车路协同算力网络白皮书

中国移动 ChinaMobile 车路协同算力网络白皮书 (2023) 中移（上海）信息通信科技有限公司2023年10月 前言 随着科技的飞速发展，智能化、网络化、信息化逐渐成为交通行业的关 键词。车路协同(Vehicle-RoadCollaborative）作为智能交通发展的重要 方向，通过利用先进的通信技术、传感器技术、计算机技术等，实现人、车、路之间的全面互联互道，为提升交通运行效率、改善交通安全和提升道路使用效率提供了有力的支持。 然而，车路协同系统的深化应用和效能发挥，离不开算力网络的强大支持。算力网络是一种根据业务需求，在云、网、边之间按需分配和灵活调度计算资源、网络资源和存储资源的能力，这种能力为车路协同带来了前所未有的发展机遇。当前，无线通信、物联网、云计算、人工智能等技术的快速发展，车路协同系统的建设正迎来关键时期。面对复杂多变的交通场景和日益增长的海量数据处理需求，如何构建一个高效、可靠的车路协同算力网络体系，已成为摆在我们面前的重要挑战。 算力网络的出现，为车路协同系统提供了强大的技术支撑。首先，算力网络具备的云、网、边计算资源融合的能力，能够满足车路协同系统中海量数据的处理需求，实现对客类数据的快速处理与共享。其次，算力网络具备的按需调度和智能分配能力，可以根据车路初同系统的实际需求，灵活调度和分配客类计算资源、网络资源和存储资源，满足系统的高效运行和安全性需求。此外，算力网络还具备良好的扩展性和灵活性，可以根据车路协同系统的业务需求和技术进步，进行快速的功能扩展和性能提升。 本白皮书旨在深入探讨车路协同算力网络的关键技术、架构和标准，详 细分析其对于车路协同系统的重要意义和实践价值。我们望通过本白皮书 的发布，能够帮助政府、企业和社会各界深入理解车路协同算力网络的重要性和应用场景，为我国智能交通领域的创新发展提供有益的签考。 本白皮书将围绕以下主要内容展开论述： 一、总结了车路协同的发展现状，以及规模化应用的趋势下车路协同对 算力网络的必然需求。 二、明确了车路协同算力网络架构和能力体系，基于车、路、云融合一体，网算融汇贯通，业务支撑能力融合开放，实现车路协同全要素在物理空司和信息空间的融合一体。 三、介绍了中国移动与产业伙伴在车路协同算力网络领域的最新探索与实践，面向量产车的辅助驾驶服务和高等级自动驾驶服务，系统性验证了车路云一体化算力网络方案。 我们希望通过本白皮书的撰写与发布，能够推动我国车路协同系统的创新发展，提升智能交通领域的整体竞争力。同时，我们也期待与全球范围内的专家学者和企业界人士共同合作，共同推进车路协同算力网络的研究与应用实践。 本白皮书在中国移动集团、中国信息通信研究院指导下，由中移（上海）信息通信科技有限公司率头编写，期间得到了来自北京百度智行科技有限公司、中国移动通信研究院、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司等多家单位的大力支持。 指导组： 中国移动车联网军团：黄刚、严茂胜 主要撰写人： -中移（上海）信息通信科技有限公司：汪建球、曾锋、张磊、张青山、司钊、张楹、冯霏、马少飞、薄德阳、丁俊勇、杨哲 -北京百度智行科技有限公司：王淼、刘泽宇、王鲲、吴雯玥、章闻东、 王洪岳 -中国移动通信研究院：邓伟、曹蓄、马帅、曾凯越、李晗阳、郑银香、 孙天齐 中兴通讯股份有限公司：张维奇、王海峰、马星烁、杜华军华为技术有限公司：段洋洋、郭涛、巫伟科、钱滨 目录 1.车路协同概述01 1.1车路协同的发展现状02 1.1.1车路云一体化技术路线成为充分共识 1.1.2自动驾驶逐步从网联化向车路协同发展 1.1.3智能化道路建设步伐显著加快 1.1.4车路协同应用从局部测试示范走向城市级规模化 1.2车路协同的规模化离不开算力网络的保驾护航07 1.2.1泛在融合的连接是基础 1.2.2多级协同的算力是中心 1.2.3可信开放的业务服务能力是关键 1.2.4统一的运维体系是保障 2.车路协同的算力网络架构和能力体系11 2.1车路协同算力网络架构12 2.1.1聪明的车 2.1.2智慧的路 2.1.3多级融合的云 2.1.4高效协同的服务架构 2.2能力体系17 2.2.1连接的融合和保障 2.2.2算力的供给和管理 2.2.3行业应用基础能力和开放 I1I 3.实践与探索32 3.1量产车辅助驾驶服务33 3.1.1信号灯信息服务 3.1.2超视距动态事件提醒 3.1.3防碰撞预警服务 3.1.4路侧BEV实时建图 3.1.5智泊引导AVP服务 3.2高等级自动驾驶43 3.2.1无人物流车 3.2.2远程驾驶 3.3技术试验成果46 3.3.15G网络性能测试 3.3.2通感一体新技术测试 4.展望与建议 4.1展望49 4.2建议50 5.结束语52 参考文献53 缩略语列表54 车路协同概述 1.车路协同概述 车 路协同概念最早开始于20世纪60年代，美国汽车三巨头 之一的通用汽车，在新泽西州的普林斯顿市打造了一条电子化高速公路的测试跑道，车辆在这条测试跑道上可以实现自动启动、加速、转向与停止，全程没有人工参与，这被业内视为 最早的“车路协同”方案。 在新一代信息通信、大数据、人工智能等高新技术的加持下，车路协同在近几年呈现出爆发式发展态势。一方面车路协同被赋予了缓解交通拥堵，提升交通效率、交道安全的期望与使命；同时，随着车辆智能驾驶和网联化技术的发展，国内外的研发主体在不断提升单车智能自动驾驶能力的同时，对车路协同模式的自动驾驶也开展了新的探索，并演进出现了车路协同自动驾 驶这一新的自动驾驶技术路线。 车路协同概述 1.1车路协同的发展现状 1.1.1车路云一体化技术路线同决策规划甚至协同控制等。 成为充分共识车路协同系统最典型的特征是 车路协同是由人、车、路、云人、车、路、云等全部交通要素的 等一系列交通参与者按需开展不同 体化，如图1.1所示，系统中的交 层级协同配合与合作的过程。早期通参与者、交通运输工具、交通基 的车路协同主要服务对象是驾驶员，为驾驶员提供各类安全辅助信息进行预警和提醒，充分保障交通和驾驶安全；随着车辆智能化水平 础设施和交通环境不再只被看作一个简单的对象，而是具有自主身份且可具备信息交互功能的数字李生体，形成一套能够连通信息空间与 物理空间，基于数据的自由流动构 的提升，车路协同的服务对象从人建状态感知、实时交互、科学决 换成了机器或系统，服务内容也从驾驶辅助演进到了辅助驾驶或协同驾驶，如协同定位、协同感知、协 策、精准执行的闭环赋能体系。车 路云一体化的车路协同系统不仅可 智慧城市.. Maas C-ITS 车路协同 应用层应用协网规划控制 云云控交管 地图出行监管 平台平台平台平台平台 通信 网络层有线网蜂窝 卫星能源物联网 物理层 人 光纤网移动 网络互联网 础设施 设施 人/非机 低速 LO-L5 动车 无人车 乘用车 边缘路侧通信设施 BUS 定位 设施 物流车 图1.1车路协同要索示意图 车路协同概述 以支持自动驾驶计算、感知、决L2等级智能网联汽车方面，截 策、控制的一体化，实现一体化感止2022年6月，全国1-6月累计乘用知、一体化决策规划和一体化控车销量1035.5万辆，其中L2及以上制；还可以实现自动驾驶、智能交等级智能网联汽车销量187.3万辆，通跨行业应用一体化，支持业务不渗透率达到20.2%；全国1-6月累计 断选迭代和创新发展。新能源乘用车销量260.0万辆，其中 L2及以上等级新能源智能网联汽车1.1.2自动驾驶逐步从网联化销量112.3万辆，渗透率高达向车路协同发展43.2%。高等级自动驾驶方面，优 先在人车混行较少、红绿灯设置合 自动驾驶是人类一直追求的发理、交通规则遵守意识较强的区域 展目标。综合来看，当前配备先进 和环境实现了商业落地，比如高 辅助驾驶系统功能（Advanced速、港口、园区、固定路线等限定 区域的接驳、清扫车、自动驾驶出 DriverAssistanceSystem,ADAS) 的L2等级智能网联汽车仍然是市场主力，正处在加速量产阶段；L3以 上高等级自动驾驶也已经实现限定 租车等场景，以在自动驾驶出租车为例，百度自动驾驶出行平台“萝下快跑”已在北京、上海、广州、 场景下的规模化运营服务。深圳、成都等10多个城市提供自动 Vehicle-to-PedestrianVehicle-to-Network (V2P)(V2N) e.g.pedestrianine-g.trafficqueuefive walkwayaheadkilometersahead Vehicle-to-VehicleVehicle-to-Infrastructure (V2V)(V21) e-g.emergencye.g,trafficsignalahead vehicleapproachingturningred 图1.2车辆网联化示意图 车路协同概述 驾驶出行服务，累计出行订单量已与控制设施等）、车与云（V2N， 超过300万；全球范围来看，GM地图平台、交管平台、出行服务平 Cruise、Waymo等企业也在探索自台等）和车与人（V2P）等的全方 动驾驶出租车商业运营。位协同配合（如协同感知、协同决尽管自动驾驶通过测试里程积策规划、协同控制等），从而满足 累和持续技术选代，自动驾驶的安不同等级自动驾驶车辆应用需求 全性越来越高，ODD限制也越来越 （如辅助驾驶、高等级自动驾 少，但自动驾驶的终极发展目标是驶），实现自动驾驶安全、使捷， 在充分保证安全的基础上，实现完舒适、高效发展目标。 全无人化自动驾驶，并达到大规模 运营级别，这就对自动驾驶的安全1.1.3智能化道路建设取得显性、可用性和可靠性提出了更高要著成果 求。为了应对解决自动驾驶技术和 产业化发展面临的瓶颈问题，自动正是由于车路协同跨行业跨领驾驶在单车智能的基础上，又演进域互联互通的属性，以及所代表的出现了车路协同自动驾驶的技术路关键技术和产业意义，国家或地方线。所谓车路协同自动驾驶，是指政府层面大力支持车路协同技术创在单车智能自动驾驶的基础上，借新应用和产业化布局建设。在城市助4G/5G和C-V2X通信技术，将交通方面，国家或地方批准设立各“人-车-路-云”交道要素有机地联类网联示范区和先导区（如表系在一起，实现车与车（V2V）1-1），着力提升道路的数字化和智 车与道路（V2I，主要指道路各类系能化水平，实现车与路“双向奔 统和设备设施，如感知设施、气象赴”。 检测器、状态监测设备、交通诱导 车路协同概述 表1-1国家级智能网联汽车先导区/示范区 类别城市名称 无锅江苏（无银）国家级车联网先导区 天津天津（西吉）国家级车联网先导区 长沙湖南（长沙）国家级车联网先导区 亚庆重庆（西江新区）国家级车联网先导区 湖北湖北（赛阳）国家级车联网先导区 浙江浙江（德满）国家级车联网先导区 广西广西（柳州）国家级车联网先导区长三角三省一市国家级长三角区域车联网先导区 苏州苏州车联网先导区 南京南京市省级车联网先导区 车联网先导区 /示范区 柳州市车联网先导区（在建） 北京北京市高级别自动驾驶示范区（注：全球首个） 北京、河北各地市国家智能汽车与智慧交通（京鹭）示范区 长谷国家智能网联汽车应用（北方）示范区 上海国家智能网联汽车（上海）试点示范区 武汉国家智能网联汽车（武汉）测试示范区 杭州、嘉兴浙江5G车联网应用示范区 广州广州智能网联汽车与智慧交通应用示范区 重庆国家智能汽车集成系统实验区（i-VISTA) 上海上海临港智能网联汽车综合烈试示范区 上海 长沙国家智能网联汽车（长沙）测试区 测试区无锅国家智能交通综合测试基地（无锡） /基地 成都中德合作智能网联汽车车联网四川试验基地 车路协同概述 类别城市名称 北京北京通州国家运营车辆自动驾驶与车路协同测试基地 王庆亚庆车检院自动驾驶测试应用示范基地 测试区西安长安大学车联网与暂能汽车试验场 /基地 泰兴智能网联汽车自动驾驶封闭场地测试基地（泰