各地陆续出台城市道路智能网络技术规范，逐一盘点如下：①国家集团标准信息平台于2021年10月28日发布了《粤港澳大湾区城市级智能网络设施技术规范》；②武汉市经信局于2021年10月26日发布了《智能网络道路智能化建设规范(总则)(征求意见稿)》；③2021年11月11日，上海嘉定区发布标准化指导技术文件《智慧道路建设技术指南》；④2020年9月30日，德清县发布了《智能网络道路基础设施建设规范》。
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文|吴冬升
01
本标准规定了粤港澳大湾区城市道路智能网络设施的相关技术要求，包括总则、交通信息感知、网络通信设施通信网络、路边计算设施、交通大数据平台、信息发布设施、信息安全、照明供电设施、道路协调和自动驾驶支持。
总体结构分为三部分：基础设施体系、服务体系、技术支撑体系，各部分的组成内容及相关系如图1所示：
①基础设施系统包括基础设施感知、气象环境感知、交通运行状态感知、交通事件检测、信息发布、通信设施和供电设施。
②服务系统包括伴随式信息服务、交通控制、应急保障、道路协调和自动驾驶支持；
③技术支持系统包括高精度定位与时间同步、路边边缘计算、联邦机器学习、云计算数据中心、信息安全、时间同步系统。
图1 总体框架图
实现交通运行状态信息监测、道路基础设施状态信息监测、气象环境信息监测等功能。
交通状态信息包括交通流信息、道路交通参与者信息和交通事件信息。交通流量信息采集可通过交通流量检测器进行采集和监控，包括横截面交通量、单向交通量、不同车道交通量、路段小时交通量、平均速度、前距离、车道份额等；道路交通参与者可通过路边感知系统采集，包括但不限于机动车、非机动车、行人，感知的交通目标属性包括但不限于交通参与者类型、经纬度、海拔信息、几何尺寸、速度、加速度、方向角、车牌等信息；交通事件应包括但不限于停车事件、逆行事件、行人事件、洒水事件、拥堵事件、低速/超速事件、交通事故等道路交通状况异常事件，交通事件的定义应符合要求 GB/T 28789 的规定。
基础设施状态监测应包括道路状态监测、桥梁状态监测和隧道状态监测，并具有预警信息提示功能。道路状态监测的主要指标包括道路动态荷载、道路病害和路基异常，包括道路裂缝、坑、车辙、包装、边坡坍塌、路基沉降、结构应力、变形、结构裂缝、环境腐蚀、交通荷载和结构温度等。变形可分为水平位移、线性抓挠和基础沉降；能见度、CO 浓度、风速、风向、亮度、火灾、交通事件、结构安全等。
气象环境信息重点监测项目包括:能见度、风速、风向、降水量、路面温度、路面条件(干燥、潮湿、积水)等。至少应该能够监测 GB/T 33697 监测项目。
监测设备，RSU、MEC、路边设施等构成。
监控设备包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达等监控设备；RSU具有与OBU以及其他系统组件的通信功能，以及通信系统的网络通信功能；MEC具有OBU设备与路边设施设备的接入功能，边缘计算功能，处理和推送实时预警信息；道路设施包括其他路边设施，如交通标志、标线、交通信号灯、可变情报板、护栏、隔离设施、警示桩等。
通过路边通信设施与路边计算设施、车载网络设备、交通诱导设备、交通信号灯控制设备、信息发布设施进行通信，实现信息交换、路网管理、智能网络信息服务等功能。交通大数据平台主要由数据管理系统、数据感知集成系统、监控管理系统、运行管理系统、数据分析系统、决策控制系统、信息发布系统等组成。
图2 交通大数据平台结构图
①多设备统一的设备管理、车辆管理等功能应实现数据管理功能；②数据感知集成功能应实现多设备统一接入、数据集成、感知集成等功能；③监控管理功能应实现城市道路、智能网联设施、城市交通运行状态、气象环境的监测管理功能，并基于监测管理实现紧急事件快速发现、预警、指挥调度、联动处置、事件评价等，紧急情况包括但不限于道路、道路拥堵、道路环境灾害等事件；④运营管理功能应实现城市道路段级、路网级车路的协同控制，包括但不限于车道引导、车速引导、交叉口防碰撞、绿波行驶速度提醒、服务区提醒、异常预警等服务；⑤设备设施性能评估、道路网交通需求预测、道路网短期运行趋势分析、道路网交通风险分析等。支持驾驶行为管理、交通状况分析、路网控制决策；⑥对所辖区域的车辆、交通控制、诱导设施等交通交通控制决策；⑦信息发布功能应具有手动和自动信息发布功能，并具有外部通信接口，可向上级管理中心或第三方数据平台发送所需信息。
02
本规范规定了智能网络道路智能建设的建设过程、建设目标、建设原则、总体框架、道路安全风险等级评估、智能网络汽车道路准入要求和道路智能建设的总体要求。智能网络道路智能建设规范分为总则和细则两部分。本规范为总则部分，细则部分单独发布，如图3所示。
图3 道路智能化建设规范总体架构
根据道路安全风险等级评估和智能网络汽车道路准入要求，通过建设智能基础设施、道路交通设施和支持平台，有效降低道路安全风险等级，提高交通运行效率，建立智能管理服务。
主要包括路边通信设施、边缘计算单元、智能摄像头、激光雷达、毫米波雷达、气象监测器、路面环境监测器等，基于上述交通信息的收集、分析、综合处理，实现区域交通整体监控、优化管理和特定交通场景的安全预警保障。
建设改造主要是基于智能网络车辆加入现有交通流，增加现有道路基础设施，加强智能网络车辆安全，提高道路交通安全。
主要包括数据平台、管理平台（设备管理平台、车辆管理平台）（V2X Server平台、感知集成平台)、高精度地图、高精度定位、安全平台、三维城市模型
数据平台收集路边所有智能设备、车辆和其他平台的数据。该平台应具有数据存储、查询、索引、分析等功能。通过安全、梳理、集成等一系列处理，生成可信可用的信息，为各种应用程序提供数据支持。
设备管理平台主要是对设备进行实时监控和智能监控，为设备提供输入、监控和管理。车辆管理平台主要管理开放式测试道路的智能网络车辆测试、示范应用和运行。
V2X Server平台主要实现车路协同连接，包括车路协同数据的收集、路由和分发，提供统一的人/车/路建模抽象和数据开放服务。感知集成平台以视频、图片、文本等形式呈现各感知模块采集的多源异构数据（如摄像头、激光雷达、毫米波雷达等设备的数据），有效挖掘、识别和集成数据交互，实现数据标准化和智能处理。
高精度地图数据应包括道路属性数据、几何数据和相关数据。道路属性数据应包括车道模型数据（类型、交通状态、数量、交通方向等）和车道线模型数据（类型、颜色、宽度、编号等）。；车道几何数据应包括车道边线、车道中心线、车道参考线等数据；相关数据应包括车道和道路相关数据。
静态动态实时定位精度：水平优于10cm，垂直优于20cm。
安全平台应支持基于数据加密解密、数字签名验证、数据完整性保护、密钥生命周期安全管理、网络安全保护、系统安全保护管理、网络安全保护、系统安全保护和应用安全加固，以满足V2X PKI系统业务需求，并可支持扩大提供边缘协作和边缘云协作的网络安全防护能力。
三维城市模型应至少包括地形元素模型、建筑元素模型、交通元素模型、水系元素模型、植被元素模型、场景元素模型等元素模型。建筑要素和交通要素应不低于Ⅰ植被要素、场地要素模型和水系要素模型的精细度精细度表现Ⅰ级或Ⅱ在其他元素模型中，交通设施应采用细节建模性能，剩余元素模型不得低于Ⅱ级精细度表现。
03
文件适用于上海嘉定区城市道路建设、维护、运营和管理，需要智能化建设。
城市智能道路建设主要由中心子系统、路边子系统和交通参与者子系统组成。交通参与者子系统通过直接无线通信或5G通信与路边子系统相连，路边子系统通过光纤有线通信或5G如图4所示，通信与中心子系统相连。
图4 智慧道路整体框架
道路智慧化分级如表1所示。
表1 道路智慧化分级标准
分级 |
标准 |
基本智慧化 |
基本智慧化道路以提高道路的数字化、信息化水平为主，满足交通参与者对通行效率、安全和服务的基本需求，为更高层级的智慧化提供基础条件。 能在拥堵、事故、施工、恶劣天气等事件发生时对交通采取主动管控措施，提升道路通行效率，提高道路安全水平。 能为交通参与者提供实时基本的动态信息提示，包括车辆高精度定位、道路拥堵、事故、施工、周边停车场等信息。 能获取道路的原始监控视频，能采集道路流量等数据，满足道路监管部门的数据采集和使用的基本需求。 |
中级智慧化 |
中级智慧化道路在基本智慧化的基础上，实现车路协同的智能道路交通环境，能以智慧化的方式对道路交通运行进行管理，对交通参与者提供精准的信息服务。 能实现车道级的流量统计，能对交通事件进行监测，对交通风险进行识别、处理并实时发布安全预警，能实现全量交通要素感知和交通流控制调节能力对交通流进行智能协同管控。 能为交通参与者提供高精准信息服务，包括但不限于提供车道级、伴随式的信息服务以及个性化交通信息定制服务。 能对人工智能车辆提供安全辅助驾驶，满足自动驾驶智慧化的道路场景的基本需求。 |
高级智慧化 |
高级智慧化道路在中级智慧化的基础上，实现网联协同的智慧化管控环境，具备对路网进行全自动、全方位的服务和监管的能力。 能实现全时空高精度感知，对所有道路参与者轨迹的数字化处理并开展交通分析，对路网的交通运行状态进行精确计算，对不同路段、不同层级的交通运行系统进行精准决策和管控。 能实现人工驾驶车辆和自动驾驶车辆混合交通流的协同管控，能满足自动驾驶车队编队行驶和在线调度的需求。 |
包括路线、平面交叉、路基路面、行人和非机动车设施、公共交通设施、照明设施、供电设施、定位设施、交通管理设施（实体交通标志标线、数字化交通标志标线、交通信息发布设施）、交通信号控制设施等。
由感知设备、边缘计算设备组成。感知设备宜以感知摄像机为主，根据需要可增加毫米波雷达、激光雷达或其他传感器设备。由多种感知设备组成的感知系统应能感知道路上不同的目标及其状态。感知目标至少应包括机动车、非机动车、行人以及道路的障碍物等。边缘计算设备是指部署在道路近邻，融合计算、存储、网络能力为一体的开放平台，负责实时处理临近区域内感知设备，道路交通管理设备和路侧单元的数据。边缘计算设备应能配合其他设施完成实时感知数据处理、存储、交通信息汇聚、内容分发、业务处理与决策等功能。边缘计算设备北向对接中心子系统，南向对接路侧感知设备（包括感知摄像机、激光/毫米波雷达等）、路侧单元（RSU）/5G基站等设备、按需接入道路交通管理路侧设备（交通信息发布设施、交通信号控制设施等），设备将接收汇总的信息进行融合分析处理，并将处理结果通过路侧单元（RSU）/5G基站发送给车载单元（OBU）。
系统功能需实现交通流检测（交通流量、平均车速、时间占有率、排队长度等信息）、交通事件检测（交通拥堵、异常停车、逆行、违法变道、行人、抛洒物等事件）、交通参与者检测（机动车、非机动车、行人等交通参与者的识别检测以及定位功能，包括检测交通参与者类型、速度、位置、运动方向等特征信息）、车辆智能监测（应符合GA/T 497《道路车辆智能监测记录系统通用技术条件》）、全域视频监控、违法抓拍（应符合GA/T 496《闯红灯自动记录系统通用技术条件》）、道路状态获取（信号灯状态、路面状况（干燥、潮湿、积水、结冰、积雪、路面温度）、道路能见度、温度、湿度、空气质量、风速、风向）等。
部署要求给出了十字路口、丁字路口、长直道路、路口延伸、环岛、匝道、急弯路段、隧道、高架桥下方的RSU部署示意。
的整体架构如图5所示，由监控管理、数据管理、运维管理、计算管理、信息发布、车路协同应用服务、数据中台、服务中台8大模块组成。
图5 云控平台整体架构图
云控平台应具备监控管理的功能，能完成对交通事件、车辆、路侧设备等的监控管理；具备数据管理的功能，能完成对车辆、感知及边缘计算系统采集及计算的数据及RSU报文数据等的管理；具备运维管理功能，能完成对车辆、路侧设备以及系统整体进行运维管理；具备计算管理的功能，能完成对现有数据的计算分析并对算法进行管理；具备信息发布功能，能完成各类事件信息的发布，并对已发布的事件进行管理；具备车路协同应用服务功能，能支撑车路协同应用的场景，并满足各场景的技术需求；具备数据中台的功能，应能为各系统间数据汇聚交换提供服务，统一数据交换的标准，并对各系统提供标准化数据共享服务；具备服务中台的功能，应能为接入系统提供标准化的应用及共享服务，接入系统可按标准在中台上注册并发布应用及服务，也可通过统一网关获取其他系统的共享应用及服务；云控平台软硬件基础设施应不因关键软件、硬件、器件的扩容、维护、替换影响整体业务运行性能或导致业务停用。
04
本文件规定了智能网联道路基础设施建设的术语、总体架构、智能化基础设施等要求。
智能化路侧基础设施建设内容应包括“通信系统”、“感知系统”、“边缘计算系统”、“车路协同系统”和“微气象和道路环境系统”，对智能网联车辆的开放测试和试运营环境提供支持。智能化路侧基础设施整体架构如图6所示。
图6 智能化路侧基础设施架构
部署规划包括城市场景（典型道路、中间有遮挡的道路、丁字路口、郊区十字路口、普通十字路口、复杂十字路口、环岛）、乡村场景、山区场景、高速场景（常规路段、匝道、隧道）等。
由前端传感器节点、边缘计算设备、网络设备和边缘计算平台组成。架构如图7所示。
图7 感知系统架构图
场景建设方案在典型配置的基础上，以摄像设备感知能力为基准划分道路场景。道路场景类型可分为城市、乡村、山区、高速、隧道五类。根据路口或路段的道路技术等级、车道数、中央绿化带等具体属性总共可以细分为二十多种风险程度不同的测试场景，不同风险程度的道路场景对应着不同的感知设备布设方案。
边缘计算单元应具备开放架构，其数据输出和管控不依赖特定的平台或软件，应能够向“MEC Server”平台提供直连接口，由MEC Server实现对MEC的数据接入和统一管理，同时支持NTP时钟同步。边缘计算单元应提供设备就近接入、数据处理、本地闭环管理等服务和满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本应求。
MEC Server平台应具备管理MEC设备接入和MEC边缘算法更新等能力，应具有对路侧MEC设备的接入管理服务、边缘算法管理、通信调度、数据开放和统一运维等业务功能。如图8所示。
图8 MEC Server平台架构图
，应具备对路侧设备的接入管理、证书管理、V2X算法管理、数据管理、事件管理等业务功能。如图9所示。
图9 V2X Server平台系统架构图
集成多类气象传感器，可实时监测风速、风向、气温、气湿、气压、降水量、能见度、天气现象等各类气象数据。
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