智能网联重载货运车路协同技术在五盂高速公路的示范应用

自2015年以来，在工业和信息化部等相关部门大力推动下，各省市加紧布局，发力打造智能网联汽车各类测试场，将其作为无人驾驶技术产业孵化的重要载体，汇聚产业创新要素的平台，助推新经济实施的示范区。目前，国内现已形成了“5+2+N”智能网联汽车测试实验的格局。

现阶段示范存在的问题

1. 围绕无人驾驶车辆智能化开展，重点聚焦车辆的感知精度和灵敏度，单车成本高，难以推广。

2. 无人驾驶车辆感知范围有限，一般在百米级范围，在高速行驶状态下，安全性难以保障。

3. 主要在城市道路或封闭道路环境下开展测试，在交通开放的高速公路环境下的测试相对较少。

车路协同技术的发展趋势

1. 优先在高速公路进行测试示范，因为高速公路的交通运行环境更为简单安全。

2. 车路协同领域技术商用化落地时必然会先应用于货运，其次才是客运，因为客运所承担的生命安全风险更大。

车路协同的创新性探索思路

1. 聚焦路建设。打造示范高速重点区域路侧设备的全域化和集成化感知（车自动驾驶、公众路况信息服务、科研数据支撑）。

2. 聚焦重载货车。重载车辆制动时间更长，低时延车路信息交互和路侧信息发布技术，保障行车安全。

3. 聚焦智能网联。利用车联网技术形成重载车辆编队，“柔性火车”提高交通运输效率。

包括两个方面：拟建成国内首个智能重载货车编队测评、验证和示范实验路段；拟建成面向未来智慧公路与新基建迭代应用示范的实验路段，打造山西省交通强国智慧高速实验田。

一期工程

选择场景丰富、测试安全性高的高速公路路段建成智能化改造规划、设计、施工、产品研发示范路段；提供无人驾驶/网联测试环境，确定相应试验示范功能段，实现路上智慧化体验功能；完成部分自主研发产品和装备的初步测试，实现面向智能网联汽车的测试验证，提出智能网联重载货运编队的示范测试的解决方案。

二期工程

开展车路协同技术专项攻关，孵化催生一批具有自主知识产权的交通智能化产品和装备；基于一期工程，丰富多场景，多气象、多路况条件的模拟测试环境；融合5G通信信息网络，建立全路域路侧雷达与边缘计算单元的车路协同实时通信系统。

山西S45天黎高速五台至盂县段(K347+600--K362+600），实验路段总长15公里，单向双车道，场景包括隧道、桥梁、连续弯道、服务区、长大纵坡和收费站，涉及多类型摄像机、雷达、微气象站、水膜传感、称重设施、RCU边缘计算单元融合。

智能网联重载货运车路协同科研实验路段项目根据路段特征，采用不同型号的摄像机、雷达、RCU边缘计算单元等设备进行确定场景下的交通调度指挥、车路交互协同及路面信息感知等任务的差异化效果对比，构建以下三大实验场景：

• 车辆连续轨迹智能感知的示范路段：全长5公里，实现全段车辆连续寻迹，隧道和连续弯道的超视距辅助驾驶功能。

• 车路信息实时交互的核心示范路段：全长7公里，实现车路信息实时交互，为智能网联车辆提供道路感知辅助，是车路协同智能驾驶的核心区段。

• 路面智能感知的长下坡风险预警示范路段：全长3公里长达纵坡路段，水膜厚度、气象、车重、车速等感知，实现长下坡风险管控预警和速度警示。

感知层技术方案

雷达视频感知系统。基于“毫米波雷达+视频”的监控设备，采集车辆轨迹、车辆ID、车速、流量、异常事件等信息，构建车辆行驶轨迹指标体系，实现车辆的轨迹展示、特征提取及超视距交通状态感知。

气象感知系统。基于微气象站等气象感知系统，通过监测设备和软件模块相结合，实现气象实时监测、恶劣天气预测预警功能。

动态称重系统。通过基于光纤MEMS的动态称重仪，结合视频监控子系统，构建动态称重系统。技术路线包括采集车辆正常行驶状态下轴载和车重的有效监测，实现不同重量车辆安全运行的有效管控和速度匹配。

水膜感知系统。以道路基础设施为载体对路面的水膜厚度进行实时感知，利用感知得到的多源湿滑状态信息，解析湿滑状态下轮胎-路面-水膜相互作用行为，实现及时准确的抗滑失效风险评价及预警。

计算层技术方案

路侧边缘计算系统。云边混合计算，创新建立车路协同边缘计算软件包含车路协同算法、通信管理、定制业务应用、高精地图服务、设备管理、安全管理、边缘计算框架模块。

通信层技术方案

通过V2X通信系统，将路侧设备采集到的完整全量信息数据包发送给智能网联车辆；通过专网，将道路的实时交通事件提供到云控平台，为车辆智慧出行提供服务。

数据层技术方案

技术路线包括两个方面：1、直接对车。路侧智能化感知设备采集的数据，一部分数据经路侧边缘计算单元处理后经超低时延发送至自动驾驶车辆和网联车辆，支持L4级别自动驾驶。2.对平台——社会公众。原始数据和经处理后的数据经光纤传输至平阳高速指挥中心，再经由运营商专网传输至阳泉云平台。

控制层技术方案

技术内容：车路协同云平台包含交通监控、车辆监控台、边缘计算、数据共享、可视化等6个子平台。

技术路线：基于车路协同边缘计算平台，利用云计算大数据能力解决系统性的资源优化与配置问题，对接高精地图，促进人、车、路运行按需响应和动态优化。

发布层技术方案

技术路线：决策信息通过两个途径进行信息发布：车端及路侧端。其中车端信息交互通过RSU与自动驾驶车辆及网联汽车进行信息交互与发布，路侧端信息通过可变信息系统及路侧光带实现面向全体路域车辆的控制信息发布，从而实现交通调度及交通管控。

1. 完成山西交通强国试点任务，形成先导示范效应。提出智能网联重载公路山西解决方案；制定相关设计规范、技术标准体系，形成车路协同核心竞争力。

2. 智慧公路规划设计实施研发示范一体化。孵化、培育、研发车路协同关联的路侧传感设备、配套的机电系统；作为建设主体，成为路侧设备安装、机电系统升级等业务提供商（规划、研发、设计、施工、测试全产业链）。

3. 打造行业测评基地，形成测试和验证技术体系。智能车载单元，以及与路侧单元的交互能力的测试和验证核心技术；智能网联车辆的运行和应急能力测试和验证；车路协同通信技术的测试和验证；建成测评验证基地和自动驾驶重卡上路测试牌照的提供第三方审核业务。

作者 | 续宏（山西交科集团信通公司总经理）

来源 | 第23届中国高速公路信息化大会