CN109688224A - 一种智能网联汽车云控平台架构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能网联汽车云控平台架构，包括中心云、区域云、边缘云三级平台，边缘云作为基础级平台，负责处理实时、动态型信息，为车辆提供决策支持信息；区域云作为中间级平台，负责处理区域范围内信息，提供区域性基础服务、公共服务和行业服务信息；中心云作为最上层平台，负责处理全国性行业、产业信息，提供全国性统一公共服务信息；边缘云向区域云上传数据，区域云向中心云上传数据，边缘云、区域云也根据需求对应地向区域云、中心云申请数据。本发明通过建立统一的数据存储格式，以及三级两架构模型，实现了数据分级存储，实现了不分品牌不分型号车辆的数据共享和互通，还在云端建立模型库，通过云端完成一些共性计算任务，减轻了车端的计算压力。

Description

一种智能网联汽车云控平台架构

技术领域

本发明涉及智能网联汽车技术领域，具体涉及一种适用于智能网联汽车的云控平台分级技术架构。

背景技术

智能网联汽车中网联化是指融合现代通信与网络技术，实现车内网、车外网、车际网的无缝链接，具备信息共享、复杂环境感知、智能化决策、自动化协同等控制功能，与智能公路和辅助设施共同组成未来社会智能出行系统。智能网联汽车时代，汽车的网联化服务和支撑智能化发展，其终极目标是实现汽车的自主驾驶和决策，并通过信息化服务，有效缓解当前交通状况下所面临的难题。

智能网联汽车其智能化和网联化关系的复杂也意味着其信息交流量大幅增升，数据处理复杂，传输实时性要求高，这些已经是单靠车辆本身无法解决的问题，所以迫切需要大数据、云平台的支撑，自车数据、环境数据和网联数据通过车载计算平台和云端大数据平台分级融合计算，将计算结果输出作为车辆控制信息传输给车辆，供车辆进行路径规划等决策参考。

因此，在下一代高效低时延通讯技术支撑的环境中，云控平台的作用将越来越重要。智能网联汽车的云控平台主要为智能汽车及其用户、管理及服务机构等提供车辆运行、基础设施、交通环境、交通管理等动态基础数据，具有数据存储、数据运维、大数据分析、云计算、信息安全等基础服务机制，成为支持智能网联汽车实际应用需求的支撑平台。而且智能网联汽车云控平台不同于现有商业云平台，其对数据的实时性、安全性和海量数据分级存储与处理能力都提出了更高的要求，因为智能网联汽车作为道路交通运载工具，其实时性不足将会带来社会安全隐患；故，本发明提出一种基于智能网联汽车的、满足不同应用场景及其不同时延需求的三级云控平台架构，面向不同的应用场景和服务需求，提供最为高效、高灵敏度、高可靠性的智能网联汽车云控平台服务。

发明内容

为通过技术手段实现汽车与智慧交通、智慧出行和智慧城市的深度融合，解决交通拥堵，提升交通和出行效率，本发明提供一种智能网联汽车云控平台架构，实现智能网联汽车多源数据分级存储和云端数据分级共享功能，为国家智能网联汽车技术升级、产业发展和国家信息安全提供基础数据支撑。

本发明提供一种智能网联汽车云控平台架构，其特征在于：包括中心云、区域云、边缘云三级平台，其中：

所述边缘云作为基础级平台，负责处理实时、动态型信息，为车辆提供决策支持信息，为智能网联汽车提供超低时延需求场景下的服务；

所述区域云作为中间级平台，负责处理区域范围内信息，信息更新频率低于边缘云，可根据情况以小时或者分钟级别的频率更新，提供区域性基础服务、公共服务和行业服务信息；

所述中心云作为最上层平台，负责处理全国性行业、产业信息，信息更新频率低于区域云，可根据情况以天或者月级别的频率更新，提供全国性统一公共服务；

所述边缘云向区域云上传数据，所述区域云向中心云上传数据，所述边缘云、区域云也根据需求对应地向区域云、中心云申请数据。

进一步地，所述中心云、区域云、边缘云对采集的数据先后经过格式化、清洗、分级存储以及多源融合计算的过程。

进一步地，所述中心云、区域云、边缘云对采集的数据采用统一标准格式的转化。

进一步地，所述中心云中根据不同的应用和服务需求建立有中心云算法模型，形成中心云算法模型库；所述区域云中根据不同的应用和服务需求建立有区域云算法模型，形成区域云算法模型库；所述边缘云中根据不同的应用和服务需求建立有边缘云算法模型，形成边缘云算法模型库。

进一步地，所述边缘云，从路侧基础设施或者任意形式的交通信息平台获得基础设施动态信息、从高精度动态地图平台获得动态实时交通信息、从整车OEM平台和车载终端平台获得车辆及感知信息、从气象平台获得实时气象信息。所述区域云从气象平台获取非实时性气象信息，从地区数据平台获取区域性数据；所述中心云从相关的全国数据平台获取行业、产业信息，信息传输要求在毫秒级别范围内完成。

与现有技术相比，本发明的显著有益效果体现在：

1.本发明通过建立智能网联汽车云数据中心，收集与车辆行驶相关的超视距数据与车辆行驶动态数据，主要功能包括数据的采集、清洗、转换、存储、高性能云计算处理及并发数据传输技术等，支持智能网联汽车(自动驾驶汽车)实现云控的基础数据标准化格式转化，包括按不同时延要求的应用分类进行基础数据抽取、转换、表达与标准化。通过大数据云平台的建立以及建立统一的数据转换格式，可以实现不同品牌、不同车型的数据标准化互联互通。

2.本发明按照智能网联汽车云控平台的不同应用和服务场景及其对数据传输的时延要求，进行分级云平台技术架构设计，包括三级两功能架构，即边缘云功能架构和中心云/区域云功能架构。通过两种技术架构，建立智能网联汽车的三级云控平台，即中心云、区域云和边缘云。中心云作为智能网联汽车全国全区域的大数据中心，为智能网联汽车相关数据进行标准化格式转换提供基础，实现智能网联汽车全数据的分级存储，为全国、全产业、全行业提供统一的基础服务和公共服务；区域云主要提供区域特性的基础服务和公共服务，如区域交通优化、区域智慧交通等；边缘云则为智能网联汽车提供最为实时的、高精准和低时延信息，例如为通过边缘计算为某一交叉路口多车辆协同通过提供精准高效的协同决策信息。通过云计算能力分配能够为全国的智能网联汽车技术迭代提供大数据分析等支撑，加速智能网联汽车技术升级；通过云平台的分级共享技术，实现了为不同的应用服务需求提供最为高效和全面的服务。

3.本发明还能够有效支持车路协同技术，能够极大的提高车辆的网联化、智能化程度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为智能网联汽车云控平台三级技术架构；

图2为中心云/区域云功能架构；

图3为边缘云功能架构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

本发明建立一智能网联汽车云控平台，目的是通过该平台建立云数据中心，各种能为车辆直接采集和/或不能直接采集的数据都可以上传到云数据中心，为智能网联汽车提供数据支持；同时建立各种数据统一的标准格式，能够被任何车辆不分品牌不分型号地调用；还通过多源数据融合计算，建立模型库，由云端完成一些共性计算任务，减轻车端的计算压力，避免繁冗重复的计算过程。

因此，根据数据的类型、属性、关系以及运算等级等，本发明中，将智能网联汽车云控平台根据不同的应用分为中心云1、区域云2与边缘云3的三级平台技术架构。如图1所示，边缘云3作为最底层平台主要处理实时、动态信息，包括从路侧基础设施获得的基础设施动态信息、从高精度动态地图平台获得的动态实时交通信息、从整车OEM平台和车载终端平台获得的车辆及感知数据、从气象平台获得的实时气象信息，通过边缘计算能力为车辆提供决策支持信息，包括车路协同信息，交通拥堵疏导信息，紧急通行信息等。边缘云3定期将数据上传至区域云2。区域云2作为中间平台主要处理的信息范围为地方区域内信息，包括气象平台发布的气象信息、地区数据平台发布的区域性数据，区域云2主要面向地区/区域提供区域服务、智慧交通出行服务和智慧城市等基础服务和公共服务类应用，为地方行业监管等提供基础数据支持。区域云2同样需要定期向中心云1上传数据。另外，边缘云3、区域云2也同样可以根据需求对应地向区域云2、中心云1申请数据和云算法模型等支持。中心云1作为最上层平台，在区域云2以及边缘云3的支撑下，主要收集相关的全国数据平台提供的行业、产业信息，为全国性统一公共服务和智能网联汽车大数据中心等提供支撑，支撑标准、法规建设和仿真等研究。

具体的，各部分结构和功能实现如下：

1、中心云功能架构

中心云1，该部分主要用于全国智能网联汽车相关数据的采集、清洗、转换、分级存储，其作为全国统一的智能网联汽车大数据和云计算中心，数据更新频率较低，可以根据实际应用情况以天或者月为单位进行，如图2，中心云1从区域云2、边缘云3获取气象信息，高精度地图数据，基础设施数据，车辆及传感器数据等，做标准化格式转换；然后进行数据清洗，去除无用或不清晰的数据，然后进行分级存储；存储的数据也用于多源数据的融合计算，建立云端分级模型库等。多源数据融合计算就是指将采集到的车辆、动态交通、天气等信息进行融合计算，形成对车辆状态的最小数据集的最全且精准的描述信息。云端分级模型库主要是根据不同的应用和服务(这些应用和服务对平台响应的时延不同、应用场景也不同)，训练和建立一些算法模型，来支持不同的应用和服务需求。

中心云1通过云计算能力为全国提供统一的基础服务如全国交通信息平台、智能网联汽车仿真模型设计、智能网联汽车全国场景库设计、智能网联汽车通用技术分析、标准法规研究，提供公共服务如车辆监管、信息安全监管、全国统一救护救援车辆通行和管理等。

中心云1还可以根据区域云2和边缘云3的申请，向其提供相关数据和云计算服务，并以信息形式进行传输。

2、区域云功能架构

区域云2，该部分主要用于区域级别的基础服务和公共服务，建立区域智能网联汽车大数据存储中心，数据更新频率可以以小时或者分钟为单位进行，区域云2的架构也如图2所示，区域云采集区域内智能网联汽车及相关数据，并依次进行数据的清洗、转换和分级存储，根据区域服务需求，基于基础数据建立云计算模型库，为区域服务如某城市智慧交通平台建设和实施、地区交通和气象信息预警平台、地区行业分析、地区产业升级等提供基础服务和公共服务。

区域云2也根据中心云1和边缘云3的数据申请，向数据申请方提供相关数据和云计算服务，并以信息形式进行传输；另外，区域云2将定期将区域车辆及相关数据上传至中心云1。

3、边缘云功能架构

边缘云3，该部分主要用于车路协同系统中高实时、低时延的动态车辆决策控制支持，数据更新最为实时，数据传输时延也是毫秒级别，如图3，边缘云将采集的车辆及其传感器信息、动态实时高精地图信息、动态气象信息以及其他相关云平台信息，这些信息数据更新频次极高，信息传输的低时延性要求数据在毫秒级别范围内完成传输；经过标准格式化、清洗、存储到边缘云数据中心，进行多源数据融合，并通过边缘云的边缘计算模型库和边缘计算能力为多车提供网联决策控制基础信息，通过车载终端平台将信息传输给车载计算平台，供车辆决策参考和使用；或者对于部分具有对边缘云3控制权限的车辆，直接通过车载终端平台实现车辆控制。

边缘云3的数据也视区域云2需要而上传。

以上中心云1、区域云2、边缘云3具有统一的数据标准格式，为互联互通以及普适应用提供了基础。

本发明按照智能网联汽车云控平台的不同应用和服务的不同时延要求，构建三级两架构模型，通过两种技术架构(即边缘云功能架构和中心云/区域云功能架构)，建立智能网联汽车的三级云控平台，即中心云、区域云和边缘云；三级平台具有外部统一数据标准格式、内部相互支持的功能，智能网联汽车云控平台与动态高精地图平台、整车企业云平台、行业信息平台等进行数据交互，对于车辆控制方面通过车载终端平台与车载计算平台进行信息交互，整个云控平台的信息交互都有信息安全平台的技术深度耦合和安全支持。

本发明通过建立智能网联汽车云控平台数据库，收集与车辆行驶相关的超视距数据与车辆行驶动态数据，通过清洗、格式转换、存储、高性能云计算处理及并发数据传输技术等，支持智能网联汽车(自动驾驶汽车)实现云控数据的标准化，包括按不同时延要求的应用分类进行的基础数据抽取、转换、表达与标准化。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能网联汽车云控平台架构，其特征在于：包括中心云、区域云、边缘云三级平台，其中，

所述边缘云作为基础级平台，负责处理实时、动态型信息，为智能网联汽车提供低时延需求场景服务；

所述区域云作为中间级平台，负责处理区域范围内信息，信息更新频率低于所述边缘云，提供区域性基础服务、公共服务和行业服务；

所述中心云作为最上层平台，负责处理全国性行业、产业信息，信息更新频率低于所述区域云，提供全国性统一公共服务；

所述边缘云向区域云上传数据，所述区域云向中心云上传数据，所述边缘云、区域云也根据需求对应地向区域云、中心云申请数据。

2.根据权利要求1所述的智能网联汽车云控平台架构，其特征在于：所述中心云、区域云、边缘云对采集的数据先后经过格式化、清洗、分级存储以及多源融合计算的过程。

3.根据权利要求1或2所述的智能网联汽车云控平台架构，其特征在于：所述中心云、区域云、边缘云对采集的数据采用统一标准格式的转化。

4.根据权利要求1所述的智能网联汽车云控平台架构，其特征在于：所述中心云中根据不同的应用和服务需求建立有中心云算法模型，形成中心云算法模型库；所述区域云中根据不同的应用和服务需求建立有区域云算法模型，形成区域云算法模型库；所述边缘云中根据不同的应用和服务需求建立有边缘云算法模型，形成边缘云算法模型库。

5.根据权利要求1所述的智能网联汽车云控平台架构，其特征在于：所述边缘云，从路侧基础设施或者任意形式的交通信息平台获得基础设施动态信息、从高精度动态地图平台获得动态实时交通信息、从整车平台和车载终端平台获得车辆及感知信息、从气象平台获得实时气象信息，信息传输在毫秒级别范围内完成。