智慧高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)框架及要求

一、范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了智慧高速公路車路協(xié)同的系統(tǒng)架構(gòu)、功能要求和性能要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于智慧高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)的建設(shè)、管理、運營、信息服務(wù)等領(lǐng)域。

二、規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 20609-2006 交通信息采集 微波交通流檢測器

T/ITS 0058-2016 合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)

T/ITS 0097-2018 合作式智能運輸系統(tǒng) 通信架構(gòu)

T/ITS 0098-2018 合作式智能運輸系統(tǒng) 增強應(yīng)用

三、術(shù)語、定義和縮略語

3.1 術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1.1 智慧高速公路 intelligent expressway

通過多維狀態(tài)感知，多源交通信息融合等手段，提供智慧化的養(yǎng)護、運維、決策能力，具備數(shù)字化、 網(wǎng)聯(lián)化、智能化等特征的高速公路。

3.1.2 車路協(xié)同系統(tǒng) vehicle infrastructure cooperative systems

采用無線通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全方位實施車車、車路信息實時交互，并在全時空動態(tài)交通信息采集與融合的基礎(chǔ)上開展車輛主動安全控制和道路協(xié)同管理，實現(xiàn)人車路的有效協(xié)同，從而形成的安全、高效和環(huán)保的道路交通系統(tǒng)。

3.2 縮略語

下列縮略語適用于本文件。

C-V2X：蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（Cellular Vehicle to Everything）

DSRC：專用短程通信技術(shù)（Dedicated Short Range Communication）

LTE：長期演進技術(shù)（Long Term Evolution）

MEC：多接入邊緣計算（Multi-access Edge Computing）

OBU:車載單元（On Board Unit）

RSU：路側(cè)單元（Road Side Unit）

T-Box：車聯(lián)網(wǎng)控制單元（Telematics-Box，又稱 TCU）

TSP：內(nèi)容服務(wù)提供者（Telematics Service Provider）

四、系統(tǒng)架構(gòu)

4.1 整體架構(gòu)

車路協(xié)同系統(tǒng)架構(gòu)示例見圖 1，應(yīng)包括車載終端、路側(cè)設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用平臺 4 個層級，各層級之間的通信接口種類應(yīng)符合附錄 A 的規(guī)定。

4.2 車載終端

車載終端包括但不限于OBU、T-Box、輔助駕駛終端、自動駕駛終端、營運車輛智能終端、導(dǎo)航終端等終端單元或設(shè)備。

4.3 路側(cè)設(shè)備

路側(cè)設(shè)備可分為以下幾類：

a) 路側(cè)計算設(shè)備：部署在道路沿線，配合其他系統(tǒng)完成交通信息處理與決策的計算設(shè)備，包括MEC、數(shù)據(jù)處理單元等。

b) 路側(cè)通信設(shè)備：與車載終端進行無線通信的設(shè)備，包括支持V2I通信的RSU、支持V2N的通信基站等。

c) 路側(cè)感知設(shè)備：交通環(huán)境和道路交通狀態(tài)的感知設(shè)備，包括攝像機、毫米波雷達、激光雷達等。

光纖傳感器、RFID標(biāo)簽等橋梁、隧道、邊坡等基礎(chǔ)設(shè)施的運行狀態(tài)和安全的感知設(shè)備，以及檢測能見度、溫度、濕度、風(fēng)、路面濕滑狀態(tài)等氣象信息的環(huán)境監(jiān)控設(shè)施感知到的信息，可通過基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)接口發(fā)送給車路協(xié)同系統(tǒng)。

d) 電子標(biāo)志標(biāo)線：數(shù)字化路側(cè)標(biāo)志牌、情報板，以及可穿越冰雪、雨水、塵土的車道標(biāo)志設(shè)備等。

4.4 通信網(wǎng)絡(luò)

通信網(wǎng)絡(luò)主要包括：

a) 光纖、以太網(wǎng)等有線網(wǎng)絡(luò)。

b) LTE、LTE-V2X、NR-V2X、4G/5G蜂窩網(wǎng)、DSRC、物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）等無線通信網(wǎng)絡(luò)。

4.5 應(yīng)用平臺

應(yīng)用平臺匯聚道路的交通狀態(tài)信息、車輛狀態(tài)信息、路側(cè)設(shè)備狀態(tài)信息，并提供道路交通運營管理、運維和車路協(xié)同業(yè)務(wù)服務(wù)。

根據(jù)路網(wǎng)規(guī)模和管理需求，應(yīng)用平臺可采用中心云和區(qū)域云兩級設(shè)置，或者只設(shè)置一個中心云平臺。

中心云平臺接入所有路側(cè)設(shè)備和車載終端的數(shù)據(jù)并進行集中處理。

區(qū)域云主要實現(xiàn)本地車路協(xié)同調(diào)度和時延敏感業(yè)務(wù)的處理。

五、功能要求

5.1 車載終端

5.1.1 數(shù)據(jù)采集

車載終端應(yīng)支持車輛號牌、號牌種類、車輛類型、車輛品牌、位置等信息采集功能，宜支持速度、加速度、方向角等信息采集功能。

5.1.2 通信

車載終端應(yīng)支持單播和廣播方式與路側(cè)設(shè)備、區(qū)域云平臺、中心云平臺的通信功能，宜支持與其他車輛的車載終端通信的功能。

5.2 路側(cè)設(shè)備

5.2.1 信息感知

具有信息感知的路側(cè)設(shè)備功能宜符合表 1 的規(guī)定。

5.2.2 事件分析

事件分析可由單一路側(cè)設(shè)備通過感知數(shù)據(jù)獨立分析，也可以由 MEC 等接收多個路側(cè)設(shè)備的感知數(shù)據(jù)后進行綜合分析，分析功能要求如下：

a) 應(yīng)支持道路阻斷、交通事故、交通擁堵等事件的監(jiān)測和識別。

b) 應(yīng)支持行人闖入 非機動車闖入、拋撒物、火災(zāi)、爆炸等事件的監(jiān)測和識別。

c) 宜支持車輛變道、超速、不規(guī)范停車、異常行駛、倒車、逆行等事件的監(jiān)測和識別。

d) 宜支持交通信息的計算和分析，包括交通流量、平均車速（斷面車速、區(qū)間車速）、空間占有率、時間占有率、車頭時距、車頭間距、排隊長度等。

5.2.3 通信

路側(cè)設(shè)備的通信功能要求如下：

a) RSU應(yīng)支持廣播傳輸方式與車輛進行直連鏈路短程通信。

b) RSU應(yīng)支持通過有線或蜂窩網(wǎng)絡(luò)與車路協(xié)同應(yīng)用平臺通信。

c) MEC應(yīng)支持通過有線網(wǎng)絡(luò)與車路協(xié)同應(yīng)用平臺通信，同時支持與本地路側(cè)傳感器的有線通信。

5.2.4 遠程控制

攝像機、MEC、RSU 等路側(cè)設(shè)備應(yīng)支持遠程軟件版本更新和算法更新功能。

5.3 通信網(wǎng)絡(luò)

5.3.1 有線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持圖像和視頻等大帶寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/h4>

5.3.2 無線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持 C-V2X 通信功能。

5.4 應(yīng)用平臺

5.4.1 數(shù)據(jù)采集

應(yīng)用平臺應(yīng)采集所屬路段的車載終端和路側(cè)設(shè)備的上傳數(shù)據(jù)，并可接收第三方提供 數(shù)據(jù)，主要數(shù)據(jù)類型應(yīng)包括但不限于表 2 的內(nèi)容。

5.4.2 通信

a) 應(yīng)用平臺應(yīng)支持采用蜂窩通信方式與路側(cè)設(shè)備和車載終端通信，以及經(jīng) RSU 的 LTE-PC5 向車載終端廣播通信。

b) 應(yīng)用平臺應(yīng)支持與第三方服務(wù)方進行有線或者無線通信。

5.4.3 通用系統(tǒng)服務(wù)

應(yīng)用平臺應(yīng)具備基本的數(shù)據(jù)中心服務(wù)功能，其通用系統(tǒng)服務(wù)包括：

a) 數(shù)據(jù)存儲：支持多源數(shù)據(jù)的提取、清洗、關(guān)聯(lián)、比對、標(biāo)識、分發(fā)功能，可按照應(yīng)用需求形成不同的主題數(shù)據(jù)庫，支持?jǐn)?shù)據(jù)分級分類的機制以及數(shù)據(jù)使用的優(yōu)先級策略。

b) 信息處理：將來自路側(cè)設(shè)備、車載終端和第三方的數(shù)據(jù)信息進行即時處理，生成預(yù)警和報警信息，根據(jù)應(yīng)用需求發(fā)給車載終端、路側(cè)設(shè)備或者第三方。

c) 數(shù)據(jù)接口：支持與車載終端、路側(cè)設(shè)備和第三方接入的有線或者無線數(shù)據(jù)接口。

d) 信息安全管理：可支持基于CA證書、注冊證書的信息安全認(rèn)證功能，以及漏洞掃描、流量監(jiān)控、進程監(jiān)控、安全設(shè)置等基本安全防護要求

e) 人機界面：應(yīng)支持人機交互界面，宜支持場景呈現(xiàn)服務(wù)。

f) 設(shè)備管理：應(yīng)支持對接入的路側(cè)設(shè)備，如RSU、MEC、攝像機、微波雷達的狀態(tài)監(jiān)控、版本升級功能。

g) 配置管理：包括事件管理、設(shè)備管理、地圖管理服務(wù)等。

5.4.4 應(yīng)用服務(wù)

應(yīng)用平臺應(yīng)具備提供管理區(qū)域的道路的交通狀態(tài)信息和管控信息、道路設(shè)施信息、車路協(xié)同信息以及車輛 TSP 服務(wù)信息，支持交通狀態(tài)分析、V2X 服務(wù)、交通管控服務(wù)能力。主要功能包括：

a) 交通信息分析析不同類型的數(shù)據(jù)內(nèi)容，生成交通事故、交通擁堵、自然災(zāi)害等預(yù)警信息，為運營放和交通管理部門發(fā)布限速、預(yù)警、事故提醒等信息提供決策依據(jù)。

b) 信息發(fā)布：支持通過無線電廣播、有線和無線網(wǎng)絡(luò)、手機應(yīng)用（APP）、車載智能終端等形式的交通狀態(tài)信息發(fā)布。

c) 對外服務(wù)應(yīng)用接口：基于統(tǒng)一的第三方服務(wù)應(yīng)用接口，為ITS系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)、車企平臺、地圖導(dǎo)航應(yīng)用、出行服務(wù)應(yīng)用等提供數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)。

d) 應(yīng)用算法服務(wù)：應(yīng)支持為第三方應(yīng)用開發(fā)者提供應(yīng)用托管和開發(fā)接口服務(wù)，包括算法管理（創(chuàng)建、訓(xùn)練、發(fā)布）、訓(xùn)練數(shù)據(jù)管理、模型構(gòu)建引擎等，支持車路協(xié)同應(yīng)用算法集中訓(xùn)練、一體化部署等功能。應(yīng)用算法包括：目標(biāo)分類、目標(biāo)跟蹤、危險檢測、危險決策預(yù)警、自動標(biāo)定、多傳感器數(shù)據(jù)融合等。

5.5 功能分級

根據(jù)道路條件、路側(cè)設(shè)備和車載終端的功能要求，智慧高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)可分為不同等級，作為系統(tǒng)建設(shè)和升級的參考，分級應(yīng)符合附錄 B 的規(guī)定。

六、性能要求

6.1 車載終端

車載終端免維護工作時間應(yīng)不低于 5 萬小時。

6.2 路側(cè)設(shè)備

6.2.1 信息感知

路側(cè)設(shè)備的道路交通信息感知性能要求應(yīng)符合表 3 的要求。

6.2.2 事件分析

攝像機自事件發(fā)生至生成結(jié)果的事件分析時間應(yīng)<1s。

MEC自收到感知信息至生成結(jié)果的事件分析時間應(yīng)<100ms。

6.2.3 通信時延

RSU 與 MEC 的通信時延<100ms。

6.2.4 可靠性

路側(cè)設(shè)備免維護工作時間應(yīng)不低于 5 萬小時。

6.3 通信網(wǎng)絡(luò)

6.3.1 應(yīng)用平臺與第三方應(yīng)用服務(wù)商的數(shù)據(jù)通信接入帶寬應(yīng)不低于 1Mbps。

6.3.2 第三方應(yīng)用服務(wù)商數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囕d終端的時延應(yīng)不大于 1 秒。

6.4 應(yīng)用平臺

6.4.1 數(shù)據(jù)采集

6.4.1.1 數(shù)據(jù)存儲

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫支持不低于 1P 的數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)存儲時間應(yīng)不小于 6 個月。

6.4.1.2 數(shù)據(jù)更新周期

周期性數(shù)據(jù)更新周期應(yīng)至少為 5 分鐘。

注：車路協(xié)同數(shù)據(jù)分為周期性數(shù)據(jù)和事件型數(shù)據(jù)，周期性數(shù)據(jù)包括檢測和監(jiān)測數(shù)據(jù)，如交通統(tǒng)計信息、道橋隧的健康檢測數(shù)據(jù)等；事件性數(shù)據(jù)是事件觸發(fā)的即時數(shù)據(jù)，如設(shè)備故障、事故報警、擁堵預(yù)警等數(shù)據(jù)。

6.4.2 應(yīng)用服務(wù)

6.4.2.1 緊急事件發(fā)生到產(chǎn)生處理信息的時延應(yīng)不大于 1 分鐘，一般事件處理時延應(yīng)不大于 10 分鐘。

6.4.2.2 緊急事件從感知信息到廣播發(fā)布的時延應(yīng)小于 1 分鐘。

6.4.2.3 車路協(xié)同應(yīng)用的高精度地圖數(shù)據(jù)平面精度應(yīng)達到車道級（分米級），自動駕駛應(yīng)用的高精度地圖平面精度應(yīng)達到厘米級。

6.4.2.4 支持自動駕駛的高精度定位性能，當(dāng)車輛速度低于 30km/h 時平面定位精度應(yīng)不低于 20cm，當(dāng)車輛速度在 30km/h~80km/h 范圍內(nèi)平面定位精度應(yīng)不低于 30cm。

6.4.2.5 支持車路協(xié)同的高精度定位服務(wù)信息傳輸，從發(fā)送到終端接收的時延應(yīng)小于 100ms，支持自動駕駛的高精度定位服務(wù)信息傳輸，從發(fā)送到終端接收的時延應(yīng)小于 10ms。

6.4.3 可靠性

6.4.3.1 應(yīng)用平臺故障率應(yīng)小于 0.1%。

6.4.3.2 應(yīng)用平臺故障恢復(fù)時間應(yīng)不大于1小時。

6.4.3.3 應(yīng)用平臺設(shè)備和系統(tǒng)的信息安全應(yīng)具備等保三級以上要求。

附錄A

規(guī)范性目錄

智慧高速車路協(xié)同系統(tǒng)通信接口分類

A.1 接口分類

車路協(xié)同各子系統(tǒng)接口約定見圖 A.1。

A.2 接口說明

a) T1：OBU 與區(qū)域云之間的接口，支持交通管理、電子收費與支付、緊急事件和安全提醒等應(yīng)用。

b) T20：車載終端（OBU）之間的接口，支持 V2V 通信。

c) T21：OBU 與路側(cè)設(shè)備（RSU）之間的接口，由 T/ITS 0058-2016、T/ITS 0097-2018、T/ITS0098-2018 等標(biāo)準(zhǔn)定義。

d) T3：區(qū)域云之間的接 ，支持對行駛車輛的超視距管控。

e) T4：邊緣云與中心云平臺之間的接口。

f) T5：路側(cè)設(shè)備與 緣云之間接口，由 T/ITS 0098-2018 定義。

g) T6：中心平臺與第三方應(yīng)用之間的接口。

h) T7：路側(cè)計算設(shè)備與通信設(shè)備（RS）之間的接口。

附錄B

規(guī)范性附錄

智慧高速車路協(xié)同系統(tǒng)等級劃分

根據(jù)智慧高速車路協(xié)同系統(tǒng)能提供的功能和性能水平，進行智能化程度分級，分級定義應(yīng)符 表B.1的規(guī)定，其中每一級都是在前一級基礎(chǔ)上的增強配置和應(yīng)用服務(wù)升級。

表 B.1 智慧高速車路協(xié)同分級說明

其中，3級以上的智慧高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)具備多元數(shù)據(jù)融合感知能力，支持設(shè)備接入、數(shù)據(jù)分析、事件轉(zhuǎn)發(fā)，提供低時延、高帶寬和高可靠性的車路協(xié)同業(yè)務(wù)，所支持的典型應(yīng)用場景應(yīng)包括但不限于表B.2的內(nèi)容。

表 B.2 高速公路典型應(yīng)用場景

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的智慧高速公路车路协同系统框架及要求的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。