车路协同自动驾驶系统（车路云一体化系统）协同发展框架

车路协同自动驾驶系统 （车路云一体化系统）协同发展框架 CooperativeArchitectureDesignofCollaborativeAutomatedDrivingSystem 中国公路学会中国汽车工程学会 中国通信学会 2023年01月 车路云协同自动驾驶是交通、汽车、信息与通信产业的协同发展成果，交通、汽车、信息与通信三大产业交叉融合、互为前提、相互促进、相互支撑，形成以“聪明的车+智慧的路+融合的云”为基础架构，以高精地图、导航定位等产业为支撑，融合信息安全、大数据、人工智能等关键技术，面向交通应用提供安全、高效的出行服务，形成车路云协同自动驾驶系统，是实现高等级自动驾驶的必由之路。 车路云协同自动驾驶系统框架图 车路协同自动驾驶系统（车路云一体化系统）协同发展框架 发布机构：中国公路学会 中国汽车工程学会中国通信学会 编写单位： 1.中国公路学会自动驾驶工作委员会 2.中国智能网联汽车产业创新联盟 3.中国通信学会车联网委员会 4.东南大学 5.清华大学 6.中国信息通信科技集团有限公司 7.中信科智联科技有限公司 8.移动通信及车联网国家工程研究中心 9.国汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司 10.交通运输部公路科学研究院 11.北京航空航天大学 12.北京交通大学 13.北京科技大学 14.公安部道路交通安全研究中心 15.长安大学 16.武汉理工大学 17.北京邮电大学 18.大连理工大学 19.北京工业大学 序言 车路云协同自动驾驶系统（车路云一体化系统）是交通、汽车和通信三大产业，与互联网、人工智能、云计算、大数据等多领域深度融合的硬核产物，也是最终实现完全自动驾驶的必由之路，更是未来中国国民经济发展的重要发力点和数字经济关键抓手，将为经济发展提供新动能。全力发展车路云协同自动驾驶，将深刻影响中国未来30年甚至更长时期的产业格局，全面带动包括交通运输、汽车制造、信息通信等产业集群的发展，引领包括资本、人才、技术、产业链等各项经济要素的快速进步，提升人民群众日常出行的获得感和幸福度，有助于中国引领世界科技的发展，早日实现交通强国、汽车强国、网络强国、数字中国的战略目标。 中国公路学会、中国汽车工程学会、中国通信学会牵头多家单位共同开展了本报告《车路协同自动驾驶系统（车路云一体化系统）协同发展框架》的起草和制定工作。本报告在“车路云一体化”架构下，以提升车路云协同自动驾驶能力为核心，以道路交通数字化、智能网联汽车及车联网通信技术为保障，立足全局性、科学性、系统性和前瞻性，统筹谋划、协同一致，加快形成科学的车路云协同自动驾驶协同研发体系，切实提升自动驾驶应用的安全性、舒适性、经济性和便利性。 除参与本报告发布的相关单位和个人外，在本报告的制定过程中，相关工作也得到了国内外其他多家单位的大力支持，在此向对本报告的完成给予支持的相关单位和个人表示敬意和感谢！衷心感谢为编写本报告付出辛勤劳动的专家和项目组织单位的有关人士。 由于时间和水平所限，本报告还存在缺失和不足，阐述观点未必全面准确，文字论述方面或也有待改进。同时，随着车路云协同自动驾驶相关技术的不断发展和进步，该报告所涉及的相关技术发展目标和途径也将不断进行优化和改进，敬请业界同仁批评指正。 1.产业背景 当前，新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展，汽车、交通、信息与通信等领域的技术加速融合，推动形成车路云协同自动驾驶系统。车路云协同自动驾驶系统是基于路侧感知、边缘计算、云端信息融合以及C-V2X和4G/5G通信技术，实现“车-路-云”之间的全方位协同配合（如协同感知、协同决策规划、协同控制等），从而满足不同等级自动驾驶车辆行驶安全、高效、节能与舒适需求的车路云一体化系统，以达到自动驾驶车辆性能和交通全局最优化的发展目标。 在各个国家和地区建设智慧交通、智慧城市的过程中，交通、汽车、信息与通信三大产业历史性地交叉融合、相互促进、协同发展，已经成为全球产业竞争的战略制高点。同时，通过新技术赋能，有效解决交通事故、交通拥堵、环境污染等问题，具备显著的社会价值。 1.1国家发布系列政策和规划，为规范车路云协同自动驾驶产业的发展提出了具体要求 《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》提出，要积极稳妥发展工业互联网和车联网。2018年交通运输部下发 《交通运输部办公厅关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，其中首次提出要进行车路云协同自动驾驶的试点工作，坚定地走车路云协同的技术路径。2019年发布的《交通强国建设纲要》中明确提出到2035年，基本建成交通强国，加强智能网联汽车（智能汽车、自动驾驶、车路云协同）研发，形成自主可控完整的产业链。2020年由国家发改委等11个部委联合发布《智能汽车创新发展战略》，提出2035到2050年，安全、高效、绿色、文明的智能汽车强国愿景逐步实现，智能汽车充分满足人民日益增长的美好生活需要。2020年国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，提出促进新能源汽车与能源、交通、信息通信深度融合路径。2021年中共中央、国务院印发 《国家综合立体交通网规划纲要》，提出到2035年智能网联汽车（智能汽车、自动驾驶、车路云协同）技术达到世界先进水平。2022年国务院印发实施《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》，明确提出推进交通基础设施数字化、网联化、智能化，推动传统基础设施数字化升级改造，推动发展自动驾驶等技术 发展与试点应用。 1.2智能化、网联化是交通、汽车产业的重要发展方向，通过车路云一体化逐步实现自动驾驶成为行业共识 随着智能网联汽车的快速发展，融合路径成为未来发展方向。近年来，随着产业的发展，单车智能的局限性日益突出，车路云协同自动驾驶通过信息交互协同、协同感知与协同决策控制，可以从根本上解决单车智能自动驾驶遇到的技术瓶颈，保证自动驾驶安全。同时，车路云协同自动驾驶系统的发展与推广，还能融合各领域先进技术，从而有效降低对单车智能设备的需求和整车成本，带动信息通信、智慧道路、信息安全等协同发展。当前，全球持续加强智能化网联化融合路径探索，逐步形成发展共识。中国汽车工程学会牵头的《节能与新能源汽车技术路线图》提出车路云一体化融合的发展路径，以及网联化分级方法，持续推动智能化网联化深度融合探索。为支持车路云协同路径落地，中国汽车工程学会还制定了《智能网联汽车云控系统系列标准》，旨在为行业提供标准化指引。 中国不断加大智能交通建设力度，促进道路交通自动驾驶技术发展和应用，加强自动驾驶技术研发，提升道路基础设施智能化水平，推动自动驾驶技术试点与示范作用以及健全适应自动驾驶的支撑体系。中国目前已拥有超过16万公里 的高速公路、超过12万公里的一级公路和超过42万公里的二级公路。智慧公路的建设主要基于问题导向和需求导向，着力发展协同感知技术、协同决策技术和协同控制技术，通过优先在关键路段安装具有网联通信功能的路侧设备，并与交通监控设备进行连通，提升公路信息化和智能化水平。针对不同发展阶段关键场景下对自动驾驶功能的需求程度，中国公路学会制定了《车路协同自动驾驶系统分级标准》。针对不同等级智能网联道路的自动驾驶功能实现程度，中国公路学会还制定了《车路协同自动驾驶智能网联道路分级标准》，促进车路云协同自动驾驶标准化发展。 1.3车联网通信已经具备充分赋能智慧交通、智能网联汽车的技术能力 目前，中国已经建成全球规模最大、性能领先的4G和5G蜂窝移动通信网络。中国信科集团（原大唐电信集团和烽火科技集团合并）等中国企业提出蜂窝车联网C-V2X（包括LTE-V2X及演进的NR-V2X）系统架构和技术路线，在国 际标准化组织3GPP主导标准研制，由于其技术优势和可演进性，得到产业界认可，从而超越竞争性技术，成为全球事实上唯一的车联网通信标准。基于C-V2X技术，国内已形成包括车联网通信芯片、模组、终端设备、路侧设备、测试认证、安全服务等完整的产业生态。 中国正在发展出一套领先的智能网联汽车和智能交通发展模式——基于C-V2X的“聪明的车+智慧的路+融合的云”的车路云协同发展模式，即车路云协同自动驾驶系统。它将支撑中国的交通产业、汽车产业和智慧城市变革，并将培育智能化道路基础设施建设与运营商、出行服务提供商等新业态和新商业模式。中国建设车路云协同自动驾驶系统迎来关键的战略机遇期。 2.战略意义 发展车路云协同自动驾驶，有利于融合智能交通网络、车用无线通信网络、智能网联汽车、云控平台、高精地图、高精度时空基准服务等共性交叉技术；有利于发展复杂环境感知、车路交互、人机交互、智能决策控制、网络安全等基础前瞻技术的研发。 发展车路云协同自动驾驶，有利于提升产业基础能力，促进汽车、交通、信息与通信等多领域之间相互赋能、协同发展；有利于增强产业发展动力，激发市场活力，带动基础设施改造升级，形成互融共生、合作共赢的产业发展新格局。 发展车路云协同自动驾驶，有利于促进能源消费结构优化，提高交通效率，促进节能减排；有利于整合优势资源，拉动经济发展，提高交通体系和城市运行智能化水平；有利于减少事故损害、保障生命安全，提升社会治理水平。 发展车路云协同自动驾驶，有利于促进交通、汽车、信息与通信产业高质量发展，有利于加快制造强国、科技强国、网络强国、交通强国、数字中国、智慧社会建设，增强新时代国家综合实力。 3.目标愿景 依托蜂窝车联网C-V2X技术，形成以“聪明的车+智慧的路+融合的云”为基础架构，以高精地图、导航定位等产业为支撑，融合信息安全、大数据、人工 智能、北斗定位等关键技术，面向交通参与者提供安全、高效、便捷的出行服务，形成车路云协同自动驾驶系统，为中国的自动驾驶产业发展提供安全、高效、高可靠度、高韧性与低成本的解决方案，大幅提升交通效率、降低交通事故率、提升人民群众日常出行的获得感和幸福度。 在车路云协同自动驾驶阶段I，中国标准车路云协同自动驾驶的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成。至2025年，部分自动驾驶和有条件自动驾驶的智能网联汽车占当年汽车市场销量超过50%，高度自动驾驶的智能网联汽车开始进入市场，C-V2X终端新车装配率达 50%，具备网联协同决策功能的汽车进入市场；在全国多个主要城市和高速公路开展架构统一、标准一致、逻辑协同的云控平台建设，单一城市可支持十万量级规模智能网联汽车接入，覆盖城市面积范围超过20%，支撑多种场景的智能交通和智慧城市管理应用；在主要城市和高速公路的重点路段基本完成C-V2X网联和基本感知定位基础设施建设，智慧公路设计、招投标实施等工作逐步开展；智能交通系统和相关设施建设取得积极进展，基本建成智慧公路网，覆盖“三重一突出”，即重点路段（拥堵或事故易发）、重要通道（结合主骨架改造）、重大构造物（重大桥隧边坡）、突出问题（重大事件或事故应急响应、准全天候安全保障、降低养护成本），高速公路和具备条件的国省干线基本实现智慧化。交通基础设施需要为单个自动驾驶车辆提供周围车辆和环境的实时动态信息，从而提升通行能力和道路安全性。 在车路云协同自动驾驶阶段II，中国标准车路云协同自动驾驶的技术创新、 产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系逐渐完善。至2035年，高度自动驾驶和完全自动驾驶的智能网联汽车具备与其他交通参与者间的网联协同决策与控制能力，各类高度自动驾驶汽车取得广泛应用；云控平台在全国大部分城市和高速公路开展建设，单一城市可支持百万量级规模智能网联汽车接入，覆盖城市面积范围超过80%，提供协同感知和协同决策服务；在全国的大部分城市、高速公路和主要国省干线基本完成C-V2X网联、基本感知定位、云控协同决策基础设施；全面建成智慧化路网，实现“两全”（即全面普及“基本智慧”能力，重点部分全面升级“中等智慧”能力），部分智慧高速公路达到国际一流水平，从而助力实现车路云协同感知和决策。 在车路云协同自动驾驶阶段III，中国标准