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1、目录1 .车路云一体化融合控制系统1.1.系统定位112 系统架构及组成2121 .系统架构 2122.云控基础平台31.23云控应用平台8124 .路侧基础设施8.通信网9.车辆及其他交通参与者 91.27相关支撑平台91.3. 系统特征10系统关键技术101.1.1. 云架构技术11资源调度技术111.1.2. 感知与时空定位技术 11车辆与交通控制技术 121.1.3. 云网一体化技术121.5.系统功能分类 122.车路云一体化融合控制系统产业相关方及应用15主要产业生态参与者及作用152.1.1. 政府及行业监管机构 15中心云接入网关:中心云的云-云网关,负责中心云之间和中心云与区
2、域云 之间的数据交互。数据仓库、计算引擎与大数据分析:数据仓库基于所连接区域云的交通历史 数据,实现多维度基础数据汇总,并由计算引擎进行大数据分析与处理,实现面 向领域的、全局的数据价值提升。中心云领域特定标准件:中心云主要功能表达为领域大数据分析标准件,用 于支撑智能网联汽车和智能交通领域大数据价值提升等云控应用功能建设。领域大数据分析标准件基于云网一体化底座,以汇聚的多个区域云数据为输 入,基于多个区域内车辆及其交通环境的多维度基础汇总数据,通过数据挖掘、 大数据计算与多维交互式分析,将领域数据分析结果以标准化API的形式提供 宏观交通数据分析的基础数据与数据增值服务。标准化分级共享接口:
3、与边缘云和区域云类似,包括标准化数据交互规范和 分级共享接口,支持全局道路交通态势感知、道路交通规划设计评估、驾驶行为 与交通事故分析、车辆故障分析和车险动态定价分析等全局范围云控应用的运行。1.2.3. 云控应用平台云控应用主要包括增强行车平安和提升行车效率与节能性的智能网联驾驶 应用、提升交通运行性能的智能交通应用,以及车辆与交通大数据相关应用。根 据云控应用对传输时延要求的不同,可以分为实时协同应用和非实时协同应用。云控应用是企业云控应用平台的核心功能。既有的企业云控应用平台多为各 类企业或相关单位根据各自需求建设而成。而在云控基础平台之上建设的云控应 用平台是面向智能网联汽车有效整合人
4、-车-路-云信息,结合V2X和车辆远程控 制技术,通过“端、边、云”协同,实现车辆行驶性能提升与运营全链路精细化管 理的协同管控平台。云控应用平台可获取最全的、标准化的智能汽车相关动态基 础数据,为企业提供基于产业各类需求的差异化、定制化服务,以支持网联式高 级别自动驾驶、盲区预警、实时监控、远程控制、远程升级、最正确路径规划、网 络平安监控等众多功能。1.2.4. 路侧基础设施云控系统的路侧基础设施通常布置于路侧杆件上,主要包括路侧单元(RSU)、 路侧计算单元(RCU)和路侧感知设备(如摄像头、毫米波雷达、激光雷达)、交通 信号设施如红绿灯等,以实现车路互联互通、环境感知、局部辅助定位、交
5、通信 号实时获取等功能。1.2.5. 通信网云控系统的通信网包括无线接入网、承载网和核心网等。云控系统集成异构 通信网络,使用标准化通信机制,实现智能网联汽车、路侧设备与三级云的广泛 互联通信。无线接入网提供车辆与周边环境的多样化通信能力,实现车与路侧基 础设施通信(V2I)、车间直通通信(V2V)、车与人通信(V2P)、车与网络 (V2N) /边缘云的通信。路侧设备与云控基础平台各级云由多级有线网络承载。云控系统利用5G、软件定义网络、时间敏感网络、高精度定位网络等先进通信 技术手段实现互联的高可靠性、高性能与高灵活性。1.2.6. 车辆及其他交通参与者云控系统的车辆包括网联辅助信息交互(1
6、级)、网联协同感知(2级)、 网联协同决策与控制(3级)等三种不同网联化1车辆,以及应急辅助(0级)、 局部驾驶辅助(1级)、组合驾驶辅助(2级)、有条件自动驾驶(3级)、高 度自动驾驶(4级)、完全自动驾驶(5级)等不同驾驶自动化等级2车辆。不同网联化和智能化等级车辆是云控平台的数据采集对象和服务对象。在数 据采集方面,对于具有联网能力的车辆,云控基础平台既可以直接通过车辆网联 设备采集车辆动态基础数据,也可以间接通过路侧智能感知获得车辆动态数据; 对于不具有网联能力的车辆,那么间接通过路侧智能感知获得车辆动态数据。在云 控服务方面,对于3级及以上驾驶自动化等级的车辆,可以直接接收云控平台输
7、 出的协同决策与控制数据,再由其车载智能计算平台或控制器做出响应;对于2 级及以下驾驶自动化等级的车辆,间接接收云控平台输出的协同决策数据,再由 其车载人机交互平台接收决策,并由单车或驾驶员完成控制;与车辆类似地,云控系统的其他交通参与者包括行人、骑行人等。云控基础 平台可以通过路侧智能系统采集其他交通参与者位置与速度信息,也可以通过在 云控基础平台已注册的其他交通参与者所携带的定位设备采集其位置与速度信 息,并基于云端融合感知向这些已注册的其他交通参与者提供平安预警服务。1.2.7. 相关支撑平台相关支撑平台是提供云控应用运行所需其他数据的专业平台,包括高精动态 地图、地基增强定位平台、气象
8、预警平台以及交通路网监测与运行监管平台等。 其中,高精动态地图是云控系统提供动态基础数据服务的主要载体,通过高精度1智能网联汽车技术路线图2.02 GB/T汽车驾驶自动化分级动态地图平台提供的地图引擎,基于动态基础数据可为云控基础平台提供实时更 新的动态状态数据;地基增强定位平台是利用GNSS卫星高精度接收机,通过地 面基准站网,利用卫星、移动通信、数字广播等播发手段,在服务区域内可为云 控基础平台提供1-2米、分米级和厘米级实时高精度导航定位服务;气象预警平 台通过道路沿线布设的气象站设备采集,通过识别能见度、雨量、风向、雷报、 大雾(团雾)等气象信息,可为云控基础平台提供实时天气状况;交通
9、路网监测 与运行监管平台可为云控基础平台提供路政、养护、服务区以及紧急事件等实时 信息。1.3. 系统特征云控系统是以云控基础平台为核心、基于共享模式、突破烟囱模式局限性的 一种新型信息物理架构,通过云控基础平台可以获得更为全面的交通动态基础数 据,有利于开展全局监测与控制。其具体特征包括:(1)车路云泛在互联:云控系统全域范围内车路云各异构节点,通过标准 化通信机制进行广泛互联通信,打通信息孤岛,构建起用于支持协同控制的闭环 通信链路。(2)交通全要素数字映射:云控系统通过对从车路云实时获取的交通系统 各要素状态信息进行分层融合,构建物理世界在数字世界的实时数字映射,统一 为不同的协同应用提
10、供运行所需实时基础数据。(3)应用统一编排:云控系统通过对协同应用的运行方式进行统一编排, 消解应用间行为冲突,利用各应用的优势能力,提升云控系统的车辆与交通运行 优化性能。(4)高效计算调度:云控系统通过对协同应用运行的动态位置及所用计算 资源进行统一调度,实现系统资源高效利用,确保协同应用在大并发下按需实时 运行,保障所服务车辆与交通的运行平安。(5)系统运行高可靠:云控系统通过车路感知融合、集中计算编排、应用 多重备份等方式,实现车辆与交通运行优化的高可靠性。1.4. 系统关键技术云控系统作为一类新型信息物理系统,融合了多种学科、不同领域的前沿技 术,其建设和开展需要攻克架构、感知、控制
11、和通信等方面众多关键技术,包括 边缘云架构技术、动态资源调度技术、感知与时空定位技术、车辆与交通控制技 术以及云网一体化技术等。1.4.1. 边缘云架构技术边缘云是实现云控系统高并发、按需运行实时类云控应用的新型技术手段。 实时类云控应用如高级别自动驾驶对信息传输的毫秒级时延和超高可靠要求远 远超越了传统云计算架构的技术能力,亟需通过边缘云的架构设计满足云控系统 的实际需要。边缘云架构的目的是将实时通信、实时数据交换与实时协同计算技术融为一 体,实现系统响应的实时性、数据传输的低时延与接入请求的高并发,以保证车 路云数据交换在应用层面满足自动驾驶控制对实时性与大并发下的可用性及信 息平安的实际
12、要求,并保证互操作性和易用性。相关技术工作包括,制定统一的 数据交互标准,开发基础数据分级共享接口,优化数据存储模型,建立高性能消 息系统,采用轻量级基础设施及虚拟化管理平台保障边缘云服务实时性,优化上 报与下发通信链路性能等。1.4.2. 动态资源调度技术云控系统需要运行大量应用以服务于智能网联汽车及交通系统各种场景。为 消解高并发下各应用在资源使用上的冲突和物理世界车辆行为的冲突,云控系统 要根据云控应用对实时性、通信方式、资源使用与运行方式等方面的要求,选择 服务的运行地点及所分配的资源,保障服务按需地实时可靠运行,保障所服务车 辆的行车平安。相关技术工作包括,以平台统一管理或自行管理的
13、方式进行负载 均衡、生命周期管理,并利用领域特定的规那么引擎按需调用云端车辆感知共享、 增强平安预警、车辆在线诊断、高精度动态地图、辅助驾驶、车载信息增强以及 全局协同等资源。1.4.3. 感知与时空定位技术智能网联汽车与路侧传感器的异构、多源与车辆分布不确定等特性,以及网 联自动驾驶对信息精度、实时性与可靠性的高要求,带来车路感知系统配置、路 侧感知部署、多源数据时间同步、多源异构数据关联等难题,对云控系统感知与 时空定位技术提出了挑战。云控系统中车与路感知性能,需要具有强工况适应性、 良好的鲁棒性能与确定的实时性,以产生实时、高精度、高可靠的动态基础数据, 满足网联式自动驾驶的感知需求以及
14、交通数字李生需求。云控系统中的交通参与 者位置、路侧设施位置、交通事件位置等信息,需要有可靠的精度保障、较低的 传输时延,以及复杂场景的可用性、平安冗余、鲁棒性等要求。高可靠高精度的 位置表达,需要结合高精地图、高精度定位技术建立基于语义特征的传感器数据 智能配准,从而保障云控系统各类应用服务中感知与时空定位的可靠性、准确性和可用性。1.4.4. 车辆与交通控制技术云控系统通过对车辆进行协同控制增强行车平安、提升行车效率和节能性, 通过对交通行为进行监测与调控保障交通运行效率。根据交通运行总体需求与交 通参与者个体的需求,亟需通过云控基础平台提供各类云控应用所需的单车、多 车、车与路及交通的协
15、同决策与协同控制等共性基础服务,以确保驾驶行为的规 范性和道路交通总体功能的协调性。1.4.5. 云网一体化技术智能网联汽车与智能交通业务对云控系统异构网络提出了较高的实时性、可 用性与并发性能要求。为满足较高服务质量需求,需要对通信节点与链路的工况 进行实时监测与预测,对高并发数据在网络中的路由与节点处理进行统一优化调 度。为此,应充分利用5G网络和MEC边缘计算技术扩展路侧计算单元的计算 和存储能力,通过在其上部署边缘云引入更多本地应用以支持更丰富的交通应用 场景,实现边缘计算和各层云的整合。云网一体化技术包括车云协同架构下的边 缘计算技术将边缘云下沉至离车辆最近的5G无线接入网侧,以支持
16、完成现场控 制级应用,如路口级实时控制;利用运营商提供的产业互联网专线和城域光纤的 综合通信网络技术将区域云划分为实时区域云和非实时区域云,以实现实时性与 弱实时性路网级的远程控制应用,如货车编队行驶属于区域云实时性要求较高的 规划和控制应用;车云、路云和云云网关技术以保障边缘云、区域云与中心云间 跨域数据的标准与高效通信;以及低时延高可靠V2X通信技术、计算一存储一通信 资源的联合优化管理技术和网络切片技术等。1.5. 系统功能分类云控系统能够增强车辆行车平安、提升行车效率和节能性以及提升交通运行 性能,离不开网联技术、自动驾驶技术与路侧基础设施的能力。基于云控应用的 服务方式,将云控系统的
17、功能分为4个类别,如表1所示。云控功能类别1仅实现对车辆感知性能的增强。车辆控制仍由驾驶人或自动 驾驶系统负责。由于云控应用涉及对驾驶过程的辅助,要求网联化等级至少为2 级。如果车辆由驾驶人控制,对车辆驾驶自动化等级1无要求。如果车辆由自动 驾驶系统控制,自动驾驶等级至少为3级,那么车辆可在运行设计域内实现自动驾1 GB/T汽车驾驶自动化分级驶与云控应用的配合。表1云控功能类别与说明云控功能 类别云控应用内容控制主体(责任主要按业务设计)网联化等级1 最低要求1感知增强,提示与预警,决策或规划 建议驾驶人或车辆22单车网联决策、规划或控制,基于自 动驾驶的有限场景混合交通调节驾驶人或车辆33多
18、车网联协同决策、规划或控制,基 于自动驾驶的有限场景混合交通控 制驾驶人或车辆负责单车平安 云控应用协调车车/车路行为34路网全域车辆与交通统一融合控制驾驶人或车辆负责单车平安 云控应用协调车车/车路行为3云控功能类别2实现单车的网联决策、规划或控制,以及利用单车控制能力 实现的对混合交通(含非自动驾驶车辆)的优化调节。车辆控制仍由驾驶人或自 动驾驶系统负责。考虑云控应用输出信息的基础上,车辆进行自主控制。网联化 与路侧基础设施的实时性等性能须满足支持网联自动驾驶的要求,因此要求网联 化等级达3级。云控功能类别3实现多车协同决策或控制,以及多车协同下有限场景的混合 交通优化控制。由于云控应用考
19、虑多车协同与交通运行的性能,超越了单车自动 驾驶的能力范围,所以车辆决策与运动规划由云控应用负责,车辆负责对自车行 驶平安进行监控,在云控应用的指令与自车平安与任务等目标不冲突的条件下按 云控应用要求进行控制。如出现冲突,车辆按保证自车行驶平安的方式进行控制, 并与云控应用进行协商。此类云控功能涉及的应用同时对多车驾驶过程进行统一 优化,对路侧基础设施有更高的性能要求。由于应用可以服务于自动驾驶车辆与 人驾驶车辆组成的混合车队,因此对驾驶自动化等级的要求不变。云控功能类别4实现全域车辆与交通统一的融合控制。在此类云控功能的场 景下,单车智能或驾驶人不能考虑多车与交通的全局性能,需要云控应用完全
20、负 责车辆与交通控制。由于此类功能涉及路网全域车辆与交通的运行优化,对路侧 基础设施的要求进一步提高。此类云控功能仍需考虑人驾驶车辆及自动驾驶向人 驾驶切换的情况,以服务于混合交通,因此对驾驶自动化等级的要求不变。云控功能类别从技术角度上明确了控制主体的选择思路,但上述设计并不是1智能网联汽车技术路线图2。 唯一的实现方式。在具体应用场景下,考虑业务与用户需求,在满足性能要求条 件下,可对控制主体进行灵活设计。2.车路云一体化融合控制系统产业相关方及应用2020年,中央政府大力号召部署新型基础设施建设,我国各省、直辖市开 始加紧落实部署,涵盖5G网络、工业互联网、人工智能、大数据中心等新兴技
21、术,以带动生产基础设施向数字化、网络化、智能化转型,为云控系统产业开展 和规模化应用提供了良好的契机。2.1. 主要产业生态参与者及作用为特定业务 提供服务基础设施 与监管云控系统的产业生态构成十分丰富,从区域范围角度,包括城内、城际、特 定区域产业生态;从产业链角度,包括政府及行业监管机构、供应商、网联车辆、 出行业务服务商及特定业务提供商等,其产业链如图6所示。其中,政府及行业 监管机构是云控系统及各项基础设施标准、规划、建设、管理、复用与共享的推 动方,是整个云控体系的基础;供应商是云控系统各项基础设施与基础能力的提 供方,网联车辆是云控系统的主要服务对象,业务提供商利用云控系统的能力开
22、 展面向出行和特定场景的服务。出行业务服务商提供基础设施与监管基础设施与监管供应商/运营商提供基础设施与基础能力L芯片设备云服通信高精定位应用系统公路/模组/软件务网络/地图开发集成运营物流-公交-网约车为出行提供服务基础设施 与监管,利用云控系统,开展面向出行的.乍辆 服务政府及行业监管机构发改网信办工信|公安卜交通,商务,住建T市场监督,图6云控系统产、亚链图政府及行业监管机构政府及行业监管机构推动云控系统及各项基础设施建设与运营。重点在顶层 设计、法律法规、技术标准、数据权属、设施共享等方面发挥领导与协调作用。同时,在云控系统的帮助下,政府及行业监管机构能够实现对道路交通的协同感 知、协
23、同决策和协同控制,从根本上改变汽车和交通系统的运行模式,打造全新 的智能交通体系,并且缓解当前面临的治理难题。政府支持下的智能网联示范区、 先导区自运营或委托运营方,为云控系统提供封闭/半封闭/公开测试道路和区域, 引导出行业务/特定业务服务商在区内进行产品开发、仿真测试、评价等业务, 按照先试先行、逐步落地思路,推动智能网联业务产业化开展。2.1.1. 供应商/运营商围绕云控核心能力建设,供应商为云控系统提供包括平台IT基础设施、路 侧感知与计算能力、车端通信设备等端到端网络连接及高精地图和定位等设备及 服务。主要的供应商包括:芯片/模组、设备/软件、云服务、通信、高精定位/ 地图等。芯片/
24、模组供应商芯片/模组是云控系统基础能力的载体和保障:AI识别、 并行计算芯片支持云控路侧基础设施的感知识别、多源融合、边缘计算等能力; 服务器芯片支持云控基础平台的超高并发、实时/非实时计算等能力;4/5G、 C-V2X等通信芯片及模组支持云控系统车路云之间大带宽、低时延、高可靠的 通信能力。设备/软件供应商云控系统聚合了产业链相关硬件设备及软件服务,最 大化各组成局部的效能。OBU/RSU提供基于C-V2X的连接,使车端随时接入云 控平台并确保业务无缝切换;高清摄像头提供视觉输入,毫米波雷达提供路面移 动物体的动态参数,激光雷达提供360度点云数据。边缘计算单元将各类感知信 息融合解析,产生
25、结构化数据。自动驾驶场景库/仿真/评测等软件及SDK、API 放大云控基础平台的架构和数据优势,为网联车辆提供信息通信、路径规划、远 程控车等服务。云服务供应商云服务是云控基础平台部署的前提条件,为云控基础平台 的运行提供网络、存储、硬件、虚拟化、容器、信息平安等基础资源,以便云控 系统按需调用,满足各项应用逻辑的实现。同时,laaS云服务商提供弹性、可扩 展、可迁移、支持灾备等特性的部署环境,确保云控基础平台的长期稳定可靠运 行。通信运营商通信运营商为云控系统提供通信基础设施,助力一体化融合 控制系统的实现。5G网络从NSA向SA架构演进,支持C-V2X (包括LTE-V2X 和NR-V2X
26、)、URLLC、网络切片等重要功能,为公众车联网专网及增强型网 联应用奠定基础。固网方面,骨干网、承载网、城域网形成覆盖全国的连接通道, 可充分保障云控中心云、区域云、边缘云之间的互联互通。高精定位/基础地图运营商高精定位/基础地图为网联车辆提供准确全面 的静态地理信息,同时,云控应用和服务也可依托高精定位/基础地图进行。云 控基础平台可基于路侧感知生成动态地图信息,以中立角色分发至不同高精定位 /地图运营商平台,推广面向智能网联汽车的高精动态地图服务。应用系统开发商/集成商 独立软件开发商(Independent Software Vendor, ISV)和集成商(Software Inte
27、gration, SI)为产业各企业提供各类基础软件、定 制化云控应用和维护服务;基于云控基础平台提供的API,接入道路、车辆等终 端设备,实现与周边相关支撑平台的集成与数据流打通。公路运营商已建成公路的运营方可以对公路进行统一运营管理,负责公 路资产管理及运营委托业务,开展上下游业务的经营与开发;基于云控基础平台 提供的APL接入更全更广范围的道路动态基础数据后,可以提升出行体验。2.1.2. 网联车辆提供商网联车辆包含了乘用车、商用车等所有涉及网联功能的车辆,它既是云控系 统的数据来源,也是云控系统的服务对象。网联车辆作为载体,承载出行业务服 务商或特定业务服务商提供的服务。云控系统能够将
28、车端数据和路侧数据充分融 合,在云端形成实时、广域、全面、精准的数字映像,基于协作和调度做出面向 群体最优化的决策,并通过低时延、高可靠、大带宽的移动网络与网联车辆协同 执行,实现平安、高效、绿色、舒适的车辆运行与驾乘体验。同时,云控基础平 台积累的海量数据和真实场景,有助于缩短网联车辆的研发、仿真、测试迭代周 期,帮助车企降本增效。2.1.3. 出行业务服务商出行业务服务商是云控系统的用户,可利用云控系统优化升级已有的服务, 也可开展新业务示范及运营,包括物流、公共交通、网约车等。物流云控系统一方面可向城市无人配送车开放路侧全域感知能力,并将 车端计算负荷卸载到边缘云,实现降本增效;另一方面
29、可为干线货运车队提供超 视距感知及预见性决策,增强传感器共享与车辆编队能力,支持车辆监控与远程 接管,保障运输平安高效,节约本钱。公共交通公共交通系统利用云控系统的边缘感知与计算能力、多源数据 融合分析能力及协同决策控制能力,将优先突破公交专用道的局限,与社会车辆 动态协同共享所有可用车道,提升平安和运行效率,疏解拥堵,降低本钱。网约车网约车即将成为未来出行的一种主流方式,通过将车端高配置感 知与计算能力上移至边缘云,结合云控基础平台大数据融合与分析,以共享的方供应商/运营商162.1.4. 网联车辆提供商17出行业务服务商 172.1.5. 特定业务服务商18产业数据体系 18221.数据种
30、类及特点 182.2.2.数据交互需求20223.数据交互平安2023 典型应用场景213 .车路云一体化融合控制系统产业应用面临的挑战23.车路云一体化融合控制系统开展建议25式为自动驾驶网约车服务,有望大幅降低网约车公司的运营本钱、提高效率。2.1.5.特定业务服务商除了出行服务以外,云控系统的各项能力也可面向特定业务和场景开放,帮 助其提高生产效率、控制综合本钱、延伸服务范围等,包括环卫、矿区、港口等。环卫环卫业务提供商可利用云控系统的超视距感知与消息分发能力,识 别并标记环卫车位置,提示途经车辆避让;利用云控边缘云分担车端感知与计算 负载,还可以显著降低单车造价和车辆运营本钱。矿区矿区
31、属于低速封闭载物场景,环境受控,利于自动驾驶,路侧感知 设备与云控基础平台相结合,可实现各类载具不间断作业、全局智能调度、精准 协同停靠、远程应急接管等应用,平安和效率并举,解决人工贵、事故多等问题。港口一港口运营商可利用云控系统迭代优化控车算法和调度策略,通过集 中式决策与控制获得协同增益,最大化装卸及运输的效率,降低AGV造价,还 可集成桥吊和龙门吊控制,实现“装-运-卸”一体化联动作业。2.2.产业数据体系云控数据体系包括交通中所有交通参与者(人、车、路、云)的数据收集、 传输、加工、交换、存储及其衍生的行业应用数据。主要解决数据深度加工、计 算策略、数据平安、数据标准以及数据交互等共性
32、问题。以云控基础平台为行业 提供低延时、高可靠、高保障的信息服务。2.2.1. 数据种类及特点智能网联汽车相关的数据种类众多,分类方法多种多样,国内外已经出现了 面向智能网联汽车的相关数据分类标准;上述数据分类标准的推出为推动产业高 速开展起到了积极的作用;但是各个相关机构发布的数据分类标准存在一定的差 异,为了支撑产业的进一步有序协同开展,建立统一的数据标准和云控基础平台 架构势在必行。基于云控系统的相关数据包括交通参与者、车辆及道路等三类。交通参与者包括路人、乘客和司机等,在确保隐私的情况下,所交互的 数据如表2所示。云控数据体系支持各交通参与者更优地到达目的地之外,还为其提供娱乐、 咨询
33、、通讯、支付等便捷的数据支持,并通过收集个人的消费习惯、驾驶习惯、 生活习惯等数据支持人物画像。表2交通参与者交互数据运动状态属性大数据历史轨迹身体状态性别、年龄等兴趣爱好当前位置附属物状态教育背景、职业等交际、消费轨迹预测驾驶、违规记录家庭信息等角色、行为车辆网联车辆数据从网络来源分,主要分为车内网和车际网。车内外网 络数据共同为单车智能和群车调度提供服务和支撑。车辆以及交通参与车所交互 的数据如表3所示。止匕外,针对高级别自动驾驶的车辆监管,有更多的音视频数据、环境感知数 据需要管理。这些数据要求本地处理、按需传输以实现车内和车际网络交互。表3车辆及交通参与者的交互数据网络分类数据项分类数
34、据项举例特点备注车内 网CAN/LIN /ETHNET/M OST等车内 总线组成的 网络车辆电子状态等各传感器信息、故障码等内部网 络,周期 性、平安 性、可靠 性高数据主要来自各 电子系统的传感 器,控制器和执 行器,ABS,ESC,AEB,ADAS ,ECU,VCU 等环境信息等温度、压力等车辆运行状态等位置、车速、档位、加速 度等驾驶意图等急加速、减速、超车等信息服务等 、音视频、支付车外 网C-V2X/PC5T/CSAE 53-2017 标准信息BSM、MAP、RSL RSMSPAT 等速度快、 延时低、 可靠性高,外部 网络容 易受到 攻击数据主要来自标 准协议,从车内 总线获取和
35、路侧 交互数据,还在 不断的完善发 展。车辆提醒、告警 信息等碰撞警告、超车提醒。车辆诱导、控制 信息等速度诱导信息、交叉口通 行信息、增强定位、平安 信息等差分增强信息(RTCM)C-V2X/UU路径规划、诱导 信息等路径规划信息、超视距动 态地图覆盖范 围广、信 息服务 内容丰/=5= 数据主要来自边 缘云/云平台,主 要关注车辆的运 动状态和宏观特 征,优化出行服 务。 、音视频、 支付等娱乐信息服务车辆控制类等规那么驾驶、道路管控等车辆提醒信息等施工、天气等提醒类道路主要包括静态或动态地图数据、路侧计算单元感知数据、MEC交 互的数据,例如音视频及感知信息、气象环境信息、交通参与者动态
36、信息,交通 调度信息。其中主要通信节点交互的信息包括BSM、MAP、RSL RSM、SPAT 等内容。其特点为具有较高的置信度、可靠性、智能化、实时性,易受攻击。2.2.2. 数据交互需求数据交互的总体需求为:高效、平安、可靠。对承载网络的数据交互而言, 交互的数据要求高平安、高可靠、高完整、可追溯。表4展示了数据交互的需求 和应用。表4数据交互需求及应用需求主动平安通行效率娱乐体验绿色健康通信类型V2V/V2P/V2IV2I/V2NV2I/V2N/V2VV2I/V2N/V2V时延短中长依赖于前3项数据包小小大小覆盖范围小大大大数据可靠性高高一般一般典型应用位置信息服务、防碰 撞、事故警告车速
37、引导、导航红绿 灯、路口报告公共信息服务娱 乐信息、支付节能驾驶、公交 及运营车管理223.数据交互平安当前智能网联汽车主要面临来自节点(T-BOX、IVI、终端升级、车载OS、 车载诊断系统接口、车内无线传感器)、网络传输、云平台、外部互联生态平安 4个层面的诸多平安威肋、。大都是云控系统内产生的数据平安问题。从云控系统 的数据交互应用场景来看,主要的平安问题分为:采集平安,传输平安、分发安 全,云平台及存储平安等。功能平安和信息平安作为智能网联汽车各类产品和应用需要普遍满足的基 本条件,是智能网联汽车各类产品和应用实现平安、稳定、有序运行的可靠保障。 引入符合密码规范标准的平安联网终端、密
38、码基础设施、密码应用产品等,实现 密码合规性与智能网联汽车适应性的统一,是应对数据平安的最重要手段之一。未来,我国将从自主可控体系出发,加强数据交互平安保护,并将其纵向耦 合、横向扩展,从“云-管-端”打通智能网联汽车平安防护的各环节,为实现平安、 效率、节能场景中的应用提供平安可信的基础环境,为数据在网络和平台中的产 生、分发、存储、销毁提供全流程平安保障。23 典型应用场景(1)智能网联驾驶应用与智能交通应用智能网联驾驶应用与智能交通应用是在边缘云与区域云上运行的实时应用。 应用的目标主要在于提升系统平安、高效与节能等。应用服务的对象主要分为单 辆车、多辆车、单个交通信号,多辆车和单个交通
39、信号,多辆车和多个交通信号 灯。服务对象的选取方式可分为服务特定车辆或服务特定道路区域。云控系统在 具体道路区域中能支持的智能网联驾驶应用与智能交通应用主要由区域内能获 取的实时数字映射信息及车辆接受云控系统指令并进行响应的能力决定。(2)基于云控系统大数据的服务基于云控基础平台汇聚的全局车辆与交通大数据及云控基础平台的能力,云 控系统可以支撑车辆后服务、研发测试、交通管理与其他政府事业等领域的服务, 使其提升服务能力或产生新的服务形态,表5展示了云控系统的典型应用场景。 例如预测性故障诊断与预防性保养维护、基于驾驶特性或使用特性的定制化保险, 精细化交通工况分析与预测、交通管理建议等交通管理
40、服务,交通规划、城市规 划、应急预案规划等政府事业服务。表5云控系统典型应用场景应用 领域服务内容场景 例如场景特点云控系统价值点园区内 部车辆 运营在特定功能的 封闭区域内运 营内部车辆运 载服务园区、景 区、机场 港口、住 宅小区运营内部车辆相对确定,交 通行为相对于开放场景更具 确定性,且车辆有明确可重 复的运载任务;道路通常较 狭窄、遮挡较多提高复杂环境感知能力 增强行驶平安;从运载任 务整体需求出发,对自动 驾驶车辆进行全局优化 调度,提高效率开放道 路车辆 运营在城市与高速 公路上运营车 辆运载服务公共交 通、共享 出行、物 流等固定 任务载人 或载物开放的道路环境使得其他交 通参
41、与者及其行为、道路环 境等方面具有不确定性;公 共道路环境进行路侧基础设 施建设受到环境条件、城市 规划与管理等更多条件制约针对特定路线的道路与 交通环境,提升专用车辆 行驶平安性与性能;从也 务运载任务整体需求出 发对各自动驾驶车辆行 为进行全局优化调度,提 高车辆运载效率应用 领域服务内容场景 例如场景特点云控系统价值点社会车 辆网联 驾驶辅 助服务面向个人出行 与交通管理的 对公共道路上 社会车辆宏观 与微观驾驶行 为进行辅助的 服务城市主干 道、高速 环境主要服务社会车辆,其智能 网联等级不一,且行驶的区 域不受限,这使得车辆与交 通的可控性不确定,交通场 景更加多样考虑整体交通状态,
42、面向 个人提升行驶平安、效率 与节能水平,面向交通管 理提升交通管控能力、通 行效率社会公 共服务 执勤车 辆优先帮助执行医 疗、路政、消 防、公安等社 会公共服务车 辆优先通行城市主干 道、高速 环境执勤车辆任务与路线的不确 定性与随机性,及社会车辆 行驶的不确定性,使得受工 况影响较大,对智能网联汽 车渗透率有一定要求通过协调沿途社会车辆 与交通信号的运行,为执 勤车辆创造畅通的通行 空间,提升执勤车辆行驶 的平安与效率,提升社会 公共服务质量基于车 辆的社 会平安 管理基于社会与国 家平安考虑, 对智能网联汽 车进行强制管 控公安、应 急由于目标车辆路线的不确定 性与随机性,及社会车辆行
43、 驶的不确定性,使得受工况 影响较大,对智能网联汽车 渗透率有一定要求考虑现有车辆与交通信 号的控制条件,在减小交 通影响的情况下对目标 车实施管控3 .车路云一体化融合控制系统产业应用面临的挑战跨部门的多头管理难以高效和系统化推进。从国家智能汽车创新开展战略 的联合发布单位容易看出,智能汽车作为一个科技融合的新兴产物,与现有的国 家部门管理设置不匹配,现行的管理机构对于这一新兴事务的管理存在重复、交 又和盲区。云控系统是智能汽车关键技术体系中涉及行业最多的系统,不仅涉及 到汽车、通信等行业,更是联系道路管理、地图测绘、大数据、云计算等更多的 行业,所涉及的行业管理部门和示范应用的批复问题更是
44、繁冗、复杂,严重影响 示范应用的推进,继而影响技术验证和产业环境建设,影响整个智能汽车技术迭 代和产业化推进。数据权属不清晰,示范应用推进慢。云控系统中最为重要的是车辆及其行驶 环境相关的数据。目前我国在各类数据的权属、置信度等方面尚未形成明确的法 规,使得各家示范方案的推进者都难以获取自己产品以外的数据,获取数据的安 全可信方面尚缺统一评估方法,对示范应用的推进造成了极大的阻碍,使得示范 应用方案难以落地推进,对于技术方案的完善、技术开展趋势判断和相关产业环 境建设都形成了 一系列的桎梏。全新的基础设施部署本钱高,对国家和社会资源造成浪费。按照云控系统进 行通信、道路以及云平台和大数据基础设
45、施的全面部署,将面临因路侧基础设施 布设密度高、本钱高的难题。另外,国内各行业因其之前的信息化、智能化能力 建设,都进行了大量的基础设施投入,甚至有些基础设施还未回收本钱,全新的 基础设施部署不仅存在本钱高、难以推动建设的问题,更存在国家和社会资源浪 费的问题。现有基础设施部署方案和标准不统一,共享难度大。目前,各车企都在建设 自己的车联网云平台或者大数据中心,基于企业不同研发、生产、销售以及售后 应用及运营模式的考虑,加之各自建设所依托的汽车数据标准和体系不同,使用 的运营商的方案也不尽相同,这些现有或者在建的云平台和大数据中心的建设标 准不同,难以实现相关基础设施的互联互通。同时,道路基础
46、设施、通信基础设 施等都存在类似的问题,各家因产品技术要求、建设和使用用途等方面的差异, 使得现有基础设施存在部署方案和标准不统一的情况,成为基础设施共享的主要 瓶颈。此外,跨行业基础设施的联通问题更是基础设施共享的重大难点问题,需 要跨行业平台的力量共同参与才可以解决。基础设施的共享商业模式尚不清晰,影响企业推进的积极性。目前,无论是 通信基础设施、云平台/大数据中心,还是道路基础设施,都存在基础设施建设 本钱高、运维本钱高、数据私有化等特点,各部门、单位都因其职责和“数据就 是资源、是金钱”的期望而投入建设,虽然国家战略呼吁现有基础设施应该实现 资源共享,但如果基础设施共享的商业模式或各基
47、础设施拥有单位的可期利益不 能得到有效保证,基础设施共享同样难以推进。4 .车路云一体化融合控制系统开展建议云控系统的实现与应用涉及多行业与多领域的技术成果与落地实施,通过领 域先行先试和政府给予的有利条件可实现产业协同。为促进相关产业开展和云控 系统的研发与实施,白皮书主要从政府与行业两方面提出以下建议。进行云控系统一体化的基础设施建设规划和运营方案设计。未来车路云一体 化融合控制系统需要路侧端智能化基础设施和通信基站建设的支持,需要国家指 定单位进行基础设施建设方案的研究和推进,委托第三方进行基础设施及通信基 站商业模式研究,制定相关政策,激发产业中相关单位进行基础设施建设的积极 性,为车路云一体化融合控制系统和智能网联汽车产业开展提供基础设施支撑。 基础设施建设因投入大、商业模式和业务边界尚未清晰,更涉及人身财产、社会 秩序和国家层面的信息平安,因而,建议国家牵头或授权相关单位,联合交通运 输部、公安部,以及通信运营商、大型互联网平台运营商、第三方行业机构等产 业相关方,明确各方职责、权力和相关利益分配,进行国家级智能汽车大数据云 控基础平台建设和云控系统协同平台运营,推动产业开展。研究智能汽车相关数据权属问题,清晰界
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