车路协同自动驾驶交通系统发展白皮书

1 苏州高铁新城车路协同自动驾驶交通系统发展白皮书 苏州高铁新城管理委员会清华大学苏州汽车研究院 先导（苏州）数字产业投资有限公司 2022年11月 2 苏州高铁新城车路协同自动驾驶交通系统发展白皮书 在苏州高铁新城管理委员会的指导下，清华大学苏州汽车研究院开展了《苏州高铁新城车路协同自动驾驶交通系统发展白皮书》编制工作。本白皮书编制过程中得到了车联网与智能网联汽车相关行业内领导和专家的悉心指导，并给予了建设性意见和建议，在此致以衷心的感谢。 指导专家 朱西产、丁盛义、陈雷、王佳利、戴一凡、高博麟、许庆、华国栋、王邓江、陆文杰 指导单位 苏州高铁新城管理委员会 主编单位 清华大学苏州汽车研究院 参编单位 先导（苏州）数字产业投资有限公司 参编人员（排名不分先后） 郑四发、许述财、王枫、成方泳、丁延超、俄文娟、孙川、李浩然 3 近年来，随着新一代互联网+、大数据、云计算、人工智能等先进技术的渗透应用，车路协同系统已逐步上升至国家战略。目前，新基建与“双碳”目标赋予车路协同新动能，新一代车路协同自动驾驶交通系统将推进智慧城市基础设施数字化、智能化、网联化发展，强调“人、车、路、网、云”协同，解决单车智能瓶颈问题，推动协同式自动驾驶、车联网等技术落地应用，支撑智能交通与智慧城市高质量建设与发展，真正满足城市交通出行智能化、交通管控全局化、信息服务泛在化等需求。 把握时代脉搏，紧跟社会发展步伐，江苏省以创建全国首个车联网先导区为契机，在部分地区积极推动车联网基础设施全覆盖、自动驾驶应用示范率先落地。苏州高铁新城作为长三角乃至全国自动驾驶应用示范的先行先试区域，在车载计算芯片、自动驾驶软硬件集成、安全测试认证、车路协同设施设备等方面已初步完成产业链布局，集聚智能网联汽车企业超百家，其中独角兽1家，潜在独角兽3家，覆盖30余个细分领域，拥有国内首个自动驾驶生态运营联盟-鳌头联盟(Auto-union)，产业集群凸显，基础设施领先，应用场景丰富。2017年8月由清华大学苏州汽车研究院自主研发纯车端感知的自动驾驶中巴车在高铁新城成功完成5公里开放道路测试，时速达50km/h，是苏州首个开放道路自动驾驶中巴测试项目；2019年10月苏州高铁新城启动建设5G网络全覆盖，积极推动C-V2X设施设备和5G的协同部署，建成总长超63公里的智能网联汽车公共测试道路，公开道路无人公交线路总长15.3公里，位居全国第一；2022年8月，首个具有中国特色的纯路端感知“轻车·熟路”车路协同自动驾驶系统在高铁新城上线，车路协同自动驾驶第一次从理论走向实践，从试验场走向城市公开道路规模化部署，助力高级别自动驾驶降本增效。 4 苏州高铁新城先行先试勇于突破，从单车智能到车路协同自动驾驶，从缺乏专用的大型自动驾驶测试场到建设完成几十公里5G全覆盖的城市开放道路测试，从不允许无人车上路行驶测试到苏州市首批测试牌照发放、到开启国内路程最长的无人公交试乘体验、再到省内率先发布无人移动送餐车示范应用场景，逐步完成高铁新城车路协同自动驾驶示范应用的使命，助力提升自动驾驶产业在长三角乃至全国的集聚度和辐射度。目前，高铁新城以“数字之城、网联之城、品质之城”建设为发力点，重在打造新一代车路协同自动驾驶交通系统，助力自动驾驶大规模商业化普及应用，协同推进苏州“双智城市”创建工作，提升人们出行体验感与幸福感。 新一代车路协同自动驾驶交通系统推动全方位的产业变革，从“政策监管”转向“市场需求”驱动，可突破单车智能无法解决的长尾问题，有效提升城市交通安全 与效率，但目前尚未形成完善的产业生态体系，“项目制”运营模式导致资源浪费，且数据割据难以形成协同效应，制约着车路协同自动驾驶的深入推进。商业模式和应用仍在探索，相关道路交通法规和标准体系仍需完善，为避免产业链体系出现“新泡沫”，充分发挥车路协同“1+1>2”的综合效益，亟需从城市交通管理的角度去完善顶层设计，实现标准统一，打造城市级开放平台，突破阻碍车路协同自动驾驶产业发展的技术边界、管理边界和商业边界，推动产业形成涵盖测试、应用、运营的互融共生、分工合作、利益共享新生态体系，将自动驾驶更安全稳定地融入城市级智能交通，持续提升城市管控智能化和惠民服务水平。 有鉴于此，通过多方调研、咨询、讨论，本白皮书立足苏州高铁新城“枢纽中心”区位优势，从高铁新城车路协同自动驾驶发展的基础与背景出发，结合车路协同系统当前背景厘清了新一代车路云协同体系架构；系统梳理了国内外车路协同发展态势及面临的瓶颈问题；从功能实现、产业生态、数据体系及发展定位等方面对苏州高铁新城车路协同自动驾驶交通系统一期、二期建设示范进行了评估，并明确给出了未来三期、四期建设规划与部署建议；在此基础上，面向“双智城市”创建、盈利模式构建和投资资金解决，提出了苏州高铁新城拟构建的车路协同自动驾驶交通系统产业目录、标准化工作及组织框架建议，相关内容可为“双智城市“创建、城市智慧道路部署、运营商服务管理以及政府决策智库等提供参考和依据。 1.1新一代车路协同系统基本架构 1.2新一代车路协同产业生态体系 1.3苏州高铁新城车路协同发展愿景 2.1国外车路协同现状及发展态势 2.2国内车路协同现状及发展态势 2.3江苏省车路协同现状及发展态势 2.4车路协同发展态势对比及总结 3.1苏州高铁新城智能网联汽车3.4苏州高铁新城车路云产业生态 道路测试示范区 3.2示范区功能和发展建设 3.3部署与示范特点 3.5车路云数据体系 3.6苏州高铁新城车路协同产业评估 4.1发展成效 4.2发展问题 4.3发展建议 5 6 车路协同 第一章 苏州高铁新城车路协同自动驾驶交通系统发展白皮书 7 随着新一代无线通信、互联网+、大数据、云计算等先进技术的快速发展，车路协同系统建设已经上升至国家战略，也得到各地各级政府的大力支持。目前，“双碳”目标驱动下的新基建也激发了车路协同系统新动能，车路协同已成为智能交通、智慧城市规划的重要组成部分，并在政府的引导与支持下有序、高效推进。根据《新能源汽车产业发展规划（2021~2035年）》，中国将重点推动智能化道路的升级改造，加快新型基础设施建设，鼓励引导车载无线通信终端的装配，推动数字系统改造和云上平台，打造车路协同核心竞争力与新型产业生态。车路协同新产业链条长、参与者类型多、跨界跨域融合特征突出，将催生新的协同架构及监管体系。 传统的车路协同系统建设已成业内共识，涉及车、路、V2X通信三个维度，主要强调车与路侧设备之间的协同，实现了局部感知，但是单车智能化水平较低，V2X通信模式单一，应用场景与服务能力均受限，无法完全支撑未来数字化城市建设与发展，无法真正满足城市交通出行智能化、交通管控全局化、信息服务泛在化等需求。根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》、《交通强国建设纲要》、《国家综合立体交通网规划纲要》，我国交通运输行业进入完善设施网络、精准补齐短板的关键期，要将满足人民对美好生活的向往、促进共同富裕作为着力点，转变发展路径，促进建管养运并重、设施服务均衡协同、交通运输与经济社会发展深度融合，以全方位转型推动交通运输高质量发展。在国家主导的基于公众移动网络的蜂窝车联网(CellularVehicle-to-everything,C-V2X)技术驱动下，新一代车路云系统通过人-车-路-网-云，实现交通参与者（车辆、行人）、道路、C-V2X网络与云平台的全信息融合智能决策与协同控制，从单要素智能化转向多要素协同，重在应用与安全，大大提升城市交通系统全局协同安全与效率、低碳最优化。 现阶段，江苏省以创建全国首个车联网先导区为契机，在部分地区积极推进车路协同基础设施全覆盖，带动一批智能网联汽车示范应用场景率先落地。苏州 8 高铁新城作为长三角乃至全国自动驾驶应用示范的先行先试区域，在车载计算芯片、自动驾驶软硬件集成、安全测试认证、车联网设施设备等方面已初步完成产业链布局。2017年8月由清华大学苏州汽车研究院自主研发的纯车端感知的自动驾驶中巴车在高铁新城成功完成5公里开放道路测试，时速达50km/h，在自动驾驶控制器、自主转向和制动执行机构等方面打破国外技术垄断。2019年10月苏州高铁新城启动建设5G网络全覆盖，积极推动C-V2X设施设备和5G的协同部署，建成总长超63公里的智能网联汽车公共测试道路，公开道路无人公交线路总长15.3公里，位居全国第一。2022年8月，首个具有中国特色的纯路端感知“轻车·熟路”车路协同自动驾驶系统在高铁新城上线，车路协同自动驾驶第一次从理论走向实践，从试验场走向城市公开道路规模化部署，助力高级别自动驾驶降本增效。 目前，苏州高铁新城以“数字之城、网联之城、品质之城”建设为发力点，重在打造新一代车路云协同系统，助力自动驾驶大规模商业化普及应用，协同推进苏州“双智城市”创建工作，提升人们出行获得感、体验感与幸福感。 9 新一代车路协同系统通过“端”、“网”、“云”、“用”多层架构实现车路全信息环境 感知、数据实时交互与融合、协同决策与控制，从而提供安全、高效、便捷的智能交通管控与智慧城市信息服务，真正服务于民，如图1-1所示。 图1-1新一代车路协同系统基本架构 ●端 是指交通实际参与者，包括具有网联通信功能的车端OnBoardUnit(OBU)、路端RoadSideUnit(RSU)、用户移动终端等，具备感知功能的摄像头、雷达等，以及路侧交通设备如信号灯、电子站牌、可变信息标志等。 ●网 是指实现交通实际参与者互联互通的网络，包括5G/6G、C-V2X等，支撑路网交通全信息高速率、低时延的实时交互，并根据不同用户需求灵活地协同配合，确保全网安全可靠地通信。 1 0 ●云 是指实现海量数据融合、处理分析、决策管理功能的平台，根据不同用户业务需求可部署在边缘侧或中心云，核心功能包括C-V2X信息服务、车路协同决策、海量数据获取推送等，并与外部交通数据平台互联互通，涉及智能交通大数据平台、智慧城市数字监控平台、车企联网联控平台等。面向V2X信息海量连接、超低时延、高可靠计算与传输需求，具体部署采用分级云控技术，提供不同服务能力： 1）边缘云：具备车端实时接入、路端传感数据融合处理与分析等功能，支持边缘节点间低延迟、高可靠数据同步、计算协同等能力，可提升车路信息共享与实时响应；支持智能网联汽车远程驾驶、辅助驾驶和安全预警等应用服务。2）区域云：具备区域内各终端数据接入、海量车路数据汇聚、分析等功能，为第三方应用厂商提供应用托管；支持智能网联汽车编队协同运行、路径引导和路端基础设施远程管控、多交叉口协同联动等广域范围智能交通类应用。 3）中心云：具备全局管理、超密集数据计算与分析、跨区域业务和数据调度、安全管控等能力，主要面向政府与行业管理部门；支持全域道路交通态势感知、预测与调控、多模式交通信息智能共享服务等全局范围实时与非实时的智慧城市类应用。 ●应用 是指对车端、路端、用户（客户）端进行全域协同管控，为智能交通系统中的实际参与者提供智能化、网联化、低碳化信息服务，主要包括政府管理类应用、智能交通和智慧城市管理类应用、标准统筹与准入机制类应用、车企智能化应用以及行业服务类应用等。 ●安全 是指端、网、云一体化、协同化安全，主要包括功能安全、预期功能安全和信息安全，涉及云安全防护、终端身份认证、云运维管理等，实现对车路大数据、交通参与者信息、智能通讯设备等的安全保护，确保新型车路云融合架构下的安全升级以及系统可靠性、稳定性和保密性。 1 1 新一代车路云产业生态体系以智能化、网联化、低碳化为典型特征，涵盖了示范应用网联化智能运载工具和数字化智能道路基础设施，以数据流程整合为核心，适应不同应用场景，以移动互联、大数据、云计算、人工智能等技术为支撑，构建实时感知、瞬时响应、智能决策、协同控制的新型体系框架。在保障自动驾驶安全运行和快速