团体标准-车路协同信息交互技术要求第 1 部分:路侧设施与云控平台
1 范围
本文件规定了车路协同系统中路侧计算单元、路侧单元与云控平台之间的信息交互内容及技术要求。 本文件适用于城市道路、公路和封闭园区车路协同系统中路侧设施、云控平台及其他相关系统的设 计、开发、运行和维护。
2 规范性引用文件
3 术语和定义、缩略语
3.1 术语和定义
3.1.1 车路协同系统 vehicle infrastructure cooperative syste
采用无线通信和互联网技术,全方位实施车车、车路信息实时交互,并在全时空动态交通信息采集 与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理,实现人、车、路的有效协同,从而形成安全、 高效和环保的道路交通系统。 [来源:T/ITS 0140]
3.1.2 云控平台 cloud control platform
服务于车路协同业务的平台系统,具有实时信息融合与共享、实时计算编排、智能应用编排、大数 据分析、信息安全等基础服务能力,可为智能汽车、管理及服务机构、终端用户提供辅助驾驶、自动驾 驶、交通运输安全、交通管理等协同应用和数据服务。
3.1.3 路侧计算单元 road side computing unit,RSCU
部署在道路、公路沿线或者场端,配合其他设施或系统完成交通信息汇聚、处理与决策的计算模块、 设备或设施。
3.2 缩略语
BSM:基本安全消息(Basic Safety Message)
DE:数据元素(Data Element)
DF:数据帧(Data Frame)
HTTP:超文本传送协议(Hyper Text Transport Protocol)
HTTPS:超文本传送安全协议(Hyper Text Transport Protocol over SecureSocket Layer)
LTE-V2X:基于LTE的车用无线通信技术(LTE Vehicle to Everything)
MEC:多接入边缘计算(Multiple Access Edge Computing)
MQTT:消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport)
NR-V2X:基于新空口的车用无线通信技术(New Radio Vehicle to Everything)
OBU:车载单元(Onboard Unit)
OEM:原型设备制造商(Original Equipment Manufacturer)
RSCU:路侧计算单元(Road Side Computing Unit)
RSI:路侧交通信息(Road Side Information)
RSM:路侧单元消息(Road Side Message)
RSU:路侧单元(Road Side Unit)
SSM:感知共享消息(Sensor Sharing Message) SPAT:
信号灯消息(Signal Phase and Timing Message)
UDP:用户数据包协议(User Datagram Protocol)
V2I:车载单元与路侧单元通信(Vehicle to Infrastructure)
V2V:车载单元之间通信(Vehicle to Vehicle)
V2X:车载单元与其他设备通信(Vehicle to Everything)
UTC:协调世界时间(Coordinated Universal Time)
4 总体要求
4.1 车路协同系统总体架构
4.1.1 车路协同系统总体架构见图 1,由以下四个主要部分构成:
a) 出行者子系统:由出行者所携带的各类信息终端或其它信息处理设备构成;
b) 车载子系统:包括 OBU 或其他车载智能终端,也可以包括车载计算控制模块、车载网关、路 由器等;
c) 路侧子系统:以 RSCU、路侧通信设施、路侧感知设施等为核心,也可包括交通安全与管理设 施或其他附属设施等;
d) 中心子系统:包括云控平台和相关第三方平台,提供设备接入管理、数据汇聚共享、业务支 撑和相关服务。
4.1.2 路侧子系统可由以下设备设施组成,包括但不限于:
a) RSCU:支持路侧设备接入,对数据进行汇聚和处理分析;
b) 路侧感知设施:如视频检测器、雷达检测器或其他检测设备;
c) 路侧通信设施:包括基于蜂窝移动通信的 4G/5G 设施,或者基于直连无线通信的 LTE-V2X、 NR-V2X 路侧单元 RSU;
d) 交通安全与管理设施、其他附属设施:根据应用需要可包括交通监控设施、交通诱导与控制 设施、可变标识、辅助定位设施、气象监测设施等。
4.1.3 中心子系统包括云控平台和各类第三方平台,第三方平台包括但不限于:
a) 车辆管理与服务平台:如 OEM 平台、公交车管理服务平台、“两客一危”车辆管理平台、施 工车辆管理平台等;
b) 交通安全与交通管理平台:如交通安全平台、交通管理平台、高速公路管理服务平台等;
c) 地图服务平台:如导航地图平台及高精度地图平台;
d) 气象服务平台;
e) 定位服务平台;
f) 其他第三方平台。 路侧计算单元
4.2.1 RSCU 应具备以下基础通用功能:
a) 设备接入与管理:支持路侧感知设备、RSU 及相关设备接入,收集各类接入设备设施的运行状 态和运行性能数据,对路侧接入设备的运行状态和运行性能进行监控管理;
b) 数据汇聚、处理分析与上报:
1) 支持路侧感知设备、RSU 及相关等设备的数据接入,如设备基础信息、设备运行状态信息 和设备业务相关信息;
2) 按需支持交通安全与管理设施、其他附属设施相关数据接入(如信号灯、交通标志标识 数据等),并对数据进行处理分析; 2) 支持与云控平台进行数据交互,开展各类车路协同应用服务。
c) 交通检测识别与定位:支持对道路交通参与者、交通事件、交通运行状况等进行检测识别与 定位,满足车路协同应用场景的需求;
d) V2X 应用服务:为各类车路协同辅助驾驶或自动驾驶应用场景提供支撑服务,包括 V2X 应用数 据的接收、解析、存储、转发等处理等操作;
e) 其他车路协同业务支持。
4.2.2 RSCU 可以部署在路侧或场端,RSCU 相关功能也可在路侧机房或 MEC 网络上实现。
4.2.3 路侧子系统可通过 RSCU 接入到云控平台,与云控平台进行数据交互。路侧感知设施一般接入到 RSCU,通过 RSCU 间接接入到云控平台。
4.2.4 RSCU 与云控平台的数据交互内容应符合第 5 章要求。
4.3 路侧单元
4.3.1 路侧子系统中的 RSU 设备应满足 YD/T 3755、T/ITS 0110 及相关标准要求。
4.3.2 路侧子系统中无 RSCU 时,RSU 应支持独立接入到云控平台,与云控平台进行数据交互,并由云 控平台对 RSU 进行配置和运维管理。
4.3.3 路侧子系统中有 RSCU 时,RSU 可接入到 RSCU 并进行数据交互,根据需要可同时接入到云控平 台。
4.3.4 RSU 与云控平台的数据交互内容应符合第 6 章要求。
4.4 应用场景与服务内容
4.4.1 车路协同辅助驾驶与自动驾驶 车路协同系统应支持车辆进行辅助驾驶和自动驾驶,相关应用场景满足 T/ITS 0058、T/ITS 0118、 T/ITS 0135 等标准要求,见附录 A。
4.4.2 其他应用服务 车路协同系统可支撑开展的其他应用服务包括但不限于:
a) 交通法规告知;
b) 交通事件、交通信号灯等信息通告;
c) 交通流量监控;
d) 紧急车辆调度与优先通行;
e) 运输车辆及驾驶员的安全监控;
f) 超载超限管理;
g) 弱势交通群体安全保护;
h) 交通信号动态优化;
i) 实时指引与导航;
j) 建议行程、兴趣点通知等。
5 RSCU 与云控平台交互内容
5.1 信息交互功能
5.1.1 业务类信息交互
5.1.1.1 RSCU 向云控平台上报
RSCU应支持向云控平台主动上报数据,可上报的信息类型见表1。
序号 | 信息类型 | 操作类型 | 说明 |
---|---|---|---|
1 | RSCU 设备基础信息 | RSCU 主动上报 | RSCU初次配置、开机或信息发生变化时,主动向云控平台上报 |
2 | RSCU 运行状态信息 | 同上 | RSCU按照固定频率,主动向云控平台上报设备运行状态信息 |
3 | RSCU 接入设备的运行状态信息 | 同上 | RSCU按照固定频率,主动向云控平台上报RSCU接入设备的运行状态 信息 |
4 | 感知结果信息 | 同上 | RSCU按照配置要求主动向云控平台上报感知结果信息,包括但不限 于: a)交通参与者信息; b)交通事件信息; c)交通运行状况信息等。 |
5 | V2X 业务信息 | 同上 | RSCU根据需要向云控平台上报V2X业务数据(如RSM、SSM、RSI、SPAT、 MAP等) |
6 | 其他信息 | 同上 | RSCU按需向云控平台上报其他相关信息 |
5.1.1.2 RSCU 向云控平台转发
RSCU应支持将从其他设施采集的数据向云控平台转发,信息类型见表2。
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…………………..此处略去关于RSCU与云控平台的其他交互内容
主要目的是为了6 RSU与云控平台交互内容,证明此处才是关键研究对象。
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6 RSU 与云控平台交互内容
6.1 基本要求
6.1.1 RSU 可通过以太网接入到云控平台,也可通过 RSCU 接入到云控平台。
6.1.2 RSU 与云控平台之间业务类信息交互通信协议宜支持 MQTT,运维管理类业务的通信协议宜支持MQTT 或 HTTP/HTTPS。 6.1.3 RSU 与云控平台间数据传输格式宜支持 JSON 或 Protocol Buffer。
6.2 信息交互类型与交互内容
6.2.1 RSU 与云控平台之间主要的信息交互功能见表 26
6.2.2 RSU 与云控平台之间主要的信息交互内容应满足 T/ITS 0117 标准,基于 MQTT 通信协议时,Topic 定义建议见表 27。
表 27 RSU 与云控平台之间信息交互 Topic 定义
序号 | 消息定义 | topic建议 | 说明 |
---|---|---|---|
1 | RSU上报信息 | rsu/{rsu_id}/info/up | RSU建立MQTT连接成功后,上报该信息; RSU状态、配置等关键数据发生变化,上报 该信息 |
2 | RSU上报信息确认 | rsu/{rsu_id}/info/up/ack | 针对v2x/v1/rsu/{rsu_id}/info/up消息 的确认; 如果RSU上报消息后没有收到ACK,按照退 避原则重新上报消息; 建议退避原则:以2秒,4秒,8秒,16秒,… 间隔上报消息,最大间隔不超过4096秒 |
3 | RSU业务配置下发 | rsu/{rsu_id}/config/down | V2X server下发配置给RSU; 事件触发下发 |
4 | RSU业务配置下发确认信息 | rsu/{rsu_id}/config/down/ack | 配置下发确认,把配置信息上报给V2X server |
5 | MAP数据下发 | rsu/{rsu_id}/map/down | 下发MAP数据到RSU; 建立链路或者人工配置事件触发下发 |
6 | MAP下发确认数据 | rsu/{rsu_id}/map/down/ack | 针对“v2x/v1/rsu/{rsu_id}/map/down”的确认 消息; 如果server下发MAP数据时ack字段填写为true, 则RSU需要上报该确认消息 |
7 | MAP上报数据 | rsu/{rsu_id}/map/up | RSU上报MAP地图数据; ack字段建议填写为false; RSU上导入地图才上报 |
8 | MAP上报确认数据 | rsu/{rsu_id}/map/up/ack | 针对“v2x/v1/rsu/{rsu_id}/map/up”的确认消 息; 如果RSU上报MAP数据时ack字段填写为true,则 server下发该确认消息 |
9 | BSM上报数据 | rsu/{rsu_id}/bsm/up | RSU上报BSM数据; 上报周期不低于1 H |
10 | RSM上报数据 | rsu/{rsu_id}/rsm/up | RSU上报RSM数据; 只上报路侧识别的RSM,平台下发RSM不再上报 |
11 | RSM下发数据 | rsu/{rsu_id}/rsm/down | 下发RSM数据到RSU |
12 | RSI上报数据 | rsu/{rsu_id}/rsi/up | RSU上报RSI数据; ack字段建议填写为false; 只上报路侧识别的RSI,平台下发RSI不再上报 |
13 | RSI上报确认数据 | rsu/{rsu_id}/rsi/up/ack | 针对“v2x/v1/rsu/{rsu_id}/rsi/up”的确认消 息; 如果RSU上报RSI数据时ack字段填写为true,则 server下发该确认消息 |
14 | RSI下发数据 | rsu/{rsu_id}/rsi/down | 下发RSI消息到RSU; 事件触发 |
15 | RSI下发确认数据 | rsu/{rsu_id}/rsi/down/ack | 针对“v2x/v1/rsu/{rsu_id}/rsi/down”的确认 消息; 如果V2X server下发RSI数据时ack字段填写为 true,则RSU需要上报该确认消息 |
16 | SPAT上报数据 | rsu/{rsu_id}/spat/up | RSU上报SPAT数据; 上报周期不低于1 H |
17 | SPAT下发数据 | rsu/{rsu_id}/spat/down | 下发SPAT数据到RSU |
18 | RSU运行状态上报 信息 | rsu/{rsu_id}/run-status/up | 默认:周期性上报RSU的运行状态,周期按需设置 |
19 | 远程升级远程升级 上报消息 | rsu/{rsu_id}/versions/up | 升级时使用,RSU开机时可会给V2X Server上报版 本信息 |
20 | 版本查询 | rsu/{rsu_id}/versions/query | 升级时使用 |
21 | 远程升级远程升级 下发消息 | rsu/{rsu_id}/upgrade/down | 升级时使用 |
22 | 升级状态上报 | rsu/{rsu_id}/upgrade-status/up | 升级时使用,升级过程中上报升级进度,升级结 束后上报版本信息 |
23 | 运维管理配置信息 | rsu/{rsu_id}/om-config/down | V2X Server下发运维配置。事件触发 |
24 | 运维管理配置信息 应答 | rsu/{rsu_id}/om-config/down/ack | 如果V2X server下发“运维管理配置信息”时ack 字段填写为true,则RSU需要上报该确认消息 |
25 | RSU上报基础信息 | rsu/{rsu_id}/basic-status/up | RSU基础信息上报; 开机、建立链路、或信息变更上报 |
附录 A
A.1 车路协同辅助驾驶或自动驾驶应用场景所需的 V2X 数据集
各车路协同辅助驾驶或自动驾驶应用场景涉及的V2X数据集见表A.1。
表 A.1 车路协同辅助驾驶或自动驾驶应用场景涉及的 V2X 数据集