车路云一体化融合系统方案
云控系统是一个复杂的信息物理系统,该系统由网联式智能汽车与其他交通 参与者、路侧基础设施、云控基础平台、云控应用平台、保证系统发挥作用的相 关支撑平台以及贯穿整个系统各个部分的通信网等六个部分组成,其系统架构及组成如图所示。
从上述组成及组成部分之间的关系可以看出,云控基础平台是云控系统的中 枢,是汽车由单纯的交通运输工具逐步转变为智能移动空间和应用终端的产业化 核心所在。
云控基础平台
云控基础平台由边缘云、区域云与中心云三级云组成,形成逻辑协同、物理 分散的云计算中心。云控基础平台以车辆、道路、环境等实时动态数据为核心, 结合支撑云控应用的已有交通相关系统与设施的数据,为智能网联汽车与产业相 关部门和企业提供标准化共性基础服务
其中,边缘云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云控 应用基础服务;区域云主要面向交通运输和交通管理部门提供弱实时性或非实时 性交通监管、执法等云控应用的基础服务,并面向网联汽车提供提升行车效率和 节能性的弱实时性服务;中心云主要面向交通决策部门、车辆设计与生产企业、 交通相关企业及科研单位,提供宏观交通数据分析与基础数据增值服务。三者服 务范围依次扩大,后一级统筹前一级,服务实时性要求逐渐降低,但服务范围逐 步扩大。三级分层架构有利于满足网联应用对实时性与服务范围的各级要求
边缘云是云控基础平台中最接近车辆及道路等端侧的运行环境。从组成结构 上,主要包括轻量级基础设施和虚拟化管理平台、边缘云接入网关、计算引擎和高速缓存、边缘云领域特定标准件和标准化分级共享接口等组成部分。其总体框架如图所示。
汽车资源网
轻量级基础设施和虚拟化管理平台:底层为轻量级云计算基础设施,如内存 计算和网络接入资源;上层为轻量级云虚拟化管理平台,实现基础设施的虚拟化 和有效管理。
边缘云接入网关:包括路–云、车–云和云–云网关。其中路–云网关主要负责 将路侧雷达和摄像头等路侧感知设备的初步感知数据接入边缘云;车–云网关主 要负责将车端可上传总线
数据和车端感知数据接入边缘云;云–云网关,负责第三方平台接入融合感知所需的相关数据,如实时气象信息、高精度地图和交通信 号信息等,并负责边缘云之间和边缘云与区域云之间的数据交互。
高速缓存和计算引擎:高速缓存用以实现对获取的车路动态信息进行缓存, 并由计算引擎进行预处理完成基础计算;两者可以为实时性和弱实时性的云控应 用提供底层数据缓存与处理。
边缘云领域特定标准件:边缘云主要功能体现为一组领域特定标准件,通过 道路交通预见性感知和决策建议等基础服务,用于支撑盲区与超视距危险预警、 协同换道规划等云控应用功能建设。
区域云面向区域级交通监管与交通执法以及域内车辆等提供基础服务,是多 个边缘云的汇聚点。从组成结构上,主要包括基础设施和虚拟化管理平台、区域 云接入网关、计算引擎和存储分析引擎、区域云领域特定标准件和标准化分级共 享接口等组成部分。
基础设施和虚拟化管理平台:底层为云计算基础设施,如计算、存储和网络 资源;上层为云虚拟化管理平台,实现基础设施的虚拟化和有效管理。
区域云接入网关:包括路–云、车–云和云–云网关。其中路–云网关和车–云 网关的作用与边缘云相同;云–云网关,负责所需第三方平台相关信息,如实时 气象信息、交通管控信息等的接入,并负责区域云之间和区域云与边缘云、中心 云之间的数据交互。
大数据存储、大数据分析和计算引擎:大数据存储用以实现对边缘云缓存数 据和必要的路侧监控视频数据进行存储,利用大数据分析相关模型和计算引擎可 以支撑平台弱实时性和非实时性共性服务的分析与处理。
区域云领域特定标准件:区域云主要功能体现为一组领域特定标准件,通过 协同决策与控制和路网动态管控等基础服务,用于支撑云端最佳路径规划和区域 路网实时态势感知等云控应用功能建设。
中心云面向交通决策部门、车辆设计与生产企业、交通相关企业及科研单位, 基于多个区域云数据的汇聚,为其提供多维度宏观交通数据分析的基础数据与数 据增值服务。从组成结构上,主要包括基础设施和虚拟化管理平台、中心云接入 网关、计算引擎和数据仓库与大数据分析引擎、中心云领域特定标准件和标准化 分级共享接口等组成部分。