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智慧高速公路车路协同系统框架及要求第二部分

發(fā)布時間：2024/3/12 windows 53 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了智慧高速公路车路协同系统框架及要求第二部分小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

智慧高速公路第 2 部分：車路協(xié)同系統(tǒng)框架及要求

1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了高速公路車路協(xié)同的系統(tǒng)架構(gòu)、通信接口、應(yīng)用服務(wù)、功能、性能及安全要求。

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

2 規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是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。

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 0097-2016 合作式智能運輸系統(tǒng) 通信架構(gòu)

T/ITS 0098-2016 合作式智能運輸系統(tǒng) 增強應(yīng)用集

T/ITS 114-2018 智能交通路側(cè)智能感知應(yīng)用層數(shù)據(jù)格式

3 術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

4 符號和縮略語

下列縮略語適用于本文件。

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

EPC：4G核心網(wǎng) (Evolved Packet Core network)

eNB：4G基站（Evolved Node B）

LTE：長期演進(jìn)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）

V2X：（Vehicle to Everything）

5 車路協(xié)同系統(tǒng)架構(gòu)

5.1 整體架構(gòu)

車路協(xié)同系統(tǒng)整體架構(gòu)見圖1所示，由車輛終端、路側(cè)設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、邊緣平臺和中心平臺5個層級組成。

5.2 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，其中 OBU 應(yīng)具備車輛信息采集以及與路側(cè)設(shè)備、邊緣平臺、中心平臺、其他車輛 OBU進(jìn)行通信的功能。

5.3 路側(cè)設(shè)備

5.3.1 分類

路側(cè)設(shè)備包括路側(cè)計算設(shè)備、路側(cè)傳感設(shè)備、通信設(shè)備和電子標(biāo)志標(biāo)線，具體如下圖所示。

5.3.2 路側(cè)計算設(shè)備

包括如 MEC 等具備感知數(shù)據(jù)接入和邊緣計算能力，提供路側(cè)傳感器數(shù)據(jù)接入、識別 V2X 事件、通信轉(zhuǎn)發(fā)等路側(cè)業(yè)務(wù)處理能力。

5.3.3 路側(cè)通信設(shè)備

包括支持 V2I 通信的 V2X RSU 和支持 V2N 的通信基站等。

5.3.4 路側(cè)傳感設(shè)備

包括 3 類設(shè)備：

a）基礎(chǔ)設(shè)施感知設(shè)備：用于監(jiān)控檢測橋梁、隧道、邊坡等道路安全狀態(tài)的傳感器；監(jiān)測機電設(shè)施分布和運行狀態(tài)的傳感器等。

b）交通狀態(tài)感知設(shè)備：對道路交通環(huán)境中的交通參與者的狀態(tài)和道路狀況的持續(xù)觀測或測量的設(shè)備，包括攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等；

c）氣象環(huán)境監(jiān)控設(shè)施：用于檢測能見度、溫度、濕度、風(fēng)、路面濕滑狀態(tài)等氣象環(huán)境信息。

5.3.5 電子標(biāo)志標(biāo)線

發(fā)送限速、橋隧信息、彎道等信息的數(shù)字化路側(cè)標(biāo)志牌、情報板等，以及可穿越冰雪、雨水、塵土的車道標(biāo)志設(shè)備等。

5.4 通信網(wǎng)絡(luò)

通信網(wǎng)絡(luò)主要包括：

——光纖/有線網(wǎng)絡(luò)；

——無線通信網(wǎng)，可基于 LTE、LTE-V（eNB、EPC 等）、5G、DSRC 等通信技術(shù)組網(wǎng)。

5.5 邊緣平臺

邊緣平臺用于采集所管理路段的道路子系統(tǒng)及車載子系統(tǒng)信息，提供路段的交通管理信息、多維狀態(tài)感知的道路設(shè)施信息，支持設(shè)備接入、數(shù)據(jù)分析、事件轉(zhuǎn)發(fā)，為車路協(xié)同業(yè)務(wù)提供低時延、高帶寬和高可靠性的運行環(huán)境，實現(xiàn)本地車路協(xié)同調(diào)度和時延敏感的業(yè)務(wù)處理。

邊緣平臺的部署位置可根據(jù)路網(wǎng)規(guī)模的不同而分設(shè)在路側(cè)或者專用環(huán)境中，邊緣平臺的數(shù)量可根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求和部署位置來確定。對于較小的車路協(xié)同路段，邊緣平臺也可與中心平臺合二為一部署。

5.6 中心平臺

中心平臺采集所管理區(qū)域的道路子系統(tǒng)及車載子系統(tǒng)信息，提供全局的交通管理信息、多維狀態(tài)感知的道路設(shè)施信息、車路數(shù)據(jù)開放信息以及車輛 TSP 服務(wù)信息，支持全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲和分析以及與外部第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)的對接，具備 V2X 基礎(chǔ)服務(wù)、數(shù)據(jù)分析、路側(cè)設(shè)備管理、交通監(jiān)控與管控等邊云協(xié)同服務(wù)能力。

中心平臺可分為道路運營管理的基礎(chǔ)設(shè)施平臺和車路協(xié)同服務(wù)平臺，也可合并為一個平臺。

中心平臺和邊緣平臺之間具備數(shù)據(jù)同步、協(xié)同計算、應(yīng)用分級部署等能力。

6 通信接口

6.1 接口定義

車路協(xié)同各子系統(tǒng)接口見下圖所示。

6.2 T1接口

OBU與邊緣平臺之間的接口，可實現(xiàn)交通管理與協(xié)作控制、運輸管理與服務(wù)、電子收費與支付、緊急事件和安全、能源管理與服務(wù)等應(yīng)用，接口消息格式由具體應(yīng)用定義。

6.3 T2接口

T2 接口包括 2 種類型：

a） T20：車載終端（OBU）與 OBU 之間的接口；

b） T21：OBU 與路側(cè)設(shè)備之間的接口。

T20 和 T21 可實現(xiàn)車輛的安全與輔助駕駛、出行服務(wù)、電子收費與支付等應(yīng)用，接口消息格式由具體應(yīng)用定義。電子標(biāo)志標(biāo)線設(shè)施也可連接到通信設(shè)施上，通過 T21 與 OBU 通信。T21 的通信接口可參考T/ITS 0058-2016、T/ITS 0097-2016、T/ITS 114-2018 等。

6.4 T3接口

邊緣平臺之間的接口，可實現(xiàn)在車輛行駛過程跨不同路段切換時的上下行數(shù)據(jù)交互。

6.5 T4接口

邊緣平臺與中心平臺之間接口，可實現(xiàn)傳輸跨地理區(qū)域 ITS 應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)，如影響范圍跨區(qū)域的告警數(shù)據(jù)等。

6.6 T5接口

路側(cè)設(shè)備與邊緣平臺之間接口。邊緣平臺通過網(wǎng)絡(luò)可向路側(cè)設(shè)備發(fā)送的信息有：道路信息、交通管理及設(shè)施配置控制信息等，道路子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)可向路段監(jiān)控中心發(fā)送的信息有：設(shè)備狀態(tài)信息及檢測到的道路信息、氣象信息等，參見 T/ITS 0098-2016。

6.7 T6接口

中心平臺與第三方應(yīng)用之間的接口。

6.8 T7接口

路側(cè)計算設(shè)備與通信設(shè)備之間的接口，包括路側(cè)計算設(shè)備與 RSU 之間的接口。

7 車路協(xié)同應(yīng)用服務(wù)

7.1 概述

車路協(xié)同平臺通過連接道路上的路側(cè)計算設(shè)備以及移動車輛終端設(shè)備，提升駕駛安全和道路通行效率，通過人、車、路、網(wǎng)之間的數(shù)字化信息交互，實現(xiàn)車路協(xié)同系統(tǒng)應(yīng)用與服務(wù)，以及交通基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化。

主要應(yīng)用服務(wù)類型包括：平臺系統(tǒng)服務(wù)、車路協(xié)同應(yīng)用服務(wù)及開放接口服務(wù)。

7.2 平臺系統(tǒng)服務(wù)

平臺系統(tǒng)服務(wù)具備數(shù)據(jù)接入服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)、集成服務(wù)、數(shù)據(jù)開放服務(wù)、人機界面服務(wù)、安全管理服務(wù)及運營、運維管理服務(wù)等功能模塊，說明如下：

a）數(shù)據(jù)采集：采集所管理路段的道路子系統(tǒng)各個設(shè)施的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)道路信息的多維狀態(tài)感知，將從多源異構(gòu)數(shù)據(jù)源采集的數(shù)據(jù)按預(yù)定的規(guī)則或格式統(tǒng)一輸出；

b）數(shù)據(jù)存儲：按統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源分類標(biāo)準(zhǔn)，對接入的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、清洗、關(guān)聯(lián)、比對、標(biāo)識、分發(fā)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)融合，按照大數(shù)據(jù)使用目的形成主題庫，滿足內(nèi)外部應(yīng)用的使用需求，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；

c）數(shù)據(jù)開放：提供數(shù)據(jù)的集成、開放和連接服務(wù)；

d）人機界面：提供界面操作和呈現(xiàn)服務(wù)；

e）安全管理：提供 V2X 平臺安全管控能力，包括漏洞掃描、流量監(jiān)控、進(jìn)程監(jiān)控、安全設(shè)置等，滿足基本安全防護(hù)的要求。

f）設(shè)備管理：可接入和管理路側(cè)設(shè)備，包括 RSU、路側(cè)計算設(shè)備、攝像頭、雷達(dá)等；

g）算法管理：實時更新邊緣計算設(shè)備的智能算法；

h）拓?fù)涔芾?#xff1a;提供基于設(shè)備位置的拓?fù)涔芾?#xff1b;

i）運營、運維管理：應(yīng)用管理、用戶管理、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)升級管理、故障預(yù)警與恢復(fù)、計費管理等。

7.3 應(yīng)用服務(wù)

車路協(xié)同應(yīng)用服務(wù)包括：

a）設(shè)備連接：提供 V2X 設(shè)備的業(yè)務(wù)連接服務(wù)；

b）信息處理：將 RSU、路側(cè)計算設(shè)備、攝像頭、雷達(dá)的信息進(jìn)行即時處理，生成預(yù)警和報警信息；

c）事件分發(fā)：根據(jù)事件位置和影響范圍，將事件直接發(fā)送或通過 RSU 轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)車輛；

d）交通管控：根據(jù)交通狀態(tài)信息，發(fā)布限速、預(yù)警、事故提醒等信息。

e）安全證書管理：提供 V2X 安全注冊證書、業(yè)務(wù)證書的申請、發(fā)放與撤銷服務(wù)。

7.4 開放接口服務(wù)

用于向系統(tǒng)外部的第三方應(yīng)用提供數(shù)據(jù)接入、信息交互、設(shè)備連接和管理等開放接口服務(wù)，包括：

a）第三方應(yīng)用賦能服務(wù)：為第三方應(yīng)用開發(fā)者提供應(yīng)用托管和開發(fā)接口，加速應(yīng)用開發(fā)、簡化應(yīng)用部署，降低成本；

b）配置管理服務(wù)：包括事件管理服務(wù)，設(shè)備管理服務(wù)，地圖管理服務(wù)；

c）設(shè)備連接服務(wù)：提供 V2X 設(shè)備的業(yè)務(wù)連接服務(wù)。

d）第三方系統(tǒng)對接服務(wù)：與第三方系統(tǒng)對接，實現(xiàn)平臺間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，包括 ITS 系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)以及車企平臺等。

e）應(yīng)用算法服務(wù)：為平臺應(yīng)用、合作的車企、路側(cè)設(shè)備廠家及外部應(yīng)用提供車路協(xié)同應(yīng)用算法服務(wù)。包括算法管理（創(chuàng)建、訓(xùn)練、發(fā)布）、算法服務(wù)、訓(xùn)練數(shù)據(jù)管理、模型構(gòu)建引擎等，實現(xiàn)車路協(xié)同應(yīng)用算法集中訓(xùn)練、一體化部署等功能。車路協(xié)同應(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。

7.5 典型應(yīng)用場景

車路協(xié)同系統(tǒng)的典型應(yīng)用場景見下表。

7.6 車路協(xié)同應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)類型

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、事故報警等數(shù)據(jù)。主要數(shù)據(jù)見下表。

8 功能要求

8.1 數(shù)據(jù)采集

路側(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集功能應(yīng)滿足以下要求：

a）支持基于傳感器的行駛車輛頻繁變道，欠速、超速，違法停車，違法行駛，倒車，逆行，行人檢測，遺撒，火災(zāi)，爆炸等。

b）支持交通事件檢測，如道路阻斷、交通事故、擁堵等。

c）支持車輛信息采集，如車輛號牌、號牌種類、車輛類型、車輛品牌、位置、速度、加速度、方向角。

d）支持其他交通參與者信息采集，如兩輪車、行人的位置、速度、運動方向信息。

e）支持交通信息采集采集，如車流量、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、卡口數(shù)據(jù)。

f）支持車載終端自主上傳給路側(cè)設(shè)備的緊急報警信息、事故信息、氣象信息等。

8.1.2 應(yīng)用平臺數(shù)據(jù)采集

應(yīng)用平臺數(shù)據(jù)采集功能應(yīng)滿足以下要求：

a）支持接入外部道路動態(tài)和管控信息，如交通管控信息，所在地區(qū)的氣象信息，附近一定范圍內(nèi)的服務(wù)區(qū)、加油站、充電樁、公交站、停車場等的動態(tài)信息等。

b）支持第三方服務(wù)的數(shù)據(jù)信息采集和互通。

8.2 信息服務(wù)

8.2.1 交通信息發(fā)布

交通信息發(fā)布功能應(yīng)滿足以下要求：

a）支持為車輛提供自動駕駛及輔助駕駛服務(wù)、數(shù)字標(biāo)牌服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施識別等。

b）支持高速公路通行費分時段優(yōu)惠及基于路徑識別的推薦路線優(yōu)惠。

c）支持車路協(xié)同應(yīng)用如安全駕駛輔助類的交叉口防撞預(yù)警、推薦車速及安全距離、施工區(qū)預(yù)警、擁堵信息服務(wù)等。

d）支持道路動態(tài)信息和發(fā)布，如交通管控信息，所在地區(qū)的氣象信息，附近一定范圍內(nèi)的服務(wù)區(qū)、加油站、充電樁、公交站、停車場等的動態(tài)信息。

8.2.2 第三方應(yīng)用服務(wù)

第三方應(yīng)用服務(wù)功能應(yīng)滿足以下要求：

a）應(yīng)支持高精度地圖更新服務(wù)。

b）應(yīng)支持車企數(shù)據(jù)更新服務(wù)。

9 性能要求

9.1 通信性能

9.1.1 路側(cè)設(shè)備

應(yīng)支持廣播傳輸方式與車輛進(jìn)行直連鏈路短程通信。

應(yīng)支持采用單播傳輸方式與車路協(xié)同平臺通信。

9.1.2 車載終端

應(yīng)支持單播和廣播傳輸方式與路側(cè)設(shè)備和車路協(xié)同平臺通信。

9.1.3 車路協(xié)同平臺

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。

可支持事件通過 LTE-Uu/5G 下發(fā)給車輛，或者下發(fā) RSU 通過 LTE-PC5 廣播。

9.2 數(shù)據(jù)采集

9.2.1 路側(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集

路側(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集要求見下表。

9.2.2 應(yīng)用平臺數(shù)據(jù)采集

應(yīng)用平臺數(shù)據(jù)采集性能應(yīng)滿足以下要求：

a）平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫支持 1P 以上的數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)存儲時間不小于 6 個月；

b）處理時延：緊急事件處理時延不大于 1 分鐘，一般事件處理時延不大于 10 分鐘。

c）數(shù)據(jù)更新周期：不小于 5 分鐘更新所有的路側(cè)設(shè)備感知數(shù)據(jù)。

d）擁堵狀態(tài)識別：至少在 5 分鐘內(nèi)更新一次；

9.3 信息服務(wù)

9.3.1 交通信息發(fā)布

交通信息發(fā)布性能應(yīng)滿足以下要求：

a）緊急事件發(fā)布時延：<1 分鐘；

b）發(fā)布方式：支持廣播、網(wǎng)絡(luò)、APP 或者車載智能終端發(fā)布交通狀態(tài)信息。

9.3.2 第三方應(yīng)用服務(wù)

第三方應(yīng)用服務(wù)性能應(yīng)滿足以下要求：

a）支持不同的應(yīng)用服務(wù)商接入基礎(chǔ)服務(wù)平臺，接入帶寬不低于 1Mbps；

b）支持第三方應(yīng)用服務(wù)商數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率不低于 1Mbps；

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

9.3.3 車路協(xié)同應(yīng)用服務(wù)

9.3.3.1 道路管控服務(wù)

道路管控服務(wù)應(yīng)滿足以下要求：

a）支持全覆蓋的交通狀態(tài)監(jiān)控服務(wù)能力；

b）支持車道級管控服務(wù)；

9.3.3.2 高精度地圖服務(wù)

高精度地圖服務(wù)應(yīng)滿足以下要求：

a）車路協(xié)同的高精度地圖服務(wù)能力可支持 1 米以內(nèi)（車速<120km/h）；

b）自動駕駛的高精度地圖服務(wù)能力可支持 20cm 以內(nèi)（車速<120km/h）。

9.3.3.3 高精度定位服務(wù)

高精度定位服務(wù)應(yīng)滿足以下要求：

a）車路協(xié)同的高精度定位服務(wù)能力可支持 1 米以內(nèi)；

b）自動駕駛的高精度定位服務(wù)能力可支持 20cm 以內(nèi)。

c）車路協(xié)同的高精度定位服務(wù)的時延小于 100ms，自動駕駛的高精度定位服務(wù)時延小于 10ms。

9.4 可靠性

9.4.1 路側(cè)設(shè)備

免維護(hù)工作時間不低于 5 萬小時。

9.4.2 車載設(shè)備