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★中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司北京市分公司 張旭，張?zhí)煸怖冢吆５?nbsp;

★國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心 梁浩 

1　目標(biāo)和概述 

1.1　方案背景 

 “新基建”政策的提出，催化了中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展， 帶動了產(chǎn)業(yè)革命。車聯(lián)網(wǎng)作為新基建重要方向之一，目 前已成為國家戰(zhàn)略，政策持續(xù)加碼，相關(guān)的國家級指導(dǎo) 建議明確表示要促進(jìn)“5G+車聯(lián)網(wǎng)”協(xié)同發(fā)展。

 智慧交通正從信息化向智能網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)變，智慧公路 的建設(shè)是智慧交通的重要環(huán)節(jié)，而“云-網(wǎng)-邊-端”也逐 漸成為智慧公路新一代的技術(shù)架構(gòu)。在新技術(shù)架構(gòu)中， “邊”的作用越發(fā)突顯，應(yīng)用場景也越來越廣泛。當(dāng)前 車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較為迅速，但智能駕駛、無人駕駛等技術(shù)的 應(yīng)用給交通管理和人身安全帶來新的挑戰(zhàn)，安全問題日 益凸顯，不僅包括網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)安全，還包括車輛運(yùn)行安 全、司機(jī)及乘客人身安全等。

 1.2　方案概述

 隨著車路云一體化智能網(wǎng)聯(lián)汽車的高速發(fā)展，新業(yè) 態(tài)、新技術(shù)和新產(chǎn)品大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，對超強(qiáng)算力、低 傳輸時(shí)延以及專業(yè)運(yùn)維、運(yùn)營等提出了更高要求。國家 智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心與北京聯(lián)通結(jié)合雙方各自技術(shù)優(yōu) 勢強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，通過5G混合組網(wǎng)模式將UPF下沉至太和 橋園區(qū)，以邊緣云MEC的新型計(jì)算方式，構(gòu)建面向創(chuàng) 新中心車路云一體化架構(gòu)的云邊網(wǎng)模式。該模式由運(yùn)營 商提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)保障能力和云計(jì)算運(yùn)維能力，集約化 運(yùn)營運(yùn)維5G網(wǎng)絡(luò)和MEC邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，大幅降低了前 期項(xiàng)目建設(shè)成本及后期運(yùn)維壓力。 

優(yōu)化終端與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，將算力更多的放置在路側(cè) MEC邊緣智能一體機(jī)上，通過MEC邊緣智能一體機(jī)與 5G網(wǎng)絡(luò)適配，實(shí)現(xiàn)路側(cè)算力與邊緣、核心側(cè)算力的有 效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)車、網(wǎng)、云的協(xié)同。 

（1）通過5G Uu傳輸解決PC5傳輸速率的瓶頸， 大大提升反應(yīng)速度和感知效果； 

（2）大幅降低RSU的建設(shè)及后期維護(hù)成本與維護(hù) 難度； 

（3）高算力MEC邊緣智能一體機(jī)的驗(yàn)證示范，還 可以結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域以外的更多應(yīng)用場景，將邊 緣算力進(jìn)一步下沉，與運(yùn)行商多模式行業(yè)專網(wǎng)的適配組 合結(jié)合，為智慧城市、智慧園區(qū)、智慧工廠等不同應(yīng)用 場景提供安全可靠的算力終端服務(wù)，實(shí)現(xiàn)算力賦能最大 化、算力價(jià)值最大化。

 該方案設(shè)計(jì)理念的推演如圖1所示。

 圖1 設(shè)計(jì)理念 

2 方案介紹 

2.1　項(xiàng)目實(shí)施園區(qū)建設(shè)規(guī)劃 

擬針對太和橋基地N86、N87兩個(gè)地塊進(jìn)行規(guī)劃， 打造智慧園區(qū)和車聯(lián)車控測試實(shí)驗(yàn)室，如圖2所示。 

（1）聯(lián)通在園區(qū)建設(shè)室外5G基站和室內(nèi)5G分布 系統(tǒng)； 

（2）四套路側(cè)設(shè)備接云控平臺，由前沿共性技術(shù) 事業(yè)部、云控平臺事業(yè)部、整車事業(yè)部等共同研發(fā)使 用； 

（3）網(wǎng)絡(luò)接入園區(qū)機(jī)房，電力與路燈分兩路使 用，預(yù)留點(diǎn)位均留接線井，供后期拓展； 

（4）園區(qū)地圖需要采集和繪制下發(fā)； 

（5）路側(cè)感知點(diǎn)位布置，總共4根桿，均為與路 燈多桿合一型式。N87西北角兩個(gè)桿件、東北角兩個(gè)桿 件安裝4套完整設(shè)備； 

（6）RSU數(shù)量：4臺，MEC：4臺，配電箱：4 臺，AI攝像頭8個(gè)，低時(shí)延攝像頭8個(gè)，毫米波雷達(dá)8 個(gè)，雷視一體機(jī)4個(gè)，激光雷達(dá)8個(gè)，信號機(jī)4臺。另外 預(yù)留10處點(diǎn)位電源與通信條件位置。 

 圖2 園區(qū)建設(shè)規(guī)劃圖 

2.2　整體功能架構(gòu) 

云控基礎(chǔ)平臺基于《車路云一體化融合控制系統(tǒng)》 白皮書，采用“邊緣云-區(qū)域云-中心云”三級架構(gòu)，三 級云服務(wù)范圍依次擴(kuò)大，對服務(wù)的實(shí)時(shí)性要求逐漸降 低。其整體功能架構(gòu)如圖3所示。

 圖3 整體功能架構(gòu)圖 

2.3　網(wǎng)絡(luò)方案 

基于智能網(wǎng)聯(lián)汽車未來應(yīng)用場景的需要，以及智 慧園區(qū)實(shí)際功能要求，結(jié)合聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò)自身特點(diǎn)及優(yōu) 勢，本項(xiàng)目采用5G混合組網(wǎng)模式，如圖4所示。 

圖4 5G混合專網(wǎng)示意圖 

（1）數(shù)據(jù)不出園區(qū)：通過部署專用UPF網(wǎng)元，實(shí) 現(xiàn)客戶本地?cái)?shù)據(jù)靈活分流，業(yè)務(wù)安全隔離；

 （2）超低時(shí)延：網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延<15ms，部分場 景下時(shí)延<10ms； 

（3）安全優(yōu)勢：提供網(wǎng)元級容災(zāi)安全保障，電信 級安全策略，支持?jǐn)?shù)據(jù)加密、二次鑒權(quán)認(rèn)證； 

（4）靈活自服務(wù)：提供網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、業(yè)務(wù)管理、 用戶策略配置（黑白名單、IP地址分配、DNN、QoS 等）等靈活自服務(wù)能力。

 車路協(xié)同數(shù)據(jù)流：專網(wǎng)UE—>5G基站/室分—>專 網(wǎng)UPF/MEC—>運(yùn)控平臺；

 專網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)流：專網(wǎng)UE—>5G基站/室分—>專 網(wǎng)UPF/MEC—>企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用；

 園區(qū)訪客用戶數(shù)據(jù)流：訪客UE—>5G基站—>聯(lián)通 公眾網(wǎng)絡(luò)UPF/MEC—>互聯(lián)網(wǎng)。

 2.4　功能介紹 

（1）RSU算力剝離至MEC，使功能分工更明確

 RSU專注V2X無線鏈路數(shù)據(jù)傳輸，算力交給高可靠 可擴(kuò)展成熟的MEC更能發(fā)揮兩者的各自優(yōu)勢，極大地 降低兩者的工程建設(shè)維護(hù)成本和運(yùn)維成本。云邊網(wǎng)模式 為雷達(dá)、攝像機(jī)等感知數(shù)據(jù)的采集和信號燈等執(zhí)行設(shè)備 控制的工程施工提供有線和5G無線方式安裝選擇。云 邊網(wǎng)模式低傳輸時(shí)延下的算力更集中，可以移除通常方 案不必要的中間節(jié)點(diǎn)，甚至有線施工可采取端到端直連 模式，可靠程度更高，維護(hù)更便捷。在有線施工不便場 合可以直接采用5G傳輸模式，可極大地降低施工難度 和成本。 

從端到端時(shí)延數(shù)據(jù)測量評測到跨運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)切換實(shí) 驗(yàn)，太和橋園區(qū)云邊網(wǎng)模式為智慧園區(qū)車路云一體化典 型應(yīng)用探索提供數(shù)據(jù)支持，為運(yùn)營商5G車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)云 邊網(wǎng)應(yīng)用模式提供實(shí)踐支持，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合運(yùn)營和 聯(lián)合商業(yè)項(xiàng)目落地提供范例支持。

 （2）安全預(yù)警平臺 

為了解決自動駕駛汽車存在車輛無法自主決策， 以及現(xiàn)場操作環(huán)境惡劣、危險(xiǎn)性高、人類駕駛員成本 高，或者駕駛員出現(xiàn)異常情況等問題，示范園區(qū)搭建基 于5G遠(yuǎn)程駕駛系統(tǒng)體驗(yàn)區(qū)。5G遠(yuǎn)程駕駛系統(tǒng)是由無人 車、5G/MEC網(wǎng)絡(luò)、車路協(xié)同服務(wù)平臺、遠(yuǎn)程駕駛云平 臺等組成的人車協(xié)同共駕系統(tǒng)，是利用5G低時(shí)延、大 帶寬和高可靠性的特性，實(shí)現(xiàn)對車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程 遙控，提高了車輛運(yùn)行的安全性和運(yùn)營成本等。安全預(yù) 警平臺展示圖如圖5所示。

圖5 安全預(yù)警平臺展示圖

 （3）云控平臺 

車輛運(yùn)行過程中，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對車輛運(yùn)行狀態(tài)信息的 監(jiān)控，包括車速、位置、視頻監(jiān)控以及行駛軌跡，如圖 6所示。當(dāng)車輛出現(xiàn)故障時(shí)，可進(jìn)行遠(yuǎn)程接管。 

圖6 云控平臺展示圖 

2.5　前沿技術(shù)研究

 智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng):面向數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、智 能網(wǎng)聯(lián)汽車與未來交通體系建設(shè)，研發(fā)ICV 信息物理系 統(tǒng)發(fā)布《智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)2.0》， 全面支撐系統(tǒng)落地； 

智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)平臺：研發(fā)基于智能網(wǎng)聯(lián)汽車技 術(shù)平臺，推動中國方案的智能網(wǎng)聯(lián)汽車物理化實(shí)現(xiàn)，通 過開源牽動產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同攻關(guān)，帶動智能網(wǎng)聯(lián)汽車各層 級的關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，形成完善的中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和測試評價(jià)體系；

 車用操作系統(tǒng)：自主可控智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)是軟件定義汽車時(shí)代突破卡脖子關(guān)鍵技術(shù)的研究核心工作 之一創(chuàng)新中心致力于建成未來國際化領(lǐng)先的車用操作系 統(tǒng)生態(tài)體系； 

基礎(chǔ)算法協(xié)同研究：面對自動駕駛開源算法分布松 散、測試驗(yàn)證手段模糊、可信試驗(yàn)數(shù)據(jù)短缺和工程落地 性能陡降的共性難題通過建設(shè)行業(yè)共享共用的基礎(chǔ)算法 協(xié)同研究平臺，打通從開源算法到半開源算法到商業(yè)算 法的流程環(huán)節(jié)；

 信息安全：打造信息安全基礎(chǔ)平臺，為國家安全監(jiān) 管、行業(yè)安全檢測和企業(yè)安全運(yùn)營提供支撐解決行業(yè)互 聯(lián)互通身份認(rèn)證和安全信任問題，構(gòu)建信任服務(wù)平臺， 為V2X業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支撐；

 預(yù)期功能安全：安全是智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核 心，智能駕駛汽車引發(fā)的安全問題中，主要源于預(yù)期功 能安全問題，當(dāng)前還未有完備有效的SOTIF解決方案。 

場景仿真等測試技術(shù)：采集大規(guī)模數(shù)據(jù)、多維度仿 真測試、建設(shè)場景庫云平臺構(gòu)建中國方案場景庫及測試 技術(shù)體系。

 3　代表性及推廣價(jià)值 

 智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車與移動通信、人工智能、云 計(jì)算等新一代電子信息技術(shù)的相互結(jié)合與融合創(chuàng)新，其 高效、安全、可控的“車路”與“云網(wǎng)”結(jié)合是一個(gè)重 要的技術(shù)課題。目前在無人駕駛示范區(qū)所采用的路網(wǎng)結(jié) 合方式是EUHT的組網(wǎng)模式，雖然在網(wǎng)絡(luò)性能上與運(yùn)營 商5G網(wǎng)絡(luò)接近，但是在未來商用階段網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重復(fù) 投資建設(shè)與運(yùn)維的重復(fù)投入，以及與“人車路”端既有 移動通信需求的兼容都是存在一定問題的。

 基于5G行業(yè)專網(wǎng)下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范驗(yàn)證，充 分利用5G網(wǎng)絡(luò)切片能力和MEC的強(qiáng)大算力實(shí)現(xiàn)示范區(qū) 內(nèi)真正意義的智能網(wǎng)聯(lián)，并將為今后智能網(wǎng)聯(lián)汽車商用 打造堅(jiān)實(shí)的技術(shù)底座。

 3.1　應(yīng)用示范規(guī)模

 針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車5G行業(yè)專網(wǎng)聯(lián)合技術(shù)創(chuàng)新示范 驗(yàn)證的成果將廣泛應(yīng)用到中國聯(lián)通和國汽（北京）智能 網(wǎng)聯(lián)汽車研究院有限公司已在實(shí)施或交付項(xiàng)目中的技術(shù) 迭代升級，以及北京、江蘇、海南、天津等其他省市國 汽（北京）智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究院有限公司正在參與的智 能網(wǎng)聯(lián)汽車項(xiàng)目中。 

3.2　創(chuàng)新示范效應(yīng)

 在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進(jìn)程中，測試評價(jià)與示 范運(yùn)行作為其中的關(guān)鍵一環(huán)，已得到國家部委、地方政 府及企業(yè)單位的高度重視，并積極推動和落實(shí)智能網(wǎng)聯(lián) 汽車示范區(qū)規(guī)劃建設(shè)。 

聯(lián)通與國汽智聯(lián)共同打造的打造的智能網(wǎng)聯(lián)汽 車5G行業(yè)專網(wǎng)聯(lián)合技術(shù)創(chuàng)新示范驗(yàn)證園區(qū)，是面向智 能網(wǎng)聯(lián)示范區(qū)、圍繞智慧出行，提供車路協(xié)同服務(wù)方案 和產(chǎn)品，5G智慧園區(qū)、5G智慧文旅、5G MEC邊緣智 能一體機(jī)等。通過滿足智慧出行的需求，突破智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)5G、網(wǎng)絡(luò)切片、大數(shù)據(jù)、云邊 計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智 慧交通產(chǎn)業(yè)的深度融合，促進(jìn)跨產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，契合 國家“交通強(qiáng)國”戰(zhàn)略目標(biāo)。

 圖7 中國聯(lián)通參與的智慧交通項(xiàng)目

 3.3　商業(yè)價(jià)值 

技術(shù)路線方面，發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車有單車智能和網(wǎng) 聯(lián)智能兩種技術(shù)路徑，靠“單車智能，網(wǎng)聯(lián)為輔”的技 術(shù)路線還有很多問題和難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)安全、可靠的自動駕 駛道路還有很長時(shí)間。而“網(wǎng)聯(lián)為主，單車智能為輔” 的技術(shù)路線基于我國在5G、基礎(chǔ)設(shè)施以及互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng) 域的綜合優(yōu)勢，將在中國具備更好的發(fā)展土壤。可以肯 定的是，基于5G的車路協(xié)同技術(shù)將成為未來智能出行 的基礎(chǔ)。 

平臺方面，國外幾大自動駕駛平臺建立時(shí)間較早， 但多以芯片控制車企底層算法為主，將侵犯車企的利益 與技術(shù)核心，且大都未打開中國市場；國內(nèi)百度Apollo 平臺旨在打造自動駕駛生態(tài)，但接入車企以乘用車為 主，且由于百度擁有自有自動駕駛算法、車輛，因此L4 級及以上無人駕駛車企接入平臺寥寥無幾；禾多科技軒 轅平臺最大優(yōu)勢在于致力于從軟件到硬件的全棧開發(fā)， 與百度Apollo相似。

 基于5G行業(yè)專網(wǎng)環(huán)境的智能網(wǎng)聯(lián)汽車聯(lián)合技術(shù)創(chuàng) 新示范驗(yàn)證商業(yè)模式：

 雙方聯(lián)合出資打造車側(cè)、路側(cè)、網(wǎng)絡(luò)、云端環(huán)境， 支持?jǐn)?shù)據(jù)開放，及與聯(lián)通平臺和車端的對接聯(lián)調(diào)，后續(xù) 投入市場應(yīng)用收入由雙方按照一定比例分成。

 共同研發(fā)認(rèn)證基于5G網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)用戶側(cè)的MEC邊 緣智能一體機(jī)，為多種場景提供邊緣側(cè)算力服務(wù)模式， 共同為目標(biāo)客戶提供技術(shù)服務(wù)。

 以太和橋園區(qū)為實(shí)驗(yàn)場，打造5G智慧園區(qū)場景案 例，除滿足自身業(yè)務(wù)需求外，結(jié)合雙方各自技術(shù)優(yōu)勢形 成強(qiáng)自主、高可控、重創(chuàng)新的新型5G智慧園區(qū)服務(wù)， 雙方互為供應(yīng)商在各自市場空間拓展實(shí)施。技術(shù)路線方 面，發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車有單車智能和網(wǎng)聯(lián)智能兩種技術(shù) 路徑，靠“單車智能，網(wǎng)聯(lián)為輔”的技術(shù)路線還有很多 問題和難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)安全、可靠的自動駕駛道路還有很長 時(shí)間。而“網(wǎng)聯(lián)為主，單車智能為輔”的技術(shù)路線基于 我國在5G、基礎(chǔ)設(shè)施以及互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的綜合優(yōu)勢， 將在中國具備更好的發(fā)展土壤。可以肯定的是，基于 5G的車路協(xié)同技術(shù)將成為未來智能出行的基礎(chǔ)。

 平臺方面，國外幾大自動駕駛平臺建立時(shí)間較早， 但多以芯片控制車企底層算法為主，將侵犯車企的利益 與技術(shù)核心，且大都未打開中國市場；國內(nèi)百度Apollo 平臺旨在打造自動駕駛生態(tài)，但接入車企以乘用車為 主，且由于百度擁有自有自動駕駛算法、車輛，因此L4 級及以上無人駕駛車企接入平臺寥寥無幾；禾多科技軒 轅平臺最大優(yōu)勢在于致力于從軟件到硬件的全棧開發(fā)， 與百度Apollo相似。 

基于5G行業(yè)專網(wǎng)環(huán)境的智能網(wǎng)聯(lián)汽車聯(lián)合技術(shù)創(chuàng) 新示范驗(yàn)證商業(yè)模式：

 雙方聯(lián)合出資打造車側(cè)、路側(cè)、網(wǎng)絡(luò)、云端環(huán)境， 支持?jǐn)?shù)據(jù)開放，及與聯(lián)通平臺和車端的對接聯(lián)調(diào)，后續(xù) 投入市場應(yīng)用收入由雙方按照一定比例分成。

 共同研發(fā)認(rèn)證基于5G網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)用戶側(cè)的MEC邊 緣智能一體機(jī)，為多種場景提供邊緣側(cè)算力服務(wù)模式， 共同為目標(biāo)客戶提供技術(shù)服務(wù)。

 以太和橋園區(qū)為實(shí)驗(yàn)場，打造5G智慧園區(qū)場景案 例，除滿足自身業(yè)務(wù)需求外，結(jié)合雙方各自技術(shù)優(yōu)勢形 成強(qiáng)自主、高可控、重創(chuàng)新的新型5G智慧園區(qū)服務(wù)， 雙方互為供應(yīng)商在各自市場空間拓展實(shí)施。

 3.4　社會效益 

車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)給社會出行體系帶來顛覆性改變，創(chuàng)造 巨大社會效益。 改善交通流量。

當(dāng)CACC（協(xié)同式自適應(yīng)巡航控 制）普及率達(dá)50%時(shí)，公路交通容量可平均提高22%。 在CACC全面普及的情況下，交通容量的提升率預(yù)計(jì)在 50%~80%。 

減少碰撞事故。V2X通信可提高車輛在視距范圍 之外的傳感能力，車聯(lián)網(wǎng)前期發(fā)展階段駕駛輔助、部分 自動駕駛、有條件自動駕駛可減少汽車交通安全事故 50%~80%，提升交通通行效率10%~30%。

 減少溫室氣體排放。自動駕駛汽車將顯著降低溫室 氣體排放，改善交通流量、減少損耗并降低燃料消耗。 因?yàn)樽詣玉{駛汽車將減少車輛低速行駛的頻次，從而顯 著降低燃料消耗（28%），減少空氣污染和二氧化碳排 放量（近20%）。

摘自《自動化博覽》2023年第2期暨《邊緣計(jì)算2023專輯》