車路協(xié)同資料講解

1、智能車路協(xié)同系統(tǒng)1基本概念智 能車路協(xié)同 系統(tǒng)即 IVICS(Intelligent Vehicle Infrastructure Cooperative Systems),簡稱車路協(xié)同系統(tǒng)，是智能交通系統(tǒng)(ITS)的最新發(fā) 展方向。車路協(xié)同是采用先進(jìn)的無線通信和新一代互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，全方位實(shí)施車車、 車路動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)信息交互，并在全時(shí)空動(dòng)態(tài)交通信息采集與融合的基礎(chǔ)上開展車輛 主動(dòng)安全控制和道路協(xié)同管理，充分實(shí)現(xiàn)人車路的有效協(xié)同，保證交通安全，提 高通行效率，從而形成的安全、高效和環(huán)保的道路交通系統(tǒng)。車路協(xié)同系統(tǒng)(CVIS),主要是通過多學(xué)科交叉與融合，采用無線通信、傳 感探測等先進(jìn)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對

2、人、車、路的信息的全面感知和車輛與基礎(chǔ)設(shè)施 之間、車輛與車輛之間的智能協(xié)同和配合， 從而達(dá)到優(yōu)化并利用系統(tǒng)資源、 提高 道路交通安全和效率、緩解道路交通擁擠的目標(biāo)，從而推動(dòng)交叉學(xué)科新理論、新 技術(shù)、新應(yīng)用等的產(chǎn)生與發(fā)展。簡言之，車路協(xié)同的實(shí)質(zhì)就是將控制指揮方案與 道路交通條件的需求相匹配，從而實(shí)現(xiàn)交通的安全、環(huán)保、高效。車路協(xié)同系統(tǒng) 作為ITS的重要子系統(tǒng)備受國內(nèi)外科研人員的關(guān)注，同時(shí)也是世界上交通發(fā)達(dá) 國家研究、發(fā)展和應(yīng)用的熱點(diǎn)2技術(shù)架構(gòu)隨著智能交通技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為車路協(xié)同技術(shù)帶來了很多重要的發(fā)展 機(jī)遇，例如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)，使我們在高精度定位、精細(xì)化信 息服務(wù)和新一代傳

3、感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等方面，都有了更加可靠的技術(shù)保證。發(fā)達(dá)國家基本建立了車路協(xié)同系統(tǒng)的體系框架， 定義了一系列應(yīng)用場景，開展了一些試驗(yàn)和 應(yīng)用，但車路協(xié)同系統(tǒng)的某些核心技術(shù)仍處于研究和試驗(yàn)階段，制約了系統(tǒng)的應(yīng)用。目前車路協(xié)同技術(shù)發(fā)展具有如下趨勢：車路協(xié)同系統(tǒng)體系框架的構(gòu)建：車路協(xié)同系統(tǒng)的發(fā)展方向是由特例實(shí)驗(yàn)走 向場景應(yīng)用和制定通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。車路通信平臺的開放性：將從單一通信模式向多種通信手段的互補(bǔ)與融合 方向發(fā)展?？捎糜谲嚶吠ㄐ诺姆绞桨ǎ篋SRCWiFi、DSR GSM/GPRS3G RFID WLAN BlueTooth 等，由于通信技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，單一通信的方式很難滿足車 路通信需求，需建立一種多

4、方式兼容的通信平臺。車載單元的多功能一體化集成：由單項(xiàng)服務(wù)向集成服務(wù)轉(zhuǎn)變，從單目標(biāo)控 制向多目標(biāo)控制集成轉(zhuǎn)換。例如，把 ETC和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)集成到一個(gè)系統(tǒng)里，形成多功能一體化的車載單元，即集成的車載終端裝置能夠提供路橋收費(fèi)、信息 發(fā)布、信息采集等多種服務(wù)。高速公路的安全管理信息服務(wù)走廊： 通過車車、車路信息交互，在高速公 路沿線構(gòu)建一個(gè)安全信息服務(wù)走廊。 例如，在高速公路匯流區(qū)，車輛進(jìn)入主線以 前，將主線交通運(yùn)行狀況和安全信息發(fā)布給駕駛員，從而避免在交匯區(qū)發(fā)生交通 事故。多通道信息采集技術(shù)：單一傳感器無法滿足信息實(shí)時(shí)采集的需求，因此， 必須結(jié)合多傳感器信息采集技術(shù)，通過多種信息的融合，從而提高

5、路網(wǎng)交通狀態(tài) 實(shí)時(shí)檢測精度。大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)交通協(xié)調(diào)控制：如交通信號協(xié)調(diào)控制、實(shí)時(shí)路徑誘導(dǎo)、公交 優(yōu)先控制等。通過對車路協(xié)同技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及其發(fā)展趨勢的分析，車路協(xié)同需要通過多途徑獲取數(shù)據(jù)信息，包括車輛自身狀態(tài)、周圍行車環(huán)境、路面狀態(tài)、交通 流等信息；同時(shí)，通過精準(zhǔn)的定位與可靠的通信技術(shù)將這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)皆品?務(wù)器，以便云服務(wù)器對這些信息進(jìn)行處理， 形成有效的控制指揮方案，并將方案 發(fā)布出去。所以，將車路協(xié)同相關(guān)技術(shù)總結(jié)為信息采集技術(shù)、通信技術(shù)、信息處 理技術(shù)，這些功能分別由交通信息傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)、云服務(wù)中心來實(shí)現(xiàn).I筑吊圉行車環(huán)座感知 a用靶.車箕向距號等級無引信術(shù) 加有或櫛腦技信息處

6、理和發(fā)布3信息米集智能車路協(xié)同技術(shù)在實(shí)時(shí)、可靠的全時(shí)空交通信息的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)車輛與道 路設(shè)施的智能化和信息共享，保證交通安全，提高通行效率。智能車路協(xié)同系統(tǒng) 主要由智能路側(cè)系統(tǒng)、智能車載系統(tǒng)和通訊平臺三個(gè)部分組成。 其中，智能車載 系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集自身車輛狀態(tài)信息和感知周圍行車環(huán)境； 智能路側(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集交 通流信息（車流量、平均車速等）和道路異常信息、道路路面狀況、道路幾何狀況等；通訊平臺主要是負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的通訊和實(shí)現(xiàn)路側(cè)設(shè)備與車載設(shè)備之間的信 息交互。4通信高可靠的無線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)車路/車車之間數(shù)據(jù)的穩(wěn)定有效的實(shí)時(shí)通訊 與傳輸。無線通信技術(shù)主要是：無線個(gè)域網(wǎng)通信（Bluetooth、Zig

7、bee）、基于自 組織網(wǎng)絡(luò)和雙向數(shù)據(jù)通信技術(shù)、 無線局域網(wǎng)通信（Wi-Fi ）、多信道多收發(fā)器通信 技術(shù)、無線廣域網(wǎng)通信（WiMaX和新型的3G、IPv6等，以及專用短程無線通 信（DSRC Dedicated Short Range Communication）。車路無線通信技術(shù)主要分 為兩類：一是專用短程無線通訊技術(shù)（DSRC;二是基于固定信標(biāo)（Beacon）的 定向無線通訊技術(shù)。歐美國家的車路協(xié)同通訊技術(shù)主要采用DSRC主要因?yàn)镈SRC具有數(shù)據(jù)傳輸速度高、延時(shí)小、信號覆蓋范圍相對集中、抗干擾能力強(qiáng)等 特點(diǎn)。但DSRC還沒有制定完整的國際標(biāo)準(zhǔn)，美日歐分別建立了自己的 DSRC標(biāo) 準(zhǔn)。本小節(jié)

8、將對車路協(xié)同通信中應(yīng)用較普遍的通信技術(shù)進(jìn)行介紹，實(shí)際應(yīng)用中的車路協(xié)同系統(tǒng)的短程通信和遠(yuǎn)程通信需要采用多種通信技術(shù)的融合才能實(shí)現(xiàn)。5云服務(wù)中心云服務(wù)中心在車路協(xié)同系統(tǒng)中主要用于預(yù)測道路交通姿態(tài)、大規(guī)模車輛誘 導(dǎo)、車輛調(diào)度等。云服務(wù)中心系統(tǒng)由感知層、中間件、服務(wù)層及應(yīng)用層組成。感 知層由信息采集設(shè)備、信息處理分析設(shè)備、信息傳輸轉(zhuǎn)換設(shè)備、信息發(fā)布設(shè)備構(gòu) 成。中間件由系統(tǒng)安全管理軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件、信息處理分析軟件及系統(tǒng)服 務(wù)應(yīng)用軟件等構(gòu)成，服務(wù)層由人與云服務(wù)中心（P2。、車與云服務(wù)中心（V2C）、 道路設(shè)施與云服務(wù)中心（I2C）、環(huán)境與云服務(wù)中心（E2C）、交通與云服務(wù)中心（T2C） 五大云服務(wù)系

9、統(tǒng)與云服務(wù)總中心連接構(gòu)成，具有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、信息共享的特點(diǎn)，并且具有良好的系統(tǒng)兼容性。應(yīng)用層是智能交通系統(tǒng)為了滿足交通服務(wù)對象的交通 需求而開發(fā)的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)層。國& r-wi中快電幀"艮耨a 二tnI立修虬出tau “小傳型謂於 A咆036美P I ><£ 'LL 11'- 心=，| .任 qii"N#應(yīng)出L CI RT ,la,j此創(chuàng)幻16車路協(xié)同技術(shù)典型應(yīng)用智能交通技術(shù)正在從交通要素的單一智能化向交通要素的一體化方向發(fā)展， 車路協(xié)同系統(tǒng)作為智能交通的重要子系統(tǒng)，車路協(xié)同技術(shù)正成為各國智能交通系 統(tǒng)研發(fā)的熱點(diǎn)，尤其是歐美等發(fā)達(dá)國

10、家都在積極推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的研究。開展車路 協(xié)同系統(tǒng)研究，突破車路協(xié)同的關(guān)鍵技術(shù)，搶占智能交通前沿技術(shù)的制高點(diǎn)， 是 關(guān)乎我國未來能否在智能交通產(chǎn)業(yè)形成核心競爭力的關(guān)鍵，這對提高我國交通運(yùn) 輸系統(tǒng)的效率和安全，實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展具有重大意義。做車路協(xié)同技術(shù)研究，需要以場景做驅(qū)動(dòng)，測試在不同場景下，車路之間、 車車之間協(xié)同管理效果。例如，針對交叉口的車路協(xié)同，針對路段的行車安全， 針對車路協(xié)同與信號燈之間的引導(dǎo)、 闖紅燈的定時(shí)和定位等等。車路協(xié)同技術(shù)不 但可以提升道路交通系統(tǒng)的安全性和通行效率，還可以緩解交通擁堵、優(yōu)化利用 系統(tǒng)資源。下面針對交叉口和危險(xiǎn)路段應(yīng)用場景分析車路協(xié)同技術(shù)向車輛用戶

11、和 交通管理部門提供的服務(wù)。 交叉口場景車路協(xié)同技術(shù)應(yīng)用分析道路交叉口應(yīng)用場景，車路協(xié)同系統(tǒng)可提供如下應(yīng)用：1）交通信號信息發(fā)布系統(tǒng)當(dāng)車輛達(dá)到交叉口時(shí)，通過車路通信，向車輛發(fā)布紅綠燈相位和配時(shí)信息， 并提醒駕駛員不要危險(xiǎn)駕駛和協(xié)助其做出正確判斷和操作。另外，公交優(yōu)先信號控制也可以通過車路協(xié)同技術(shù)實(shí)現(xiàn)。2）盲點(diǎn)區(qū)域圖像提供系統(tǒng)當(dāng)車輛在視距不足或無信號交叉口轉(zhuǎn)彎時(shí)，通過車路通信，可以向準(zhǔn)備轉(zhuǎn)彎或在停止標(biāo)志前停車的車輛提供盲點(diǎn)區(qū)域的圖像信息，從而防止車輛的直角碰撞事故。3）過街行人檢測系統(tǒng)當(dāng)車輛達(dá)到交叉口時(shí)，通過車路通信，把人行道及其周圍環(huán)境的行人、自行車的位置信息發(fā)布給車輛，以防止機(jī)非、人機(jī)沖突。

12、4）交叉口通行車輛啟停信息服務(wù)當(dāng)車輛達(dá)到交叉口時(shí)，前車通過車路通信把啟動(dòng)信息及時(shí)傳遞給后車，以提高交叉口的通行能力；另外， 前車向后車傳遞緊急制動(dòng)信息，以避免追尾事故的發(fā)生。5）先進(jìn)的緊急救援體系當(dāng)發(fā)生交通事故或車輛故障時(shí)，自動(dòng)把事故地點(diǎn)、性質(zhì)和嚴(yán)重程度等求助信息發(fā)送給急救中心及管理機(jī)構(gòu)，通過車路通信實(shí)現(xiàn)信號燈優(yōu)先控制的調(diào)度，從而讓急救車輛先行并及時(shí)救援受傷人員。 危險(xiǎn)路段場景協(xié)同技術(shù)應(yīng)用分析1）車輛安全輔助駕駛信息服務(wù)通過路側(cè)設(shè)置的傳感器檢測前方道路轉(zhuǎn)彎處或線死角區(qū)域，若發(fā)生交通阻塞、 突發(fā)事件或路面存在障礙物等，通過車路通信系統(tǒng)向駕駛員傳輸實(shí)時(shí)的道路信息。2）路面信息發(fā)布系統(tǒng)把路面信息（ 冰凍、 積水或積雪等） ， 發(fā)布給接近轉(zhuǎn)彎路段的車輛，以提醒駕駛員注意減速，防止追尾事故。3）最優(yōu)路徑導(dǎo)航服務(wù)路側(cè)設(shè)備通過車路、車車通信系統(tǒng)以及車載終端顯示設(shè)備，把檢測到前方道路