浅析5G技术在车路协同系统中的应用

摘要：智能车路协同技术是当今国际智能交通领域的前沿技术和必然发展趋势，随着5G 的到来，5G+人工智能、5G+移动边缘计算等技术融合方案，将能够更好的感知环境的变化，充分实现人、车、路的有效协同，实现整个道路和城市的数字化、智能化水平。

关键词：5G技术;车路协同;V2X技术

1 引言

道路如同城市的血管，血管的通畅程度与城市活力息息相关。但在城市规模越来越大、人口数量不断增长、交通拥堵程度加剧的当下，仅靠加快道路建设等方式来构建便捷高效的交通体系，已经变得越来越困难。5G 时代，作为城市和车辆的连接点，道路也成为通信网络、云计算、智能传感器融合创新的交汇点，如何利用新的技术来提升城市智能化水平，增强城市路网与车辆的协同效率和安全性，从而降低城市拥堵、改善出行体验，成为技术改变生活的新机遇和挑战。

2 车路协同发展现状

近年来，车路协同已经成为全球关注的焦点。我国早在“十二五”期间启动了“智能车路协同关键技术研究”，有效地推动了我国智能车路协同技术的迅速发展，标志着我国车路协同技术取得新的突破。时至今日，车路协同技术已经有了长足进步，随着5G 的到来，5G+人工智能、5G+移动边缘计算等技术融合方案，将能够更好的感知环境的变化，充分实现人、车、路的有效协同，实现整个道路和城市的数字化、智能化水平。

3 车路协同中5G技术的应用

C-V2X就是一种基于5G网络的通信技术，它允许车辆通过交通信号和其他路边设备进行无线通信，从而提高功能性和安全性，自动驾驶和智能交通因此更容易实现。“5G C-V2X”的技术目标是将车辆与周围一切事物相连接，其中V代表车辆，X代表任何与车交互信息的对象。当前，X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络，V2X交互的信息模式包括：车与车之间（V2V）、车与基础设施之间（V2I）、车与人之间（V2P）、车与网络之间（V2N）的交互。

使用“5G C-V2X”技术之后，汽车不仅会广播他们的位置、速度和方向，通过与交通信号灯沟通，支持5GC-V2X的汽车将会在绿灯亮的时候开始行驶--与绿灯同步行驶。

4 车路协同应用实例

4.1 项目概况

包河智能网联汽车示范应用公共交通体验线项目选取包河区的部分核心道路作为民众出行、体验道路，建设以车、路、云等基础设施互联的一体化开放服务平台，支持基于V2X技术自动驾驶/辅助驾驶车辆在该开放道路可持续运行，展示汽车工业与人工智能、车联网、5G等新技术融合的成果，在体现科技感与先进性的同时，为市民和区域企业员工提供基于需求响应的智能出行和体验服务。

4.2 项目需求

4.2.1 线路规划

经过调研规划选择花园大道、重庆路路段，共计约7公里，建设一条公共交通体验线路。项目建设完成后，可为普通民众提供花园大道沿线的预约出行、体验服务。

4.2.2 体验车辆需求

本项目采购2辆智能网联体验车，车辆支持高级别自动驾驶、V2X智能网联技术的纯电动车，支持6-8人乘坐，对车辆进行智能化升级，升级后的智能网联体验车需满足科技感、舒适性、交互性的要求，满足乘客沉浸式智能网联技术交互体验要求。

智能网联体验车支持通过多种互动方式让乘客体验自动驾驶、车路协同技术，可将车路协同感知信息通过不限于AR、全息路口等多种呈现方式在车内呈现。

4.2.3 智能路测系统需求

本项目对线路沿线的路口及路侧进行智能网联化改造，改造后为智能网联体验车辆提供必要的自动驾驶辅助服务。智能路侧系统由道路感知设备、计算设备、通信设备组成，道路感知设备主要包括摄像机、毫米波雷达、激光雷达等，路侧系统可以通过对周边车辆的信息采集提供交通感知能力。

V2X 智能路侧系统需与智能交通信号系统互通，解析其数据并将信息广播至周边车辆、上传至中心平台。

4.3 项目实现

4.3.1 公共交通体验汽车

本项目需要6-8 座体验车，车身长度不超过6米，支持高级别自动驾驶，总体要求：

（1）自动驾驶、人工驾驶两种操控方式，一键切换;

（2）科技感强，舒适、美观、简约;

（3）可通过多种方式与客户互动，可视化展示车路协同应用场景;

（4）對车辆进行内饰及智能网联化升级。

4.3.2 车载终端

设备具备LTE-V2X PC5和 4G LTE Uu双模通信能力，PC5符合3GPP R14 LTE-V2X协议规范，能够实现OBU与OBU/RSU 之间直接通信和基于蜂窝网的通信，可满 足智能网联汽车多样化业务的通信需求。

在隧道、地下车库等无 GNSS 信号场景下，支持RSU和OBU之间的PC5空口同步，实现RSU和OBU的通信以及OBU定位功能。

4.3.3 车路协同辅助体验服务

将云端及路侧车路协同信息实时推送至车内，满足乘客新技术体验需求;

（1）车载 APP可实时接收并展示道路施工信息、各类交通标识、事故信息提醒、区域实时交通状态等;

（2）车载APP可通过与车载OBU交互提供周围车辆实时交通状态信息;

（3）车载APP可提供信息展示和地图方位指示;

（4）车载APP提供配置管理功能。

4.3.4  观光车可视化展示

具备车内VR模拟智能网联展示、车内全息路口呈现、车内车路协同场景展现等功能：

（1）结合高精三维地图技术和VR技术，展示车辆行驶沿线路侧设备信息、政府政务信息、人文历史信息、风景等以“VR虚拟体验”的概念融合;

（2）结合车辆位置，自动生成定制的全程流程VR体验服务;

（3）结合车辆位置，在图层上叠加车路协同信息播报和预警服务;

（4）展现智慧站台候车人员、站台周边道路信息等;

（5）智能语音交互，支持语音控制空调、灯光、音乐等;叠加基于路侧感知的全息路口数字孪生展示。

5 结束语

车路协同概念从提出到实现已有近20年的历程，发展至今已经取得了突出的阶段性成果。随着关键技术的成熟、产业应用的起步，以及5G、AI和自动驾驶的蓬勃发展，智能车路协同系统将有效推进现代智能交通系统的发展。[1]

参考文献：

[1]张毅，姚亚丹，李力，裴华鑫，晏松，葛经纬. 智能车路协同系统关键技术与应用[J].交通运输系统工程与信息，2021年10月：40-51

作者简介：陈彩凤（1987年5月-），女，汉族，福建三明人，安徽交欣科技股份有限公司，中级工程师，本科，研究方向：智慧交通。