車(chē)路云一體化融合系統(tǒng)方案

車(chē)路云一體化融合系統(tǒng)方

案

云控系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的信息物理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由網(wǎng)聯(lián)式智能汽車(chē)與其他交通參與者、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施、云控基礎(chǔ)平臺(tái)、云控應(yīng)用平臺(tái)、保證系統(tǒng)發(fā)揮作用的相關(guān)支撐平臺(tái)以及貫穿整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)部分的通信網(wǎng)等六個(gè)部分組成，其系統(tǒng)架構(gòu)及組成如圖所示。通信網(wǎng)主稿及苴他交褊委國(guó)營(yíng)非篁應(yīng)用其胖儂同崛咕h信網(wǎng)等六個(gè)部分組成，其系統(tǒng)架構(gòu)及組成如圖所示。通信網(wǎng)主稿及苴他交褊委國(guó)營(yíng)非篁應(yīng)用其胖儂同崛咕h Tsi171TFIji-j相關(guān)支措平臺(tái)圖酗基就出施軍蹈云一體化融合控制系統(tǒng)云盛廟用平臺(tái)常三杓AfB/C.…三度早地印吉三律的應(yīng)用：口時(shí)吩牌國(guó)用：固…！包…國(guó)：從上述組成及組成部分之間的關(guān)系可以看出，云控基礎(chǔ)平臺(tái)是云控系統(tǒng)的中樞，是汽車(chē)由單純的交通運(yùn)輸工具逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芤苿?dòng)空間和應(yīng)用終端的產(chǎn)業(yè)化核心所在。云控基礎(chǔ)平臺(tái)云控基礎(chǔ)平臺(tái)由邊緣云、區(qū)域云與中心云三級(jí)云組成，形成邏輯協(xié)同、物理分散的云計(jì)算中心。云控基礎(chǔ)平臺(tái)以車(chē)輛、道路、環(huán)境等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)為核心，結(jié)合支撐云控應(yīng)用的已有交通相關(guān)系統(tǒng)與設(shè)施的數(shù)據(jù)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)與產(chǎn)業(yè)相關(guān)部門(mén)和企業(yè)提供標(biāo)準(zhǔn)化共性基礎(chǔ)服務(wù)。

其中，邊緣云主要面向網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)提供增強(qiáng)行車(chē)安全的實(shí)時(shí)性與弱實(shí)時(shí)性云控應(yīng)用基礎(chǔ)服務(wù)；區(qū)域云主要面向交通運(yùn)輸和交通管理部門(mén)提供弱實(shí)時(shí)性或非實(shí)時(shí)性交通監(jiān)管、執(zhí)法等云控應(yīng)用的基礎(chǔ)服務(wù)，并面向網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)提供提升行車(chē)效率和節(jié)能性的弱實(shí)時(shí)性服務(wù)；中心云主要面向交通決策部門(mén)、車(chē)輛設(shè)計(jì)與生產(chǎn)企業(yè)、交通相關(guān)企業(yè)及科研單位，提供宏觀交通數(shù)據(jù)分析與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)增值服務(wù)。三者服務(wù)范圍依次擴(kuò)大，后一級(jí)統(tǒng)籌前一級(jí)，服務(wù)實(shí)時(shí)性要求逐漸降低，但服務(wù)范圍逐步擴(kuò)大。三級(jí)分層架構(gòu)有利于滿(mǎn)足網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用對(duì)實(shí)時(shí)性與服務(wù)范圍的各級(jí)要求邊緣云是云控基礎(chǔ)平臺(tái)中最接近車(chē)輛及道路等端側(cè)的運(yùn)行環(huán)境。從組成結(jié)構(gòu)上，主要包括輕量級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化管理平臺(tái)、邊緣云接入網(wǎng)關(guān)、計(jì)算引擎和高速緩存、邊緣云領(lǐng)域特定標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)共享接口等組成部分。其總體框架如圖所示。邊緣云安全保障體系3理受理—IL—基出饕—JL安全鷲二I” . ,準(zhǔn)化分類(lèi)共享接口;安全保障體系融合感知標(biāo)準(zhǔn)H廠正同順看準(zhǔn)件一］L怖同控制標(biāo)準(zhǔn)&計(jì)算引擎: 「 「彘緩存―一挹包整一JL一毛二軍發(fā)――匚~豆亙?nèi)站矶p一級(jí)云虛擬化管理平臺(tái)III］」 「輕量級(jí)堇剜設(shè)施色存計(jì)塞陰絡(luò)L _.」:I 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)/路惻感知設(shè)施/通信設(shè)施一,數(shù)全理財(cái)企解羽輕量級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化管理平臺(tái)：底層為輕量級(jí)云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，如內(nèi)存計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)接入資源;上層為輕量級(jí)云虛擬化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化和有效管理。

邊緣云接入網(wǎng)關(guān)：包括路-云、車(chē)-云和云-云網(wǎng)關(guān)。其中路-云網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)將路側(cè)雷達(dá)和攝像頭等路側(cè)感知設(shè)備的初步感知數(shù)據(jù)接入邊緣云；車(chē)-云網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)將車(chē)端可上傳總線(xiàn)數(shù)據(jù)和車(chē)端感知數(shù)據(jù)接入邊緣云；云-云網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)第三方平臺(tái)接入融合感知所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，如實(shí)時(shí)氣象信息、高精度地圖和交通信號(hào)信息等，并負(fù)責(zé)邊緣云之間和邊緣云與區(qū)域云之間的數(shù)據(jù)交互。高速緩存和計(jì)算引擎：高速緩存用以實(shí)現(xiàn)對(duì)獲取的車(chē)路動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行緩存，并由計(jì)算引擎進(jìn)行預(yù)處理完成基礎(chǔ)計(jì)算；兩者可以為實(shí)時(shí)性和弱實(shí)時(shí)性的云控應(yīng)用提供底層數(shù)據(jù)緩存與處理。邊緣云領(lǐng)域特定標(biāo)準(zhǔn)件：邊緣云主要功能體現(xiàn)為一組領(lǐng)域特定標(biāo)準(zhǔn)件，通過(guò)道路交通預(yù)見(jiàn)性感知和決策建議等基礎(chǔ)服務(wù)，用于支撐盲區(qū)與超視距危險(xiǎn)預(yù)警、協(xié)同換道規(guī)劃等云控應(yīng)用功能建設(shè)。區(qū)域云面向區(qū)域級(jí)交通監(jiān)管與交通執(zhí)法以及域內(nèi)車(chē)輛等提供基礎(chǔ)服務(wù)，是多個(gè)邊緣云的匯聚點(diǎn)。從組成結(jié)構(gòu)上，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化管理平臺(tái)、區(qū)域云接入網(wǎng)關(guān)、計(jì)算引擎和存儲(chǔ)分析引擎、區(qū)域云領(lǐng)域特定標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)共享按口等組成部分。區(qū)域云路網(wǎng)交通智能管控 道路設(shè)施朝能筲控安全保障體系路網(wǎng)實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感疝「道路實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知行車(chē)路徑引尋標(biāo)福匕分獲孽接口安全保障體系協(xié)同決策標(biāo)淮件II協(xié)同控制標(biāo)準(zhǔn)件|[ 交通動(dòng)態(tài)管控標(biāo)淮庫(kù)'計(jì)算引擎;二據(jù)儲(chǔ)存!大數(shù)據(jù)分析路-云網(wǎng)關(guān)II車(chē)-云網(wǎng)關(guān) 云-云網(wǎng)云虛擬化管理平分云-環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)熱L計(jì)算存儲(chǔ)，?網(wǎng)絡(luò)〕基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化管理平臺(tái)：底層為云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，如計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源；上層為云虛擬化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化和有效管理。區(qū)域云接入網(wǎng)關(guān)：包括路-云、車(chē)-云和云-云網(wǎng)關(guān)。其中路-云網(wǎng)關(guān)和車(chē)-云網(wǎng)關(guān)的作用與邊緣云相同；云-云網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)所需第三方平臺(tái)相關(guān)信息，如實(shí)時(shí)氣象信息、交通管控信息等的接入，并負(fù)責(zé)區(qū)域云之間和區(qū)域云與邊緣云、中心云之間的數(shù)據(jù)交互。大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析和計(jì)算引擎：大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用以實(shí)現(xiàn)對(duì)邊緣云緩存數(shù)據(jù)和必要的路側(cè)監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，利用大數(shù)據(jù)分析相關(guān)模型和計(jì)算引擎可以支撐平臺(tái)弱實(shí)時(shí)性和非實(shí)時(shí)性共性服務(wù)的分析與處理。區(qū)域云領(lǐng)域特定標(biāo)準(zhǔn)件：區(qū)域云主要功能體現(xiàn)為一組領(lǐng)域特定標(biāo)準(zhǔn)件，通過(guò)協(xié)同決策與控制和路網(wǎng)動(dòng)態(tài)管控等基礎(chǔ)服務(wù)，用于支撐云端最佳路徑規(guī)劃和區(qū)域路網(wǎng)實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知等云控應(yīng)用功能建設(shè)。中心云面向交通決策部門(mén)、車(chē)輛設(shè)計(jì)與生產(chǎn)企業(yè)、交通相關(guān)企業(yè)及科研單位，基于多個(gè)區(qū)域云數(shù)據(jù)的匯聚，為其提供多維度宏觀交通數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)增值服務(wù)。從組成結(jié)構(gòu)上，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化管理平臺(tái)、中心云接入網(wǎng)關(guān)、計(jì)算引擎和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與大數(shù)據(jù)分析引擎、中心云領(lǐng)域特定標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)共享接口等組成部分。

中心云交通大數(shù)據(jù)價(jià)值強(qiáng)升|廣堇同道路痛擊勢(shì)感知！ ■標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)共享接口領(lǐng)域大數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)件計(jì)算引擎1 數(shù)據(jù)K庫(kù) |大數(shù)據(jù)分析五一云網(wǎng)關(guān)和關(guān)平臺(tái)(地圖等》云環(huán)境基砒設(shè)施業(yè)存儲(chǔ)取包w之圖觸和關(guān)平臺(tái)(地圖等》云環(huán)境基砒設(shè)施業(yè)存儲(chǔ)取包w之圖觸J解燉上衿中心云的基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化管理平臺(tái)，在邏輯結(jié)構(gòu)上與區(qū)域云相同，但物理規(guī)模上根據(jù)區(qū)域范圍有所不同。中心云接入網(wǎng)關(guān)：中心云的云-云網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)中心云之間和中心云與區(qū)域云之間的數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、計(jì)算引擎與大數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)基于所連接區(qū)域云的交通歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多維度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匯總，并由計(jì)算引擎進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與處理，實(shí)現(xiàn)面向領(lǐng)域的、全局的數(shù)據(jù)價(jià)值提升。中心云領(lǐng)域特定標(biāo)準(zhǔn)件：中心云主要功能體現(xiàn)為領(lǐng)域大數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)件，用于支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)和智能交通領(lǐng)域大數(shù)據(jù)價(jià)值提升等云控應(yīng)用功能建設(shè)。領(lǐng)域大數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)件基于云網(wǎng)一體化底座，以匯聚的多個(gè)區(qū)域云數(shù)據(jù)為輸入，基于多個(gè)區(qū)域內(nèi)車(chē)輛及其交通環(huán)境的多維度基礎(chǔ)匯總數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)計(jì)算與多維交互式分析，將領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)化API的形式提供宏觀交通數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)增值服務(wù)。標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)共享接口：與邊緣云和區(qū)域云類(lèi)似，包括標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交互規(guī)范和分級(jí)共享接口，支持全局道路交通態(tài)勢(shì)感知、道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)評(píng)估、駕駛行為與交通事故分析、車(chē)輛故障分析和車(chē)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)定價(jià)分析等全局范圍云控應(yīng)用的運(yùn)行。云控系統(tǒng)是以云控基礎(chǔ)平臺(tái)為核心、基于共享模式、突破煙囪模式局限性的一種新型信息物理架構(gòu)，通過(guò)云控基礎(chǔ)平臺(tái)可以獲得更為全面的交通動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有利于開(kāi)展全局監(jiān)測(cè)與控制。其具體特征包括：（1）車(chē)路云泛在互聯(lián):云控系統(tǒng)全域范圍內(nèi)車(chē)路云各異構(gòu)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化通信機(jī)制進(jìn)行廣泛互聯(lián)通信，打通信息孤島，構(gòu)建起用于支持協(xié)同控制的閉環(huán)通信鏈路。（2）交通全要素?cái)?shù)字映射：云控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)從車(chē)路云實(shí)時(shí)獲取的交通系統(tǒng)各要素狀態(tài)信息進(jìn)行分層融合，構(gòu)建物理世界在數(shù)字世界的實(shí)時(shí)數(shù)字映射，統(tǒng)一為不同的協(xié)同應(yīng)用提供運(yùn)行所需實(shí)時(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（3）應(yīng)用統(tǒng)一編排：云控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)協(xié)同應(yīng)用的運(yùn)行方式進(jìn)行統(tǒng)一編排，消解應(yīng)用間行為沖突，利用各應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)能力，提升云控系統(tǒng)的車(chē)輛與交通運(yùn)行優(yōu)化性能。（4）高效計(jì)算調(diào)度：云控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)協(xié)同應(yīng)用運(yùn)行的動(dòng)態(tài)位置及所用計(jì)算資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源高效利用，確保協(xié)同應(yīng)用在大并發(fā)下按需實(shí)時(shí)運(yùn)行，保障所服務(wù)車(chē)輛與交通的運(yùn)行安全。（5）系統(tǒng)運(yùn)行高可靠：云控系統(tǒng)通過(guò)車(chē)路感知融合、集中計(jì)算編排、應(yīng)用多重備份等方式，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與交通運(yùn)行優(yōu)化的高可靠性。云控系統(tǒng)作為一類(lèi)新型信息物理系統(tǒng)，融合了多種學(xué)科、不同領(lǐng)域的前沿技術(shù)，其建設(shè)和發(fā)展需要攻克架構(gòu)、感知、控制和通信等方面眾多關(guān)鍵技術(shù)，包括邊緣云架構(gòu)技術(shù)、動(dòng)態(tài)資源調(diào)度技術(shù)、感知與時(shí)空定位技術(shù)、車(chē)輛與交通控制技術(shù)以及云網(wǎng)一體化技術(shù)等。云控系統(tǒng)能夠增強(qiáng)車(chē)輛行車(chē)安全、提升行車(chē)效率和節(jié)能性以及提升交通運(yùn)行性能，離不開(kāi)網(wǎng)聯(lián)技術(shù)、自動(dòng)駕駛技術(shù)與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的能力。基于云控應(yīng)用的服務(wù)方式，將云控系統(tǒng)的功能分為4個(gè)類(lèi)別。云控功能類(lèi)別云控應(yīng)用內(nèi)容控制主體1責(zé)任主要按業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)）網(wǎng)聯(lián)化等級(jí)?最低要求1感知相強(qiáng),提示與預(yù)警，決策或規(guī)劃建議駕駛?cè)嘶蜍?chē)輛22單車(chē)網(wǎng)聯(lián)決策、規(guī)劃或控制，基于自動(dòng)駕駛的有限場(chǎng)景混合交通調(diào)節(jié)駕驗(yàn)人或車(chē)輛33多車(chē)