“车路云一体化”之车联网云平台

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作者| 山丘

出品| 焉知

“车路云一体化”对云平台提出了明确要求

随着自动驾驶等级的提升和智能交通的不断发展，各类基于车、路的动态数据需求激增，构建地理位置分散、处理逻辑统一、接口标准化的跨域车联网基础平台已成为产业技术发展的一项重要需求。

车联网平台以真实的车辆、道路、环境等实时动态数据为核心基础，结合已有的交通相关系统基础设施，为智能网联汽车、智能交通系统相关部门和企业提供共性基础服务，在向智能车辆提供有效地协同安全、效率信息的同时，更大程度上支撑整体交通治理水平提升，改善宏观交通环境。

在车路云一体化系统中，我们定义了涵盖全产业对象的三大类重点用户，即网联汽车、区域交通交管部门，以及产业链其他企事业单位，车联网平台将以这三类用户为核心服务对象，为其提供应用需求支撑，赋能产业发展。

网联汽车

既是车联网基础平台的数据来源，也是平台的服务对象，是车联网应用的核心用户。

针对车载终端、联网方式、应用需求的不同，平台可通过不同的触达方式为各类自动驾驶等级的网联汽车提供不同时延等级的感知、决策与控制类信息服务。

区域交通交管部门

是交通规划、道路建设与维护、交通秩序管理、交通执法、公交与客运管理等任务的责任单位。既是交通基础数据的提供方，也是车联网平台的主要用户。

平台可基于所采集、存储的动态交通数据，为其提供加强交通态势感知、信控优化、交通拥堵疏导、车辆违章自动发现、公交线路优化、“两客一危”管理、桥隧道路危险预警等时延敏感度较低的数据服务，还可以提供基于历史交通数据的交通规划、预测、分析等辅助决策能力服务。

产业链其他企事业单位

这是一个开放的用户群体，包含对交通大数据有需求的所有用户，比如汽车制造企业、共享出行提供商、交通咨询设计服务商、车险业务提供商、高校及科研机构等。平台可为此类用户提供高频度、细粒度动态交通数据，以及不同视角基于交通动态数据的汇聚类数据，最大程度发挥交通大数据网联化的产业成效。

由于面向的服务对象不同，对平台应用数据提出的时延、可靠性要求也不尽相同。比如，向智能网联车辆提供的协同感知和协同决策数据要求高可靠、低时延的特性，而面向交管部门提供的交通流大数据则对时延要求相对较低。基于这样的功能需求分析，车联网云基础平台将采用分层架构，由边缘云、区域云与中心云三级组成，形成逻辑相同、地理分散的云计算平台。以单城一个中心云，按交通管辖区域为服务范围的多个区域云的模式进行分布式部署。

三级云示意图

分层解耦，跨域共用

为了实现路侧基础设施与交通数据的跨域共用，并且在此基础上具备高可拓展延伸性，边缘云、区域云、中心云都采用了分层设计，独立解耦的特征。每级云都将实现一体化底座、领域标准件、标准化分级共享接口三个层级的功能解耦。

边缘云

边缘云是将低时延的业务从云端计算中心向边缘下沉，靠近道路端和车辆端，主要面向网联汽车提供增强行车安全的实时性与弱实时性应用基础服务。

边缘云一体化底座对网联车辆及智能化路侧设备进行动态数据实时性采集、标准化交互、高速缓存与实时处理，由边缘云领域特定标准件对多源时空数据进行同步和融合感知决策，通过边缘云标准化分级共享接口（4G/5G蜂窝网络或C-V2X直连通信），向特定区域内网联车辆提供服务（时延小于200ms），为智能路侧设施和应用平台提供能力输出。

区域云

区域云是部署在一定市辖范围内的云计算中心，连接辖区内多个边缘云，获取来自边缘云及相关系统的动态交通数据，支撑区域级交通融合感知、协同决策、协同控制、交通管控服务需求，主要面向交通运输和交通管理部门提供弱实时性和非实时性交通监管、执法等应用的基础服务，并向网联汽车提供提升行车效率性和环保性的弱实时性服务。

区域云一体化底座具备对所辖范围内的边缘云进行调度与管理的能力，区域云领域特定标准件生成交通流检测、道路交通信号控制、交通诱导、交通运行监测等交管决策所需的必要信息，生成安全、高效、环保的车辆路径规划内容，通过区域云标准化分级共享接口向政府职能部门的各类监测与管理平台应用提供所需信息，并且将在不具有边缘云的情况下，直接为网联车辆和路侧基础设施提供平台服务。

中心云

中心云以城市为单位，整合个市区内所有区域云的交通相关数据，对数据进行汇聚、存储与管理，主要面向交通决策部门、车企、交通企业及科研单位，提供宏观交通数据分析与基础数据增值服务。

中心云一体化底座将对所连接区域云进行数据抽取、汇聚、存储、深度分析处理及大屏展示，由中心云领域特定标准件对准实时及历史交通数据进行多维度整合处理，如交通发展规划、路侧感知质量分析、驾驶行为画像等，最终通过中心云标准化分级共享接口向交管部门、车企、出行服务商、车辆保险公司、高校等全产业链群体提供不同粒度、层级的交通大数据分析服务结果。

在上述三级架构中，服务范围依次扩大，服务实时性要求逐渐降低，体现了不同用户对网联应用的差异性要求。

车联网SaaS，基于共性探索特性

SaaS，Software as a Service，软件即服务。SaaS的服务对象是用户，它拥有一套完整的软件系统，可以直接为用户提供具体的服务。车联网云平台的设计重点就在于如何基于一套通用的数据源和基础计算平台，在满足智能网联汽车和交管部门普遍共性需求的前提下，差异化地提供特色服务。

我们将平台所支撑的应用类型归结为三大类：网联车辆赋能类、交通管理与控制类以及交通数据赋能类。

云平台应用类别

服务对象

服务内容

服务目标

网联车辆赋能类

智能网联车辆

边缘云——超视距危险预警、盲区碰撞预警、多车协同避障、路口多车协同、行驶车道建议、绿波通行、匝道汇入汇出引导等。

区域云——道路施工及交通事故提醒、节能榆树市车速引导、高效出行路径规划、停车位与充电桩引导、最优参考轨迹、车辆启停速度控制、特定区域强制接管、告诉节能巡航等。

安全、效率

交通管理与控制类

交通秩序管理部门

实施交通态势感知、交通事故评估、交通流量统计、交通拥堵分析、数字孪生、态势推演、交通流诱导、信控优化等。

效率、环保

公交与客货运管理部门

通过对居民出行特征和出行方式进行时空特征分析，协助编制公交线路和班次安排，优化公交运力配置，形成实时公交信息和公交出行建议，缓解路网压力。还可对辖区内客货运流量进行分析，协助规划客货运通道，对“两客一危”进行监管。

市政道路维护部门

监测区域内路面状态，生成道路维护方案，对道路破损、结冰、湿滑、遗撒等异常情况提供识别和预警，并生成应急维护方案。

城市规划部门

挖掘路网承载能力、路口负荷、交通生成量等关键指标数据，协助规划部门规划新的路段和路口。

交通数据赋能类

车企

为车企提供全生命周期质量分析，并通过分析驾驶行为，细分客户群体，为车辆设置提供建议，优化出厂配置，强化用户粘性，扩大车辆销售。

信息化

其他

汇聚、融合、深度挖掘交通大数据，向各类用户提供多样化的，具有前瞻意义的数据赋能服务。

多途径触达，形成商业路径闭环

车路云一体化系统的车、路、基础平台、支撑平台、应用平台、网络等都分数不同的主体。在建设前期，基本需要由政府引领投资，带动产业，而在初具规模之后就必须要形成系系统级的商业闭环，各主体有明确的权利、义务和盈利模式，保证整个系统健康运作、可持续发展。

车路云一体化系统商业闭环示意图

智能化道路基础设施作为动态交通数据的重要源头，由投资建设主体进行运维与运营，车联网云平台可以通过付费或数据等价交换的模式获取其感知数据。

车主或车辆所属平台（如出行服务公司）为了获取车联网基础平台服务，可以在平台注册并申请服务，在建立服务关系之后，车辆需要向平台提供基础动态信息以及国家政策法规强制要求的各类信息，同时也可以付费从平台获取所需的商业化信息数据服务，如安全预警、道路通行效率信息等，为网联汽车提供多样化、个性化的服务。有效信息可以通过APP、小程序、导航软件、车内声光电系统等多种途径触达终端消费者，全面覆盖新车和存量车市场。

此外，车联网云基础平台的兼容性和可扩展性是设计的重中之重，在未来长久的发展中，可以充分利旧，复用已有资源，在保证跨平台跨地域互联互通的基础上，同时可以满足应用领域不断的突破和创新，形成一个良性的商业闭环。

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