智慧高速公路车路协同系统框架及要求
智慧高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)框架及要求
一、范圍
本標準規(guī)定了智慧高速公路車路協(xié)同的系統(tǒng)架構、功能要求和性能要求。
本標準適用于智慧高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)的建設、管理、運營、信息服務等領域。
二、規(guī)范性引用文件
下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構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)應用層及應用數(shù)據(jù)交互標準
T/ITS 0097-2018 合作式智能運輸系統(tǒng) 通信架構
T/ITS 0098-2018 合作式智能運輸系統(tǒng) 增強應用
三、術語、定義和縮略語
3.1 術語和定義
下列術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)網技術，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（Cellular Vehicle to Everything）
DSRC：專用短程通信技術（Dedicated Short Range Communication）
LTE：長期演進技術（Long Term Evolution）
MEC：多接入邊緣計算（Multi-access Edge Computing）
OBU:車載單元（On Board Unit）
RSU：路側單元（Road Side Unit）
T-Box：車聯(lián)網控制單元（Telematics-Box，又稱 TCU）
TSP：內容服務提供者（Telematics Service Provider）
四、系統(tǒng)架構
4.1 整體架構
車路協(xié)同系統(tǒng)架構示例見圖 1，應包括車載終端、路側設備、通信網絡、應用平臺 4 個層級，各層級之間的通信接口種類應符合附錄 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、導航終端等終端單元或設備。
4.3 路側設備
路側設備可分為以下幾類：
a) 路側計算設備：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備，包括MEC、數(shù)據(jù)處理單元等。
b) 路側通信設備：與車載終端進行無線通信的設備，包括支持V2I通信的RSU、支持V2N的通信基站等。
c) 路側感知設備：交通環(huán)境和道路交通狀態(tài)的感知設備，包括攝像機、毫米波雷達、激光雷達等。
光纖傳感器、RFID標簽等橋梁、隧道、邊坡等基礎設施的運行狀態(tài)和安全的感知設備，以及檢測能見度、溫度、濕度、風、路面濕滑狀態(tài)等氣象信息的環(huán)境監(jiān)控設施感知到的信息，可通過基礎設施數(shù)據(jù)接口發(fā)送給車路協(xié)同系統(tǒng)。
d) 電子標志標線：數(shù)字化路側標志牌、情報板，以及可穿越冰雪、雨水、塵土的車道標志設備等。
4.4 通信網絡
通信網絡主要包括：
a) 光纖、以太網等有線網絡。
b) LTE、LTE-V2X、NR-V2X、4G/5G蜂窩網、DSRC、物聯(lián)網（NB-IOT）等無線通信網絡。
4.5 應用平臺
應用平臺匯聚道路的交通狀態(tài)信息、車輛狀態(tài)信息、路側設備狀態(tài)信息，并提供道路交通運營管理、運維和車路協(xié)同業(yè)務服務。
根據(jù)路網規(guī)模和管理需求，應用平臺可采用中心云和區(qū)域云兩級設置，或者只設置一個中心云平臺。
中心云平臺接入所有路側設備和車載終端的數(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)同調度和時延敏感業(yè)務的處理。
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
車載終端應支持單播和廣播方式與路側設備、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 路側設備
5.2.1 信息感知
具有信息感知的路側設備功能宜符合表 1 的規(guī)定。
5.2.2 事件分析
事件分析可由單一路側設備通過感知數(shù)據(jù)獨立分析，也可以由 MEC 等接收多個路側設備的感知數(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) 應支持行人闖入 非機動車闖入、拋撒物、火災、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
路側設備的通信功能要求如下：
a) RSU應支持廣播傳輸方式與車輛進行直連鏈路短程通信。
b) RSU應支持通過有線或蜂窩網絡與車路協(xié)同應用平臺通信。
c) MEC應支持通過有線網絡與車路協(xié)同應用平臺通信，同時支持與本地路側傳感器的有線通信。
5.2.4 遠程控制
攝像機、MEC、RSU 等路側設備應支持遠程軟件版本更新和算法更新功能。
5.3 通信網絡
5.3.1 有線通信網絡應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 無線通信網絡應支持 C-V2X 通信功能。
5.4 應用平臺
5.4.1 數(shù)據(jù)采集
應用平臺應采集所屬路段的車載終端和路側設備的上傳數(shù)據(jù)，并可接收第三方提供 數(shù)據(jù)，主要數(shù)據(jù)類型應包括但不限于表 2 的內容。
5.4.2 通信
a) 應用平臺應支持采用蜂窩通信方式與路側設備和車載終端通信，以及經 RSU 的 LTE-PC5 向車載終端廣播通信。
b) 應用平臺應支持與第三方服務方進行有線或者無線通信。
5.4.3 通用系統(tǒng)服務
應用平臺應具備基本的數(shù)據(jù)中心服務功能，其通用系統(tǒng)服務包括：
a) 數(shù)據(jù)存儲：支持多源數(shù)據(jù)的提取、清洗、關聯(lián)、比對、標識、分發(fā)功能，可按照應用需求形成不同的主題數(shù)據(jù)庫，支持數(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：將來自路側設備、車載終端和第三方的數(shù)據(jù)信息進行即時處理，生成預警和報警信息，根據(jù)應用需求發(fā)給車載終端、路側設備或者第三方。
c) 數(shù)據(jù)接口：支持與車載終端、路側設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證功能，以及漏洞掃描、流量監(jiān)控、進程監(jiān)控、安全設置等基本安全防護要求
e) 人機界面：應支持人機交互界面，宜支持場景呈現(xiàn)服務。
f) 設備管理：應支持對接入的路側設備，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、設備管理、地圖管理服務等。
5.4.4 應用服務
應用平臺應具備提供管理區(qū)域的道路的交通狀態(tài)信息和管控信息、道路設施信息、車路協(xié)同信息以及車輛 TSP 服務信息，支持交通狀態(tài)分析、V2X 服務、交通管控服務能力。主要功能包括：
a) 交通信息分析析不同類型的數(shù)據(jù)內容，生成交通事故、交通擁堵、自然災害等預警信息，為運營放和交通管理部門發(fā)布限速、預警、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、有線和無線網絡、手機應用（APP）、車載智能終端等形式的交通狀態(tài)信息發(fā)布。
c) 對外服務應用接口：基于統(tǒng)一的第三方服務應用接口，為ITS系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)、車企平臺、地圖導航應用、出行服務應用等提供數(shù)據(jù)服務和應用服務。
d) 應用算法服務：應支持為第三方應用開發(fā)者提供應用托管和開發(fā)接口服務，包括算法管理（創(chuàng)建、訓練、發(fā)布）、訓練數(shù)據(jù)管理、模型構建引擎等，支持車路協(xié)同應用算法集中訓練、一體化部署等功能。應用算法包括：目標分類、目標跟蹤、危險檢測、危險決策預警、自動標定、多傳感器數(shù)據(jù)融合等。
5.5 功能分級
根據(jù)道路條件、路側設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)建設和升級的參考，分級應符合附錄 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不低于 5 萬小時。
6.2 路側設備
6.2.1 信息感知
路側設備的道路交通信息感知性能要求應符合表 3 的要求。
6.2.2 事件分析
攝像機自事件發(fā)生至生成結果的事件分析時間應<1s。
MEC自收到感知信息至生成結果的事件分析時間應<100ms。
6.2.3 通信時延
RSU 與 MEC 的通信時延<100ms。
6.2.4 可靠性
路側設備免維護工作時間應不低于 5 萬小時。
6.3 通信網絡
6.3.1 應用平臺與第三方應用服務商的數(shù)據(jù)通信接入帶寬應不低于 1Mbps。
6.3.2 第三方應用服務商數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囕d終端的時延應不大于 1 秒。
6.4 應用平臺
6.4.1 數(shù)據(jù)采集
6.4.1.1 數(shù)據(jù)存儲
基礎數(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)，如設備故障、事故報警、擁堵預警等數(shù)據(jù)。
6.4.2 應用服務
6.4.2.1 緊急事件發(fā)生到產生處理信息的時延應不大于 1 分鐘，一般事件處理時延應不大于 10 分鐘。
6.4.2.2 緊急事件從感知信息到廣播發(fā)布的時延應小于 1 分鐘。
6.4.2.3 車路協(xié)同應用的高精度地圖數(shù)據(jù)平面精度應達到車道級（分米級），自動駕駛應用的高精度地圖平面精度應達到厘米級。
6.4.2.4 支持自動駕駛的高精度定位性能，當車輛速度低于 30km/h 時平面定位精度應不低于 20cm，當車輛速度在 30km/h~80km/h 范圍內平面定位精度應不低于 30cm。
6.4.2.5 支持車路協(xié)同的高精度定位服務信息傳輸，從發(fā)送到終端接收的時延應小于 100ms，支持自動駕駛的高精度定位服務信息傳輸，從發(fā)送到終端接收的時延應小于 10ms。
6.4.3 可靠性
6.4.3.1 應用平臺故障率應小于 0.1%。
6.4.3.2 應用平臺故障恢復時間應不大于1小時。
6.4.3.3 應用平臺設備和系統(tǒng)的信息安全應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用。
b) T20：車載終端（OBU）之間的接口，支持 V2V 通信。
c) T21：OBU 與路側設備（RSU）之間的接口，由 T/ITS 0058-2016、T/ITS 0097-2018、T/ITS0098-2018 等標準定義。
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：路側設備與 緣云之間接口，由 T/ITS 0098-2018 定義。
g) T6：中心平臺與第三方應用之間的接口。
h) T7：路側計算設備與通信設備（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，分級定義應符 表B.1的規(guī)定，其中每一級都是在前一級基礎上的增強配置和應用服務升級。
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，支持設備接入、數(shù)據(jù)分析、事件轉發(fā)，提供低時延、高帶寬和高可靠性的車路協(xié)同業(yè)務，所支持的典型應用場景應包括但不限于表B.2的內容。
表 B.2 高速公路典型應用場景
總結
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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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