《CSAE 53-2020 合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准(第一阶段)》不同,第二阶段的V2X应用引入了单播和组播的概念,顾名思义,单播就是指定将V2X消息发给某一个人,而组播是指定将V2X消息发给一组人。有了单播和组播,V2X可以实现带问答的交互式通信,因此可以玩出更多的花样。
    为了实现协作式变道,需要有新的消息集支持,因此二阶段应用标准定义了VIR消息,即Vehicle Intention And Request,车辆意图和请求。VIR消息的主要结构如下:
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    VIR消息结构
    可以看到VIR消息可以包含本车的驾驶行为以及请求。在上面描述的场景中,小王的车可以向右边车道的车发送VIR消息,消息里将自己的驾驶请求填写成“变道”,而右边的车决定让行后回复VIR消息,并将自己的驾驶行为填充成“减速慢行”,即可完成一次车车协作式变道的交互。
    除了有车车协作式变道,还有车路协作式变道,即本车的变道请求被路侧单元(RSU)接收,RSU根据自己感知到的信息综合判断,发出引导信息,就可以辅助车辆进行安全变道。
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    车路协作式变道
    为了支持RSU的引导信息,就有了新的消息RSC(Roadside Coordination),即路侧协调消息。RSC消息的主要结构如下:
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    路侧协调消息(RSC)结构
    可以看到RSC消息里包含了对车辆的行驶建议,同时RSC消息里还包含了路径信息,相当于RSU直接发出坐标点“手把手”的让车辆去循着坐标点去行驶。有了行驶建议和路径点信息,被引导的车辆可以方便的进行相关操作。
    同时我们注意到,RSC消息不仅可以对单个车辆进行引导,还可以对车道进行引导,RSU可以根据自己的判断来实时调整对某一路段允许的驾驶行为,具体应用场景有哪些呢?协作式车辆汇入是其中一个典型的应用场景:当车辆有汇入匝道的请求时,RSU接收到了车辆想汇入匝道的VIR消息,根据对当前车流的计算,生成当前路段的控制策略并下发给信号机,信号机即可将对路段的控制显示出来。
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    RSU引导匝道信号控制实现协作式车辆汇入
    既然有通过控制匝道信号灯来实现协作式汇入,那么就一定有通过引导车辆来实现协作式汇入,这种方式采用我们前面提到的VIR消息以及含有车辆引导信息的RSC消息即可以实现。
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    RSU引导车辆实现协作式车辆汇入
    同样的道理,使用VIR和RSC消息还可以实现协作式交叉路口通行,以及另一个更加实用的应用:协作式优先车辆通行:当警车、消防车、救护车等特殊车辆行驶时,可以发出请求来让交通系统调度资源保障这些车辆的优先通行,保障的方法有预留车道、封闭道路或者提前切换信号灯等。下面以车道预留为例:
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    协作式车道预留
    在上图中,特殊车辆通过发送VIR消息表明自己的行驶意图和驾驶请求,驾驶请求填充为“道路清空”,路侧的RSU收到此消息之后结合当前车流情况生成车道预留策略,并将车道预留信息发送给路上其他普通车辆,发出引导信息引导车辆离开预留车道。
    如果特殊车辆的驾驶请求填充成“信号优先”,那么RSU可以根据此请求控制信号灯为此特殊车辆延长绿灯或者缩短红灯,即实现了协作式信号灯优先通行。
    本期文章介绍了车辆意图和请求消息VIR和路侧协调消息RSC,并介绍了能通过这两个消息实现的协作式场景,以下表格总结了意图共享的相关应用及所需要的消息:
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    VIR与RSC所支持的场景