息的集群诱导技术、交通控制与交通诱导协同优化技术、动态协同专用车道技术、精准停车控制技术。面向安全包括智能车速预警与控制，弯道测速/侧翻事故预警、无分隔带玩到安全会车、车间距离预警与控制、临时性障碍预警。

平台面向产业链应用，面向全行业提供体系化的安全，高效，节能等在内的汽车智能网联驾驶应用，以及包括共享汽车，电子支付等一系列新型汽车应

用形态；为测试开发体系，公共服务体系，保险体系，医疗体系等提供协同化

的实际业务应用。

2需求与应用场景分析

根据中国汽车工程学会标准《合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准》（T/CSAE 53-2017），车联网基础功能涵盖安全、效率和信息服务三大类17个应用。

表1 一期应用列表

车路协同服务的需求可以从政府、企业和个人三方面的需求分析。政府监管部门通过车路协同服务平台实现对交通进行实时监管、交通行业管理和交通规划管理。

企业包括智能汽车研发企业和运营企业两大类。智能汽车研发企业可以通过车路协同提供的超视距信息服务、地图服务等为无人驾驶汽车提供更完备的服务。运营企业可以通过车路协同服务提高运营效率和安全性。

图2-1 车路协同需求与应用场景分析图

个人服务现实阶段可以得到车路协同的安全和交通诱导信息服务，远期当车路系统完善后可以实现车辆远程遥控和自动控制。

3总体方案

3.1 V2X分级体系架构

当网络具备边缘计算能力后，许多核心层和终端层的计算负荷都可以整合到边缘层进行，极大地降低网络传输的数据量，也为低时延赋能。

（1）终端层

车辆终端层决策的最大优势为时延小，主要进行与车辆安全性紧密相关的决策，如紧急刹车制动等。

（2）边缘云

该层配备的MEC平台具有强大的计算能力和虚拟化能力，能够承载多种自动驾驶应用。并且能够对基站数据进行匹配分流，在移动网络边缘完成对自动驾驶车辆数据分析处理。

（3）核心层

覆盖范围极广，计算能力最为强大，但由于距离机动车较远，传输时延相对较大，主要进行对时延要求不是特别敏感的初始规划、道路级规划、宏观交通调度、车辆大数据监管、全局路径规划和全局高精度地图管理。如实时完成每个自动驾驶车辆的道路级规划，优化整个道路交通网的车流。

图3-1 车路协同分级体系架构

3.2 总体架构

本次建设主要应用都部署在云上。参考云计算分层模型，本方案云计算数据中心在横向上分为数据源层、基础设施服务(IaaS)层、平台服务（PaaS）层、行业应用层（SaaS）。总体架构如下图。

图3-2 车路协同运控平台架构

感知设备层通过采集视频监控数据、交通流检测、违章监测数据、事件监测数据、GPS数据、互联网大数据、手机信令数据、以及热线或投诉电话的事件报告数据等，汇聚接入到云计算平台，为云计算平台提供基础数据支撑。

IaaS基础设施服务层对政务云的服务器、存储、网络等资源，进行统一的、集中的运维和管理。利用虚拟化技术按照用户或者业务的需求，从池化资源层中选择资源并打包，形成不同规模的计算资源。根据本方案的特点，基础设施层还包括边缘云计算资源，主要用于路口和小区级别的车路协同感知信息处理和实时信息发布。

PaaS平台服务层依托基础设施服务层，通过开放的架构，提供共享云计算的有效机制。构建在虚拟服务器集群之上，把端到端的分布式软件开发、部属、运行环境以及复杂的应用程序托管当作服务提供给用户。PaaS平台服务层依托基础设施服务层，建立系统应用所必须的基础数据库、业务数据库和主题数据库，为系统提供共享数据服务。

SaaS应用层包括协同感知系统、交通管控协调系统、驾驶安全信息服务系统、

交通信息服务系统、终端APP应用系统和无人驾驶服务系统等应用系统。

客户端车载终端、移动终端、可变诱导屏、智慧城市指挥中心大屏幕等为政府部门、交通管理部门、企业和普通民众提供交通的各种服务。

3.3 边云框架

边缘计算不是单一的部件，也不是单一的层次，而是涉及到EC-IaaS、EC-PaaS、EC-SaaS的端到端开放平台。典型的边缘计算节点一般涉及网络、虚拟化资源、RTOS、数据面、控制面、管理面、行业应用等，其中网络、虚拟化资源、RTOS 等属于EC-IaaS能力，数据面、控制面、管理面等属于EC-PaaS能力，行业应用属于EC-SaaS范畴。

边云协同的能力涉及IaaS、PaaS、SaaS各层面的全面协同。EC-IaaS与云端IaaS 应可实现对网络、虚拟化资源、安全等的资源协同；EC-PaaS与云端PaaS应可实现数据协同、智能协同、应用管理协同、业务管理协同；EC-SaaS与云端SaaS应可实现服务协同。

图3-3 边云协同能力框架

4车路协同应用系统