电子电气架构 --- 智能网联汽车“车-路-云”模型

一、系统定义

车路云一体化系统是通过新一代信息与通信技术将人、车、路、云的物理空间、信息空间融合为一体，基于系统协同感知、决策与控制，实现智能网联汽车及交通系统安全、高效、节能及舒适运行的信息物理系统。该系统由车辆及其他交通参与者、路侧基础设施、云控平台、相关支撑平台、通信网等组成，其系统组成可参考图：

车路云一体化系统是一种高度集成的智能交通系统，它将人、车、路、云等各个要素通过新一代信息与通信技术紧密地连接在一起，形成了一个协同工作的整体：

1、车辆及其他交通参与者：

车辆是系统的核心要素之一，它们通过内置的传感器（如雷达、摄像头、激光雷达等）和通信模块，实时感知周围环境并与其他车辆、路侧基础设施及云控平台进行信息交互。其他交通参与者包括行人、自行车、摩托车等，他们也可以通过智能设备（如智能手机、可穿戴设备等）与系统进行交互，提高出行安全性和便利性。

2、路侧基础设施：

路侧基础设施包括智能交通信号系统、智能监控摄像头、路侧通信单元（RSU）、交通标识与标线等。这些设施通过感知和收集交通信息，为车辆和其他交通参与者提供实时的交通状况、道路状况、天气信息等，同时支持车辆与基础设施之间的通信（V2I）。

3、云控平台：

云控平台是车路云一体化系统的“大脑”，它负责处理来自车辆、路侧基础设施和其他来源的海量数据。通过大数据分析和机器学习算法，云控平台可以实时生成交通控制策略，优化交通流量，提高道路通行能力，同时确保交通系统的安全性和节能性。

4、相关支撑平台：

相关支撑平台包括数据管理平台、安全认证平台、支付平台等。这些平台为车路云一体化系统的运行提供必要的数据支持、安全保障和支付服务。

5、通信网：

通信网是连接车辆、路侧基础设施和云控平台的桥梁，它支持高速、低延迟的数据传输。
常用的通信技术包括蜂窝网络（如4G/5G）、车联网专用短程通信（DSRC）、Wi-Fi等。车路云一体化系统的工作机制可以概括为：

系统协同感知：通过车辆、路侧基础设施和云控平台的协同工作，实时感知交通环境中的各种信息。
决策与控制：基于感知到的信息，云控平台通过算法和模型进行决策，生成交通控制策略，并通过通信网络发送给车辆和路侧基础设施。安全、高效、节能及舒适运行：通过实施交通控制策略，车路云一体化系统可以显著提高交通系统的安全性、效率和节能性，同时提升出行者的舒适度。

二、组成要素

车辆及其他交通参与者是动态交通数据的核心数据源，应支持通过无线通信网络或/和利用路侧基础设施向云控基础平台提供其运行的实时动态信息。车辆驾驶人与网联汽车可接收车辆及其他交通参与者是动态交通数据的核心数据源，应支持通过无线通信网络或/和利用路侧基础设施向云控基础平台提供其运行的实时动态信息。车辆驾驶人与网联汽车可接收来自路侧和/或云控基础平台提供的感知、决策和控制服务。

车辆及其他交通参与者

核心数据源：车辆及其他交通参与者（如行人、自行车等）是动态交通数据的核心来源。

信息提供：它们应支持通过无线通信网络（如4G/5G、C-V2X等）或利用路侧基础设施（如RSU）向云控基础平台提供实时动态信息，如位置、速度、方向等。

信息接收：车辆驾驶人与网联汽车可接收来自路侧和/或云控基础平台提供的感知、决策和控制服务，如路径规划、碰撞预警、交通信号优化等。

路侧基础设施包括感知、通信、计算类基础设施及交通附属设施，应为云控基础平台采集来自车辆、道路以及其他交通相关系统的动态交通数据，并向车辆及交通参与者提供来自系统的交通相关信息。

路侧基础设施

组成：包括感知（如摄像头、雷达）、通信（如RSU）、计算类基础设施（如边缘计算设备）及交通附属设施（如信号灯、交通标志）。

数据采集：为云控基础平台采集来自车辆、道路以及其他交通相关系统的动态交通数据。

信息提供：向车辆及交通参与者提供来自系统的交通相关信息，如路况、交通信号状态、天气预警等。

云控平台是车路云一体化分层解耦、跨域共用特征最典型的体现， 由“1”个云控基础平台及其所支撑的“N”个应用平台组成。云控基础平台基于车辆与交通等相关数据的采集、存储与处理，通过基础设施、数据与能力共享的方式，面向包含网联汽车、区域交通交管部门以及产业链其他企事业单位等涵盖全产业对象的三大类用户提供应用需求支撑，赋能产业发展。应用平台包括城市智能网联汽车安全监测、智慧公交、智慧乘用车、自动泊车、交通管理、场景仿真等应用平台。

结构：由1个云控基础平台及其所支撑的N个应用平台组成，体现分层解耦、跨域共用的特征。

功能：基于车辆与交通等相关数据的采集、存储与处理，通过基础设施、数据与能力共享的方式，为全产业对象提供应用需求支撑。

应用平台：包括城市智能网联汽车安全监测、智慧公交、智慧乘用车、自动泊车、交通管理、场景仿真等，满足不同领域的需求。

相关支撑平台以避免重复建设、增强信息共享、提升专业服务为目标， 在满足相关部门管理要求的前提下， 为云控基础平台提供其服务所需的交通相关信息，如高精度（动态）地图信息、卫星导航定位增强信息、区域气象预警信息、交通路网监测与运行监管信息等。相关支撑平台也可基于自身的实际需求接收来自云控基础平台的数据与服务。

目标：避免重复建设、增强信息共享、提升专业服务。

信息提供：为云控基础平台提供其服务所需的交通相关信息，如高精度地图、卫星导航定位增强信息、区域气象预警信息等。

信息接收：也可基于自身的实际需求接收来自云控基础平台的数据与服务，实现信息的双向流通。

通信网包括C-V2X网络1、承载网、卫星通信以及其他专有网络，为系统各组成部分之间的数据传输与信息交互提供安全、可靠与时延要求保障。

组成：包括C-V2X网络、承载网、卫星通信以及其他专有网络。

功能：为系统各组成部分之间的数据传输与信息交互提供安全、可靠与时延要求保障，确保信息的实时性和准确性。

三、数据流

数据互联互通是车路云一体化系统应用的关键基础之一，只有以统一架构设计、统一标准协议，才能够实现不同元素之间的数据互通，实现业务互通的服务模式。从一体化系统视角，数据交互主要包括车-路、车-云、路-云、云-云等， 主要交互的数据和交互方式参见图：

数据交互类型

1、车-路交互：

数据类型：车辆位置、速度、方向、加速度等运动状态信息；道路状况（如湿滑、结冰、施工等）；交通信号状态；路侧摄像头或雷达感知到的障碍物信息等。交互方式：通过无线通信网络（如C-V2X、4G/5G）或路侧基础设施（如RSU）进行实时数据传输。

2、车-云交互：

数据类型：车辆实时状态信息（如发动机状态、油耗、故障信息等）；车辆行驶轨迹；驾驶员行为数据（如疲劳驾驶检测、注意力分散检测等）。交互方式：通过移动通信网络（如4G/5G）将数据传输至云控平台，云控平台再将处理后的信息（如路径规划、碰撞预警等）反馈给车辆。

3、路-云交互：

数据类型：路侧基础设施感知到的交通流量、拥堵情况、交通事件（如事故、故障车辆等）；道路维护状态；天气预警信息等。交互方式：路侧基础设施通过有线或无线方式将数据传输至云控平台，云控平台根据数据进行分析和决策，再将结果反馈给路侧基础设施以调整交通信号、发布预警信息等。

4、云-云交互：

数据类型：不同云控平台或相关支撑平台之间的数据共享，如高精度地图数据、交通路网监测数据、区域气象数据等。交互方式：通过API接口、数据共享平台等方式实现跨平台的数据交换和共享。