车路云一体化系统建设与应用指南

车路云一体化系统 建设与应用指南 2024年10月 编写单位 国家智能网联汽车创新中心 工业和信息化部装备工业发展中心 中国信息通信研究院 公安部道路交通安全研究中心 公安部交通管理科学研究所 交通运输部公路科学研究院 自然资源部地图技术审查中心 中国测绘科学研究院 中国城市规划设计研究院 中国汽车工程学会 中国通信学会 中国公路学会 西部科学城智能网联汽车创新中心 中国智能网联汽车产业创新联盟 移动通信及车联网国家工程研究中心 清华大学 目录 第一部分总体指导文件1 第二部分八大应用系统建设指导文件4 总体概述4 应用1：智慧公交应用系统6 应用2：智慧环卫应用系统11 应用3：智慧出行乘用车应用系统17 应用4：城市物流应用系统22 应用5：公路物流应用系统26 应用6：封闭环境智慧车辆应用系统32 应用7：智能充放电应用系统38 应用8：数据闭环与增值服务应用系统44 第三部分四大支撑平台建设指导文件50 车辆平台建设参考指南53 智能路侧基础设施平台建设参考指南75 云支撑平台建设参考指南93 网络平台建设参考指南129 第四部分车路云一体化功能场景建设参考指南136 总述136 典型功能场景及其分类138 功能场景基本性能要求141 典型功能场景143 致谢160 附件1：网络与数据安全建设参考指南161 附件2：车路云一体化标准体系168 附件3：车路云一体化功能场景及参考文献举例171 附件4：智能网联汽车各类赋能对通信性能需求分析174 第一部分总体指导文件 当前，智能网联汽车已经成为全球发展共识，是形成新质生产力的重要载体，全球范围内主要汽车强国均把智能网联汽车列为战略制高点。我国政府高度重视汽车智能网联化发展，以前瞻性的视野率先提出并坚定践行车路云一体化发展战略，发挥我国在跨行业协同机制、基础设施建设、信息通信技术等方面的独特优势，加速推动智能网联汽车产业的跃迁。 2024年1月，工业和信息化部、公安部、自然资源部、住房和城乡建设部、交通运输部五部委联合组织开展的智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作正式启动，并于7月公布了首批20个试点城市名单。当前，各试点城市正积极部署车路云一体化系统建设。为推动城市级车路云一体化规模化示范应用和新型商业模式探索，确保“车-路-云-网-图-安”在产业发展转型中实现一体化规划与实施，实现“架构相同、标准统一、业务互通、安全可靠”的基本要求，本指南在《智能网联汽车“车路云一体化”规模建设与应用参考指南1.0版》的基础上，从需求驱动出发，以保障城市级车路云一体化规模化应用效果、可形成商业闭环且便于建设为目标，制定了 《车路云一体化系统建设与应用指南》，构建了“八纵四横多功能”建设任务及标准体系框架，深度细化功能架构与性能要求，清晰界定应用与功能场景，促进形成高效协同、智能互联的城市交通新生态，为试点城市车路云一体化应用试点工作落地实施工作提供指导。 “八纵”是指结合各城市发展需求调研，梳理具有商业闭环的车路云一体化八大应用系统。基于车路云一体化体系架构，从商业化落地角度，梳理出可充分利用道路基础设施资源与交通动态数据，通过协同感知、决策控制、数据赋能等方式，实现增强安全、降本增效、提高舒适等目标的一系列应用场景，本建设指南筛选其中8个典型应用系统，包括智慧公交、智慧环卫、智慧出行乘用车、城市物流、公路物流、封闭环境智慧车辆、智能充放电、数据闭环与增值服务等，并从痛点问题与意义、技术方案与功能、商业模式与测算，以及特色应用与功能方案四个方面展开详细介绍。各试点城市可因地制宜，结合城市的产业、交通、智慧城市建设规划等实际情况，以需求牵引、场景驱动，结合8大应用系统自行选择或新增场景。 “四横”包括车辆平台、智能路侧基础设施平台、云支撑平台、网络平台等四大支撑平台。车端方面，聚焦车路云一体化车端系统产品开发，对车-路交互、车-云交互、车-车交互、协同与仲裁功能、定位、身份认证等方面提出明确的软硬件配置要求。路侧方面，围绕路侧智能基础设施系统部署，对具备有效支撑车路云一体化业务发展所需的路侧感知与计算能力、通信能力、交通附属设施交互能力等提出技术与规范要求。云端方面，聚焦车路云一体化云支撑平台产品开发，明确云控基础平台三级云的组成结构、功能要求、各组件间的信息交互关系与通信协议标准，确保云控基础平台的互操作性、可扩展性与对不同应用支撑的兼容性；明确城市智能网联汽 车安全监测平台的建设目标以及同云控基础平台间的关系，确保对试点车辆运行安全状态的实时监测；明确高精度动态地图基础平台建设的数据要素合规流通要求以及建设建议。网络方面，提出了车路云一体化网络应由5G蜂窝网络、C-V2X直连通信网络、路云传输网络等多种网络融合部署组成，实现车-车、车-路、车-云、路-云、云-云等不同通信对象间的数据交互，满足多类别应用差异化的通信性能需求，明确了车云通信的性能要求和安全运维要求。 “多功能”指支撑八大应用系统及结合产业创新发展需求建设的其他创新应用系统所需的典型功能场景。通过梳理已发布的标准、行业研究报告中提出的典型场景，从城市级规模化建设角度，筛选出交通信号灯上车、闯红灯预警、紧急车辆优先通行等17个典型场景，并进行明确的功能场景定义和适用范围、适用车型、系统架构等详细描述。 上述“八纵四横多功能”建设任务体系架构是跨行业相关单位深度合作的成果，将助力行业各界凝聚共识，携手推动逻辑相同、架构统一的智能网联汽车车路云一体化系统建设。未来伴随车路云一体化战略的不断深化与实践，本体系架构也将持续迭代升级，以期切实支撑智能网联汽车产业创新发展。 第二部分八大应用系统建设指导文件 总体概述 车路云一体化体系中的应用系统是指基于车路云一体化系统架构，充分利用道路基础设施资源与交通动态数据，新建或升级既有应用系统，服务于某一运营主体所需的系统功能增强、能力提升、实现降本增效等目标的一系列可商业化应用服务系统。 符合车路云一体化体系架构的应用系统，其应用主体、平台、被服务车辆同车路云一体化架构中其它组成部分之间的关系如图1所示。其中，各应用主体既包含具有车辆赋能服务需求的应用主题，也包含相关的以数据赋能为主的企事业单位及政府部门等。 图1车路云一体化应用系统关系图 在车路云一体化体系中，云控应用所需道路基础设施资源及其交通相关共性数据与基础服务，可通过向云控基础平台采购服务的方式获得，再融合自身个性化数据，形成高附加值结果。其所需道路基础设施资源、感知结果数据、其它智能网联汽车动态数据及相 关支撑平台的交通动态数据，由云控基础平台运营方负责购买与采集，从而大大降低应用系统建设与运行实施的复杂度和成本。 基于车-路-云协同工作机制，依托云控基础平台对交通基础设施资源与数据的共享共用，能够有效缓解或解决各类交通相关应用系统的痛点问题，实现降本增效、增收节支，实现良好经济价值，达到产业转型升级的目的。 同时，通过增强车辆出行和城市交通的安全，提升民众出行和城市通行效率，降低车辆出行能耗，可产生支撑国家交通强国战略、促进社会发展与治理、解决交通导致的社会问题、提升民众出行幸福感等良好的社会价值；通过城市招商引资与人才汇聚、加快城市产业结构调整、增强行业服务与产业链带动、拉动城市经济增长，为城市发展创造良好的间接经济价值。 本指南将从智慧公交、智慧环卫、智慧出行乘用车、城市物流、公路物流、封闭环境智慧车辆、智能充放电、数据闭环与增值服务等八大典型应用系统的需求视角举例分析，对其痛点问题、技术方案与功能、商业模式与测算，以及特色功能场景四个方面进行深度分析，各城市可结合自身产业发展规划与优势，以此为参考，选定其中部分、全部甚至挖掘新的应用系统，推进车路云一体化应用试点建设。 应用1：智慧公交应用系统 （一）痛点问题 公共交通作为绿色、安全出行的必选工具，给大众生活带来了便捷和舒适，但现有公交系统依然存在以下痛点问题： （1）感知盲区与超视距等原因导致安全隐患高； （2）驾驶策略、交通流量与信号匹配等原因导致准点率低、能耗高，用户出行体验差； （3）排班不合理等原因导致平峰时空载率高、高峰时运力不足； （4）驾驶员难招募等导致运营人力成本高； （5）运行监测不全面等导致交通事件追溯能力弱。 （二）技术方案与功能 （1）通过为公交车辆提供行驶全路径过程中的盲区与超视距感知、交通态势等实时信息以及协同决策等服务，可有效降低行驶安全隐患，提升车辆运行监管能力； （2）通过云端智能调度、网联智能驾驶等技术，提供车速车道建议、车辆有序进站与精准停靠、公交优先通行信控建议等服务，可提升准点率、平均车速及乘客出行体验，并实现节能减排； （3）通过云端排班智能化，结合公交、交通、客流大数据分析，优化公交线路、站点与车队的规划，降低平峰时空载率与高峰时过载率； （4）通过对现有公交车辆的智能驾驶升级以及无人化公交驾驶线路的建设运营，可实现有条件区域夜间公交按需运行，降低公共运营人力成本； （5）通过公交运营全程数字化建成事件全面实时追溯能力。除此之外，利用云控基础平台的交通出行等动态数据，可促进 定制公交、预约公交等模式发挥更好的商业价值，推动公交运行向全天候、预约式、及时性运营模式转变，促进公共交通体系数字化转型的迭代发展，提升公交运营收益。 车路云一体化体系中的智慧公交应用系统大致组成及其同车路云各组成部分之间的关系如图2所示。 图2车路云一体化体系中的智慧公交应用系统组成 （三）商业模式与测算 在公交运营智慧化转型应用中，公交公司及其子公司是应用系统的运营主体，运营车辆包含非智能车、智能驾驶车、无人驾驶车 等不同类型，通过购买云控基础平台的基础数据服务，对公交车辆进行网联化改造，开发并运营智慧公交应用系统，实现高效盲区预警、减少交通事故、降低运行成本、提高运营收益、提高通行效率、提高节能减排的良好效益。在给乘客提供准时、高效、舒适出行服务的同时，公交系统整体效益的提升还可减少对政府补贴依赖，减轻政府财政压力。 1商业闭环模式 在应用试点阶段，可采用灵活的资金来源和实施主体，选取具备高提升价值的公交线路，建设所需路侧基础设施，改造公交车辆，建设基础版应用系统，与现有公交运营系统进行整合，开展应用试点，跑通技术和模式，体现对用户的价值。智慧公交应用商业闭环模式如图3所示。 图3智慧公交应用商业闭环模式 2增收节支测算 以某个拥有5000辆公交车、电动化占比70%、年客流量5亿乘 次的中等城市为例，从节能、提升周转率、增加客流收入三方面测算，预计每年可增收节支约2.4亿元。具体测算如下： 每辆燃油公交车每年油费约12万元，智慧公交应用系统可节省行驶能耗约10%，每年可减少燃油费用1.2万元/辆；每辆电动公交车每年电费约3万元，智慧公交应用系统可节省行驶能耗约5%，每年可减少电费0.15万元/辆；1辆公交车每年的使用成本约33万元，智慧公交应用系统预计可提升车辆周转效率10%，预计可减少公交车500辆，减少车辆使用费用约1.65亿元；智慧公交应用系统预计可增加5%的客流量，票务收入增加约5000万元。 上述测算，如果考虑提升安全、降低事故及车辆保险和养护等节约的成本，及公交效率提升带来的社会交通运行效率和拥堵缓解、二氧化碳减排带来的能耗降低等因素，将产生更高的经济价值。 （四）特色功能场景 除第四部分所列举的智慧公交适用的功能场景外，还有以下典型功能场景： 1基于车路云一体化的公交信号优先协同 场景定义：在配备信号灯控制的路口，利用云控基础平台支撑交管平台对信号灯状态进行智能调整，以优化公交车辆的通行效率。 主要功能：云控基础平台在公交车接近路口时，识别并预测其行驶状态，综合考虑路口社会交通状态和需求，适时调整信号灯当 前灯态时长或提前切换灯态，向交管平台给出动态调整信号机配时建议方案，由交管平台参考建议方案控制信号灯，确保公交车能够快速通过路口。 功能效果：显著减少公交车在路口的等待时间，