关键词：无线网络；大数据平台；车路协同系统；研究应用
引言
近年来，世界各国对智能化交通系统的研究越来越重视，我国一直在进行国家ITS体系框架、国家ITS标准体系等研究和试验，智能汽车、车路协同技术取得重要突破，部分成果达到国际先进水平，车路协同技术就是为了实现协同服务，给出行者提供安全、快速、便捷、高效用户体验。山东省高速公路通车里程目前已突破5200公里，齐鲁交通发展集团运营管理的高速公路达3200多公里。齐鲁交通发展集团以服务社会为宗旨，以改革创新为主线，必然要承担起更多社会责任，从智能化管理，协同服务角度出发，搭建车辆感知网络和数据支撑平台，为智能交通系统建立提供强有力技术保障。本文着重对基于无线网络和大数据平台的车路协同系统研究及应用。
1系统研究框架
1.1体系架构设计
本文研究和制定适合我国国情和交通行业需求车路协同系统构架，包括车路协同系统的物理架构、功能架构、信息架构、网络架构和面向用户服务架构。在明确体系架构后，对研究所涉及系统总体设计。包括车路协同技术应用系统物理结构设计、功能结构设计、信息流设计、网络结构设计和用户服务内容设计，所有设计要在车路协同总体架构指导下进行，实现我国车路协同架构的一个实际案例。
1.2接口标准与系统集成
信息交互标准是车路协同应用系统基础，为保证车路协同系统的可靠性、实用性和实时性，需要从应用需求出发点定义车路协同系统中各子系统之间数据量、实时性和可靠性要求。另外在信息交互标准制定中，必须为车路协同系统与其它交通系统、个人通信系统和商用移动通信系统信息交互预留接口，保证车路协同系统兼容性和完备可扩展性。
2关键技术研究
2.1信息处理层
信息处理层涉及大规模并行存储与处理技术、大数据分析技术、多源数据分层匹配处理技术、多源数据融合决策技术。交通行业可预测性服务技术。
2.2网络通信层
网络通信层研究重点在车辆运行过程中车内和车路实时、安全交互信息通信机制。其中交互信息包括车辆自身信息、车载终端采集信息、路况信息等。信息传递过程中需采用安全发送方式，车辆和路侧设备需实施隐私信息保护，通过多种通信技术融合利用，形成车内和车路间实时通信网络，满足应急提醒、增值信息服务、安全支付等应用需求。
2.3感知控制层
感知控制层所涉及关键技术为：（1）车路协同车辆节点智能综合感知技术。针对车路协同中车辆节点日趋智能化特点，需研究车辆节点智能综合感知技术，以实现实时掌握车辆自身运行状况，可及时、定向发布各类信息到车载智能终端，实现个性化用户服务功能。（2）车路协同智能路侧子系统关键技术，解决车路协同系统中道路安全状态采集、多源异构交通信息融合、交通信息快速发布等核心技术。
3服务应用开发与验证
3.1车路协同典型场景验证与测试
①交通信息发布与诱导。车路协同信息处理平台可以为车辆动态地提供最优路径诱导，减少车辆在路网中停留时间，避免交通拥挤，最终实现交通流在路网各路段合理实时动态分配。以车辆的最优路径规划为例，最优出行路径选择己经转化为时间依赖动态网络最短路径求解问题。
②服务区个性化服务。服务区信息发布是车路协同系统一个重要应用，可以提高服务区信息化、智能化管理水平，给交通参与者提供一种更加安全、舒适、方便、快捷和开放的服务区环境，实现服务区运行高效化、节能化、环保化。本文系统在建立的测试验证平台上对服务区特色产品与服务发布验证，以支撑服务区打开后实现本地特产信息推送，提高周边居民高速收益。在该测试用例中驾驶者可通过车路协同获得服务区车位数量、土特产、餐饮、物流货物配送、特色服务等信息，管理部门可以通过车路协同实现服务区诱导和快速支付等应用。
③基于车路协同通行卡移动支付用例测试。应用平台与各类高速公路内服务区消费商户对接，提供面向高速服务区通行卡消费应用。应用平台可对接加密机或PSAM，实现对通行卡的实时联机扣费。该支付模型可进一步向加油站、旅游景区等场景推广。
3.2车路协同应用集成设计
①车路协同测试验证环境设计与建立。本文中主要构建一个结构合理、功能完善车路协同测试验证环境，对车路协同系统各项功能和关键技术指标全面测试。为后续开展系统功能测试基础和前提条件。
②车路协同络拓朴结构设计布局。为验证车路协同方案中车路网及多模式协同通信等关键技术车路协同，在实车实路环境中需要搭建全方位立体多制式通信网络及管理平台，对车路协同网络涉及WIFI、3G/4G、DSRC等通信拓扑、覆盖、容量等规划和部署。
3.3设备与应用软件开发
①研发实现车路协同集成式智能车载单元。车载单元包括车载信息单元通信、人机界面、安全认证等主要功能模块，硬件功能架构图如下(图1)：
图1 核心设备硬件功能架构图
通过对智能车载单元开发可实现对电信、交通、个人多方资源整合，实现低成本、大范围、多赢商业模式。具体实现方式为：一体式采用单一设备实现图1中所有功能，分体式灰色背景部分可由手机、车机等独立设备提供，独立设备通过蓝牙接入OBU交换网，实现与ETC DSRC功能的整合。
②研发实现车路协同智能路侧单元。路测单元应支持海量服务信息存储与管理，能够作为边缘控制节点，接受应用平台下发信息数据，并按照优先级和面向用户群，选择性推送给接入车载单元。车路协同路侧单元与普通ETC收费路侧单元主要差别在于对信息边缘计算和处理能力。
③智慧高速应用与大数据云平台。建立基于车路协同的信息服务和车辆管理体系，为用户提供交通诱导、便捷支付、服务区信息推送等服务，减少因汽车故障引起交通事故，提高事故救援效率，降低交通事故经济损失。通过大数据对海量车辆信息和行车信息分析，为高速公路车辆行驶提供贴近实际建议。
4结语
基于无线网络和大数据平台的车路协同系统，能够较好的实现对车辆、道路的大数据采集，并通过大数据平台和信息发布渠道，引入各类第三方应用开发商，打造沿高速公路带互联网+生态链。实现面向企业、沿途商品供应商、互联网应用后向商业模式。从社会意义而言，普遍化的交通路况采集和出行服务，是缓解拥堵，绿色出行基础，对增进社会和谐有重要意义，在国内将成为车路协同应用标杆，具备广阔智能交通应用前景。
参考文献
[1]郭伟.基于电磁导航的车路协同仿真系统研究[D].上海交通大学,2012.
[2]王宗暐.智能路侧系统在车路系统技术中的应用[J].中国市政工程，2013（4）.
作者简介：童星（1986-），男，汉族，江苏省徐州市人，研究生，从事高速公路信息化工作。
论文作者:童星
论文发表刊物:《科技新时代》2018年3期
论文发表时间:2018/6/6
标签：系统论文; 信息论文; 服务区论文; 车辆论文; 交通论文; 数据论文; 架构论文; 《科技新时代》2018年3期论文;