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面向车联网环境的路侧设施标准规范
2020-09-20 01:56:43· 来源：车联网研究院 作者：邹申
9月11日，以数字赋能交通，车联网引领新经济为主题的2020数字网联交通大会暨第三届中国道路交通安全智库大会在南京召开。下面是《车联网路侧设施设置指南》等三
9月11日，以“数字赋能交通，车联网引领新经济”为主题的2020数字网联交通大会暨第三届中国道路交通安全智库大会在南京召开。下面是《车联网路侧设施设置指南》等三项团体标准主编单位，江苏科创车联网研究院副院长邹申的分享：
《车联网路侧设施设置指南》
《智慧高速公路交通标志设置指南》
标准解读
“车联网”从字面意思来看，常常被看作是以“车”为主体，实现万物与“车”的互联。不过，从道路交通的角度来说，车辆作为一种载具，单纯的自动驾驶，并不能解决交通问题。为此，我们从自身擅长的领域出发，将一些思考和实践进行了提炼和总结，以适应车联网环境的路侧设施为主体，编制了相关团体标准。当然，在此过程中，我们深刻认识到，“车联网”是一个多学科、多领域汇集的行业，因此，也非常感谢在此期间很多合作伙伴的支持与帮助。
一、编制背景
国家政策层面。自2017年工信部、发改委、科技部《汽车产业中长期发展规划》以来，到2020年2月11部委《智能汽车创新发展战略》。近年来，国家相关部委密集下发文件，部署推进自动驾驶汽车、智能网联以及车路协同路侧设施建设，并提出了具体的推进指标和要求，可见国家对车联网以及服务自动驾驶汽车运行的智能网联道路基础设施，是十分重视的。
行业发展层面。一方面，路侧设施特别是主动发光标志将交通设施带入了电气化时代，这使得交通标志具备了更多的想象空间。由此而进一步发展出的初级智能网联路侧设施也已经开始示范应用。比如在无锡国家级车联网示范区建设中，已经开始将路侧设施与RSU等设备相连。另一方面，国外更侧重于自动驾驶的研究与应用，车联网路侧设施方面的研究成果比较缺乏，这提供了国内相关行业占得先机的好的切入点。
二、编制目的
第一，将研究与验证性以用中的新技术、新产品应用于后续车联网示范项目建设中；
第二，提出满足人工驾驶汽车与不同等级自动驾驶汽车并存的道路交通环境，让更多的交通参与者体会到车联网带来的出行环境与服务水平变化；
第三，提出满足车联网场景需求的路侧设施（交通标志）的分类、组成与要求，指导不同道路场景路侧设施（交通标志）设置。
此次，我们完成了三个团体标准的编制，分别是《车联网路侧设施设置指南》，主要提出了车联网场景下的路侧设施以及为实现功能需求的其他设备，以及不同道路环境下路侧设施及相关设备的设置要求等；《智慧高速公路交通标志设置指南》主要提出了具有车联网环境特点的智慧高速公路相应交通标志的功能要求和设备组成，以及不同道路环境下交通标志及相关设备的设置要求等；《行人过街智能预警系统技术规范》提出具有车联网特点的行人过街预警系统，同时满足向人工驾驶车辆和自动驾驶车辆发布预警信息，可同时向行人发布异常车辆预警信息不同道路条件的设置要求。根据侧重点的不同，我们将主要介绍《车联网路侧设施设置指南》、《智慧高速公路交通标志设置指南》。
三、《车联网路侧设施设置指南》
（一）范围
适用于车联网环境下路侧设施的构成、设置原则、设置要求以及质量控制等；适用基于C-V2X车联网道路交通环境下车联网路侧设施的设置。
（二）术语与定义
1.车联网路侧设施。这是满足车联网需求的最基本路侧设施，由通信模组和传感器组成。前者使路侧设施能与自动驾驶车辆通信、能与云平台互联互通；后者则让路侧设施能感知自身的位置、方向、状态信息。
车联网路侧设施这种“感知+通信”的特点，使其既可能是数据源也可能是指令信息的执行者。
2.数字化车联网路侧设施。这是车联网路侧设施的高阶，其能实现环境感知和协同决策。在环境感知方面，路侧设施要感知地理信息数据、环境状态数据；在协同决策方面，路侧设施能传递交通规则信息。这里的交通规则信息具有动态变化的含义，能根据环境状态的变化，相应调整交通管理策略，并实时传递给车辆或云平台。在通信对象方面，数字化车联网路侧设施面向自动驾驶车辆和云平台。
3.静态路侧设施。即信息不可变的车联网路侧设施，用以表达道路上不可变的部分。比如：隔离、防撞设施等。
4.动态路侧设施。即信息部分或全部可变的车联网路侧设施。未来大部分路侧设施都将实现动态化，比如：限速标志、警告标志、线形诱导标等都将动态化。
5.数据链单元。道路节点的通信集成、数据集成、算法集成。这是路侧信息汇集、处理、决策设备，将成为路侧设施在道路侧的中枢和大脑。
（三）车联网路侧设施的构成
车联网路侧设施不仅仅是路侧设施本身，需要各种服务于路侧设施的其他设备或组建共同构成，这样才能让路侧设施服务于车联网的应用场景。主要有以下几个部分：
1.数据采集装置。包括视频、红外、激光雷达、微波或毫米波雷达、气象监测设备等常见的感知设备。
2.通信与运算单元。通信模组与边缘计算设备。
3.交通信息载体。《道路交通安全法》意义上的交通信号，包括：交通标志、标线、信号灯。
4.交通照明与安全防护。其他路侧设施，如：路灯、隔离设施、防撞设施、减速设施。这里很多设施都属于静态路侧设施。
（四）车联网路侧设施的设置设计
除常规规定外，这里比较具有车联网环境特点的规定有：
1.车联网项目要满足道路交通的要求，应该在交通工程设计单位牵头下进行。这是出于将车联网项目回归交通本身的考虑，我们希望“车联网”的最终还是能解决交通问题。
2.结合面向人工驾驶和自动驾驶不同对象的和需求进行充分研究。我们认为，人工驾驶汽车和自动驾驶汽车将会长期共存，这种情况下应满足全驾驶人的出行需求。
3.编制数字化道路编号规则。这是车联网路侧设施的基本身份信息需要，而且很可能随着车联网路侧设施的发展，形成专门的规范和要求。
4.自动驾驶提供服务的道路，应设置数字化路侧设施。数字化路侧设施的环境感知与协同决策功能，为高级别自动驾驶提供了保障。
5.通信要求。参考了相关规范，提出支持常规通信接口和5G，满足YD/T 3340和YD/T 3400的要求；数字化交通标志应支持5.9GHz频段的短程直连通信功能。在可靠性方面，提出数字化交通标志向车载智能设备传递数据准确率达到99.99%，感知延时低于20ms，智能化动态策略通信时延低于100ms。
6.交通标志在晴朗夜间视觉有效视认距离应≥200m；低于能见度条件下，在能见度范围内能清晰识别。无论是人工驾驶还是自动驾驶汽车的视频识别装置，都需要更远的视认距离、更好的视认效果和更长的反应时间。可以采用主动发光技术，在提升视认性的同时，也可以通过点亮、闪烁、改变色温等方式提供动态信息。
（五）不同道路场景的设置内容
这是本团标的重点和特色部分，有部分功能已经在无锡国家级车联网示范、北京大兴机场接线道路、沪杭甬智慧高速、琼海智慧交通等项目开展了示范应用。
1.基本规定：道路上变化、较为特殊的地点。比如交叉口，匝道，路段中人行横道线、机动车出入口、公交停靠站、合流、分流、线型变化的地点、学校周边道路等。设置数据采集装置、通信系统、交通信息载体；实现向车辆或行人发布：预警、引导、控制信息的功能；
2.信号灯控制、单向3车道（含）以上交叉口。设置数据链单元、动态指路标志（交通诱导可变信息标志）、动态车道标志（可变车道）等，实现行程时间、路况信息发布、路径诱导，车道功能与信号配时实时动态调整等功能。
3.学校、医院、商业区等人员密集场所附近，且没有信号灯控制的人行横道线。设置数据采集装置、通信系统、交通信息载体,实现发布预警信息，引导、控制车辆行驶速度以及提醒行人避让行驶状态异常车辆。这就是行人过街智能预警系统中的双向预警功能。
4.高速公路和城市快速路的立交枢纽处。设置局部可变信息标志，实现路况、行程时间信息动态发布功能。
5.高速公路和城市快速路的立交枢纽、桥梁、隧道、长度≥3km的坡道。设置可变限速标志，实现气象、交通流等数据的融合。
6.施工作业区路段。移动车联网路侧设施。如数字化施工作业标志、数字化锥桶，并能与数据链单元连接。实现实时发布交通安全预警，动态限制速度等信息。
四、《智慧高速公路交通标志设置指南》
（一）范围
智慧高速公路场景下交通标志的分类、工艺、性能以及设置要求。适用于新建、改（扩）建智慧高速公路，以及高速公路智慧化提升改造建设。
（二）定义
1.智慧高速公路。对于智慧高速的定义各有不同，我们通过自身的总结，提出了符合以下4个方面：（1）各种新技术应用，如：通信、数据采集、智能传感、物联网、云计算、高精地图等；（2）感知并融合车、路、环境、事件等多源数据信息；（3）在路侧与云平台实现在线计算决策，形成交通安全预警、交通流调度和路径诱导策略，通过交通标志实时发布；（4）能为包括人工驾驶核自动驾驶的全驾驶人提供服务。
2.智慧高速公路交通标志。是满足智慧高速公路基本功能要求的交通标志，其具备网络通信、智能传感设备，能与车、路、环境、事件等多源数据信息与云平台进行连接，上传和接收数据信息并实时发布。
与车联网路侧设施不同，智慧高速公路交通标志，既是数据源也是执行者。这与智慧高速需要提供的更高、更快的通行服务有关。
3.智能网联交通标志。能为人工视觉和机器视觉提供信息识别，包括:静态信息标志（能够依托云平台感知标志位置、方向和状态）与动态信息标志（能够依托云平台发布、上传、接收动态数据信息）。静态信息标志与动态信息标志的主要区别在于是否可以执行指令信息。
其他定义如：数字化交通标志、静态信息标志、动态信息标志、数据链单元与《车联网路侧设施设置指南》类似。
（三）交通标志与交通标志设置
与《车联网路侧设施设置指南》相似，只是更具有针对性，比较特别的条款主要有：
1.整体的、独立的LED信息屏不可替代智慧高速公路交通标志。这主要考虑LED信息屏缺乏冗余，一旦发生断电等最不利情况，将无法显示任何信息，不能提供最基本的信息保障。这将导致人工驾驶和自动驾驶车辆都无法正常通行。
2.智慧高速公路的限速标志应采用动态信息标志。与车联网路侧设施中的“宜”不同，这里是“应”设置，这主要是考虑高速公路应该根据气象、环境、事件等情况，实时动态调整显示速度，提供与通行风险和交通管理需要向匹配的速度管理。
3.智慧高速公路应设置气象监测设备。很多地方都已经注意到高速公路应该设置局部微观气象检测设备，提供具有针对性的气象服务。除此之外，比如沿线燃烧秸秆这种非气象原因导致的能见度下降，也只能通过道路沿线部署设备才能检测。
4.智慧高速公路交通标志应采用电网供电，重要地点的标志宜在断电状态下能维持连续工作≥24h。服务高级别自动驾驶车辆的高速公路，如果出现断电情况，则自动驾驶车辆处于安全原因，很可能被迫降速通行。而人工驾驶车辆可能仍保持较快的速度，此时是非常危险的，需要有离网供电方案提供保障。
（四）交通标志设置场景
与车联网路侧设施的相关规定类似。
1.距离目的地≥10km且区间范围有出口的指路标志。设置可变信息标志，发布行程时间、路况信息、交通事件等信息；
2.桥梁、隧道、长度≥3km的坡道以及立交枢纽路段。设置可变限速标志，能与气象、环境等数据关联；
3.交通事故多发的路段、视距不足的弯道、坡道。能与事件、环境等因素关联；
4.施工作业区路段。与车联网路侧设施要求相同。
五、车联网环境的路侧设施（交通标志）团标特点
1.首次提出符合车联网场景需求的路侧设施要求与设置标准；
2.没有刻意出现RSU和OBU，而将路侧设施与自动驾驶车辆之间的通信，作为功能进行表述。这主要是考虑未来RSU和OBU的形态、名称很可能发生变化。
3.提出了数据链单元，作为路侧端通信、数据和计算功能汇集的设备；
4.将车联网的建设项目回归道路交通本身，以道路场景的不同，提出路侧设施的设置要求。
还有些供电、质量控制等规定，就不一一赘述了，感兴趣的可以通读标准了解。
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