楊晶茹　曲大義

摘 要：隨著車路協(xié)同技術(shù)與人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)對車路協(xié)同技術(shù)變得越來越關(guān)注，對智能車路協(xié)同系統(tǒng)技術(shù)的研究成為一大熱點，為便于對智能車路協(xié)同技術(shù)的研究，本文從基本概念、技術(shù)構(gòu)建、信息采集等等6個方面對智能車路協(xié)同系統(tǒng)進行了綜述。

關(guān)鍵詞：智能交通 車路協(xié)同系統(tǒng) 云服務(wù)

一、基本概念

智能車路協(xié)同系，（IVICS，Intelligent Vehicle Infrastructure Cooperative Systems），簡稱車路協(xié)同系統(tǒng)（CVIS），是智能交通系統(tǒng)（ITS）的最新發(fā)展方向[1]。通過多學(xué)科交叉與融合，采用無線通信、傳感探測等先進技術(shù)手段，實現(xiàn)對人、車、路的信息的全面感知和車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間、車輛與車輛之間的智能協(xié)同和配合，從而達到優(yōu)化并利用系統(tǒng)資源、提高道路交通安全和效率、緩解道路交通擁擠的目標(biāo)。簡言之，車路協(xié)同的實質(zhì)就是將控制指揮方案與道路交通條件的需求相匹配，從而實現(xiàn)交通的安全、環(huán)保、高效。車路協(xié)同系統(tǒng)作為 ITS 的重要子系統(tǒng)備受國內(nèi)外科研人員的關(guān)注，同時也是世界上交通發(fā)達國家研究、發(fā)展和應(yīng)用的熱點。

二、技術(shù)架構(gòu)及信息采集

（一）技術(shù)架構(gòu)

隨著智能交通技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為車路協(xié)同技術(shù)帶來了很多重要的發(fā)展機遇，例如云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等技術(shù)等。目前車路協(xié)同技術(shù)發(fā)展具有如下趨勢：

①車路協(xié)同系統(tǒng)體系框架的構(gòu)建：車路協(xié)同系統(tǒng)的發(fā)展方向是由特例實驗走向場景應(yīng)用和制定通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

②車路通信平臺的開放性：將從單一通信模式向多種通信手段的互補與融合方向發(fā)展。

③車載單元的多功能一體化集成：由單項服務(wù)向集成服務(wù)轉(zhuǎn)變，從單目標(biāo)控制向多目標(biāo)控制集成轉(zhuǎn)換。

④高速公路的安全管理信息服務(wù)走廊：通過車車、車路信息交互，在高速公路沿線構(gòu)建一個安全信息服務(wù)走廊。

⑤多通道信息采集技術(shù)：通過多種信息的融合，提高路網(wǎng)交通狀態(tài)實時檢測精度。

⑥大范圍內(nèi)實現(xiàn)交通協(xié)調(diào)控制：如交通信號協(xié)調(diào)控制、實時路徑誘導(dǎo)、公交優(yōu)先控制等。

（二）信息采集

智能車路協(xié)同技術(shù)在實時、可靠的全時空交通信息的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)車輛與道路設(shè)施的智能化和信息共享，保證交通安全，提高通行效率[2]。智能車路協(xié)同系統(tǒng)主要由智能路側(cè)系統(tǒng)、智能車載系統(tǒng)和通訊平臺三個部分組成。其中，智能車載系統(tǒng)負責(zé)采集自身車輛狀態(tài)信息和感知周圍行車環(huán)境;智能路側(cè)系統(tǒng)負責(zé)采集交通流信息（車流量、平均車速等）和道路異常信息、道路路面狀況、道路幾何狀況等;通訊平臺主要是負責(zé)整個系統(tǒng)的通訊和實現(xiàn)路側(cè)設(shè)備與車載設(shè)備之間的信息交互[3]。

（三）通信

車路無線通信技術(shù)主要分為兩類：一是專用短程無線通訊技術(shù)（DSRC）;二是基于固定信標(biāo)（Beacon）的定向無線通訊技術(shù)。歐美國家的車路協(xié)同通訊技術(shù)主要采用 DSRC，主要因為 DSRC 具有數(shù)據(jù)傳輸速度高、延時小、信號覆蓋范圍相對集中、抗干擾能力強等特點。但 DSRC還沒有制定完整的國際標(biāo)準(zhǔn)，美日歐分別建立了自己的DSRC 標(biāo)準(zhǔn)。

三、云服務(wù)中心與車路協(xié)同技術(shù)典型應(yīng)用

（一）云服務(wù)中心

云服務(wù)中心在車路協(xié)同系統(tǒng)中主要用于預(yù)測道路交通姿態(tài)、大規(guī)模車輛誘導(dǎo)、車輛調(diào)度等。云服務(wù)中心系統(tǒng)由感知層、中間件、服務(wù)層及應(yīng)用層組成。感知層由信息采集設(shè)備、信息處理分析設(shè)備、信息傳輸轉(zhuǎn)換設(shè)備、信息發(fā)布設(shè)備構(gòu)成。中間件由系統(tǒng)安全管理軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件、信息處理分析軟件及系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用軟件等構(gòu)成，服務(wù)層由人與云服務(wù)中心（P2C）、車與云服務(wù)中心（V2C）、道路設(shè)施與云服務(wù)中心（I2C）、環(huán)境與云服務(wù)中心（E2C）、交通與云服務(wù)中心（T2C）五大云服務(wù)系統(tǒng)與云服務(wù)總中心連接構(gòu)成，具有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、信息共享的特點，并且具有良好的系統(tǒng)兼容性。應(yīng)用層是智能交通系統(tǒng)為了滿足交通服務(wù)對象的交通需求而開發(fā)的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)層。

（二）車路協(xié)同技術(shù)典型應(yīng)用

做車路協(xié)同技術(shù)研究，需要以場景做驅(qū)動，測試在不同場景下，車路之間、車車之間協(xié)同管理效果。例如，針對交叉口的車路協(xié)同。車路協(xié)同技術(shù)不但可以提升道路交通系統(tǒng)的安全性和通行效率，還可以緩解交通擁堵、優(yōu)化利用系統(tǒng)資源。下面針對交叉口和危險路段應(yīng)用場景分析車路協(xié)同技術(shù)向車輛用戶和交通管理部門提供的服務(wù)。

道路交叉口應(yīng)用場景，車路協(xié)同系統(tǒng)可提供如下應(yīng)用：

1）交通信號信息發(fā)布系統(tǒng)

當(dāng)車輛達到交叉口時，通過車路通信，向車輛發(fā)布紅綠燈相位和配時信息，并提醒駕駛員不要危險駕駛和協(xié)助其做出正確判斷和操作。另外，公交優(yōu)先信號控制也可以通過車路協(xié)同技術(shù)實現(xiàn)。

2）盲點區(qū)域圖像提供系統(tǒng)

當(dāng)車輛在視距不足或無信號交叉口轉(zhuǎn)彎時，通過車路通信，可以向準(zhǔn)備轉(zhuǎn)彎或在停止標(biāo)志前停車的車輛提供盲點區(qū)域的圖像信息，從而防止車輛的直角碰撞事故。

3）過街行人檢測系統(tǒng)

當(dāng)車輛達到交叉口時，通過車路通信，把人行道及其周圍環(huán)境的行人、自行車的位置信息發(fā)布給車輛，以防止機非、人機沖突。

4）交叉口通行車輛啟停信息服務(wù)

當(dāng)車輛達到交叉口時，前車通過車路通信把啟動信息及時傳遞給后車，以提高交叉口的通行能力;另外，前車向后車傳遞緊急制動信息，以避免追尾事故的發(fā)生。

5）先進的緊急救援體系

當(dāng)發(fā)生交通事故或車輛故障時，自動把事故地點、性質(zhì)和嚴重程度等求助信息發(fā)送給急救中心及管理機構(gòu)，通過車路通信實現(xiàn)信號燈優(yōu)先控制的調(diào)度，從而讓急救車輛先行并及時救援受傷人員。

四、結(jié)束語

智能車路協(xié)同系的發(fā)展方向會極大的改變未來的交通出行方式，本文總結(jié)了智能車路協(xié)同系統(tǒng)的概念及基本構(gòu)架，分析了目前智能車路協(xié)同系統(tǒng)的發(fā)展方向及智能車路協(xié)同系統(tǒng)的應(yīng)用，對以后智能車路協(xié)同系統(tǒng)的研究有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻

[1] 王云鵬.國內(nèi)外ITS系統(tǒng)發(fā)展的歷程和現(xiàn)狀[J].汽車零部件，2012（6）：36

[2] 陳超，呂植勇，付姍姍，等.國內(nèi)外車路協(xié)同系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J].交通信息與安全，2011（1）：102-105.

[3] 鄒楓.智能交通車路協(xié)同系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互方式設(shè)計與驗證[D].北京：北京交通大學(xué)2014.

作者簡介：楊晶茹（1995-），女，籍貫：山東威海，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向：交通運輸工程。