中國移動：車路云一體化融合控制系統白皮書(34頁).pdf

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1、車路云一體化融合控制系統白皮書 車路云一體化融合控制系統白皮書車路云一體化融合控制系統白皮書 20202020 年年 9 9 月月 車路云一體化融合控制系統白皮書 版權聲明版權聲明 本白皮書版權屬于中國智能網聯汽車產業創新聯盟及各參編單位，并受法律 保護。轉載、摘編本調查報告文字或者觀點的應注明來源：“中國智能網聯汽車 產業創新聯盟：車路云一體化融合控制系統白皮書”，以其他方式使用本白皮書 應取得版權方書面同意。違反上述聲明者，聯盟將追究其相關法律責任。 車路云一體化融合控制系統白皮書 編寫單位列表編寫單位列表 國汽（北京）智能網聯汽車研究院有限公司 啟迪云控（北京）科技有限公司 清華大學 中

2、國信息通信研究院 東風商用車有限公司 鄭州宇通客車股份有限公司 重慶長安汽車股份有限公司 北京四維圖新科技股份有限公司 中國信息通信科技集團有限公司 聯通智網科技有限公司 中國電信集團有限公司 北京百度網訊科技有限公司 華為技術有限公司 阿里云計算有限公司 千尋位置網絡有限公司 中移智行網絡科技有限公司 上海蔚來汽車有限公司 Arm 中國 希捷科技有限公司 車路云一體化融合控制系統白皮書 參研單位列表參研單位列表 交通運輸部公路科學研究院 交通運輸部路網監測與應急處置中心 工業和信息化部計算機與微電子發展中心（中國軟件測評中心） 清華大學蘇州汽車研究院 東風汽車集團有限公司 北京汽車研究總院有

3、限公司 ?？怂箍禍y量技術（青島）有限公司 中寰衛星導航通信有限公司 通信集團有限公司 中國聯合網絡通信集團有限公司 深圳市騰訊計算機系統有限公司 日產（中國）投資有限公司 北京萬集科技股份有限公司 招商國網綠色能源科技有限責任公司 華礪智行科技有限公司 福瑞泰克智能系統有限公司 斯潤天朗（北京）科技有限公司 車路云一體化融合控制系統白皮書 目目錄錄 1.車路云一體化融合控制系統車路云一體化融合控制系統.1 1.1.系統定位.1 1.2.系統架構及組成.2 1.2.1.系統架構.2 1.2.2.云控基礎平臺. 3 1.2.3.云控應用平臺. 8 1.2.4.路側基礎設施. 8 1.2.5.通信網

4、.9 1.2.6.車輛及其他交通參與者.9 1.2.7.相關支撐平臺. 9 1.3.系統特征.10 1.4.系統關鍵技術.10 1.4.1.邊緣云架構技術. 11 1.4.2.動態資源調度技術. 11 1.4.3.感知與時空定位技術.11 1.4.4.車輛與交通控制技術.12 1.4.5.云網一體化技術.12 1.5.系統功能分類.12 2.車路云一體化融合控制系統產業相關方及應用車路云一體化融合控制系統產業相關方及應用.15 2.1.主要產業生態參與者及作用.15 2.1.1.政府及行業監管機構.15 車路云一體化融合控制系統白皮書 2.1.2.供應商/運營商.16 2.1.3.網聯車輛提供

5、商.17 2.1.4.出行業務服務商.17 2.1.5.特定業務服務商.18 2.2.產業數據體系.18 2.2.1.數據種類及特點.18 2.2.2.數據交互需求. 20 2.2.3.數據交互安全. 20 2.3.典型應用場景.21 3.車路云一體化融合控制系統產業應用面臨的挑戰車路云一體化融合控制系統產業應用面臨的挑戰.23 4.車路云一體化融合控制系統發展建議車路云一體化融合控制系統發展建議.25 車路云一體化融合控制系統白皮書 1 1. 車路云一體化融合控制系統車路云一體化融合控制系統 1.1.系統定位系統定位 車 路 云 一 體 化 融 合 控 制 系 統 （ System of C

6、oordinated Control by Vehicle-Road-Cloud Integration，SCCVRCI），是利用新一代信息與通信技術， 將人、車、路、云的物理層、信息層、應用層連為一體，進行融合感知、決策與 控制， 可實現車輛行駛和交通運行安全、效率等性能綜合提升的一種信息物理系 統， 也可稱為“智能網聯汽車云控系統”， 或簡稱“云控系統”。 云控系統定位包括： 1. 國家智能汽車創新發展戰略和交通強國戰略的有力支撐。國家智能汽車創新發展戰略和交通強國戰略的有力支撐。國家智 能汽車創新發展戰略 1提出“人車路云”系統協同發展的概念， 并將其作為“構 建協同開放的智能汽車技術創

7、新體系”的重要任務之一。 “人車路云”系統協同 能力建設是未來智能汽車示范應用工作的重要目標， 是完善智能汽車技術標準體 系建設的重要參考。云控系統定位于“人車路云”系統，通過系統架構設計和 產業生態升級，推動產業相關方完成我國智能汽車強國的目標。 2. 國家智能汽車大數據管理平臺的典型實現。國家智能汽車大數據管理平臺的典型實現。我國智能汽車創新發展戰 略 要求充分利用現有設施和數據資源， 統籌建設智能汽車大數據云控基礎平臺； 重點開發建設邏輯協同、物理分散的云計算中心，標準統一、開放共享的基礎數 據中心，風險可控、安全可靠的云控基礎軟件，逐步實現車輛、基礎設施、交通 環境等領域的基礎數據融合

8、應用 1。 。 云控系統響應國家需求， 旨在基于開源開放、 資源共享的機制，構建一個完整的云控技術體系與生態系統，為國家智能汽車大 數據云控基礎平臺建設提供技術方案和參考。 3. 智能網聯汽車中國方案的實踐路徑智能網聯汽車中國方案的實踐路徑?，F有單車智能技術路線存在車載感 知范圍有限、可靠性不足、車間行為存在博弈與沖突、單車依靠局部信息進行的 規劃與控制難以實現全局優化等問題。 傳統車路協同主要強調車與路側設備之間 的協同，雖然可以解決部分單車智能面臨的問題，但應用場景有限，且主要功能 在于利用車與車、車與路之間的信息交互輔助單車決策；難以實現面向區域級路 網大范圍網聯應用中的群體協同決策，

9、不能滿足智能網聯汽車組成的交通系統在 發展過程中對全局車輛與交通的交互、管控與優化、對交通數據的廣泛深度應用 等方面的實際要求。云控系統可以實現“人車路云”系統協同的控制，不僅為 單車決策提供有效信息， 還可以在現有車路協同基礎上通過全域控制實現對所有 交通參與者的全路段、全天候、全場景的自主控制，可以在未來不同等級智能汽 1 發改產業2020202 號智能汽車創新發展戰略 車路云一體化融合控制系統白皮書 2 車混行的交通環境中，為我國交通管理與國家管控提供重要解決方案。 4. 智能交通和新基建推進的有效解決方案智能交通和新基建推進的有效解決方案。智能汽車的技術迭代和商業化 落地離不開道路、通

10、信等基礎設施的建設，然而目前基礎設施建設存在因企業或 不同部門各自僅根據自身需求建設而造成的資源重復、標準不統一、難以互聯互 通、成本高等問題。云控系統將通過整體架構設計，以資源共享的方式進行現有 基礎設施的有機集成； 通過示范應用完善架構設計并進行全國統一的智能網聯汽 車基礎設施建設，分攤各單位的建設成本，提高資源有效利用率，形成產業統一 的標準和規范；通過開放式的生態建設加速智能汽車技術研發和迭代，為智能汽 車商業模式探索提供標準統一的基礎設施環境，推進智能汽車商業化落地進程， 助力我國在智能汽車領域實現引領作用和高質量發展。 1.2.系統架構及組成系統架構及組成 1.2.1.系統架構系統

11、架構 云控系統是一個復雜的信息物理系統， 該系統由網聯式智能汽車與其他交通 參與者、路側基礎設施、云控基礎平臺、云控應用平臺、保證系統發揮作用的相 關支撐平臺以及貫穿整個系統各個部分的通信網等六個部分組成， 其系統架構及 組成如圖 1 所示。 圖 1 云控系統架構及組成示意圖 圖 1 同時也展示了六個組成部分之間的關系。 車輛及其他交通參與者的信息 車路云一體化融合控制系統白皮書 3 既可以由路側基礎設施采集和處理后上傳云控基礎平臺， 也可以由無線通信網直 接上傳云控基礎平臺；云控基礎平臺結合地圖、交管、氣象和定位等平臺的相關 數據，對匯聚于云控基礎平臺的車輛和道路交通動態信息按需進行綜合處理

12、后， 以標準化分級共享的方式支撐不同時延要求下的云控應用需求， 從而形成面向智 能網聯汽車產業實際應用的云控平臺，為車輛增強安全、節約能耗以及提升區域 交通效率提供服務；企業、機構及政府相關部門已有交通/智能網聯汽車服務平 臺， 通過云控基礎平臺無需追加基礎設施建設，即可便捷地獲得更為全面的交通 基礎數據以提升其服務。在整個云控系統架構中，通信網根據各個部分之間標準 化信息傳輸與交互的要求，將各個組成部分以安全、高效和可靠的方式有機聯系 在一起，保障云控系統成為邏輯協同、物理分散、可支撐智能網聯汽車產業發展 的信息物理系統。 從上述組成及組成部分之間的關系可以看出， 云控基礎平臺是云控系統的中

13、 樞， 是汽車由單純的交通運輸工具逐步轉變為智能移動空間和應用終端的產業化 核心所在。 1.2.2.云控基礎平臺云控基礎平臺 云控基礎平臺由邊緣云、區域云與中心云三級云組成，形成邏輯協同、物理 分散的云計算中心。云控基礎平臺以車輛、道路、環境等實時動態數據為核心， 結合支撐云控應用的已有交通相關系統與設施的數據， 為智能網聯汽車與產業相智能網聯汽車與產業相 關部門和企業提供標準化共性基礎服務關部門和企業提供標準化共性基礎服務。 其中， 邊緣云邊緣云主要面向網聯汽車提供增強行車安全的實時性與弱實時性云控 應用基礎服務； 區域云區域云主要面向交通運輸和交通管理部門提供弱實時性或非實時 性交通監管、

14、執法等云控應用的基礎服務，并面向網聯汽車提供提升行車效率和 節能性的弱實時性服務；中心云中心云主要面向交通決策部門、車輛設計與生產企業、 交通相關企業及科研單位，提供宏觀交通數據分析與基礎數據增值服務。三者服 務范圍依次擴大，后一級統籌前一級，服務實時性要求逐漸降低，但服務范圍逐 步擴大。三級分層架構有利于滿足網聯應用對實時性與服務范圍的各級要求。云 控基礎平臺總體框架如圖 2 所示。 1.2.2.1 邊緣云組成及功能邊緣云組成及功能 邊緣云是云控基礎平臺中最接近車輛及道路等端側的運行環境。 從組成結構 車路云一體化融合控制系統白皮書 4 圖 2 云控基礎平臺總體框架圖 上，主要包括輕量級基礎

15、設施和虛擬化管理平臺、邊緣云接入網關、計算引擎和 高速緩存、邊緣云領域特定標準件和標準化分級共享接口等組成部分。其總體框 架如圖 3 所示。 輕量級基礎設施和虛擬化管理平臺輕量級基礎設施和虛擬化管理平臺： 底層為輕量級云計算基礎設施， 如內存 計算和網絡接入資源；上層為輕量級云虛擬化管理平臺，實現基礎設施的虛擬化 和有效管理。 邊緣云接入網關邊緣云接入網關：包括路云、車云和云云網關。其中路云網關主要負責 將路側雷達和攝像頭等路側感知設備的初步感知數據接入邊緣云；車云網關主 要負責將車端可上傳總線數據和車端感知數據接入邊緣云；云云網關，負責第 車路云一體化融合控制系統白皮書 5 圖 3 邊緣云總

16、體框架圖 三方平臺接入融合感知所需的相關數據，如實時氣象信息、高精度地圖和交通信 號信息等，并負責邊緣云之間和邊緣云與區域云之間的數據交互。 高速緩存和計算引擎高速緩存和計算引擎：高速緩存用以實現對獲取的車路動態信息進行緩存， 并由計算引擎進行預處理完成基礎計算； 兩者可以為實時性和弱實時性的云控應 用提供底層數據緩存與處理。 邊緣云領域特定標準件邊緣云領域特定標準件： 邊緣云主要功能體現為一組領域特定標準件， 通過 道路交通預見性感知和決策建議等基礎服務，用于支撐盲區與超視距危險預警、 協同換道規劃等云控應用功能建設。具體包括： 融合感知標準件 融合感知標準件基于云網一體化底座， 以同步采集

17、的路側多源異構傳感器數 據為輸入，為增強行車安全，通過智能化數據融合，將道路交通環境感知結果以 標準化 API 的形式對外提供道路交通預見性感知服務。 協同決策標準件 協同決策標準件基于云網一體化底座， 以融合感知標準件的輸出和車輛及道 路實時路況數據為輸入，為增強每輛聯網車輛的行車安全，通過云端集中決策將 決策結果以標準化 API 的形式對外提供車速、變道等決策建議服務。 協同控制標準件 協同控制標準件基于云網一體化底座，以車輛及道路實時路況數據為輸入， 為增強每輛聯網車輛的行車安全和提升行車效率和節能性， 通過車輛狀態估計和 車輛專用控制，將協同控制指令以標準化 API 的形式為車端提供行

18、車控制服務。 標準化分級共享接口標準化分級共享接口： 包括標準化數據交互規范和分級共享接口， 實現多級 云架構下的數據標準化轉換，提升信息共享能力以支持遠程駕駛、輔助駕駛和安 全預警等云控應用的運行。 車路云一體化融合控制系統白皮書 6 1.2.2.2 區域云組成及功能區域云組成及功能 區域云面向區域級交通監管與交通執法以及域內車輛等提供基礎服務， 是多 個邊緣云的匯聚點。從組成結構上，主要包括基礎設施和虛擬化管理平臺、區域 云接入網關、計算引擎和存儲分析引擎、區域云領域特定標準件和標準化分級共 享接口等組成部分。其總體框架如下圖 4 所示。 圖 4 區域云總體框架圖 基礎設施和虛擬化管理平臺

19、基礎設施和虛擬化管理平臺：底層為云計算基礎設施，如計算、存儲和網絡 資源；上層為云虛擬化管理平臺，實現基礎設施的虛擬化和有效管理。 區域云接入網關：區域云接入網關：包括路云、車云和云云網關。其中路云網關和車云 網關的作用與邊緣云相同；云云網關，負責所需第三方平臺相關信息，如實時 氣象信息、交通管控信息等的接入，并負責區域云之間和區域云與邊緣云、中心 云之間的數據交互。 大數據存儲大數據存儲、 大數據大數據分析和計算引擎分析和計算引擎： 大數據存儲用以實現對邊緣云緩存數 據和必要的路側監控視頻數據進行存儲， 利用大數據分析相關模型和計算引擎可 以支撐平臺弱實時性和非實時性共性服務的分析與處理。

20、區域云領域特定標準件區域云領域特定標準件： 區域云主要功能體現為一組領域特定標準件， 通過 協同決策與控制和路網動態管控等基礎服務， 用于支撐云端最佳路徑規劃和區域 路網實時態勢感知等云控應用功能建設。具體包括： 協同決策標準件 協同決策標準件基于云網一體化底座， 以區域范圍內的車輛及道路實時路況 數據為輸入，為加強路網級交通管控、增強聯網車輛的行車安全、提升聯網車輛 行車效率和節能性，通過云端集中決策將決策結果以標準化 API 的形式面向外 部應用平臺和車輛提供決策建議服務。 協同控制標準件 車路云一體化融合控制系統白皮書 7 協同控制標準件基于云網一體化底座， 以區域范圍內的車輛及道路實時

21、路況 數據為輸入，為加強路網級交通管控、增強聯網車輛的行車安全、提升聯網車輛 行車效率和節能性，通過云端能效分析將協同控制指令以標準化 API 的形式為 外部交通應用平臺及車輛提供協同控制服務。 交通動態管控標準件 交通動態管控標準件基于云網一體化底座， 以區域范圍內的車輛及道路實時 路況數據為輸入，通過數據分析與預測、能效計算和專用遠程控制方法，實現精 確路網級交通狀態推送、突發事件與異常天氣提醒等基礎功能，將路網動態管控 信息以標準化 API 的形式為智能交通運輸和管理部門提供區域路網實時態勢感 知、路網交通智能管控、路側智能設施管控等基礎服務；利用車輛及道路實時路 況歷史數據實現交通事件

22、回溯服務。 標準化分級共享接口標準化分級共享接口： 與邊緣云類似， 包括標準化數據交互規范和分級共享 接口，支持車輛編隊行駛、道路監控預警、路徑引導和路側設施遠程控制等廣域 范圍云控應用的運行。 1.2.2.3 中心云組成及功能中心云組成及功能 中心云面向交通決策部門、 車輛設計與生產企業、 交通相關企業及科研單位， 基于多個區域云數據的匯聚， 為其提供多維度宏觀交通數據分析的基礎數據與數 據增值服務。從組成結構上，主要包括基礎設施和虛擬化管理平臺、中心云接入 網關、 計算引擎和數據倉庫與大數據分析引擎、中心云領域特定標準件和標準化 分級共享接口等組成部分。其總體框架如下圖 5 所示。 圖 5

23、 中心云總體框架圖 中心云的基礎設施和虛擬化管理平臺基礎設施和虛擬化管理平臺， 在邏輯結構上與區域云相同， 但物理 規模上根據區域范圍有所不同。 車路云一體化融合控制系統白皮書 8 中心云接入網關：中心云接入網關：中心云的云云網關，負責中心云之間和中心云與區域云 之間的數據交互。 數據倉庫數據倉庫、 計算引擎與大數據分析計算引擎與大數據分析： 數據倉庫基于所連接區域云的交通歷史 數據，實現多維度基礎數據匯總，并由計算引擎進行大數據分析與處理，實現面 向領域的、全局的數據價值提升。 中心云領域特定標準件中心云領域特定標準件： 中心云主要功能體現為領域大數據分析標準件， 用 于支撐智能網聯汽車和智

24、能交通領域大數據價值提升等云控應用功能建設。 領域大數據分析標準件基于云網一體化底座， 以匯聚的多個區域云數據為輸 入，基于多個區域內車輛及其交通環境的多維度基礎匯總數據，通過數據挖掘、 大數據計算與多維交互式分析，將領域數據分析結果以標準化 API 的形式提供 宏觀交通數據分析的基礎數據與數據增值服務。 標準化分級共享接口標準化分級共享接口： 與邊緣云和區域云類似， 包括標準化數據交互規范和 分級共享接口，支持全局道路交通態勢感知、道路交通規劃設計評估、駕駛行為 與交通事故分析、 車輛故障分析和車險動態定價分析等全局范圍云控應用的運行。 1.2.3.云控應用平臺云控應用平臺 云控應用主要包括

25、增強行車安全和提升行車效率與節能性的智能網聯駕駛 應用、提升交通運行性能的智能交通應用，以及車輛與交通大數據相關應用。根 據云控應用對傳輸時延要求的不同，可以分為實時協同應用和非實時協同應用。 云控應用是企業云控應用平臺的核心功能。 既有的企業云控應用平臺多為各 類企業或相關單位根據各自需求建設而成。 而在云控基礎平臺之上建設的云控應 用平臺是面向智能網聯汽車有效整合人車路云信息， 結合 V2X 和車輛遠程控 制技術，通過“端、邊、云”協同，實現車輛行駛性能提升與運營全鏈路精細化管 理的協同管控平臺。云控應用平臺可獲取最全的、標準化的智能汽車相關動態基 礎數據，為企業提供基于產業各類需求的差異

26、化、定制化服務，以支持網聯式高 級別自動駕駛、盲區預警、實時監控、遠程控制、遠程升級、最佳路徑規劃、網 絡安全監控等眾多功能。 1.2.4.路側基礎設施路側基礎設施 云控系統的路側基礎設施通常布置于路側桿件上，主要包括路側單元(RSU)、 路側計算單元(RCU)和路側感知設備(如攝像頭、毫米波雷達、激光雷達)、交通 信號設施如紅綠燈等，以實現車路互聯互通、環境感知、局部輔助定位、交通信 號實時獲取等功能。 車路云一體化融合控制系統白皮書 9 1.2.5.通信網通信網 云控系統的通信網包括無線接入網、承載網和核心網等。云控系統集成異構 通信網絡，使用標準化通信機制，實現智能網聯汽車、路側設備與三

27、級云的廣泛 互聯通信。無線接入網提供車輛與周邊環境的多樣化通信能力，實現車與路側基 礎設施通信（V2I）、車間直通通信（V2V）、車與人通信（V2P）、車與網絡 （V2N）/邊緣云的通信。路側設備與云控基礎平臺各級云由多級有線網絡承載。 云控系統利用 5G、軟件定義網絡、時間敏感網絡、高精度定位網絡等先進通信 技術手段實現互聯的高可靠性、高性能與高靈活性。 1.2.6.車輛及其他交通參與者車輛及其他交通參與者 云控系統的車輛包括網聯輔助信息交互（1 級）、網聯協同感知（2 級）、 網聯協同決策與控制（3 級）等三種不同網聯化1車輛，以及應急輔助（0 級）、 部分駕駛輔助（1 級）、組合駕駛輔助

28、（2 級）、有條件自動駕駛（3 級）、高 度自動駕駛（4 級）、完全自動駕駛（5 級）等不同駕駛自動化等級2車輛。 不同網聯化和智能化等級車輛是云控平臺的數據采集對象和服務對象。 在數 據采集方面，對于具有聯網能力的車輛，云控基礎平臺既可以直接通過車輛網聯 設備采集車輛動態基礎數據，也可以間接通過路側智能感知獲得車輛動態數據； 對于不具有網聯能力的車輛，則間接通過路側智能感知獲得車輛動態數據。在云 控服務方面，對于 3 級及以上駕駛自動化等級的車輛，可以直接接收云控平臺輸 出的協同決策與控制數據，再由其車載智能計算平臺或控制器做出響應；對于 2 級及以下駕駛自動化等級的車輛，間接接收云控平臺輸

29、出的協同決策數據，再由 其車載人機交互平臺接收決策，并由單車或駕駛員完成控制； 與車輛類似地，云控系統的其他交通參與者包括行人、騎行人等。云控基礎 平臺可以通過路側智能系統采集其他交通參與者位置與速度信息， 也可以通過在 云控基礎平臺已注冊的其他交通參與者所攜帶的定位設備采集其位置與速度信 息，并基于云端融合感知向這些已注冊的其他交通參與者提供安全預警服務。 1.2.7.相關支撐平臺相關支撐平臺 相關支撐平臺是提供云控應用運行所需其他數據的專業平臺， 包括高精動態 地圖、地基增強定位平臺、氣象預警平臺以及交通路網監測與運行監管平臺等。 其中， 高精動態地圖是云控系統提供動態基礎數據服務的主要載

30、體，通過高精度 1 智能網聯汽車技術路線圖 2.0 2 GB/T汽車駕駛自動化分級 車路云一體化融合控制系統白皮書 10 動態地圖平臺提供的地圖引擎， 基于動態基礎數據可為云控基礎平臺提供實時更 新的動態狀態數據； 地基增強定位平臺是利用 GNSS 衛星高精度接收機， 通過地 面基準站網，利用衛星、移動通信、數字廣播等播發手段，在服務區域內可為云 控基礎平臺提供 1-2 米、分米級和厘米級實時高精度導航定位服務；氣象預警平 臺通過道路沿線布設的氣象站設備采集，通過識別能見度、雨量、風向、雷報、 大霧（團霧）等氣象信息，可為云控基礎平臺提供實時天氣狀況；交通路網監測 與運行監管平臺可為云控基礎平

31、臺提供路政、養護、服務區以及緊急事件等實時 信息。 1.3.系統特征系統特征 云控系統是以云控基礎平臺為核心、基于共享模式、突破煙囪模式局限性的 一種新型信息物理架構， 通過云控基礎平臺可以獲得更為全面的交通動態基礎數 據，有利于開展全局監測與控制。其具體特征包括： （1）車路云泛在互聯：云控系統全域范圍內車路云各異構節點，通過標準 化通信機制進行廣泛互聯通信，打通信息孤島，構建起用于支持協同控制的閉環 通信鏈路。 （2）交通全要素數字映射：云控系統通過對從車路云實時獲取的交通系統 各要素狀態信息進行分層融合，構建物理世界在數字世界的實時數字映射，統一 為不同的協同應用提供運行所需實時基礎數據

32、 。 （3）應用統一編排：云控系統通過對協同應用的運行方式進行統一編排， 消解應用間行為沖突，利用各應用的優勢能力，提升云控系統的車輛與交通運行 優化性能。 （4）高效計算調度：云控系統通過對協同應用運行的動態位置及所用計算 資源進行統一調度，實現系統資源高效利用，確保協同應用在大并發下按需實時 運行，保障所服務車輛與交通的運行安全。 （5）系統運行高可靠：云控系統通過車路感知融合、集中計算編排、應用 多重備份等方式，實現車輛與交通運行優化的高可靠性。 1.4.系統關鍵技術系統關鍵技術 云控系統作為一類新型信息物理系統，融合了多種學科、不同領域的前沿技 術，其建設和發展需要攻克架構、感知、控制

33、和通信等方面眾多關鍵技術，包括 邊緣云架構技術、動態資源調度技術、感知與時空定位技術、車輛與交通控制技 術以及云網一體化技術等。 車路云一體化融合控制系統白皮書 11 1.4.1.邊緣云架構技術邊緣云架構技術 邊緣云是實現云控系統高并發、按需運行實時類云控應用的新型技術手段。 實時類云控應用如高級別自動駕駛對信息傳輸的毫秒級時延和超高可靠要求遠 遠超越了傳統云計算架構的技術能力， 亟需通過邊緣云的架構設計滿足云控系統 的實際需要。 邊緣云架構的目的是將實時通信、 實時數據交換與實時協同計算技術融為一 體，實現系統響應的實時性、數據傳輸的低時延與接入請求的高并發，以保證車 路云數據交換在應用層面

34、滿足自動駕駛控制對實時性與大并發下的可用性及信 息安全的實際要求，并保證互操作性和易用性。相關技術工作包括，制定統一的 數據交互標準，開發基礎數據分級共享接口，優化數據存儲模型，建立高性能消 息系統，采用輕量級基礎設施及虛擬化管理平臺保障邊緣云服務實時性，優化上 報與下發通信鏈路性能等。 1.4.2.動態資源調度技術動態資源調度技術 云控系統需要運行大量應用以服務于智能網聯汽車及交通系統各種場景。 為 消解高并發下各應用在資源使用上的沖突和物理世界車輛行為的沖突， 云控系統 要根據云控應用對實時性、通信方式、資源使用與運行方式等方面的要求，選擇 服務的運行地點及所分配的資源，保障服務按需地實時

35、可靠運行，保障所服務車 輛的行車安全。相關技術工作包括，以平臺統一管理或自行管理的方式進行負載 均衡、生命周期管理，并利用領域特定的規則引擎按需調用云端車輛感知共享、 增強安全預警、車輛在線診斷、高精度動態地圖、輔助駕駛、車載信息增強以及 全局協同等資源。 1.4.3.感知與時空定位技術感知與時空定位技術 智能網聯汽車與路側傳感器的異構、多源與車輛分布不確定等特性，以及網 聯自動駕駛對信息精度、實時性與可靠性的高要求，帶來車路感知系統配置、路 側感知部署、多源數據時間同步、多源異構數據關聯等難題，對云控系統感知與 時空定位技術提出了挑戰。 云控系統中車與路感知性能， 需要具有強工況適應性、 良

36、好的魯棒性能與確定的實時性， 以產生實時、 高精度、 高可靠的動態基礎數據， 滿足網聯式自動駕駛的感知需求以及交通數字孿生需求。 云控系統中的交通參與 者位置、路側設施位置、交通事件位置等信息，需要有可靠的精度保障、較低的 傳輸時延，以及復雜場景的可用性、安全冗余、魯棒性等要求。高可靠高精度的 位置表達，需要結合高精地圖、高精度定位技術建立基于語義特征的傳感器數據 智能配準，從而保障云控系統各類應用服務中感知與時空定位的可靠性、準確性 車路云一體化融合控制系統白皮書 12 和可用性。 1.4.4.車輛與交通控制技術車輛與交通控制技術 云控系統通過對車輛進行協同控制增強行車安全、提升行車效率和節

37、能性， 通過對交通行為進行監測與調控保障交通運行效率。 根據交通運行總體需求與交 通參與者個體的需求，亟需通過云控基礎平臺提供各類云控應用所需的單車、多 車、 車與路及交通的協同決策與協同控制等共性基礎服務，以確保駕駛行為的規 范性和道路交通總體功能的協調性。 1.4.5.云網一體化技術云網一體化技術 智能網聯汽車與智能交通業務對云控系統異構網絡提出了較高的實時性、 可 用性與并發性能要求。為滿足較高服務質量需求，需要對通信節點與鏈路的工況 進行實時監測與預測， 對高并發數據在網絡中的路由與節點處理進行統一優化調 度。為此，應充分利用 5G 網絡和 MEC 邊緣計算技術擴展路側計算單元的計算

38、和存儲能力， 通過在其上部署邊緣云引入更多本地應用以支持更豐富的交通應用 場景， 實現邊緣計算和各層云的整合。云網一體化技術包括車云協同架構下的邊 緣計算技術將邊緣云下沉至離車輛最近的 5G 無線接入網側，以支持完成現場控 制級應用，如路口級實時控制；利用運營商提供的產業互聯網專線和城域光纖的 綜合通信網絡技術將區域云劃分為實時區域云和非實時區域云， 以實現實時性與 弱實時性路網級的遠程控制應用， 如貨車編隊行駛屬于區域云實時性要求較高的 規劃和控制應用；車云、路云和云云網關技術以保障邊緣云、區域云與中心云間 跨域數據的標準與高效通信； 以及低時延高可靠 V2X 通信技術、 計算-存儲-通信

39、資源的聯合優化管理技術和網絡切片技術等。 1.5.系統功能分類系統功能分類 云控系統能夠增強車輛行車安全、 提升行車效率和節能性以及提升交通運行 性能，離不開網聯技術、自動駕駛技術與路側基礎設施的能力?；谠瓶貞玫?服務方式，將云控系統的功能分為 4 個類別，如表 1 所示。 云控功能類別 1 僅實現對車輛感知性能的增強。 車輛控制仍由駕駛人或自動 駕駛系統負責。由于云控應用涉及對駕駛過程的輔助，要求網聯化等級至少為 2 級。如果車輛由駕駛人控制，對車輛駕駛自動化等級1無要求。如果車輛由自動 駕駛系統控制，自動駕駛等級至少為 3 級，則車輛可在運行設計域內實現自動駕 1 GB/T汽車駕駛自動

40、化分級 車路云一體化融合控制系統白皮書 13 駛與云控應用的配合。 表 1 云控功能類別與說明 云控功能云控功能 類別類別 云控應用內容云控應用內容 控制主體控制主體 (責任主要按業務設計責任主要按業務設計) 網聯化等級網聯化等級1 最低要求最低要求 1 感知增強，提示與預警，決策或規劃 建議 駕駛人或車輛2 2 單車網聯決策、規劃或控制，基于自 動駕駛的有限場景混合交通調節 駕駛人或車輛3 3 多車網聯協同決策、規劃或控制，基 于自動駕駛的有限場景混合交通控 制 駕駛人或車輛負責單車安全， 云控應用協調車車/車路行為 3 4路網全域車輛與交通統一融合控制 駕駛人或車輛負責單車安全， 云控應用

41、協調車車/車路行為 3 云控功能類別 2 實現單車的網聯決策、規劃或控制，以及利用單車控制能力 實現的對混合交通（含非自動駕駛車輛）的優化調節。車輛控制仍由駕駛人或自 動駕駛系統負責?？紤]云控應用輸出信息的基礎上，車輛進行自主控制。網聯化 與路側基礎設施的實時性等性能須滿足支持網聯自動駕駛的要求， 因此要求網聯 化等級達 3 級。 云控功能類別 3 實現多車協同決策或控制， 以及多車協同下有限場景的混合 交通優化控制。由于云控應用考慮多車協同與交通運行的性能，超越了單車自動 駕駛的能力范圍，所以車輛決策與運動規劃由云控應用負責，車輛負責對自車行 駛安全進行監控， 在云控應用的指令與自車安全與任

42、務等目標不沖突的條件下按 云控應用要求進行控制。 如出現沖突， 車輛按保證自車行駛安全的方式進行控制， 并與云控應用進行協商。 此類云控功能涉及的應用同時對多車駕駛過程進行統一 優化， 對路側基礎設施有更高的性能要求。由于應用可以服務于自動駕駛車輛與 人駕駛車輛組成的混合車隊，因此對駕駛自動化等級的要求不變。 云控功能類別 4 實現全域車輛與交通統一的融合控制。 在此類云控功能的場 景下， 單車智能或駕駛人不能考慮多車與交通的全局性能，需要云控應用完全負 責車輛與交通控制。由于此類功能涉及路網全域車輛與交通的運行優化，對路側 基礎設施的要求進一步提高。 此類云控功能仍需考慮人駕駛車輛及自動駕駛

43、向人 駕駛切換的情況，以服務于混合交通，因此對駕駛自動化等級的要求不變。 云控功能類別從技術角度上明確了控制主體的選擇思路， 但上述設計并不是 1 智能網聯汽車技術路線圖 2.0 車路云一體化融合控制系統白皮書 14 唯一的實現方式。在具體應用場景下，考慮業務與用戶需求，在滿足性能要求條 件下，可對控制主體進行靈活設計。 車路云一體化融合控制系統白皮書 15 2. 車路云一體化融合控制系統產業相關方及應用車路云一體化融合控制系統產業相關方及應用 2020 年，中央政府大力號召部署新型基礎設施建設，我國各省、直轄市開 始加緊落實部署，涵蓋 5G 網絡、工業互聯網、人工智能、大數據中心等新興技 術，以帶動生產基礎設施向數字化、網絡化、智能化轉型，為云控系統產業發展 和規?；瘧锰峁┝肆己玫钠鯔C。 2.1.主要產業生態參與者及作用主要產業生態參與者及作用 云控系統的產業生態構成十分豐富，從區域范圍角度，包括城內、城際、特 定區域產業生態； 從產業鏈角度， 包括政府及行業監管機構、 供應商、 網聯車輛、 出行業務服務商及特定業務提供商等