CN111627206A - 一种应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，包括：确定部署方案，基于部署方案确定环境V2X节点与被测V2X节点之间、环境V2X节点与中心控制器之间以及被测V2X节点与中心控制器之间的通信连接；获取中心控制器发送的场景配置要求，并基于场景配置要求对环境V2X节点和被测V2X节点进行设定；获取环境V2X节点和被测V2X节点发送的带时间信息的节点数据；基于所述场景配置要求、节点数据以及预设评测标准进行分析评价并生成评价报告。参与测试的环境V2X节点及其上面的业务由测试车上的模拟节点进行模拟，使得多个测评项可以并行进行，并且从测评任务提交开始直到报告生成的整个过程，可以由搭建的系统自动完成，提高了评估的效率和自动化程度。

Description

一种应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法

技术领域

本发明属于智慧交通技术领域，具体涉及一种应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法。

背景技术

V2X(Vehicle to Everything)，是指在车辆上安装一种专用通信终端，可实现与其他车辆、道路、行人以及云端进行数据交互服务，具体包括V2V(Vehicle To Vehicle车与车连接)，V2I(Vehicle To Infrastructure车与基础设施连接)，V2P(Vehicle ToPedestrian车与行人连接)，V2N(Vehicle To Network车与网络连接)。专用通信终端主要对通信时延要求较高(小于10ms)，且支持设备之间直接连接。

车路协同为采用V2X技术进行车与车通信(V2V)、车与路及路与车通信(V2I及I2V)、车与云通信(V2N及N2V)以及车与人通信(V2P及P2V)实现面向交通安全、面向交通效率以及面向信息服务应用的统称。车路协同在业务上表现为通过在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。

目前对车路协同系统的测试是分别按照通信领域的测试方法和汽车领域的测试方法分别开展测试的。

通信领域的测试方法为：按照传统的蜂窝节点或者wifi节点的测试方法，以测试节点的通信性能为主。具体测试方法为，针对V2I、V2V及V2P类应用，将两个节点致于空旷的场地中，调整两个节点间的位置和姿态关系，记录并测试两个节点的丢包、时延、容量、通信速率等参数，考察其通信性能。针对V2N类应用，改变单个被测V2X节点的位置和姿态，测试该节点与云端通信的丢包、时延、容量、通信速率等参数。

汽车领域的测试方法为：将V2X业务视为一种ADAS(主动安全功能集成控制系统)业务，根据业务发生条件放置测试车辆，按照V2X业务场景，测试被测车辆的预警消息或其他消息发出的时间，车辆行驶距离以及业务逻辑正确性等参数。

然而无论是通信领域，还是汽车领域，在车路协同测试的路侧时(移动测试时)，在技术路径方面，都还没有在交通压力环境中进行过测试；在测试手段上，通信测试和业务测试是完全分开的，特别是业务层的测试，几乎都是针对测试数据，人工进行对照评估，没有系统的评价工具，从而存在评估效率低下也无法进行自动化评测的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺少系统性的评价工具、评估效率低、自动化程度低的问题，本发明提供了一种应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法其具有评估效率高、自动化程度高、评估更加灵活便利等特点。

本发明所采用的技术方案为：

一种应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，包括：

确定部署方案，基于所述部署方案确定移动部署的环境V2X节点与被测V2X节点之间、环境V2X节点与中心控制器之间以及被测V2X节点与中心控制器之间的通信连接；

获取所述中心控制器发送的场景配置要求，并基于所述场景配置要求对所述环境V2X节点和所述被测V2X节点进行设定,以搭建规模测试中的动态车路协同测试场景；

获取所述环境V2X节点和所述被测V2X节点发送的带时间信息的节点数据，所述节点数据包括：所述环境V2X节点发送的业务信息以及经所述被测V2X节点解析后的所述业务信息；

基于所述场景配置要求、所述节点数据以及预设评测标准进行分析评价并生成评价报告。

进一步地，所述部署方案包括：室外部署和随车部署；

所述室外部署包括：将搭载所述环境V2X节点的测试车按道路线形或阵列的方式部署在测试广场上，并将各个测试车上的通信模块连接到和所述中心控制器连接的网关上；

所述随车部署包括：将所述环境V2X节点连接到测试车的节点控制器上，将所述节点控制器、所述测试车上的所述通信模块和所述被测V2X节点连接到和所述中心控制器连接的所述网关上。

进一步地，所述场景配置要求包括：应用类型、关联节点、干扰节点关系、干扰环境类型和场景逻辑关系，所述中心控制器基于所述场景配置要求向所述节点控制器分配所述环境V2X节点资源并定义业务资源关系，所述节点控制器基于通信密度和干扰强度分配环境V2X节点作为干扰节点和业务节点。

进一步地，所述应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法还包括：改变当前的所述场景配置要求重新获取节点数据进行全面工况的测试。

进一步地，所述节点数据至少包括带有时间信息的位置、速度、方向和加速度信息以及节点的丢包、时延、误报率和对于消息的逻辑正确性判断信息。

进一步地，所述基于所述场景配置要求、所述节点数据以及预设评测标准进行分析评价并生成评价报告包括：使用标准生成器生成分析评价结果，使用报告生成器生成最终的所述评价报告。

进一步地，所述标准生成器包括：数据封装器、状态解算器和数据分析器；

所述数据封装器用于定义评价标准或者导入符合格式定义的标准，并将输入的数据输入到预先定义好的标准表里面进行对应项的查询；

所述状态解算器用于根据预先定义好的状态逻辑关系生成理想输入状态；

所述数据分析器基于所述数据封装器查找的数据、理想输入状态和所述节点数据生成分析评价结果。

进一步地，所述数据封装器、所述状态解算器和所述数据分析器均由脚本生成器生成各自工作脚本或数据脚本。

进一步地，所述环境V2X节点与所述被测V2X节点之间以及被测V2X节点与中心控制器之间基于无线网络进行通信连接。

进一步地，所述中心控制器和所述节点控制器之间基于有线网络进行通信连接。

本发明的有益效果为：被测V2X节点和环境V2X节点被置于同一个环境中，每个节点的位置和工作方式均可配置，并且背景节点的规模可以根据需要灵活地扩展。被测V2X节点可以单个或者并行进行包括通信性能、可靠性以及应用功能的测试。可以对上层的场景模拟和底层节点进行关联，从而实现场景仿真中的背景节点、测试节点和测试环境中的物理节点一一对应，参与测试的环境V2X节点及其上面的业务由测试车上的模拟节点进行模拟，使得多个测评项可以并行进行，并且从测评任务提交开始直到报告生成的整个过程，可以由搭建的系统自动完成，提高了评估的效率和自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例提供的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例提供的部署流程图；

图3是根据一示例性实施例提供的配置流程图；

图4是根据一示例性实施例提供的测试运行流程图；

图5是根据一示例性实施例提供的分析评估流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参照图1所示，本发明的实施例提供了一种应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，应用于车路协同测试的路侧系统中包括以下步骤：

101、确定部署方案，基于部署方案确定移动部署的环境V2X节点与被测V2X节点之间、环境V2X节点与中心控制器之间以及被测V2X节点与中心控制器之间的通信连接；

102、获取中心控制器发送的场景配置要求，并基于场景配置要求对环境V2X节点和被测V2X节点进行设定,以搭建规模测试中的动态车路协同测试场景；

103、获取环境V2X节点和被测V2X节点发送的带时间信息的节点数据，节点数据包括：环境V2X节点发送的业务信息以及经被测V2X节点解析后的业务信息；

104、基于场景配置要求、节点数据以及预设评测标准进行分析评价并生成评价报告。

其中，搭载被测V2X节点的被测车和搭载环境V2X节点的测试车RV在环境V2X节点已经建立的规模测试环境中开展动态车路协同场景测试，同时环境V2X节点发送基础业务或其他业务消息，被测车对环境V2X节点发送的业务消息以及环境V2X节点发送的业务消息进行解析。

具体的，参照图2至图5所示，上述四个步骤可分别代表四个流程步骤分别是：部署流程、配置流程、测试运行流程和分析评估流程。

其中部署流程包括室外部署和随车部署两种部署方式：

在室外部署时，将环境V2X节点置于移动小车的控制箱内，天线置于移动小车撑臂上，可根据需要安装1个小车或多个小车；

将搭载环境V2X节点的小车按道路线形部署与道路上或按照阵列的方式部署于测试广场上；

每个小车上均部署有一个4G/5G通信模块，小车通过4G/5G模块汇聚到实验室中心机房汇聚网关上；

汇聚网关连接至中心控制器；

被测V2X节点置于被测车上，并通过被测车上的4G/5G对外通信；

测试车和被测车的4G/5G同时连接到实验室的中心汇聚节点上，该节点连接中心控制器上。

在随车部署时，将环境V2X节点置于测试车辆的设备架中；

将环境V2X节点连接到测试车的交换机上；

将环境V2X节点的天线引导测试车辆的顶部；

测试车内的交换机连接4G/5G通信模块，同时连接一台运行仿真程序的服务器；

被测V2X节点置于被测车上，并通过被测车上的4G/5G对外通信；

测试车和被测车的4G/5G同时连接到实验室的中心汇聚节点上，该节点连接中心控制器上；

部署完成后进入配置流程进行相应数据的配置：

配置场景仿真器，在场景仿真软件中设置测试场景；

场景仿真器向中心控制器下发场景配置指令；

中心控制器向环境V2X节点分配背景节点资源并定义业务关联关系(包括通信密度、干扰强度、业务逻辑等)，同时，中心控制器接收下发的虚拟节点与被测V2X节点数采模块的测试业务数据；

节点控制器等待系统控制指令，如果接收到控制指令则根据通信密度、干扰强度分配背景节点作为干扰节点与业务节点，否则继续等待控制指令。

配置完成后，中心控制器下发场景运行指令，进入测试运行流程：

中心控制器下发场景运行指令，使被测V2X节点正常运行场景处理程序；

将被测V2X节点和环境V2X节点带有时间戳的节点数据(至少包括带有时间信息的位置、速度、方向和加速度信息，以及节点的丢包、时延、误报率、对于节点消息的逻辑正确性)发送给中心控制器；

在室外部署时，判断是否已经完全覆盖测试工况条件，如果完全覆盖测试工况则结束本次测试，否则，在当前场景下，改变环境工况条件继续；

在随车部署时，被测V2X节点和环境V2X节点将带时间戳的节点数据发给控制器，被测V2X节点同时将带时间报文数据通过4G/5G发给测试车；

测试车记录测试数据并进行现场分析；

判断是否已经完全覆盖测试工况条件，如果完全覆盖测试工况则结束本次测试，否则，在当前场景下，改变环境工况条件继续。

最后进入分析评价流程：

选择评估项目和评测标准；

输入工况数据；

输入环境V2X节点工作状态数据和被测V2X节点工作状态数据；

根据评测标准进行分析和评测；

最后启动报告生成器生成测试报告。

由于被测V2X节点和环境V2X节点被置于同一个环境中，每个节点的位置和工作方式均可配置，并且环境V2X节点的规模可以根据需要灵活地扩展。被测V2X节点可以单个或者并行进行包括通信性能、可靠性以及应用功能的测试。节点适配中间件可以对上层的场景模拟和底层节点进行关联，从而实现场景仿真中的背景节点、测试节点和测试环境中的物理节点一一对应。系统中包含有评价模块，可以对测试结果进行在线分析和评价；测评标准可以将符合格式的规范或标准导入，或是由规范生成器生成，使多个测评项可以并行进行，并且从测评任务提交开始直到报告生成的整个过程，可以由系统自动完成，实现了自动化的测评，提高了测试评估的效率。

在本发明的另一具体实施例中，分析评价流程的核心是由数据封装器、状态解算器和数据分析器构成的标准生成器，其输入数据为工况条件(描述工况的数据串)，背景环境状态数据以及被测V2X节点的状态数据，输出为评价结果。

数据封装器、状态解算器以及数据分析器都是用脚本生成器生成各自的工作脚本或者数据脚本；

测试前，使用数据封装器定义好评价标准(或者导入符合格式定义的标准)。

测试开始后，包含背景环境和被测V2X节点的状态数据会输入数据封装器和状态解算器，前者根据工况条件以及输入数据到预先定义好的标准表里面进行对应项的查询，同时状态解算器会根据预先定义好的状态逻辑关系生成理想的输入状态。

查表的结果、被测V2X节点状态和状态解算器中生成的理想状态会输入到数据分析器中进行分析和评价。

数据分析器得到分析评价结果，输入给报告生成器生成最终的测试报告。

具体的，在具体实施过程中被测V2X节点设置在被测车辆上，环境V2X节点设置在模拟的背景车辆、行人、建筑物、信号灯等物体上来模拟车辆行驶道路上的各种情形，通过被测V2X节点和环境V2X节点之间的通信实现被测的自动驾驶等自动操作的判断信号，正是基于这种车路协同的原理，场景仿真模块可设定各种不同的测评场景，例如车辆经过红绿灯路口、无信号灯路口、路口转弯、掉头等多种场景的设定，每种场景对应的环境V2X节点、被测V2X节点等都有相应的设定值，来模拟不同场景下可能出现的各种不同的状况，以及环境V2X节点、被测V2X节点的基础参数进行相应的设定；中心控制器会将场景仿真模块所下发的测试需求数据转换为节点和业务控制指令发送至节点控制器和被测V2X节点中，由节点控制器控制背景节点在特定的时刻向特定的环境V2X节点向被测V2X节点发送信息，以及所发送信息的内容进行控制，进而来模拟在特定场景下的道路上行人、车辆、交通信号指示灯与被测V2X节点的通信状态，为被测车辆的提供相应的操作参考信号；同时设置于被测车辆上的数据采集模块会采集被测V2X节点的所采集的车辆的位置、速度、方向、加速度等信息上传至中心控制器作为测评模块的参考，测评模块会基于测试需求数据、被测V2X节点的状态数据和预设测试标准生成测试报告。

作为上述实施例的实现方式，以被测车辆通过路口为例，场景仿真模块下发分别用来模拟行人、车辆、交通信号灯的三个环境V2X节点的在路口场景下的不同时刻发送的不同的信号的场景信息下发到中心控制器，中心控制器将时间点信息、操作指令等信息下发到节点控制器，由节点控制器控制三个环境V2X节点在设定的时间点向被测V2X节点发送相应的信息，来模拟车路协同系统中，车辆、行人、信号灯发送的信号，同时数据采集模块来采集被测车辆的各种信息，上传至中心控制器由测评模块调用进行测评，使得多个评测项可并行进行，从测评任务的开始直至测评报告生成的整个过程可由系统自动完成，不再需要人工的比对提高了测评的效率。

在本发明的一些具体实施例中，参与测试的各模块网络连接方式包括有线连接(光纤、网线等)，无线连接(V2X、5G等)，其中场景仿真模块、中心控制器之间通过光纤、网线等有线方式连接，中心控制器与节点控制器之间通过光纤、网线、5G等方式连接，节点控制器与环境V2X节点之间通过网线方式连接，环境V2X节点与被测V2X节点通过V2X、5G方式连接，数采模块与中心控制器之间通过V2X、5G方式连接。

在本发明的另一具体实施例中，基于本方法而构建的测试系统可根据测试需要，进行室内固定、室外移动以及场地规模部署等多种方式的部署，其中测试评价模块部署方式不受限制，只需可以访问中心控制器中测试数据即可：

室内固定部署时，将场景仿真模块和控制器部署在控制中心，将节点控制器、环境V2X节点部署在测试场或测试道路旁，将数采模块部署在被测车辆上。同时，也可根据实际需要，将场景仿真模块和中心控制器部署在测试场或测试道路旁。

室外移动部署时，将场景仿真模块、中心控制器、节点控制器、环境V2X节点部署在移动测试车中，将数采模块部署在被测车辆上。

室外规模部署时，将场景仿真模块和中心控制器部署在测试场或测试道路旁，将节点控制器、环境V2X节点部署在移动测试车中，由中心控制器对各移动测试车上节点控制器集中控制。

本发明上述实施例所提供的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，实现了从测评任务提交开始直到报告生成的整个过程，可以自动完成，提供了系统的评价工具提高了测评的效率和自动化程度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，包括：

确定部署方案，基于所述部署方案确定移动部署的环境V2X节点与被测V2X节点之间、环境V2X节点与中心控制器之间以及被测V2X节点与中心控制器之间的通信连接；

获取所述中心控制器发送的场景配置要求，并基于所述场景配置要求对所述环境V2X节点和所述被测V2X节点进行设定,以搭建规模测试中的动态车路协同测试场景；

获取所述环境V2X节点和所述被测V2X节点发送的带时间信息的节点数据，所述节点数据包括：所述环境V2X节点发送的业务信息以及经所述被测V2X节点解析后的所述业务信息；

基于所述场景配置要求、所述节点数据以及预设评测标准进行分析评价并生成评价报告。

2.根据权利要求1所述的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，所述部署方案包括：室外部署和随车部署；

所述室外部署包括：将搭载所述环境V2X节点的测试车按道路线形或阵列的方式部署在测试广场上，并将各个测试车上的通信模块连接到和所述中心控制器连接的网关上；

所述随车部署包括：将所述环境V2X节点连接到测试车的节点控制器上，将所述节点控制器、所述测试车上的所述通信模块和所述被测V2X节点连接到和所述中心控制器连接的所述网关上。

3.根据权利要求2所述的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，所述场景配置要求包括：应用类型、关联节点、干扰节点关系、干扰环境类型和场景逻辑关系，所述中心控制器基于所述场景配置要求向所述节点控制器分配所述环境V2X节点资源并定义业务资源关系，所述节点控制器基于通信密度和干扰强度分配环境V2X节点作为干扰节点和业务节点。

4.根据权利要求3所述的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，还包括：改变当前的所述场景配置要求重新获取节点数据进行全面工况的测试。

5.根据权利要求1所述的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，所述节点数据至少包括带有时间信息的位置、速度、方向和加速度信息，以及节点的丢包、时延、误报率和对于消息的逻辑正确性判断信息。

6.根据权利要求1所述的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，所述基于所述场景配置要求、所述节点数据以及预设评测标准进行分析评价并生成评价报告包括：使用标准生成器生成分析评价结果，使用报告生成器生成最终的所述评价报告。

7.根据权利要求6所述的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，所述标准生成器包括：数据封装器、状态解算器和数据分析器；

所述数据封装器用于定义评价标准或者导入符合格式定义的标准，并将输入的数据输入到预先定义好的标准表里面进行对应项的查询；

所述状态解算器用于根据预先定义好的状态逻辑关系生成理想输入状态；

所述数据分析器基于所述数据封装器查找的数据、理想输入状态和所述节点数据生成分析评价结果。

8.根据权利要求7所述的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，所述数据封装器、所述状态解算器和所述数据分析器均由脚本生成器生成各自工作脚本或数据脚本。

9.根据权利要求1所述的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，所述环境V2X节点与所述被测V2X节点之间以及被测V2X节点与中心控制器之间基于无线网络进行通信连接。

10.根据权利要求2所述的应用于车路协同路侧系统的规模测试评估方法，其特征在于，所述中心控制器和所述节点控制器之间基于有线网络进行通信连接。

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