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车路协同信息交互技术要求第 1 部分:路侧设施与云控平台


团体标准-车路协同信息交互技术要求第 1 部分:路侧设施与云控平台

1 范围

本文件规定了车路协同系统中路侧计算单元、路侧单元与云控平台之间的信息交互内容及技术要求。 本文件适用于城市道路、公路和封闭园区车路协同系统中路侧设施、云控平台及其他相关系统的设 计、开发、运行和维护。

2 规范性引用文件

略。(此部分仅对部分人有用,故略)

3 术语和定义、缩略语

下列术语和定义适用于本文件。

3.1 术语和定义

3.1.1 车路协同系统 vehicle infrastructure cooperative syste

采用无线通信和互联网技术,全方位实施车车、车路信息实时交互,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,实现人、车、路的有效协同,从而形成安全、 高效和环保的道路交通系统。 [来源:T/ITS 0140]

3.1.2 云控平台 cloud control platform

服务于车路协同业务的平台系统,具有实时信息融合与共享、实时计算编排、智能应用编排、大数 据分析、信息安全等基础服务能力,可为智能汽车、管理及服务机构、终端用户提供辅助驾驶、自动驾 驶、交通运输安全、交通管理等协同应用和数据服务。

3.1.3 路侧计算单元 road side computing unit,RSCU

部署在道路、公路沿线或者场端,配合其他设施或系统完成交通信息汇聚、处理与决策的计算模块、 设备或设施。

3.2 缩略语

BSM:基本安全消息(Basic Safety Message)

DE:数据元素(Data Element)

DF:数据帧(Data Frame)

HTTP:超文本传送协议(Hyper Text Transport Protocol)

HTTPS:超文本传送安全协议(Hyper Text Transport Protocol over SecureSocket Layer)

LTE-V2X:基于LTE的车用无线通信技术(LTE Vehicle to Everything)

MEC:多接入边缘计算(Multiple Access Edge Computing)

MQTT:消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport)

NR-V2X:基于新空口的车用无线通信技术(New Radio Vehicle to Everything)

OBU:车载单元(Onboard Unit)

OEM:原型设备制造商(Original Equipment Manufacturer)

RSCU:路侧计算单元(Road Side Computing Unit)

RSI:路侧交通信息(Road Side Information)

RSM:路侧单元消息(Road Side Message)

RSU:路侧单元(Road Side Unit)

SSM:感知共享消息(Sensor Sharing Message) SPAT:

信号灯消息(Signal Phase and Timing Message)

UDP:用户数据包协议(User Datagram Protocol)

V2I:车载单元与路侧单元通信(Vehicle to Infrastructure)

V2V:车载单元之间通信(Vehicle to Vehicle)

V2X:车载单元与其他设备通信(Vehicle to Everything)

UTC:协调世界时间(Coordinated Universal Time)

4 总体要求

4.1 车路协同系统总体架构

4.1.1 车路协同系统总体架构见图 1,由以下四个主要部分构成:

a) 出行者子系统:由出行者所携带的各类信息终端或其它信息处理设备构成;

b) 车载子系统:包括 OBU 或其他车载智能终端,也可以包括车载计算控制模块、车载网关、路 由器等;

c) 路侧子系统:以 RSCU、路侧通信设施、路侧感知设施等为核心,也可包括交通安全与管理设 施或其他附属设施等;

d) 中心子系统:包括云控平台和相关第三方平台,提供设备接入管理、数据汇聚共享、业务支 撑和相关服务。

车路协同信息交互技术要求第 1 部分:路侧设施与云控平台_字段

4.1.2 路侧子系统可由以下设备设施组成,包括但不限于:

a) RSCU:支持路侧设备接入,对数据进行汇聚和处理分析;

b) 路侧感知设施:如视频检测器、雷达检测器或其他检测设备;

c) 路侧通信设施:包括基于蜂窝移动通信的 4G/5G 设施,或者基于直连无线通信的 LTE-V2X、 NR-V2X 路侧单元 RSU;

d) 交通安全与管理设施、其他附属设施:根据应用需要可包括交通监控设施、交通诱导与控制 设施、可变标识、辅助定位设施、气象监测设施等。

4.1.3 中心子系统包括云控平台和各类第三方平台,第三方平台包括但不限于:

a) 车辆管理与服务平台:如 OEM 平台、公交车管理服务平台、“两客一危”车辆管理平台、施 工车辆管理平台等;

b) 交通安全与交通管理平台:如交通安全平台、交通管理平台、高速公路管理服务平台等;

c) 地图服务平台:如导航地图平台及高精度地图平台;

d) 气象服务平台;

e) 定位服务平台;

f) 其他第三方平台。 路侧计算单元

4.2.1 RSCU 应具备以下基础通用功能:

a) 设备接入与管理:支持路侧感知设备、RSU 及相关设备接入,收集各类接入设备设施的运行状 态和运行性能数据,对路侧接入设备的运行状态和运行性能进行监控管理;

b) 数据汇聚、处理分析与上报:

  1. 支持路侧感知设备、RSU 及相关等设备的数据接入,如设备基础信息、设备运行状态信息 和设备业务相关信息;
  2. 按需支持交通安全与管理设施、其他附属设施相关数据接入(如信号灯、交通标志标识 数据等),并对数据进行处理分析;
  3. 支持与云控平台进行数据交互,开展各类车路协同应用服务。

c) 交通检测识别与定位:支持对道路交通参与者、交通事件、交通运行状况等进行检测识别与 定位,满足车路协同应用场景的需求;

d) V2X 应用服务:为各类车路协同辅助驾驶或自动驾驶应用场景提供支撑服务,包括 V2X 应用数 据的接收、解析、存储、转发等处理等操作;

e) 其他车路协同业务支持。

4.2.2 RSCU 可以部署在路侧或场端,RSCU 相关功能也可在路侧机房或 MEC 网络上实现。

4.2.3 路侧子系统可通过 RSCU 接入到云控平台,与云控平台进行数据交互。路侧感知设施一般接入到 RSCU,通过 RSCU 间接接入到云控平台。

4.2.4 RSCU 与云控平台的数据交互内容应符合第 5 章要求。

4.3 路侧单元

4.3.1 路侧子系统中的 RSU 设备应满足 YD/T 3755、T/ITS 0110 及相关标准要求。

4.3.2 路侧子系统中无 RSCU 时,RSU 应支持独立接入到云控平台,与云控平台进行数据交互,并由云 控平台对 RSU 进行配置和运维管理。

4.3.3 路侧子系统中有 RSCU 时,RSU 可接入到 RSCU 并进行数据交互,根据需要可同时接入到云控平 台。

4.3.4 RSU 与云控平台的数据交互内容应符合第 6 章要求。

4.4 应用场景与服务内容

4.4.1 车路协同辅助驾驶与自动驾驶 车路协同系统应支持车辆进行辅助驾驶和自动驾驶,相关应用场景满足 T/ITS 0058、T/ITS 0118、 T/ITS 0135 等标准要求,见附录 A。

4.4.2 其他应用服务 车路协同系统可支撑开展的其他应用服务包括但不限于:

a) 交通法规告知;

b) 交通事件、交通信号灯等信息通告;

c) 交通流量监控;

d) 紧急车辆调度与优先通行;

e) 运输车辆及驾驶员的安全监控;

f) 超载超限管理;

g) 弱势交通群体安全保护;

h) 交通信号动态优化;

i) 实时指引与导航;

j) 建议行程、兴趣点通知等。

5 RSCU 与云控平台交互内容

5.1 信息交互功能

5.1.1 业务类信息交互

5.1.1.1 RSCU 向云控平台上报

RSCU应支持向云控平台主动上报数据,可上报的信息类型见表1。

序号

信息类型

操作类型

说明

1

RSCU 设备基础信息

RSCU 主动上报

RSCU初次配置、开机或信息发生变化时,主动向云控平台上报

2

RSCU 运行状态信息

同上

RSCU按照固定频率,主动向云控平台上报设备运行状态信息

3

RSCU 接入设备的运行状态信息

同上

RSCU按照固定频率,主动向云控平台上报RSCU接入设备的运行状态 信息

4

感知结果信息

同上

RSCU按照配置要求主动向云控平台上报感知结果信息,包括但不限 于: a)交通参与者信息; b)交通事件信息; c)交通运行状况信息等。

5

V2X 业务信息

同上

RSCU根据需要向云控平台上报V2X业务数据(如RSM、SSM、RSI、SPAT、 MAP等)

6

其他信息

同上

RSCU按需向云控平台上报其他相关信息

5.1.1.2 RSCU 向云控平台转发

RSCU应支持将从其他设施采集的数据向云控平台转发,信息类型见表2。

::: center


…此处略去关于RSCU与云控平台的其他交互内容

主要目的是为了6 RSU与云控平台交互内容,证明此处才是关键研究对象。


:::

6 RSU 与云控平台交互内容

6.1 基本要求

6.1.1 RSU 可通过以太网接入到云控平台,也可通过 RSCU 接入到云控平台。

6.1.2 RSU 与云控平台之间业务类信息交互通信协议宜支持 MQTT,运维管理类业务的通信协议宜支持MQTT 或 HTTP/HTTPS。 6.1.3 RSU 与云控平台间数据传输格式宜支持 JSON 或 Protocol Buffer。

6.2 信息交互类型与交互内容

6.2.1 RSU 与云控平台之间主要的信息交互功能见表 26

车路协同信息交互技术要求第 1 部分:路侧设施与云控平台_数据_02

6.2.2 RSU 与云控平台之间主要的信息交互内容应满足 T/ITS 0117 标准,基于 MQTT 通信协议时,Topic 定义建议见表 27。

表 27 RSU 与云控平台之间信息交互 Topic 定义

序号

消息定义

topic建议

说明

1

RSU上报信息

rsu/{rsu_id}/info/up

RSU建立MQTT连接成功后,上报该信息; RSU状态、配置等关键数据发生变化,上报 该信息

2

RSU上报信息确认

rsu/{rsu_id}/info/up/ack

针对v2x/v1/rsu/{rsu_id}/info/up消息 的确认; 如果RSU上报消息后没有收到ACK,按照退 避原则重新上报消息; 建议退避原则:以2秒,4秒,8秒,16秒,… 间隔上报消息,最大间隔不超过4096秒

3

RSU业务配置下发

rsu/{rsu_id}/config/down

V2X server下发配置给RSU; 事件触发下发

4

RSU业务配置下发确认信息

rsu/{rsu_id}/config/down/ack

配置下发确认,把配置信息上报给V2X server

5

MAP数据下发

rsu/{rsu_id}/map/down

下发MAP数据到RSU; 建立链路或者人工配置事件触发下发

6

MAP下发确认数据

rsu/{rsu_id}/map/down/ack

针对“v2x/v1/rsu/{rsu_id}/map/down”的确认 消息; 如果server下发MAP数据时ack字段填写为true, 则RSU需要上报该确认消息

7

MAP上报数据

rsu/{rsu_id}/map/up

RSU上报MAP地图数据; ack字段建议填写为false; RSU上导入地图才上报

8

MAP上报确认数据

rsu/{rsu_id}/map/up/ack

针对“v2x/v1/rsu/{rsu_id}/map/up”的确认消 息; 如果RSU上报MAP数据时ack字段填写为true,则 server下发该确认消息

9

BSM上报数据

rsu/{rsu_id}/bsm/up

RSU上报BSM数据; 上报周期不低于1 H

10

RSM上报数据

rsu/{rsu_id}/rsm/up

RSU上报RSM数据; 只上报路侧识别的RSM,平台下发RSM不再上报

11

RSM下发数据

rsu/{rsu_id}/rsm/down

下发RSM数据到RSU

12

RSI上报数据

rsu/{rsu_id}/rsi/up

RSU上报RSI数据; ack字段建议填写为false; 只上报路侧识别的RSI,平台下发RSI不再上报

13

RSI上报确认数据

rsu/{rsu_id}/rsi/up/ack

针对“v2x/v1/rsu/{rsu_id}/rsi/up”的确认消 息; 如果RSU上报RSI数据时ack字段填写为true,则 server下发该确认消息

14

RSI下发数据

rsu/{rsu_id}/rsi/down

下发RSI消息到RSU; 事件触发

15

RSI下发确认数据

rsu/{rsu_id}/rsi/down/ack

针对“v2x/v1/rsu/{rsu_id}/rsi/down”的确认 消息; 如果V2X server下发RSI数据时ack字段填写为 true,则RSU需要上报该确认消息

16

SPAT上报数据

rsu/{rsu_id}/spat/up

RSU上报SPAT数据; 上报周期不低于1 H

17

SPAT下发数据

rsu/{rsu_id}/spat/down

下发SPAT数据到RSU

18

RSU运行状态上报 信息

rsu/{rsu_id}/run-status/up

默认:周期性上报RSU的运行状态,周期按需设置

19

远程升级远程升级 上报消息

rsu/{rsu_id}/versions/up

升级时使用,RSU开机时可会给V2X Server上报版 本信息

20

版本查询

rsu/{rsu_id}/versions/query

升级时使用

21

远程升级远程升级 下发消息

rsu/{rsu_id}/upgrade/down

升级时使用

22

升级状态上报

rsu/{rsu_id}/upgrade-status/up

升级时使用,升级过程中上报升级进度,升级结 束后上报版本信息

23

运维管理配置信息

rsu/{rsu_id}/om-config/down

V2X Server下发运维配置。事件触发

24

运维管理配置信息 应答

rsu/{rsu_id}/om-config/down/ack

如果V2X server下发“运维管理配置信息”时ack 字段填写为true,则RSU需要上报该确认消息

25

RSU上报基础信息

rsu/{rsu_id}/basic-status/up

RSU基础信息上报; 开机、建立链路、或信息变更上报

附录 A

A.1 车路协同辅助驾驶或自动驾驶应用场景所需的 V2X 数据集

各车路协同辅助驾驶或自动驾驶应用场景涉及的V2X数据集见表A.1。

表 A.1 车路协同辅助驾驶或自动驾驶应用场景涉及的 V2X 数据集

车路协同信息交互技术要求第 1 部分:路侧设施与云控平台_字段_03

车路协同信息交互技术要求第 1 部分:路侧设施与云控平台_数据_04



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