一、系統(tǒng)定義

車路云一體化系統(tǒng)是通過新一代信息與通信技術(shù)將人、車、路、云的物理空間、信息空間融合為一體，基于系統(tǒng)協(xié)同感知、決策與控制，實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車及交通系統(tǒng)安全、高效、節(jié)能及舒適運(yùn)行的信息物理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由車輛及其他交通參與者、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施、云控平臺、相關(guān)支撐平臺、通信網(wǎng)等組成，其系統(tǒng)組成可參考圖：

車路云一體化系統(tǒng)是一種高度集成的智能交通系統(tǒng)，它將人、車、路、云等各個(gè)要素通過新一代信息與通信技術(shù)緊密地連接在一起，形成了一個(gè)協(xié)同工作的整體：

1、車輛及其他交通參與者：

車輛是系統(tǒng)的核心要素之一，它們通過內(nèi)置的傳感器（如雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等）和通信模塊，實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境并與其他車輛、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施及云控平臺進(jìn)行信息交互。其他交通參與者包括行人、自行車、摩托車等，他們也可以通過智能設(shè)備（如智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等）與系統(tǒng)進(jìn)行交互，提高出行安全性和便利性。

2、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施：

路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施包括智能交通信號系統(tǒng)、智能監(jiān)控?cái)z像頭、路側(cè)通信單元（RSU）、交通標(biāo)識與標(biāo)線等。這些設(shè)施通過感知和收集交通信息，為車輛和其他交通參與者提供實(shí)時(shí)的交通狀況、道路狀況、天氣信息等，同時(shí)支持車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信（V2I）。

3、云控平臺：

云控平臺是車路云一體化系統(tǒng)的“大腦”，它負(fù)責(zé)處理來自車輛、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和其他來源的海量數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，云控平臺可以實(shí)時(shí)生成交通控制策略，優(yōu)化交通流量，提高道路通行能力，同時(shí)確保交通系統(tǒng)的安全性和節(jié)能性。

4、相關(guān)支撐平臺：

相關(guān)支撐平臺包括數(shù)據(jù)管理平臺、安全認(rèn)證平臺、支付平臺等。這些平臺為車路云一體化系統(tǒng)的運(yùn)行提供必要的數(shù)據(jù)支持、安全保障和支付服務(wù)。

5、通信網(wǎng)：

通信網(wǎng)是連接車輛、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和云控平臺的橋梁，它支持高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。
常用的通信技術(shù)包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)（如4G/5G）、車聯(lián)網(wǎng)專用短程通信（DSRC）、Wi-Fi等。車路云一體化系統(tǒng)的工作機(jī)制可以概括為：

系統(tǒng)協(xié)同感知：通過車輛、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和云控平臺的協(xié)同工作，實(shí)時(shí)感知交通環(huán)境中的各種信息。
決策與控制：基于感知到的信息，云控平臺通過算法和模型進(jìn)行決策，生成交通控制策略，并通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車輛和路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施。安全、高效、節(jié)能及舒適運(yùn)行：通過實(shí)施交通控制策略，車路云一體化系統(tǒng)可以顯著提高交通系統(tǒng)的安全性、效率和節(jié)能性，同時(shí)提升出行者的舒適度。

二、組成要素

車輛及其他交通參與者是動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)的核心數(shù)據(jù)源，應(yīng)支持通過無線通信網(wǎng)絡(luò)或/和利用路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施向云控基礎(chǔ)平臺提供其運(yùn)行的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。車輛駕駛?cè)伺c網(wǎng)聯(lián)汽車可接收車輛及其他交通參與者是動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)的核心數(shù)據(jù)源，應(yīng)支持通過無線通信網(wǎng)絡(luò)或/和利用路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施向云控基礎(chǔ)平臺提供其運(yùn)行的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。車輛駕駛?cè)伺c網(wǎng)聯(lián)汽車可接收來自路側(cè)和/或云控基礎(chǔ)平臺提供的感知、決策和控制服務(wù)。

車輛及其他交通參與者

核心數(shù)據(jù)源：車輛及其他交通參與者（如行人、自行車等）是動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)的核心來源。

信息提供：它們應(yīng)支持通過無線通信網(wǎng)絡(luò)（如4G/5G、C-V2X等）或利用路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施（如RSU）向云控基礎(chǔ)平臺提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，如位置、速度、方向等。

信息接收：車輛駕駛?cè)伺c網(wǎng)聯(lián)汽車可接收來自路側(cè)和/或云控基礎(chǔ)平臺提供的感知、決策和控制服務(wù)，如路徑規(guī)劃、碰撞預(yù)警、交通信號優(yōu)化等。

路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施包括感知、通信、計(jì)算類基礎(chǔ)設(shè)施及交通附屬設(shè)施，應(yīng)為云控基礎(chǔ)平臺采集來自車輛、道路以及其他交通相關(guān)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)，并向車輛及交通參與者提供來自系統(tǒng)的交通相關(guān)信息。

路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施

組成：包括感知（如攝像頭、雷達(dá)）、通信（如RSU）、計(jì)算類基礎(chǔ)設(shè)施（如邊緣計(jì)算設(shè)備）及交通附屬設(shè)施（如信號燈、交通標(biāo)志）。

數(shù)據(jù)采集：為云控基礎(chǔ)平臺采集來自車輛、道路以及其他交通相關(guān)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)。

信息提供：向車輛及交通參與者提供來自系統(tǒng)的交通相關(guān)信息，如路況、交通信號狀態(tài)、天氣預(yù)警等。

云控平臺是車路云一體化分層解耦、跨域共用特征最典型的體現(xiàn)， 由“1”個(gè)云控基礎(chǔ)平臺及其所支撐的“N”個(gè)應(yīng)用平臺組成。云控基礎(chǔ)平臺基于車輛與交通等相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與處理，通過基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)與能力共享的方式，面向包含網(wǎng)聯(lián)汽車、區(qū)域交通交管部門以及產(chǎn)業(yè)鏈其他企事業(yè)單位等涵蓋全產(chǎn)業(yè)對象的三大類用戶提供應(yīng)用需求支撐，賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。應(yīng)用平臺包括城市智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全監(jiān)測、智慧公交、智慧乘用車、自動(dòng)泊車、交通管理、場景仿真等應(yīng)用平臺。

結(jié)構(gòu)：由1個(gè)云控基礎(chǔ)平臺及其所支撐的N個(gè)應(yīng)用平臺組成，體現(xiàn)分層解耦、跨域共用的特征。

功能：基于車輛與交通等相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與處理，通過基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)與能力共享的方式，為全產(chǎn)業(yè)對象提供應(yīng)用需求支撐。

應(yīng)用平臺：包括城市智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全監(jiān)測、智慧公交、智慧乘用車、自動(dòng)泊車、交通管理、場景仿真等，滿足不同領(lǐng)域的需求。

相關(guān)支撐平臺以避免重復(fù)建設(shè)、增強(qiáng)信息共享、提升專業(yè)服務(wù)為目標(biāo)， 在滿足相關(guān)部門管理要求的前提下， 為云控基礎(chǔ)平臺提供其服務(wù)所需的交通相關(guān)信息，如高精度（動(dòng)態(tài)）地圖信息、衛(wèi)星導(dǎo)航定位增強(qiáng)信息、區(qū)域氣象預(yù)警信息、交通路網(wǎng)監(jiān)測與運(yùn)行監(jiān)管信息等。相關(guān)支撐平臺也可基于自身的實(shí)際需求接收來自云控基礎(chǔ)平臺的數(shù)據(jù)與服務(wù)。

目標(biāo)：避免重復(fù)建設(shè)、增強(qiáng)信息共享、提升專業(yè)服務(wù)。

信息提供：為云控基礎(chǔ)平臺提供其服務(wù)所需的交通相關(guān)信息，如高精度地圖、衛(wèi)星導(dǎo)航定位增強(qiáng)信息、區(qū)域氣象預(yù)警信息等。

信息接收：也可基于自身的實(shí)際需求接收來自云控基礎(chǔ)平臺的數(shù)據(jù)與服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息的雙向流通。

通信網(wǎng)包括C-V2X網(wǎng)絡(luò)1、承載網(wǎng)、衛(wèi)星通信以及其他專有網(wǎng)絡(luò)，為系統(tǒng)各組成部分之間的數(shù)據(jù)傳輸與信息交互提供安全、可靠與時(shí)延要求保障。

組成：包括C-V2X網(wǎng)絡(luò)、承載網(wǎng)、衛(wèi)星通信以及其他專有網(wǎng)絡(luò)。

功能：為系統(tǒng)各組成部分之間的數(shù)據(jù)傳輸與信息交互提供安全、可靠與時(shí)延要求保障，確保信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

三、數(shù)據(jù)流

數(shù)據(jù)互聯(lián)互通是車路云一體化系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵基礎(chǔ)之一，只有以統(tǒng)一架構(gòu)設(shè)計(jì)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，才能夠?qū)崿F(xiàn)不同元素之間的數(shù)據(jù)互通，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互通的服務(wù)模式。從一體化系統(tǒng)視角，數(shù)據(jù)交互主要包括車-路、車-云、路-云、云-云等， 主要交互的數(shù)據(jù)和交互方式參見圖：

數(shù)據(jù)交互類型

1、車-路交互：

數(shù)據(jù)類型：車輛位置、速度、方向、加速度等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息；道路狀況（如濕滑、結(jié)冰、施工等）；交通信號狀態(tài)；路側(cè)攝像頭或雷達(dá)感知到的障礙物信息等。交互方式：通過無線通信網(wǎng)絡(luò)（如C-V2X、4G/5G）或路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施（如RSU）進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。

2、車-云交互：

數(shù)據(jù)類型：車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)信息（如發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)、油耗、故障信息等）；車輛行駛軌跡；駕駛員行為數(shù)據(jù)（如疲勞駕駛檢測、注意力分散檢測等）。交互方式：通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（如4G/5G）將數(shù)據(jù)傳輸至云控平臺，云控平臺再將處理后的信息（如路徑規(guī)劃、碰撞預(yù)警等）反饋給車輛。

3、路-云交互：

數(shù)據(jù)類型：路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施感知到的交通流量、擁堵情況、交通事件（如事故、故障車輛等）；道路維護(hù)狀態(tài)；天氣預(yù)警信息等。交互方式：路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施通過有線或無線方式將數(shù)據(jù)傳輸至云控平臺，云控平臺根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策，再將結(jié)果反饋給路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施以調(diào)整交通信號、發(fā)布預(yù)警信息等。

4、云-云交互：

數(shù)據(jù)類型：不同云控平臺或相關(guān)支撐平臺之間的數(shù)據(jù)共享，如高精度地圖數(shù)據(jù)、交通路網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)、區(qū)域氣象數(shù)據(jù)等。交互方式：通過API接口、數(shù)據(jù)共享平臺等方式實(shí)現(xiàn)跨平臺的數(shù)據(jù)交換和共享。