CN114170799A - 一种车路协同通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车路协同通信系统，包括云端系统、路侧系统和车载系统；所述云端系统对所述路侧系统进行统一接入、管理、数据收集和信息发布功能，所述路侧系统通过部署点范围内车辆的车载系统对车辆进行统一接入、管理、数据收集和信息发布功能，多个可相互传递信息的所述路侧系统沿公路方向安装，本发明能够解决因为网络故障原因而失效的问题。

Description

一种车路协同通信系统

技术领域

本发明涉及交通技术领域，具体为一种车路协同通信系统。

背景技术

智能车路协同系统(IVICS)，简称车路协同系统，是智能交通系统(ITS)的最新发展方向。车路协同是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并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。

中国《智能网联汽车技术路线图2.0》于2020年11月11日发布。线路图设定了总体目标：到2035年，中国方案智能网联汽车技术和产业体系全面建成、产业生态健全完善，整车智能化水平显著提升，网联式高度自动驾驶智能网联汽车大规模应用。由于采用智能化和网联化技术，驾乘安全性和舒适性显著提高，交通事故和人员伤亡数量大幅降低，交通出行和物流运输效率显著提升，道路交通能源消耗和污染排放有效降低。中国方案智能网联汽车关键核心技术处于国际领先水平，有效助推汽车产业转型升级、新兴产业经济重构和安全、高效、绿色的汽车社会文明形成，促进建设世界汽车强国的战略目标实现。

智能网联汽车涉及整车零部件、信息通信、智能交通、地图定位等多领域技术，将技术架构划分为“三横两纵”技术架构。“三横”指车辆关键技术、信息交互关键技术与基础支撑关键技术。“两纵”指支撑智能网联汽车发展的车载平台与基础设施。基础设施包括交通设施、通信网络、大数据平台、定位基站等，将逐步向数字化、智能化、网联化和软件化方向升级，支撑智能网联汽车发展。

智能网联汽车“三横两纵”关键技术架构，智能车路协同系统的核心是车路协同通信系统(V2X)，利用智能车载硬件、物联网、大数据以及人工智能技术，让汽车、道路、行人之间建立紧密的感知机制，使车辆能够在不同驾驶环境下实现通信，从而降低事故发生率。

现有的解决方案中，车路协同通信系统(V2X)通常包含三个子系统，即云端系统、路侧系统和车载系统。这3个子系统之前的结构如下：

云端系统实现对路上车辆和路侧各类设备进行统一接入和管理功能，并承载周边系统对接以及上层业务运行的任务。云端系统通过连接路侧设备，执行信息数据采集、存储、分析，并提供运维管理和实况展示。云端系统可接入高精度地图、现有智能交通系统(ITS)平台等第三方业务系统，并结合交通行业特点，实现各种复杂V2X车路协同事件信息发布

路侧系统包含边缘计算设备、雷达、摄像机、路侧单元(RSU)等设备。摄像机、雷达对道路机动车、非机动车、人等信息感知采集，边缘计算设备对雷达、视频感知到的视频、数据进行实时分析处理，并上传到云端系统进行研判。路侧系统收到云端系统的研判结果后，广播发布给对应车辆。

车载系统包含车载单元(OBU)、智能终端(手机、平板电脑等)APP等，主要用于车路数据采集、接收事件和辅助控制车辆。在采集方面，可以采集车速、刹车、转向等车辆行驶状态，发送给路侧设备；在接收事件和辅助控制车辆方面，接收到路侧设备发送的事件信息后，通过声音、影像提示驾驶员，或者辅助驾驶员控制车辆。

车路协同通信系统(V2X)的应用之一就是在车路协同场景中实现预警事件传播。

车路协同场景中预警事件信息的来源有三种，一种来自云端系统，一种来自路侧系统，一种来自车载系统。同样的，云端系统、路侧系统和车载系统都可以发布预警事件，发明只对云端系统、路侧系统的传输环节进行改进，不涉及路侧系统与车载系统的传输环节。

现有解决方案中，当预警事件由云端系统发布时，其数据流的传播流程为“云端系统->路侧系统->车载系统”；当预警事件由路侧系统发布时，其数据流的传播流程为“路侧系统->云端系统->路侧系统->车载系统”。

现有解决方案的问题和缺点：

当前的解决方案通常只有云端系统->路侧系统->车载系统，或者车载系统->路侧系统->云端系统的预警事件传输链条，这种传输链条可能会因为网络故障原因而失效；

预警事件具有空间分布特性，当前的解决方案通常只定义了云端系统、路侧系统、车载系统之间的信息传输链条，未基于交通流理论定义路侧系统在实际安装、部署的上下游关系，由此会带来预警事件传播的复杂性。

本发明的目的在于提供一种车路协同通信系统，已解决上述背景技术中提到的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种车路协同通信系统，包括云端系统、路侧系统和车载系统；所述云端系统对所述路侧系统进行统一接入、管理、数据收集和信息发布功能，所述路侧系统通过部署点范围内车辆的车载系统对车辆进行统一接入、管理、数据收集和信息发布功能，多个可相互传递信息的所述路侧系统沿公路方向安装。

优选的，所述云端系统还承载周边系统对接以及上层业务运行的任务。

优选的，周边系统对接以及上层业务为高精度地图、现有智能交通系统平台等第三方业务系统，并结合交通行业特点，实现各种复杂的车路协同事件信息发布。

优选的，所述云端系统通过连接所述路侧系统的设备，执行信息数据采集、存储、分析，并提供运维管理和实况展示。

优选的，所述云端系统还包括以下功能：定义部署的多个所述路侧系统的上下游关系，分别将所述路侧系统部署点的上下游部署点的信息发布给该部署点的所述路侧系统，根据发布策略与上下游关系，将预警事件发布给对应路侧系统部署点。

优选的，路侧系统对道路机动车、非机动车、人等信息感知采集和实时分析处理，并上传到所述云端系统进行研判；路侧系统收到云端系统的研判结果发布给对应车辆的所述车载系统。

优选的，所述路侧系统接收云端系统发布的本部署点的位置信息、上下游部署点信息，根据预警事件的信息和发布策略，结合本部署点的位置决定是否将预警事件传播给上游或者下游的节点。

优选的，车载系统用于车路数据采集并上传至所述路侧系统，接收到所述路侧系统发送的事件信息后提示驾驶员或者辅助驾驶员控制车辆。

一种采用上述车路协同通信系统的交通预警信息传播系统，预警事件到达路侧系统后可根据需求向上游或下游的所述路侧系统传输。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明改进了现有解决方案，增强了云端系统、路侧系统的功能，定义了路侧系统部署点的上下游关系；

2.本发明当前的解决方案通常只有云端系统->路侧系统->车载系统，或者车载系统->路侧系统->云端系统的预警事件传输链条，这种传输链条可能会因为网络故障原因而失效；本发明提出双联路、全冗余的预警事件传输方案，以解决因为网络故障原因而失效的问题；

3.当前的解决方案通常只定义了云端系统、路侧系统、车载系统之间的信息传输链条，未基于交通流理论定义路侧系统在实际安装、部署的上下游关系，由此会带来预警事件传播的复杂性。本发明基于交通流理论定义路侧系统安装、部署的上下游关系，以简化和明确预警事件传播。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为现有技术的智能网联汽车“三横两纵”关键技术架构图；

图3为现有技术的车路协同通信系统结构图；

图4为本发明的预警事件由云端系统发布的传播流程图；

图5为本发明的预警事件由路侧系统发布的传播流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

请着重参考图1，本发明的车路协同通信系统中的云端系统，实现现有解决方案中云端系统的功能。此外，本发明的云端系统还实现以下功能：1.定义部署的路侧系统的上下游关系；2.将各路侧系统部署点的上下游部署点的信息(例如唯一标识、类型、IP地址等)发布给该部署点；3.根据发布策略与上下游关系，将预警事件发布给对应路侧系统部署点(可能不发布、发布给1个或者多个部署点)。

路侧系统，实现现有解决方案中路侧系统的功能。此外，本发明的路侧系统还实现以下功能：1.接收云端系统发布的本部署点的位置信息、上下游部署点信息；2.根据预警事件的信息和发布策略，结合本部署点的位置决定是否将预警事件传播给上游或者下游的节点；

车载系统，功能与现有解决方案一致。

实施例二

请着重参考图4、图5，无论预警事件由云端系统发布还是由路侧系统发布，本发明都同时采用2种流程传播预警事件，以解决预警事件传输链条因为网络故障原因而失效的问题。

针对当预警事件由云端系统发布的情况，图4显示了“云端系统->路侧系统->车载系统”、“云端系统->路侧系统(部署点1)->路侧系统(部署点2)->路侧系统(部署点3)->车载系统”这2种传播流程；

针对当预警事件由路侧系统发布的情况，图5增加了从路侧系统到云端系统的传输流程，其他部分与预警事件由云端系统发布的流程相同；

通过同时采用2种流程传播预警事件，可以有效避免预警事件传输链条因为网络故障原因而失效的问题。

实施例三

交通事件发布系统要点：

1.将交通领域的上下游理论用于事件信息发布；

2.发布事件信息的端点(路侧系统的设备)具有明确的空间分布特性；

3.事件信息的发布策略由端点、事件发生地二者在交通流上下游的相对位置密切相关。

实施例四

交通事件发布系统的功能部分：

1.事件信息的来源有三种，一种来自云端系统，一种来自端点(路侧系统)，一种来自参与交通的车辆；

2.事件信息发布的发起系统有两种，一种是云端系统，一种是端点(路侧系统的设备)；

3.事件信息发布过程有两种流程，一种是由中心(云端系统)发起的流程，其数据流是“中心->端点->端点”；一种是由端点发起的流程，其数据流是“端点->中心->端点->端点”；

4.事件信息在“中心->端点”、“端点->端点”环节的流转策略，由端点于交通事件发生的位置二者在交通上下游中的相对位置决定。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车路协同通信系统，其特征在于：包括云端系统、路侧系统和车载系统；

所述云端系统对所述路侧系统进行统一接入、管理、数据收集和信息发布功能，所述路侧系统通过部署点范围内车辆的车载系统对车辆进行统一接入、管理、数据收集和信息发布功能，多个可相互传递信息的所述路侧系统沿公路方向安装。

2.根据权利要求1所述的一种车路协同通信系统，其特征在于：所述云端系统还承载周边系统对接以及上层业务运行的任务。

3.根据权利要求2所述的一种车路协同通信系统，其特征在于：周边系统对接以及上层业务为高精度地图、现有智能交通系统平台等第三方业务系统，并结合交通行业特点，实现各种复杂的车路协同事件信息发布。

4.根据权利要求3所述的一种车路协同通信系统，其特征在于：所述云端系统通过连接所述路侧系统的设备，执行信息数据采集、存储、分析，并提供运维管理和实况展示。

5.根据权利要求4所述的一种车路协同通信系统，其特征在于：所述云端系统还包括以下功能：定义部署的多个所述路侧系统的上下游关系，分别将所述路侧系统部署点的上下游部署点的信息发布给该部署点的所述路侧系统，根据发布策略与上下游关系，将预警事件发布给对应路侧系统部署点。

6.根据权利要求5所述的一种车路协同通信系统，其特征在于：路侧系统对道路机动车、非机动车、人等信息感知采集和实时分析处理，并上传到所述云端系统进行研判；路侧系统收到云端系统的研判结果发布给对应车辆的所述车载系统。

7.根据权利要求6所述的一种车路协同通信系统，其特征在于：所述路侧系统接收云端系统发布的本部署点的位置信息、上下游部署点信息，根据预警事件的信息和发布策略，结合本部署点的位置决定是否将预警事件传播给上游或者下游的节点。

8.根据权利要求7所述的一种车路协同通信系统，其特征在于：车载系统用于车路数据采集并上传至所述路侧系统，接收到所述路侧系统发送的事件信息后提示驾驶员或者辅助驾驶员控制车辆。

9.一种采用权利要求1-8中任意一项所述的车路协同通信系统的交通预警信息传播系统，其特征在于：预警事件到达路侧系统后可根据需求向上游或下游的所述路侧系统传输。

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