基于5G的平行增强交通方案

1、基于5G的平行增强交通方案技术创新，变革未来项目背景：智能网联新时代通过连接人、车、路等交通关键要素，构建高效、安全、绿色的智能网联交通环境，满足智能交通领域的多样化业务需求业 务 需 求安全类信息服务类交通效率类碰撞预警（V2V）路况提示（V2I）自动驾驶 （V2V、V2I、V2N）远程驾驶（V2N）交通路口红绿灯控制（V2I）自适应巡航（V2V）编队行驶（V2V、V2I、V2N）高精度地图智能导航（V2N）车载AR/VR（V2N）车况远程诊断（V2N）网 络 演 进自动驾驶网联4GV2V/V2I5G基站RSU4G核心网4G基站5G5G服务器MEC车联网车联业网务业平务台平台项目目标：构建新

2、型智能交通体系框架示范应用共 享化智能运 载工具打造全局动态的 交通管控系统建设数字化 智能交通基 础设施全方位数字化镜像映射动态实时性能监测交通网、信息网、能源网，三网合一实现一体化智能交通服务车联网完成智慧道路组网、车路云协同，实现全局动态的智能交通管控物联网完成传感信息采集、回传，实现海量交通数据的分析与共享新型智能交通体系框架交通基础设施数字化交通工具智能化交通管控系统一体化自动驾驶系统智能物流系统全局动态的智能管控海量数据汇聚与共享“车、路、人、云” 的一体化协同 + 智能驾驶交通工具 + 云平台镜像管控 = 平行增强交通世界（EPM）项目方案：车、路、云三重平行系统智能驾驶汽车5G

3、EPM路侧边缘计算云端平行系统车辆实时运行状态信息驾驶辅助信息基于5G的EPM系统由云端、路侧和车端三个层面的平行系统共同组成，由5G通信网络构成3个平行系统之间的数据连接云端平行系统：基于车端和路侧上行的数据，通过融合算法与模型构建，利用 AR技术和模拟驾驶技术，构建一套增强 的云端平行驾驶和交通管理系统环境重构模块驾驶辅助模块车辆实时运行状态虚拟交通环境模型车端视频路端视频远程驾驶信息AR显示模块驾驶模拟器交通管理监控主车视角自由视角交通管控信息上行接入控制下行数据控制云端逻辑 控制平台用户路侧边缘计算平行系统：基于5G通信基站搭建的 路侧边缘计算节点，依靠5G-V2X信息交互以及雷 达、

4、视觉等多源感知系统，共同构建路端的平行 交通系统虚拟交通环境 重构模块摄像头视频分析单元雷达雷达分析单元5G-V2X交互模块5G云端交互模块V2I算法模块视频流虚拟交通环境驾驶辅助信息虚拟交通环境交通设施交通设施 数据采集单元智能驾驶汽车端平行系统：基于自动驾驶的智 能交通运载工具，由感知子系统、交互子系统 以及驾驶子系统构成自动驾驶执行机构5G-V2X交互模块5G云端交互模块车端感知系统协作式驾驶安全辅助系统摄像头视频分析单元视频流远程驾驶 算法模块基本安全信息远程驾驶指令视频流V2X信息系统的三个部分之间通过5G进行信息交互， 5G的短时延和高带宽特性能够完全满足EPM 系统的大量传感器、

5、视频以及指令数据的传递项目创新点：构建真实虚拟交通世界的数字镜像系 统ABD智能交通分层架构设计多层架构设计：业务应用层、平台层、 网络层、无线接入层。每一层都发挥 其独特优势为终端用户提供安全可信、 多样化、连续性的智能交通服务。多接入多业务场景的网络部署方案多接入网络部署：LTE-V2X、5G、V2V、V2I，为用户提供多种网络接入方式5G助力车联网业务：5G的低时延、大带 宽和高可靠性可以为车联网提供更加丰富 的服务，例如自动驾驶、远程驾驶、编队 行驶等。 智慧交通产品研发智慧交通通信设备及产品研发，包括C5G基站、路侧单元（RSU）、车载终端、边缘计算、高精度定位等设备。一体化云平台云

6、平台将融合服务资源、平台能力和运营 体系为一体，实现多方共享共用，降低全 生命周期成本，分摊风险，共创收益。依托5G网络将人、车、路、云实时联网，将信息数据搜集整合形成一个虚拟交通世界，与现实的交通世界“平行存在”创新点A：分层架构设计分层架构体系助力实现真实/虚拟交通世界数字镜像A虚拟交通世界：依托5G网络构建的三重平行系统，将人、车、路、云实时 联网，将信息数据搜集整合形成一个虚拟交通世界，与现实的交通世界 “平行存在”。镜像管控：基于云平台实现对道路、车辆、信息的全方位镜像管控，真正实现安全、高效、使用的交通运输模式。业务应用层：保留已有的Telematics业务，同时5G-V2X可以实

7、现自动驾驶、编队行 驶、高清视频传输等业务云平台层：打造一体化车联网平台，实现网络管理能力和网络能力开放等网络层：以基于5G的C-V2X为主，引入边缘云，降低网络传输时延；通过网络切片保 证不同的业务流服务能力无线接入层：通过对RSU进行快速、灵活部署以及蜂窝网的广覆盖，可提供车联网的 无缝连接，保证业务的多样性基础设施层：交通设施信息化，通过物联网完成全方位道路感知，实现动态实时监控路侧单元RSU网络层无线接入层5G/4G/3G/C-V2X无缝覆盖边缘云网络切片鉴权与认证云平台连接管理业务管理大数据分析业务应用层事故诊断辅助驾驶自动驾驶网络能力开放高清视频全方位道路感知基础设施层基础设施信息

8、化动态实时监测数 字 中 枢数字基础设施体系交通效率管理交通安全管控大数据分析信息娱乐服务创新点B：智能组网“多接入+边缘云+网络切片”B基于5G网络的多接入多业务场景网络部署方案多接入的混合组网方案面向Telematics业务的3G/4G网络面向辅助驾驶车路协同的LTE-V2X网络面向自动驾驶、远程驾驶、高清视频的5G网络5G网络助力超高可靠低时延业务MEC为车联网业务提供本地化数据处理能力， 降低网络时延网络切片为车联网打造专属网络资源，保证车 联网的业务流能力需求大带宽为车联网大数据量业务提供可行性和流 畅性大连接为车联网提供大连接数的业务保障RSUV2I (5.9GHz)V2P (5.

9、9GHz)V2V (5.9GHz)V2N (1.8GHz)eNB4G Cellular NetworkITS platformV2X-DirectV2X-Cellular5G + C-V2X高清视频远程监控车载AR/VR网 络 切 片缘 云核 心 云自动驾驶 MEC边多网融合提供高质量信息服务车路协同实现主动安全5G网络提供自动驾驶多样化业务 LTEFDD LTE（Resident）3G F2/F33G F1GSM 900/1800Priority 2Priority 1Priority 4Priority 23G/LTE LTE-V2XTDD创新点B（续）：智能组网“安全管控+5G高精度定位

10、”B基于5G网络的多接入多业务场景网络部署方案5G高精度定位助力车联网业务：将蜂窝定位 算法与惯性导航、地图相结合，获取高精度 定位信息，助力自动驾驶、编队行驶等车联 网业务端芯片防护硬件加密应用加密安全启动. .分域管理访问控制流量监测通信加密. .云身份认证业务隔离数据加密信息共享. .管Estimated locationAnt 1Ant 3Ant 2d1d3d2StatoinLocation Unit端管云全面安全管控：多技术全面保障端、管、云端信息安全终端加密芯片模组研发通信管道信息加密与业务安全隔离措施云端用户身份认证与鉴权车载传感+指纹惯导地图A-GPSGPSLTE创新点C：新型

11、智能交通通信设备研发C智慧交通产品研发C-V2X芯片Balong V2X 2018Q1 发布单芯片支持 PC5 and UuUu 接口高达 1.2Gbps 速率支持 Mode3 和 Mode4终端设备车载显示设备车载设备路侧设备高精度定位设备定位微基站网络侧定位系统室内定位单元MEC服务器5G基站创新点D：一体化云平台设计与研发D一体化云平台人机交互设备蜂窝通 信设备CAN通信设备集成式车载智 能终端面向智能网联驾驶的协同 编排一体化云平台生态服务智能交通自动/辅助驾驶网络管理能力：包括业务管理和连接管理网络能力开放：例如进行大数据分析拓展新的业务渠道；向第三方开展网络接入功能，允许第三方企业

12、进行业务定制任务1：协同创新服务服务场景设计以及业务仿真实现统一认证和 智能连接管 理技术任务2：协同创新服务平台分层架构及关键技术研究基于场景感 知的实时决 策技术多源数据采 集以及分析 挖掘技术协同服务能 力开放与编 排技术云平台安全 可信的服务 管控技术任务5：面向智能网联驾驶的协同创新场景实现以及应用示范智能化人机 交互关键技 术研究自动驾驶服务场景设计以 及业务编排算法实现智能交通服务场景设计以 及业务编排算法实现汽车应用服务链编排场景 设计及流程实现任务3：协同创新服务标准体系以及数据接口制定车与车车与云车与路云与网云与应用云与人内场研发孵化环 境外场研发测试环 境智能交通示范基地

13、智能网联示范基地任务4：基于面向智能网联的多网协同以及云网系统控制V2X 测试与典型场景研发云网协同控制接口开放与互联研发边缘计算与雾计算在智能网联驾驶中应用研究车载网关的安全 通信技术研究市场及应用分析EPM系统利用5G网络实现汽车、城市交通设施、人、云平台的信息高效合理的采集、处理和交互，扩展众多新功能信息资源在交通系统中合理的分配并使用，提供一个更节能、更安全、更舒适的移动体验，具备广阔市场前景远程执法5G网络传输车、路、人等多源感知数 据，行驶全程全息监控云端自由视角还原交通现场，自动分 析交通违法行为，提升交通违法行为 识别率实时下发违法警示，纠正不法行为， 提高交通系统安全性与效率

14、。自动驾驶开发测试EPM系统可以实现自动驾驶开发与实车 测试的无缝协同测试中心随机生成仿真感知数据，并构 建虚拟车端驾驶环境；真实车端通过5G 网络获取到模拟感知数据实现测试车辆与目标物在EPM系统中平 行共存，提升测试效率、场景真实性与 可信度潮汐现象导致共享汽车分布失衡，而 人力调度车辆成本巨大运营方可通过EPM车队平行驾驶和远 程驾驶辅助，少量人力即可实现车辆 在不同停放点的调度，显著提升共享 汽车运营效率。共享汽车调度与智能物流高精度3D地图动态更新车端通过感知定位控制技术，通过5G 网络实时上传地图信息云端通过地图认知与重建技术，辅以 加载高精度3D地图进行动态增量数据 更新实现基于

15、现场环境自动驾驶参数重配真实虚拟可行性分析依托国家政策与商业生态模式的双重动力，项目将按任务分阶段进行实施，具备高度可行性政策方面：5G技术、汽车强国已 成为我国战略焦点，已成为重要的 产业升级需求，本项目跨领域地融 合5G技术和智能汽车及智能交通技 术，具有充分的政策保障技术方面：在自动驾驶感知和决 策技术尚未完善成熟的阶段内，充 分利用成熟的线控技术与5G+C- V2X技术，与自动驾驶技术形成融 合。在现阶段技术条件下，相比单 车版无人驾驶更为安全和可靠，自 动驾驶技术应用与研发相互促进发 展，具有高度的可行性业务场景研究分为智能交通服务、自动驾驶、汽车应 用三类细化明确典型创新业务场景智

16、能网联协同创新服务场景设计以及业 务仿真实现01面向车联网的5G网络架构制定基于5G-V2X的演进路线，部署方案，完成多 形态设备研发C-V2X技术、云网一体化、网络信息安全、业务层 与跨层接口设计等推动3GPP、5GAA、CCSA、IMT2020等技术标准02EPM系统协同编排平台研究面向EPM系统场景的协同编排平台研发实现设备、用户、数据、通信的统一管理自动驾驶、智能交通和信息服务的支撑满足不同业务需求的多级平台架构设计探索接口、协议的标准化云网一体化，能力开放04智能驾驶关键技术研究高精度定位技术及其在智能驾驶中的应用研究从辅助驾驶到自动驾驶系统的软硬件研发、试 验验证及性能评估C-V2

17、X系统与车联自主式感知系统在智能驾驶 中的联合应用算法研究03EPM系统大数据共享及应用研究充分支撑EPM系统应用的大数据能力建设基于大数据的场景发现，用户需求发现与 精准服务大数据智能交通应用算法、协同驾驶算法研究05试验基地建设及业务应用示范国家智能网联试验基地共建5G-V2X业务应用示范联合车企共同开展5G-V2X合作项目，与自动驾驶、智能交通和信息服务结合，TSP平台和应用的结合，合作推动规模部署06收益分析序号子课题名称项目预算（万元）1面向EPM系统的5G网络架构及关键技术研究2402智能驾驶系统及关键技术研究3853试验基地建设及业务应用示范11504EPM系统协同编排平台研究1

18、1005EPM系统大数据共享及应用研究350预期收益评估从市场角度分析，预计2020年全球智能网联汽车总量将达到2.2亿辆，V2X市场规模将突破6500亿人民币；中国V2X用户将超过4000万，渗透率超过20%，市 场规模超过2000亿人民币以项目中高精度定位自主知识产权研发设备为例，目前在3年内累计销售产生的经济效益已远远超过项目投入自然年新增销售额（万元）新增利润（万元）201392533820144,3571,64720157,0842,026累计12,3664,011面向运营商有效提高5G网络容量和 时延，满足车联网应用 对未来移动通信技术的 需求为更好提供提速降费 服务奠定基础，保证

19、运营商网络可持续运营面向政府机构完成跨地域跨部门搜索、 挖掘和整合交通信息，打 破“信息孤岛”，实现广 泛深层资源共享提供有效信息支撑政府决 策，提升城市整体交通管理水平，达到高效、绿色、 便民出行国家战略意义项目产生的自主知识产 权标准提案、专利、设 备，形成新的技术群和 增长点，引领全球新一 代移动通信技术发展在项目执行过程中培养 锻炼出一批优秀的科研 人才队伍作为前瞻性科技体系， EPM与产业优势资源结合，能够提高科技成果转化率，加强整个科技创新价值链的形成，同时也促进科技产业 化和规模化，假以时日将会换来可观的经济效益和社会效益经济效益社会效益项目分5个子课题开展，预计一期总投入322

20、5万元项目成果1标准研究、设备研发及知识产权会议名称3GPP5GAACCSAIMT2020TIAAC-ITS5G FuTURE主要成果1个立项，多篇文稿1个立项担任车联网工 作组副组长，3 个立项担任定位工作 组组长，3个立 项课题担任副理事长， 参加工信部车 联网频谱试验担任副理事长，1个立项担任5G SG工 作组副组长， 多篇白皮书标准研究：深度参与国内外标准组织工作，并且担任重要角色设备研发：完成创新性设备研发，并且围绕其构建核心知识产权专利群，目前申请专利40余项，其中授权专利20余项创新研发“C-V2X辅助驾驶”原型系统，并获世博会新技术新产品创新奖银奖车载设备路侧设备车载显示设备联

21、合研发高精度室内定位系统，获得通信学会奖定位微基站网络侧定位系统室内定位单元系统架构硬件实现协议接口核心算法项目成果2学术影响力标准规范自主成果获奖情况推广国家项目 应用专著 论文无线定位原理与技术，人民邮电出版社运营商级高精度室内定位标准、 系统与技术（英文版），电子工 业出版社 出版专著2本通信学会科技进步三等奖广东省科学技术奖二等奖世界物联网博览会新技术新产品奖 发表论文30余篇 （SCI/EI索引15篇）A Comparative Study on Data Segregation for Mesoscopic Energy Modeling，Transportation Resear

22、ch Part D: Transport and Environment（SCI期刊）Application-oriented Performance Comparison of 802.11p and LTE-V in a V2V Communication System.，Tsinghua Science and Technology (SCI 期刊)Safety Analysis of Eco-Approach and Departure Application at a Signalized Corridor，Tsinghua Science and Technology (SCI 期

23、刊)Development and Evaluation of High Speed Differential Warning Application Using Vehicle-to-Vehicle Communication， Transportation Research Record (SCI期刊)Dynamic Lane Assignment Approach for Freeway Weaving Segment Operation，Transportation Research Record (SCI期刊)Safety, Mobility and Environmental Sustainabili