智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與X（人、車、路、云端等）智能信息交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實(shí)現(xiàn)“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛，并最終可實(shí)現(xiàn)替代人來操作的新一代汽車。

1、概述

車路協(xié)同平臺(tái)綜合感知、通信、計(jì)算、控制等技術(shù)，基于標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)物理空間與信息空間中包括“車、交通、環(huán)境”等要素的相互映射，標(biāo)準(zhǔn)化交互與高效協(xié)同、利用云計(jì)算大數(shù)據(jù)能力，解決系統(tǒng)性的資源優(yōu)化與配置問題。

平臺(tái)為智能汽車及其用戶、管理及服務(wù)機(jī)構(gòu)等提供車輛運(yùn)行、基礎(chǔ)設(shè)施、交通環(huán)境、交通管理等動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具有高性能信息共享、高實(shí)時(shí)性云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、信息安全等基礎(chǔ)服務(wù)機(jī)制，支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)際應(yīng)用需求的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)。主要包含標(biāo)準(zhǔn)化互聯(lián)互通和共性基礎(chǔ)支持兩方面。其中標(biāo)準(zhǔn)化互聯(lián)互通包括統(tǒng)一交互標(biāo)準(zhǔn)化語言，減少多領(lǐng)域協(xié)同時(shí)在理解和認(rèn)識(shí)上的差異化；針對車輛與各類資源互聯(lián)互通的實(shí)際應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)設(shè)施體系部署與分段實(shí)施路徑。共性技術(shù)支持包括提供針對智能網(wǎng)聯(lián)具體應(yīng)用需求的基礎(chǔ)、共性技術(shù)服務(wù)，包括數(shù)據(jù)的安全性管理，存儲(chǔ)，運(yùn)維，大數(shù)據(jù)計(jì)算、仿真與測試評價(jià)技術(shù)等；為解決異構(gòu)集成、互操作等實(shí)際業(yè)務(wù)需求提供一系列標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)接口與工具集。

平臺(tái)包含了面向效率和面向安全兩個(gè)方面。其中面向效率包括基于車路協(xié)同信息的交叉口智能控制技術(shù)、基于車路協(xié)同信息的集群誘導(dǎo)技術(shù)、交通控制與交通誘導(dǎo)協(xié)同優(yōu)化技術(shù)、動(dòng)態(tài)協(xié)同專用車道技術(shù)、精準(zhǔn)停車控制技術(shù)。面向安全包括智能車速預(yù)警與控制，彎道測速/側(cè)翻事故預(yù)警、無分隔帶玩到安全會(huì)車、車間距離預(yù)警與控制、臨時(shí)性障礙預(yù)警。

平臺(tái)面向產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用，面向全行業(yè)提供體系化的安全，高效，節(jié)能等在內(nèi)的汽車智能網(wǎng)聯(lián)駕駛應(yīng)用，以及包括共享汽車，電子支付等一系列新型汽車應(yīng)用形態(tài)；為測試開發(fā)體系，公共服務(wù)體系，保險(xiǎn)體系，醫(yī)療體系等提供協(xié)同化的實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2、需求與應(yīng)用場景分析

根據(jù)中國汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《合作式智能運(yùn)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/CSAE53-2017），車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)功能涵蓋安全、效率和信息服務(wù)三大類17個(gè)應(yīng)用。

表 1 一期應(yīng)用列表

車路協(xié)同服務(wù)的需求可以從政府、企業(yè)和個(gè)人三方面的需求分析。政府監(jiān)管部門通過車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對交通進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管、交通行業(yè)管理和交通規(guī)劃管理。

企業(yè)包括智能汽車研發(fā)企業(yè)和運(yùn)營企業(yè)兩大類。智能汽車研發(fā)企業(yè)可以通過車路協(xié)同提供的超視距信息服務(wù)、地圖服務(wù)等為無人駕駛汽車提供更完備的服務(wù)。運(yùn)營企業(yè)可以通過車路協(xié)同服務(wù)提高運(yùn)營效率和安全性。

圖 2?1 車路協(xié)同需求與應(yīng)用場景分析圖

個(gè)人服務(wù)現(xiàn)實(shí)階段可以得到車路協(xié)同的安全和交通誘導(dǎo)信息服務(wù)，遠(yuǎn)期當(dāng)車路系統(tǒng)完善后可以實(shí)現(xiàn)車輛遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)控制。

3、總體方案

3.1、V2X分級體系架構(gòu)

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)具備邊緣計(jì)算能力后，許多核心層和終端層的計(jì)算負(fù)荷都可以整合到邊緣層進(jìn)行，極大地降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，也為低時(shí)延賦能。

（1）終端層

車輛終端層決策的最大優(yōu)勢為時(shí)延小，主要進(jìn)行與車輛安全性緊密相關(guān)的決策，如緊急剎車制動(dòng)等。

（2）邊緣云

該層配備的MEC平臺(tái)具有強(qiáng)大的計(jì)算能力和虛擬化能力，能夠承載多種自動(dòng)駕駛應(yīng)用。并且能夠?qū)緮?shù)據(jù)進(jìn)行匹配分流，在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邊緣完成對自動(dòng)駕駛車輛數(shù)據(jù)分析處理。

（3）核心層

覆蓋范圍極廣，計(jì)算能力最為強(qiáng)大，但由于距離機(jī)動(dòng)車較遠(yuǎn)，傳輸時(shí)延相對較大，主要進(jìn)行對時(shí)延要求不是特別敏感的初始規(guī)劃、道路級規(guī)劃、宏觀交通調(diào)度、車輛大數(shù)據(jù)監(jiān)管、全局路徑規(guī)劃和全局高精度地圖管理。如實(shí)時(shí)完成每個(gè)自動(dòng)駕駛車輛的道路級規(guī)劃，優(yōu)化整個(gè)道路交通網(wǎng)的車流。

圖 3?1 車路協(xié)同分級體系架構(gòu)

3.2、總體架構(gòu)

本次建設(shè)主要應(yīng)用都部署在云上。參考云計(jì)算分層模型，本方案云計(jì)算數(shù)據(jù)中心在橫向上分為數(shù)據(jù)源層、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)層、平臺(tái)服務(wù)（PaaS）層、行業(yè)應(yīng)用層（SaaS）。總體架構(gòu)如下圖。

圖 3?2 車路協(xié)同運(yùn)控平臺(tái)架構(gòu)

感知設(shè)備層通過采集視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、交通流檢測、違章監(jiān)測數(shù)據(jù)、事件監(jiān)測數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、手機(jī)信令數(shù)據(jù)、以及熱線或投訴電話的事件報(bào)告數(shù)據(jù)等，匯聚接入到云計(jì)算平臺(tái)，為云計(jì)算平臺(tái)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

IaaS基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層對政務(wù)云的服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源，進(jìn)行統(tǒng)一的、集中的運(yùn)維和管理。利用虛擬化技術(shù)按照用戶或者業(yè)務(wù)的需求，從池化資源層中選擇資源并打包，形成不同規(guī)模的計(jì)算資源。根據(jù)本方案的特點(diǎn)，基礎(chǔ)設(shè)施層還包括邊緣云計(jì)算資源，主要用于路口和小區(qū)級別的車路協(xié)同感知信息處理和實(shí)時(shí)信息發(fā)布。

PaaS平臺(tái)服務(wù)層依托基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層，通過開放的架構(gòu)，提供共享云計(jì)算的有效機(jī)制。構(gòu)建在虛擬服務(wù)器集群之上，把端到端的分布式軟件開發(fā)、部屬、運(yùn)行環(huán)境以及復(fù)雜的應(yīng)用程序托管當(dāng)作服務(wù)提供給用戶。PaaS平臺(tái)服務(wù)層依托基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層，建立系統(tǒng)應(yīng)用所必須的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和主題數(shù)據(jù)庫，為系統(tǒng)提供共享數(shù)據(jù)服務(wù)。

SaaS應(yīng)用層包括協(xié)同感知系統(tǒng)、交通管控協(xié)調(diào)系統(tǒng)、駕駛安全信息服務(wù)系統(tǒng)、交通信息服務(wù)系統(tǒng)、終端APP應(yīng)用系統(tǒng)和無人駕駛服務(wù)系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)。

客戶端車載終端、移動(dòng)終端、可變誘導(dǎo)屏、智慧城市指揮中心大屏幕等為政府部門、交通管理部門、企業(yè)和普通民眾提供交通的各種服務(wù)。

3.3、邊云框架

邊緣計(jì)算不是單一的部件，也不是單一的層次，而是涉及到EC-IaaS、EC-PaaS、EC-SaaS的端到端開放平臺(tái)。典型的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)一般涉及網(wǎng)絡(luò)、虛擬化資源、RTOS、數(shù)據(jù)面、控制面、管理面、行業(yè)應(yīng)用等，其中網(wǎng)絡(luò)、虛擬化資源、RTOS等屬于EC-IaaS能力，數(shù)據(jù)面、控制面、管理面等屬于EC-PaaS能力，行業(yè)應(yīng)用屬于EC-SaaS范疇。

邊云協(xié)同的能力涉及IaaS、PaaS、SaaS各層面的全面協(xié)同。EC-IaaS與云端IaaS應(yīng)可實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)、虛擬化資源、安全等的資源協(xié)同；EC-PaaS與云端PaaS應(yīng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同、智能協(xié)同、應(yīng)用管理協(xié)同、業(yè)務(wù)管理協(xié)同；EC-SaaS與云端SaaS應(yīng)可實(shí)現(xiàn)服務(wù)協(xié)同。

圖3?3 邊云協(xié)同能力框架

4、車路協(xié)同應(yīng)用系統(tǒng)

4.1協(xié)同感知系統(tǒng)

車輛獲取的信息既有來自車載傳感器（激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、視頻、GPS／BD等）的各種數(shù)據(jù)（自己的位置、狀態(tài)，周邊目標(biāo)的位置、速度），也有來自外部傳感器（協(xié)同獲取的其他車輛 GPS/BD、路側(cè)設(shè)備微波雷達(dá)、信號機(jī)等）的數(shù)據(jù)（周邊目標(biāo)的位置、速度、特征、狀態(tài)；周邊道路狀態(tài)；路口信號燈狀態(tài)等），這些數(shù)據(jù)特征差異很大，需要在協(xié)同感知系統(tǒng)進(jìn)行融合。

4.1.1 道路交通路側(cè)感知系統(tǒng)

路側(cè)感知系統(tǒng)是由安裝在道路上的地磁、超聲波、紅外、RFID、信標(biāo)、視頻檢測器和道路氣象站、路面、路況檢測器等組成，該子系統(tǒng)又分為道路交通感知模塊、道路氣象感知模塊和路面狀況感知模塊3部分。

4.1.2 車載感知系統(tǒng)

車載感知系統(tǒng)是由安裝在車輛上的各種車輛運(yùn)行參數(shù)傳感器、車載攝像頭和雷達(dá)、GPS衛(wèi)星定位裝置以及車載微處理單元等組成。該子系統(tǒng)又分為車輛感知模塊、環(huán)境感知模塊和GPS定位模塊3部分。

4.1.3 多傳感器信息融合系統(tǒng)

多傳感器信息融合系統(tǒng)也是協(xié)同感知系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。信息融合系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將來自多個(gè)傳感器或多源的觀測信息進(jìn)行分析、綜合處理。從而得出決策和估計(jì)任務(wù)所需的信息的處理過程。信息融合的基本原理是：充分利用傳感器資源，通過對各種傳感器及人工觀測信息的合理支配與使用。將各種傳感器在空間和時(shí)間上的互補(bǔ)與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則或算法組合來，產(chǎn)生對觀測對象的一致性解釋和描述。車路協(xié)同系統(tǒng)需要處理大量的源自路網(wǎng)的各種車載感知信息和路側(cè)感知信息，如果運(yùn)用數(shù)據(jù)融合技術(shù)對其進(jìn)行數(shù)據(jù)級融合、特征級融合以及決策級融合，將有利于通過對信息的優(yōu)化和組合從中獲得更多的有效信息。

4.1.4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

在車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)中，邊緣計(jì)算、局部計(jì)算和云端計(jì)算組成了數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。在這樣的復(fù)雜新型交通系統(tǒng)里面才能很好的解決協(xié)同和控制問題。邊緣計(jì)算主要是路測計(jì)算單元；局部的是情景中的集中部分，比如說路側(cè)的信號機(jī)為核心的區(qū)域計(jì)算單元；云端計(jì)算的就是中心。三者結(jié)合形成有機(jī)的計(jì)算平臺(tái)，分配好計(jì)算任務(wù)才能解決問題。該系統(tǒng)主要用于海量交通數(shù)據(jù)的處理，分析計(jì)算道路交通狀態(tài)、大規(guī)模車輛誘導(dǎo)策略、智能交通調(diào)度等。

（1）通過邊緣計(jì)算與云計(jì)算，綜合分析交通與空間、氣象與道路等信息以及與GIS匹配等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道路上的交通異常或潛在的交通危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對道路交通狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測；

（2）通過對區(qū)域交通數(shù)據(jù)的綜合分析，提出科學(xué)合理的交通組織與優(yōu)化對策，實(shí)現(xiàn)對全路網(wǎng)交通的有效組織與疏導(dǎo)；

（3）通過對單個(gè)車輛運(yùn)行軌跡和運(yùn)行參數(shù)的分析，由邊緣計(jì)算單元實(shí)現(xiàn)對個(gè)別違章車輛的實(shí)時(shí)預(yù)警或交通事故車輛的實(shí)時(shí)報(bào)警；

（4）通過對特定車輛監(jiān)視及行駛參數(shù)的分析，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑的誘導(dǎo)；

（5）通過對氣象條件與道路路況信息的綜合分析，實(shí)現(xiàn)對道路路況條件與惡劣氣象條件的提前預(yù)警；

（6）通過對交通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、編輯、檢索、查詢和分析等綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的信息協(xié)同、數(shù)據(jù)共享與互通，提高交通信息的綜合利用度。

云計(jì)算的應(yīng)用，一方面可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速部署，在短期內(nèi)為交通用戶提供信息服務(wù)；另一方面，平臺(tái)具有的強(qiáng)大運(yùn)算能力、最新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和廣泛的服務(wù)支持，能夠?qū)C合交通服務(wù)起到強(qiáng)大的支撐作用。云平臺(tái)則可以根據(jù)用戶的需求及道路交通的實(shí)際情況、異常交通因素等，進(jìn)行大范圍的交通數(shù)據(jù)的分析、計(jì)算與規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)宏觀區(qū)域的交通組織與優(yōu)化，并通過服務(wù)整合為路網(wǎng)中車載終端提供更豐富、更富有價(jià)值的綜合交通服務(wù)等。

圖 4?1 車路協(xié)同交通感知數(shù)據(jù)處理流程

4.2交通管控協(xié)調(diào)系統(tǒng)

交通控制與誘導(dǎo)系統(tǒng)是由安裝在道路沿線的信號控制裝置、可變信息板和路旁廣播等裝置組成，該子系統(tǒng)能夠通過通信裝置接收來自車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)的交通控制信息，實(shí)現(xiàn)對道路上車輛的交通信號實(shí)時(shí)控制；也可接收來自車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)的交通誘導(dǎo)信息，實(shí)現(xiàn)對特定路段或特定區(qū)域交通誘導(dǎo)信息的發(fā)布。該系統(tǒng)發(fā)布的信息主要是該路段或區(qū)域內(nèi)的群體車輛，也可以是指定車輛；該系統(tǒng)的控制與信息發(fā)布主要依賴路側(cè)各種信息發(fā)布裝置，如信號燈、交通誘導(dǎo)屏等。

（1）智能紅綠燈預(yù)警/紅綠燈車速引導(dǎo)系統(tǒng)

基于車路協(xié)同技術(shù)，當(dāng)汽車在接近信號交叉口時(shí)，接收來自路側(cè)單元的信號配時(shí)和交叉口地理信息，通過計(jì)算車輛行駛速度和加速度，結(jié)合信號配時(shí)和地理信息，判斷本車在剩余綠燈時(shí)間內(nèi)能否安全通過交叉路口，如果存在違規(guī)風(fēng)險(xiǎn)，車輛將受到相應(yīng)的告警，如果判定可以通過，給出建議車速。

（2）特殊車輛信號優(yōu)先系統(tǒng)

基于車路協(xié)同技術(shù)，當(dāng)特殊車輛（救護(hù)車、消防車等）接近信號控制交叉口時(shí)，車載單元向路口信號控制機(jī)發(fā)送特殊車輛定位距離和當(dāng)前車速信息，由智能路側(cè)單元計(jì)算出的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，信號控制機(jī)根據(jù)當(dāng)前信號的狀態(tài)，對相位進(jìn)行紅燈早斷、綠燈延時(shí)等干預(yù)操作，保證特殊車輛的順利通過。

4.3駕駛安全信息服務(wù)系統(tǒng)

車輛行駛安全信息服務(wù)系統(tǒng)主要用于對道路交通異常狀態(tài)、單車運(yùn)行異常狀況、惡劣天氣與路況異常變化等情況提前預(yù)警和實(shí)時(shí)報(bào)警，以便最大限度地減少交通異常所造成的損失。車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)可根據(jù)監(jiān)測目標(biāo)數(shù)目的多少采用單屏多窗口或者多屏幕顯示方式，分別監(jiān)測不同的目標(biāo)和區(qū)域。一旦發(fā)現(xiàn)或預(yù)測到可能發(fā)生的交通異常或交通危險(xiǎn)，則以聲光報(bào)警方式發(fā)出預(yù)報(bào)或報(bào)警信息，并鎖定和顯示報(bào)警目標(biāo)，提示工作人員及時(shí)處理警情。

（1）智能交叉口預(yù)警

基于車車通信技術(shù)，兩輛在不同道路行駛的網(wǎng)聯(lián)汽車接近交叉口時(shí)，根據(jù)車輛速度、位置、行駛方向等信息，利用碰撞算法判別，如存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，則向兩輛網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)出告警，提示避讓。

在交通基礎(chǔ)設(shè)施不完善或者郊區(qū)普通道路或公路交叉路口，車輛在交叉路口左轉(zhuǎn)，與對向來車存在碰撞危險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)基于無線通信技術(shù)應(yīng)對駕駛員進(jìn)行預(yù)警。避免或減輕側(cè)向碰撞，提高交叉口通行安全。

（2）智能人車沖突預(yù)警

基于車路協(xié)同技術(shù)，以紅外視頻、微波等檢測器作為行人檢測設(shè)備，通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)判斷人車沖突隱患，在路側(cè)通過顯示屏及語音提示器，提醒行人注意通行安全，在車內(nèi)通過車載設(shè)備提醒網(wǎng)聯(lián)汽車注意行人。

車輛行駛過程中，路側(cè)感知單元檢測到的行人、非機(jī)動(dòng)車位置與人、車的GNSS信息在平臺(tái)融合處理，并實(shí)時(shí)接收行人過街請求，再通過車路通信，把人行道及其周圍環(huán)境的行人、自行車的位置信息以及行人過街信息發(fā)布給車輛，同時(shí)，也可以向行人、非機(jī)動(dòng)車的手機(jī)發(fā)布安全提示信息，以防止事故的發(fā)生。

（3）行車超視距服務(wù)

將道路前方路側(cè)視頻或前車車內(nèi)視頻傳輸給周邊汽車，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)汽車超視距（如1km）接受前方道路交通信息。

車輛行駛在道路上時(shí)，與前車存在一定距離，當(dāng)前車進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，后車將通過無線通信技術(shù)收到這一信息，并通過車載終端對駕駛員進(jìn)行預(yù)警。

（4）盲區(qū)預(yù)警/變道輔助

當(dāng)汽車準(zhǔn)備實(shí)施變道操作時(shí)（例如激活轉(zhuǎn)向燈等），若其相鄰車道上有同向行駛的車輛出現(xiàn)在網(wǎng)聯(lián)汽車的盲區(qū)時(shí)，換道告警應(yīng)用對網(wǎng)聯(lián)汽車進(jìn)行提醒，避免其與相鄰車道上的車輛發(fā)生側(cè)向碰撞，保證變道安全。

在道路行駛過程中，因借用逆向車道超車，與逆向車道上的逆向行駛車存在碰撞危險(xiǎn)時(shí)，及時(shí)對車輛駕駛員進(jìn)行預(yù)警。輔助駕駛員避免或減輕超車過程中產(chǎn)生的碰撞，提高逆向超車通行安全。

（5）道路施工預(yù)警

基于車路協(xié)同技術(shù)，當(dāng)網(wǎng)聯(lián)汽車接近施工區(qū)域前，智能路側(cè)單元向特定范圍內(nèi)的網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)送施工信息預(yù)警，提醒車輛注意施工區(qū)域及施工人員，適用于可視條件不好的環(huán)境。

（6）限速提醒

基于車路協(xié)同技術(shù)，通過智能路側(cè)單元將結(jié)合天氣、交通流量、施工、事故等信息動(dòng)態(tài)調(diào)整限速信息、或前方道路的彎道限速信息向周邊廣播，為網(wǎng)聯(lián)汽車提供可變限速提醒。

（7）前向碰撞預(yù)警

系統(tǒng)通過GPS定位系統(tǒng)和無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)前向車輛距離過近時(shí)提前預(yù)警。以保護(hù)人員及車輛安全，主要針對追尾等前向碰撞事故，降低城市道路交通事故率。

（8）異常車輛預(yù)警

當(dāng)感知系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有車在行駛中打開故障報(bào)警燈時(shí)，邊緣計(jì)算單元根據(jù)車輛狀態(tài)（靜止或慢速）若分析其屬于異常車輛，并可能影響影響本車行駛路線時(shí)，通過無線通信技術(shù)將這一狀況發(fā)布至車載終端，對駕駛員進(jìn)行預(yù)警。適用于城市及郊區(qū)普通道路及公路的交叉口、環(huán)島入口等環(huán)境中的異常車輛提醒。幫助駕駛員及時(shí)發(fā)現(xiàn)前方異常車輛，從而避免或減輕碰撞，提高通行能力。

（9）道路危險(xiǎn)狀況提示

車輛行駛到潛在危險(xiǎn)狀況（如橋下存在較深積水、路面有深坑、道路濕滑、前方急轉(zhuǎn)彎等）路段，存在發(fā)生事故風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，邊緣計(jì)算單元對周圍車輛進(jìn)行預(yù)警，便于駕駛員提前進(jìn)行處置，提高車輛對危險(xiǎn)路況的感知能力，降低駛?cè)朐撐ｋU(xiǎn)區(qū)域的車輛發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。

（10）緊急車輛提醒

基于車車通信技術(shù)，將救援車輛（救護(hù)車、消防車等）的位置和移動(dòng)方位信息向特定范圍內(nèi)的網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)送，提示網(wǎng)聯(lián)汽車提前做好讓行準(zhǔn)備。

（11）闖紅燈預(yù)警

經(jīng)過有信號控制的交叉口或車道時(shí)，由于前方有大車遮擋視線或惡劣天氣影響視線，或由于其他原因駕駛員看不清信號燈的，系統(tǒng)檢測車輛當(dāng)前所處位置和速度等，通過計(jì)算預(yù)測車頭經(jīng)過停車線時(shí)信號燈的狀態(tài)，若系統(tǒng)認(rèn)定車輛存在不按信號燈規(guī)定或指示行駛的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，向駕駛員進(jìn)行預(yù)警。

4.4駕駛安全輔助控制系統(tǒng)

對于特定生產(chǎn)或改裝的，經(jīng)過授權(quán)控制的特種車輛、公務(wù)車輛、公共汽車、營運(yùn)車輛等，系統(tǒng)可以在緊急的情況下，對車輛進(jìn)行控制，以避免事故的發(fā)生。

對車輛的自動(dòng)控制包括剎車、轉(zhuǎn)向與油門控制。駕駛安全輔助控制系統(tǒng)可以利用V2X低延時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)需要對車輛采取控制措施，避免因駕駛員反應(yīng)不及時(shí)引發(fā)的事故。

圖 4?2 傳統(tǒng)油門踏板與電子油門控制系統(tǒng)對比

4.5交通信息服務(wù)系統(tǒng)

4.5.1 路況交通信息服務(wù)

主要用于對前方道路擁堵狀況、道路危險(xiǎn)狀況、事故狀況、道路施工狀況和車輛故障狀況發(fā)布給駕駛員，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警和實(shí)時(shí)報(bào)警，提醒駕駛員避開擁擠道路，以便最大限度地減少交通異常所造成的損失。

4.5.2 精確定位服務(wù)

車載終端集成衛(wèi)星定位模塊，可以利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)車輛定位。第一，因?yàn)樵撓到y(tǒng)同時(shí)集成了衛(wèi)星定位模塊和移動(dòng)通信模塊，通過利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)輔助GPS來給車輛提供實(shí)時(shí)定位信息。這樣就可以大幅提升系統(tǒng)搜索定位時(shí)間、提高定位精度同時(shí)還可以在衛(wèi)星信號無法覆蓋的區(qū)域內(nèi)提供定位服務(wù)。第二，可以通過對定位數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后上傳至專業(yè)服務(wù)平臺(tái)還可以拓展出很多其他服務(wù)。例如，緊急救援服務(wù)、智能交通管理、車輛防盜等。

特別是智能交通管理，如果可以精確獲取一定區(qū)域內(nèi)的車輛實(shí)時(shí)位置信息，就可以在此基礎(chǔ)上對交通流進(jìn)行有效管理，并結(jié)合通信服務(wù)等將疏導(dǎo)信息傳達(dá)到駕駛?cè)藛T，進(jìn)而解決交通擁堵問題。同時(shí)，統(tǒng)一的定位信息也可以為交通管理提供第一手的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4.5.3 路徑導(dǎo)航服務(wù)

車載終端可以有選擇的接入全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，從而得到定位數(shù)據(jù)。進(jìn)而當(dāng)在終端上標(biāo)注出目的地后，終端便會(huì)自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前的位置，依據(jù)距離和道路等級為車主設(shè)計(jì)行車路線。結(jié)合智能交通服務(wù)，道路上的車輛都將自身的定位數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)服務(wù)器上，導(dǎo)航系統(tǒng)可以綜合距離、道路等級和當(dāng)前實(shí)時(shí)路況來為用戶設(shè)計(jì)更加優(yōu)化路線。另外，這項(xiàng)服務(wù)還要依賴于地圖數(shù)據(jù)服務(wù)商提供高精度地圖數(shù)據(jù)。

4.5.4 車輛緊急救援求助服務(wù)

通過在車輛上安裝相關(guān)傳感器并在車載終端上安裝相關(guān)軟件可以最大限度地減少道路交通事故中因救援遲緩造成的人員傷亡。如在發(fā)生嚴(yán)重交通事故后，即使司機(jī)和乘客失去知覺不能撥打電話，該終端也能夠自動(dòng)撥叫緊急救援電話，并且自動(dòng)報(bào)告事故車輛所處的位置。車載終端綜合使用衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信手段，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的手動(dòng)或者自動(dòng)報(bào)警和救援呼叫，最大限度地減少道路交通事故中因救援遲緩造成的損失。

4.5.5 車輛維護(hù)保養(yǎng)信息服務(wù)

在車輛運(yùn)行過程中，感知系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)向駕駛員顯示或報(bào)告車輛運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀況，一旦出現(xiàn)車輛運(yùn)轉(zhuǎn)異常狀況，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出預(yù)警或報(bào)警信息提醒駕駛?cè)藛T密切注意車輛自身運(yùn)轉(zhuǎn)情況并采取應(yīng)急措施。

車載感知系統(tǒng)檢測車輛自身運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并通過車載通信模塊及其它通信設(shè)施，實(shí)現(xiàn)由監(jiān)控中心對車輛各種工況的遠(yuǎn)程監(jiān)測，平臺(tái)對此為駕駛員提供目的地或者沿途的維護(hù)與保養(yǎng)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的信息。

4.6車輛安全信用評價(jià)系統(tǒng)

根據(jù)車輛行駛記錄大數(shù)據(jù)，對車輛行駛安全性進(jìn)行分析和評價(jià)，給出車輛行駛安全信用的綜合評價(jià)，建立車輛安全信用評價(jià)數(shù)據(jù)檔案。可對車輛車主進(jìn)行有針對性的安全教育，重點(diǎn)對安全信用評價(jià)不好的大型客、貨車進(jìn)行安全監(jiān)督。保險(xiǎn)公司可以根據(jù)車輛司機(jī)的安全信用提供有針對性的汽車安全保險(xiǎn)服務(wù)。

4.7無人駕駛輔助系統(tǒng)

目前絕大多數(shù)的無人車技術(shù)方案都可以稱為“單車智能”，這種技術(shù)方案由于自身傳感器等的局限，不能達(dá)到安全的要求。車路協(xié)同技術(shù)可以通過寬帶、低延時(shí)的無線網(wǎng)將感知的道路和交通環(huán)境實(shí)時(shí)傳遞給無人車，拓展無人車的感知空間，輔助無人車達(dá)到L5級別的自動(dòng)駕駛水平。

4.8車載終端服務(wù)

車載終端應(yīng)用系統(tǒng)是無線通信技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和車載電腦綜合的產(chǎn)物。車載終端可以提供以下服務(wù)：

（1）實(shí)時(shí)為過往車輛提供實(shí)時(shí)的車輛安全信息，提示司機(jī)可能疏忽或者無法了解的危險(xiǎn)，及時(shí)采取措施，提高駕駛安全性。

（2）通過終端接收并查看交通地圖、路況介紹、交通信息、安全與治安服務(wù)，實(shí)時(shí)確認(rèn)當(dāng)前位置，及時(shí)反饋預(yù)警與報(bào)警。

（3）汽車在行駛過程中出現(xiàn)故障時(shí)，通過無線通信連接車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程車輛診斷，內(nèi)置在車輛的車載感知單元記錄汽車主要部件的工作狀態(tài)，并隨時(shí)為駕駛員和平臺(tái)提供準(zhǔn)確的故障位置和原因。

（4）可以了解臨近停車場的車位狀況和娛樂信息服務(wù)等，后排座位可以玩電子游戲、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)（包括金融、新聞、郵件等）。

圖 4?3 車載終端

5、小結(jié)

車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)利用LTE/5G V2X寬帶、低延時(shí)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)從終端到路側(cè)邊緣端再到云端的瞬時(shí)通信，對實(shí)時(shí)交通大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研判，對車輛安全和高效行駛提供信息服務(wù)（甚至是遠(yuǎn)程遙控）。解決自主自動(dòng)駕駛汽車對周邊環(huán)境感知的不足問題，可大幅度低成本地提升自動(dòng)駕駛汽車的水平。

車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)是政府部門利用政策優(yōu)勢為自動(dòng)駕駛汽車行業(yè)發(fā)展提供的最直接的服務(wù)。也是未來城市智慧交通發(fā)展的必由之路。

車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)可由政府建設(shè)，成立專門的運(yùn)營公司運(yùn)營。運(yùn)營車路協(xié)同服務(wù)平臺(tái)的公司可以通過為車企、保險(xiǎn)公司提供大數(shù)據(jù)服務(wù)盈利。可以為政府交通相關(guān)部門提供數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益。