淺析5G技術(shù)在車路協(xié)同系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：智能車路協(xié)同技術(shù)是當(dāng)今國際智能交通領(lǐng)域的前沿技術(shù)和必然發(fā)展趨勢，隨著5G 的到來，5G+人工智能、5G+移動邊緣計(jì)算等技術(shù)融合方案，將能夠更好的感知環(huán)境的變化，充分實(shí)現(xiàn)人、車、路的有效協(xié)同，實(shí)現(xiàn)整個道路和城市的數(shù)字化、智能化水平。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);車路協(xié)同;V2X技術(shù)

1 引言

道路如同城市的血管，血管的通暢程度與城市活力息息相關(guān)。但在城市規(guī)模越來越大、人口數(shù)量不斷增長、交通擁堵程度加劇的當(dāng)下，僅靠加快道路建設(shè)等方式來構(gòu)建便捷高效的交通體系，已經(jīng)變得越來越困難。5G 時代，作為城市和車輛的連接點(diǎn)，道路也成為通信網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、智能傳感器融合創(chuàng)新的交匯點(diǎn)，如何利用新的技術(shù)來提升城市智能化水平，增強(qiáng)城市路網(wǎng)與車輛的協(xié)同效率和安全性，從而降低城市擁堵、改善出行體驗(yàn)，成為技術(shù)改變生活的新機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

2 車路協(xié)同發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，車路協(xié)同已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。我國早在“十二五”期間啟動了“智能車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究”，有效地推動了我國智能車路協(xié)同技術(shù)的迅速發(fā)展，標(biāo)志著我國車路協(xié)同技術(shù)取得新的突破。時至今日，車路協(xié)同技術(shù)已經(jīng)有了長足進(jìn)步，隨著5G 的到來，5G+人工智能、5G+移動邊緣計(jì)算等技術(shù)融合方案，將能夠更好的感知環(huán)境的變化，充分實(shí)現(xiàn)人、車、路的有效協(xié)同，實(shí)現(xiàn)整個道路和城市的數(shù)字化、智能化水平。

3 車路協(xié)同中5G技術(shù)的應(yīng)用

C-V2X就是一種基于5G網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)，它允許車輛通過交通信號和其他路邊設(shè)備進(jìn)行無線通信，從而提高功能性和安全性，自動駕駛和智能交通因此更容易實(shí)現(xiàn)。“5G C-V2X”的技術(shù)目標(biāo)是將車輛與周圍一切事物相連接，其中V代表車輛，X代表任何與車交互信息的對象。當(dāng)前，X主要包含車、人、交通路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)，V2X交互的信息模式包括：車與車之間（V2V）、車與基礎(chǔ)設(shè)施之間（V2I）、車與人之間（V2P）、車與網(wǎng)絡(luò)之間（V2N）的交互。

使用“5G C-V2X”技術(shù)之后，汽車不僅會廣播他們的位置、速度和方向，通過與交通信號燈溝通，支持5GC-V2X的汽車將會在綠燈亮的時候開始行駛--與綠燈同步行駛。

4 車路協(xié)同應(yīng)用實(shí)例

4.1 項(xiàng)目概況

包河智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范應(yīng)用公共交通體驗(yàn)線項(xiàng)目選取包河區(qū)的部分核心道路作為民眾出行、體驗(yàn)道路，建設(shè)以車、路、云等基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)的一體化開放服務(wù)平臺，支持基于V2X技術(shù)自動駕駛/輔助駕駛車輛在該開放道路可持續(xù)運(yùn)行，展示汽車工業(yè)與人工智能、車聯(lián)網(wǎng)、5G等新技術(shù)融合的成果，在體現(xiàn)科技感與先進(jìn)性的同時，為市民和區(qū)域企業(yè)員工提供基于需求響應(yīng)的智能出行和體驗(yàn)服務(wù)。

4.2 項(xiàng)目需求

4.2.1 線路規(guī)劃

經(jīng)過調(diào)研規(guī)劃選擇花園大道、重慶路路段，共計(jì)約7公里，建設(shè)一條公共交通體驗(yàn)線路。項(xiàng)目建設(shè)完成后，可為普通民眾提供花園大道沿線的預(yù)約出行、體驗(yàn)服務(wù)。

4.2.2 體驗(yàn)車輛需求

本項(xiàng)目采購2輛智能網(wǎng)聯(lián)體驗(yàn)車，車輛支持高級別自動駕駛、V2X智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的純電動車，支持6-8人乘坐，對車輛進(jìn)行智能化升級，升級后的智能網(wǎng)聯(lián)體驗(yàn)車需滿足科技感、舒適性、交互性的要求，滿足乘客沉浸式智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)交互體驗(yàn)要求。

智能網(wǎng)聯(lián)體驗(yàn)車支持通過多種互動方式讓乘客體驗(yàn)自動駕駛、車路協(xié)同技術(shù)，可將車路協(xié)同感知信息通過不限于AR、全息路口等多種呈現(xiàn)方式在車內(nèi)呈現(xiàn)。

4.2.3 智能路測系統(tǒng)需求

本項(xiàng)目對線路沿線的路口及路側(cè)進(jìn)行智能網(wǎng)聯(lián)化改造，改造后為智能網(wǎng)聯(lián)體驗(yàn)車輛提供必要的自動駕駛輔助服務(wù)。智能路側(cè)系統(tǒng)由道路感知設(shè)備、計(jì)算設(shè)備、通信設(shè)備組成，道路感知設(shè)備主要包括攝像機(jī)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等，路側(cè)系統(tǒng)可以通過對周邊車輛的信息采集提供交通感知能力。

V2X 智能路側(cè)系統(tǒng)需與智能交通信號系統(tǒng)互通，解析其數(shù)據(jù)并將信息廣播至周邊車輛、上傳至中心平臺。

4.3 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)

4.3.1 公共交通體驗(yàn)汽車

本項(xiàng)目需要6-8 座體驗(yàn)車，車身長度不超過6米，支持高級別自動駕駛，總體要求：

（1）自動駕駛、人工駕駛兩種操控方式，一鍵切換;

（2）科技感強(qiáng)，舒適、美觀、簡約;

（3）可通過多種方式與客戶互動，可視化展示車路協(xié)同應(yīng)用場景;

（4）對車輛進(jìn)行內(nèi)飾及智能網(wǎng)聯(lián)化升級。

4.3.2 車載終端

設(shè)備具備LTE-V2X PC5和 4G LTE Uu雙模通信能力，PC5符合3GPP R14 LTE-V2X協(xié)議規(guī)范，能夠?qū)崿F(xiàn)OBU與OBU/RSU 之間直接通信和基于蜂窩網(wǎng)的通信，可滿 足智能網(wǎng)聯(lián)汽車多樣化業(yè)務(wù)的通信需求。

在隧道、地下車庫等無 GNSS 信號場景下，支持RSU和OBU之間的PC5空口同步，實(shí)現(xiàn)RSU和OBU的通信以及OBU定位功能。

4.3.3 車路協(xié)同輔助體驗(yàn)服務(wù)

將云端及路側(cè)車路協(xié)同信息實(shí)時推送至車內(nèi)，滿足乘客新技術(shù)體驗(yàn)需求;

（1）車載 APP可實(shí)時接收并展示道路施工信息、各類交通標(biāo)識、事故信息提醒、區(qū)域?qū)崟r交通狀態(tài)等;

（2）車載APP可通過與車載OBU交互提供周圍車輛實(shí)時交通狀態(tài)信息;

（3）車載APP可提供信息展示和地圖方位指示;

（4）車載APP提供配置管理功能。

4.3.4 ?觀光車可視化展示

具備車內(nèi)VR模擬智能網(wǎng)聯(lián)展示、車內(nèi)全息路口呈現(xiàn)、車內(nèi)車路協(xié)同場景展現(xiàn)等功能：

（1）結(jié)合高精三維地圖技術(shù)和VR技術(shù)，展示車輛行駛沿線路側(cè)設(shè)備信息、政府政務(wù)信息、人文歷史信息、風(fēng)景等以“VR虛擬體驗(yàn)”的概念融合;

（2）結(jié)合車輛位置，自動生成定制的全程流程VR體驗(yàn)服務(wù);

（3）結(jié)合車輛位置，在圖層上疊加車路協(xié)同信息播報(bào)和預(yù)警服務(wù);

（4）展現(xiàn)智慧站臺候車人員、站臺周邊道路信息等;

（5）智能語音交互，支持語音控制空調(diào)、燈光、音樂等;疊加基于路側(cè)感知的全息路口數(shù)字孿生展示。

5 結(jié)束語

車路協(xié)同概念從提出到實(shí)現(xiàn)已有近20年的歷程，發(fā)展至今已經(jīng)取得了突出的階段性成果。隨著關(guān)鍵技術(shù)的成熟、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的起步，以及5G、AI和自動駕駛的蓬勃發(fā)展，智能車路協(xié)同系統(tǒng)將有效推進(jìn)現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。[1]

參考文獻(xiàn)：

[1]張毅，姚亞丹，李力，裴華鑫，晏松，葛經(jīng)緯. 智能車路協(xié)同系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2021年10月：40-51

作者簡介：陳彩鳳（1987年5月-），女，漢族，福建三明人，安徽交欣科技股份有限公司，中級工程師，本科，研究方向：智慧交通。