智慧高速公路车路协同系统构建方案研究.pdf
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1、文章编号:():./.智慧高速公路车路协同系统构建方案研究张国锋李 宁秦 通(.山东高速日照发展有限公司 日照市 .山东高速集团有限公司 济南市)摘 要:车路协同是目前智慧高速公路发展的重要研究方向 从智慧高速中车路协同系统的整体框架、构建方案及应用场景等方面进行探讨以路侧感知系统、信息传输系统、边云协同计算及智能车载终端等构成基于 的车路协同系统方案为高速公路车路协同系统的构建提供参考 关键词:智慧高速公路车路协同 场景应用中图分类号:文献标识码:引言近年国家及有关部委陆续出台交通强国建设纲要国家综合立体交通规划纲要数字交通发展规划纲要关于加强推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知等文
2、件为不断提升高速公路安全水平、通行能力和服务品质推动智慧高速公路建设高质量发展做出战略部署 所谓智慧高速公路是指基于业务需求以数据为核心充分利用现代技术提升路网多源感知、融合分析以及决策支持能力实现建设、管理、养护、运营、服务全过程数字化和智能化的更加安全高效、便捷舒适、科学智能、绿色低碳的高速公路 其中车路协同系统是智慧高速公路建设中的重要部分也是目前智能交通的重要研究方向 车路协同系统是基于感知、通信、计算等技术以智能路侧设备为节点获取车辆和道路信息利用泛在高效的无线通信网络通过“车 车、车 路、车 云”之间的高可靠信息交互与智能管控提高道路交通安全水平优化交通资源利用提升路网的交通承载能
3、力提升出行效率和驾乘体验 年 月国家发改委等 个部委联合发布智能汽车创新发展战略提出到 年车用无线通信网络(等)实现区域覆盖新一代车用无线通信网络()在部分城市、高速公路逐步开展应用高精度时空基准服务网络实现全覆盖 随着国家系列政策的引导推动及相关技术的发展应用智能车路协同技术已从研究阶段向示范应用阶段迈进 高速公路相对于城区复杂道路状况交通环境更为封闭、简单 同时高速公路道路条件优良、路面平整、线型简洁场景有利于车路协同系统的部署应用 从架构方案及应用场景等维度对车路协同系统在智慧高速公路建设中的部署应用进行探讨 车路协同系统整体框架构成在智慧高速公路建设中面向行车安全与效率提升的车路协同作
4、用构建“全时空动态信息感知 泛在无线通信网络 边云协同计算平台 车载信息交互终端”的车路协同体系具有“感知、通信、计算”三大核心功能通过车、路、网、云的协同支持(车辆与路端设备)、(车 辆 与 车 辆)及(车辆与网络/云)信息交互场景实现 方案中车路协同系统包括路侧感知系统、信息传输系统、边云协同计算系统及车载智能终端整体架构如图 所示 车路协同系统构建方案()路侧感知系统路侧感知系统通过安装在道路上的毫米波/激光雷达、视频检测器、气象感知模块、路面状况检测器等智能感知设备采集当前道路状况及交通状况等信息对道路环境进行精确感知并具备低延迟、高可靠的通信能力 年 第 期 北方交通图 车路协同系统
5、整体架构 智能感知设备包括道路交通感知模块、道路气象感知模块和路面状况感知模块 道路交通感知模块主要采集流量、车速、占有率、车头时距等交通流参数道路气象感知模块主要采集道路沿线的气象信息如冰、雪、雨、雾、强风等道路路面状况感知模块主要采集路面的结冰、湿度、凹凸、障碍物等信息 路侧通信单元支持 (基于蜂窝网络的车联网技术)通信协议具备 及 接口设备布设采用中央分隔带背靠背方式以毫米波雷达及卡口相机为主视频监控为辅对道路进行连续覆盖监测路侧边缘计算设备处理分析高实时性数据布设情况见表 表 路侧设备布设设备数量安装位置主要功能 短焦摄像机横杆 处车牌识别每个摄像头覆盖单向 车道长焦摄像机横杆 处视频
6、云联摄像头全景可覆盖 覆盖单向 车道雷达横杆 处覆盖双向 车道横杆 处覆盖半径边缘计算单元杆下机柜算力需求:摄像头 雷达:()信息传输系统 主要包括、之间的连接性包含两种通信接口:(直连通信接口):车与路端设备之间的短距离直接通信接口可实现低时延、高可靠通信在无蜂窝网络覆盖时也可用 接口进行 通信(蜂窝网络通信接口):车与基站之间的通信接口处于基站的蜂窝网络覆盖范围内方可使用可实现长距离和大范围的可靠通信 将 接口和 接口形成有效冗余实现低时延(小于)、高可靠(.以上)通信 其中、通信均通过 模式工作在.专用频段用于局部的、即时性的信息提示、预警等 通信通过 模式工作在运营商蜂窝网络频段由云端
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